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南极洲 冰天雪地，寒风凛冽，荒芜死寂。 这是南极洲留给人类的第一印象。 南极洲作为世界上的第五大洲，约有98%的陆地被平均厚度1.9千米的冰层覆盖。全洲气候酷寒，空气干燥，是风暴最多、风力最大的陆地，有素“白色荒漠”之称。 南极洲 然而，在地球几十亿年的演化历程中，这片冰封的南方大陆，并不都是与冰雪和寒风为伴。这里也曾经到处都是葱郁的森林、绚烂的鲜花和各种各样的动物，是一片生机盎然的生物乐园，与今天严酷的气候完全不同！ 南极洲二叠系、三叠系、始新统地层中广泛的煤层以及各种动植物化石，向世人诉说着南极洲曾经温暖湿润气候的环境。 南极洲植物化石 在距今9000多万年前的白垩纪中期，南极洲的全年平均温度约为12C°，夏天平均温度高达19C°，如此温暖的气候意味着当时的南极没有厚达数千公里的冰盖，尽管存在4个月的极夜，大量降雨也足以支持茂密的植被覆盖南极洲大多数地方。 因此，在南极洲这片辽阔的大陆上，森林和沼泽广泛分布，恐龙自由徜徉，缤纷多彩的植物野蛮生长，甚至棕榈树遍布南极洲的海岸，完全是一派热带风情。 9000年前南极洲想象图 那么，这样一个生机盎然的生物乐园，是如何变成如今寒冷严酷的冰雪世界的呢? 南极往事 全球海陆变迁图 南极大陆的形成可追溯到3亿年前的石炭纪。从石炭纪晚期至早侏罗世全球大陆板块汇聚在一起形成泛大陆。 1.7亿年前，泛大陆解体为两部分，北方为劳亚古陆，南方为冈瓦纳古陆。此时北大西洋开始裂开，大约在5000万年前，北大西洋与北冰洋彻底贯通，北方的劳亚大陆彻底分裂为北美大陆和欧亚大陆。 1.7亿年前海陆分布图 1.5亿年前，冈瓦纳大陆开始裂解。到了白垩纪，印度板块与非洲板块分离并向北运动，印度洋开始形成；南美洲与非洲分离，其间形成南大西洋。 与此同时，南极洲与非洲分开并向南运动，最终在距今大约8000万年前的白垩纪晚期达到与今日相似的位置。 8000万年前海陆分布图 5300万年前，澳大利亚与南极洲开始分离。 南美洲和南极洲是冈瓦纳古陆最后裂离的陆块。从晚白垩世至始新世，南美洲和南极洲之间以长约900千米、宽100多千米的斯科舍地峡相连接。动物们可以通过大陆桥自由迁徙。 5000万年前海陆格局 与此同时，地球发生一场影响深远的降温事件。在5300万年前至3400万年前的时间里，全球二氧化碳含量持续降低，引发冰室效应，造成全球气候降低。 但是科学家推测，气候变冷并不足以让整个南极洲被冰雪覆盖，那么是什么让南极洲成了冰封的世界呢？ 南大洋环流 南大洋环流形成图 大约 3400 万年前，由于构造运动，德雷克海峡开始形成，历经数百万年，南美洲和南极洲彻底分离，太平洋和大西洋在这里相互连通, 南极洲大陆最终成为与世隔绝的孤洲。 正是因为海峡的贯通，得以让洋流畅通无阻地流过，引起了洋流和热传输的重组，形成了环绕南极洲的独特洋流——南大洋环流（Antarctic Circumpolar Current，简称ACC)。 南大洋环流 南极环流是地球唯一环绕地球的洋流，也被认为是当今世界上最强大的洋流，每秒携带58亿到64亿立方英尺的水。它阻碍了太平洋环流和大西洋环流将低纬度温暖的地表海水输送到南极海岸，让南极洲彻底成为一个孤岛。由于南极环流的独特地位，因此有些科学家提议将南大洋上升为地球的第五大洋。
南大洋环流 没有了来自低纬度地区的温暖水汽，南极洲内陆温度开始降低，植被开始消失，大陆冰川开始扩张，冰盖开始蔓延，经过了几百万年，南极洲终于变成了今日荒芜的模样。 现今南极 如今的南极洲万里冰雪，动物们只能蜷缩在大陆的边缘挣扎求生。但是在千米厚的冰层之下，生命依旧能够顽强地生长。
南极冰盖及冰下基岩的三维可视化图 在过去的几十年里，科学家们通过各种手段，勾绘出厚冰之下的隐秘世界，这里也有高山、湖泊、河流。据统计，南极洲大约有400个冰下湖泊，它们通过冰下河流相互连接。
南极洲冰下的水系 最大的湖泊是处于南极洲东部的沃斯托克湖（Lake Vostok ），长240公里，宽50公里，深数百米。深层冰芯钻探发现，湖中含有活的嗜热微体氢微生物，这表明在隔离了3500万年之久的冰层之下存在一个深层生物圈，尽管这里高压、寒冷、营养缺乏，没有阳光，但生命力顽强的生物们依旧可以利用冰下湖周围基岩的地热系统存活。 这些生命等待着地球回暖，南极冰消雪融，等待着重见天日，然而那一天到来，对人类将是一场灾难。
南极洲 参考文献： [1] Klages, J.P., Salzmann, U., Bickert, T. et al. Temperate rainforests near the South Pole during peak Cretaceous warmth. Nature 580, 81–86 (2020). [2] Sauermilch, I., Whittaker, J.M., Klocker, A. et al. Gateway-driven weakening of ocean gyres leads to Southern Ocean cooling. Nat Commun 12, 6465 (2021).https:///10.1 [3] Shi, JR., Talley, L.D., Xie, SP. et al. Ocean warming and accelerating Southern Ocean zonal flow. Nat. Clim. Chang. (2021). https:///10.1038/s41558-021-01212-5
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