地中海曾是沙漠？墨西拿期蒸发岩的神秘历史

地中海，这片古老的海域，自古以来就是文明的交汇点。然而，在地球漫长的历史中，这片海域并非一直如我们今天所见的那般碧波荡漾。大约在530万年至580万年前的墨西拿期（Messinian Age），地中海经历了一段极为戏剧性的地质变化：它曾一度干涸，变成了一个庞大的盐漠，而后仅在两年左右的时间内又重新变为汪洋。本文将带领读者穿越时空，探索这一奇特的地质事件，了解墨西拿期蒸发岩的形成过程，以及地中海从海洋到荒漠再到海洋的惊人转变。

墨西拿期是中新世的第六个阶段，其名称源自意大利西西里岛的墨西拿。这个时期最显著的地质事件就是“墨西拿盐度危机”（Messinian Salinity Crisis, MSC）。MSC是地中海在中新世晚期发生的一次极端环境事件，其标志是海水的剧烈蒸发和大量盐类的沉积。

MSC的触发因素之一是直布罗陀海峡的关闭。地质学研究表明，在墨西拿期期间，构造运动导致直布罗陀海峡变得狭窄甚至完全封闭。这一封闭阻断了大西洋与地中海的水交换，使得地中海成为一个封闭的海盆。与此同时，全球气候变化导致的海平面下降进一步加剧了地中海的封闭效应。封闭的地中海盆地无法从大西洋获得足够的海水补充，而地中海地区的高温和干旱气候又使得蒸发速率大大增加。结果，地中海的水量迅速减少，最终大部分地区变成了一个巨大的盐田。在MSC期间，地中海的干涸过程持续了大约60万年之久。这段时间里，地中海从一个生机勃勃的海洋生态系统转变为一个干燥、炎热的荒漠。科学家们通过研究地中海底部的沉积岩，发现了大量的蒸发岩层，这些岩层为我们提供了这一地质事件的重要证据。

蒸发岩是一种通过水体蒸发使盐类物质沉淀而形成的沉积岩，包括石膏、硬石膏、石盐和钾盐等矿物。在地中海的蒸发岩层中，石膏和硬石膏是最常见的矿物。这些矿物的形成需要极端的蒸发环境。当海水蒸发时，溶解在水中的盐类物质会逐渐浓缩并沉淀。首先沉淀的是碳酸盐矿物，如方解石；接着是石膏和硬石膏，最后是石盐和钾盐。在地中海盆地底部，科学家们发现了这些不同类型的蒸发岩层，这些岩层记录了地中海干涸和蒸发的过程。

MSC的结束标志着地中海重新被大西洋的海水填满。这一事件被称为“赞克尔期洪水”（Zanclean Flood），它发生在大约530万年前。直布罗陀海峡的重新打开，使得大西洋的海水以惊人的速度涌入地中海，形成了一条落差达三千米的巨型瀑布，重新塑造了这一地区的地貌和生态系统。赞克尔洪水涌入的过程极为迅速和剧烈。地质学家推测，这次洪水可能在短短两年左右的时间内将地中海盆地重新填满。洪水的力量极其巨大，它不仅冲刷掉了大量的沉积物，还重新塑造了地中海的地貌。海水的重新注入使得地中海从盐漠恢复为一个生机勃勃的海洋生态系统。

然而，关于“赞克尔期洪水”的爆发是否有强有力的证据支撑呢？过去，人们早已粗略地识别出直布罗陀地区存在大规模下切谷，但对下切谷的发育时期存在争论。现今，地质学家们对更新的钻井和地震数据进行研究，发现直布罗陀海峡两侧显示出超过250米深的切割。研究结果表明，在洪水早期阶段，水流和切割之间的反馈表明流量约为108立方米每秒（比现在的亚马逊河高三个数量级），切割率超过每天0.4米，海平面上升的速度超过10米每天，90%的海水在几个月到两年的短时间内转移。

直布罗陀弧区的地质图和水深测量图 （左）

直布罗陀海峡侵蚀通道的证据（右）

（Fig.2a与Fig.2b显示了剖面位置，分别对应右图a和b，红色叠加层与红线显示了下切谷的规模。在剖面a中，两个v型峡谷在前赞克尔地层的土黄色基底中凿出了一个塔尔提苏斯潜山，下切谷中充满着源于基底的B-R复理石地层的角砾。在剖面b中，一个巨大的u型下切谷切穿了墨西拿阶侵蚀面（MES））

墨西拿期的蒸发岩和地中海的荒漠化是地球历史上一个引人入胜的篇章。这段历史不仅揭示了地中海的剧烈变化，还展示了地质过程如何塑造我们的地球环境。通过对这一时期的深入研究，科学家们不仅拓展了我们对地质历史的理解，还为应对未来的环境变化提供了重要的科学依据。墨西拿期的故事提醒我们，地球的历史充满了变迁和惊喜。今天的地中海风光旖旎，但在几百万年前，它却曾是一个令人难以想象的荒漠。通过科学的探索，我们不仅能够揭开这些古老的秘密，还能更好地珍惜和保护我们赖以生存的美丽星球。