北京
為什么南極洲在約3400萬(wàn)年前就已形成巨大冰蓋，而北極地區(qū)卻在那之后數(shù)千萬(wàn)年里仍然沒(méi)有大規(guī)模的冰層？發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)，答案可能隱藏在南極洲地下深處的古老地質(zhì)進(jìn)程中——早在北半球被厚冰覆蓋的數(shù)百萬(wàn)年前，地球內(nèi)部的力量就已經(jīng)將東南極洲抬升成廣袤的高原與山脈，即便當(dāng)時(shí)全球氣溫比現(xiàn)在高出約5°C，這些高地依然冷到足以把雪保留下來(lái)。
故事的開(kāi)端要追溯到超級(jí)大陸岡瓦納的分裂。在侏羅紀(jì)時(shí)期，也就是距今約2.01億到1.43億年前，南極洲與非洲開(kāi)始分離。這次板塊斷裂擾動(dòng)了地殼下面熾熱且緩慢流動(dòng)的地幔，像在粘稠的液體中引發(fā)了一串波浪。這些地幔波逐漸剝離了大陸深部的重型物質(zhì)，隨著那些沉重的根部沉落，上方地表便開(kāi)始緩慢抬升。在數(shù)千萬(wàn)年里，這種持續(xù)的抬升把東南極洲雕琢成一副由陡峭海岸懸崖、寬闊隆起高原和甘布爾采夫山脈構(gòu)成的壯麗地貌。如今，這條山脈幾乎完全被1至3公里厚的冰層掩埋，但它的存在正是古地形的直接證據(jù)。
南安普敦大學(xué)地球科學(xué)教授、論文第一作者托馬斯·格爾農(nóng)這樣解釋：“南極洲的陸地表面被逐步抬升到了那個(gè)臨界點(diǎn)，讓冰能夠永久站穩(wěn)腳跟，盡管周圍的極地海洋乃至全球氣溫仍然出奇地溫暖。”為了還原超過(guò)1億年的景觀變遷，格爾農(nóng)和同事利用計(jì)算機(jī)模擬，將構(gòu)造板塊的分離與地幔變化、地表侵蝕、山脈生長(zhǎng)以及最終永久冰層的到來(lái)聯(lián)系在了一起。模擬顯示，大約在4500萬(wàn)年前，東南極洲的大片區(qū)域已經(jīng)隆起至海拔約2公里的關(guān)鍵閾值以上。在這樣的高度，氣溫低到足以讓山地冰川熬過(guò)夏季，年復(fù)一年累積增長(zhǎng)，最終連結(jié)成廣袤冰蓋。
論文共同負(fù)責(zé)人、南安普敦大學(xué)高級(jí)研究員西婭·欣克斯博士指出，他們的模型能夠真實(shí)地捕捉到2公里高的海岸懸崖、隆起高原和內(nèi)陸山脈的演化過(guò)程，而這些地貌恰恰“種下了東南極冰蓋的種子”。正是這片早早抬起的高地，給了南極洲一個(gè)北極所缺乏的先機(jī)。當(dāng)時(shí)大氣中的二氧化碳濃度雖然在下降，但單靠溫室氣體的減少，無(wú)法充分解釋為何一個(gè)極地比另一個(gè)極地早凍結(jié)如此之久。格爾農(nóng)說(shuō)：“如果僅僅是二氧化碳水平下降在起作用，你會(huì)預(yù)期兩極的響應(yīng)更加對(duì)稱。但事實(shí)上，南極洲獲得了一個(gè)巨大的地理優(yōu)勢(shì)。”
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