你可能也好奇过：为什么南极早在3400万年前就被冰层覆盖，而北极却要等到几百万年前才冻上？要知道，南极开始结冰的时候，地球比现在还要暖和大约5℃。这听起来完全不合常理——一个更热的世界，怎么会在南极先冻出一片大陆级的冰盖？
最近，一项发表在《科学》（Science）杂志上的国际研究给出了一个让人意外的答案：关键不在天上，而在地球内部。是那些在地幔深处缓慢移动的"波浪"，一点点把南极东部的陆地抬了起来，抬到足够高、足够冷的高度，让冰雪得以安家落户。
一个困扰气候学界多年的谜题
先把这个谜题说清楚。今天的地球上，南极和北极都被冰雪覆盖，看起来像是"对称"的。但如果你把时间轴拉长，就会发现这两个极地地区的"冻住"时间差得不是一星半点。
南极的冰盖大约在3400万年前就开始形成了。而北极的海冰和格陵兰冰盖，要年轻得多。为什么同一个星球上，两个极地地区的冰封时间会差这么多？这个问题一直让气候学家们挠头。
更让人困惑的是时间点。南极开始大规模结冰的时候，全球平均气温比现在还要高大约5℃。在那样一个"温暖世界"里，南极凭什么能冻出那么厚的冰？如果只看大气和海洋的条件，这几乎说不通。
南安普顿大学领导的一项新研究认为，答案藏在地球深处——那些我们看不见、也感觉不到的、在地幔中缓慢移动的岩石流。
把南极"抬起来"的力量
这项研究的核心发现是：南极之所以能先冻住，是因为它的陆地被"抬"到了足够高的地方。
研究团队用计算机模型重建了东南极地表在过去1亿年间的演化过程。他们的结果显示，一种被称为"地幔波"（mantle waves）的现象，是造成东南极大部分缓慢隆升的"幕后推手"。
说人话就是：当构造板块开始分离时，地球深部会形成一些缓慢移动的波动，这些波动在地幔中传播，能够把上方的陆地"顶"起来。听起来很慢，但架不住时间够长——超过1亿年的持续作用，足以把一大片陆地抬升到相当可观的高度。
这个过程始于侏罗纪时期，大约1.43亿到2.01亿年前，南极洲和非洲开始分离的时候。此后，地球深处的强大力量在超过1亿年的时间里，逐渐抬升了东南极的大部分地区，形成了山脉和高原——包括冰下隐藏的甘布尔采夫山脉（Gamburtsev Mountains）。
正是这些逐渐升高的地形，为南极的冰盖形成铺平了道路。当陆地被抬升到一定高度后，那里的温度就低到足以让雪和冰持续存在并不断累积。简而言之，南极的冰不是"冻"出来的，而是"长"出来的——先有足够高的山，再有留得住的雪。
地幔波：一个刚刚被认识的"玩家"
这里有个值得多说两句的概念：地幔波。它不是什么新发现的神秘力量，而是近年来才被科学家识别出来的一种地质过程。
地幔波是格农教授（Thomas Gernon）的团队最近才确认的。它们在大陆板块开始分离后，于大陆下方传播。此前，这种波动已经被发现与"钻石火山"的喷发以及大陆内部一些神秘的隆升阶段有关。
你可以把地幔波想象成一块桌布下面缓慢移动的波浪——桌布（地壳）会随着波浪的经过而起伏。只不过，这个"桌布"是大陆，"波浪"的移动速度以百万年计，而"起伏"的幅度可以达到数千米。
当这些缓慢移动的波经过东南极下方时，它们帮助抬升了一片广阔的高原，高原顶部就是甘布尔采夫山脉。这些山脉虽然今天被冰层覆盖，但在3400万年前，正是它们的高度让冰雪得以"站稳脚跟"。
冰雪一旦形成，事情就开始"自我强化"
这项研究还有一个特别有意思的发现：一旦冰川形成，事情就进入了一个"正反馈"循环。
冰川的亮白色表面会反射阳光——这就是所谓的"反照率效应"。当冰川覆盖了更多地面，反射回太空的阳光就更多，区域温度就会进一步降低，从而让更多冰雪得以保存。这样一来，南极的冰盖一旦开始形成，它自己就会帮自己"越冻越结实"。
这也解释了为什么南极能在全球气温比现在高约5℃的情况下，依然发展出巨大的冰盖：先靠地形抬升把雪留住，再靠冰雪反射阳光让区域降温，形成良性循环。
这项研究由南安普顿大学的研究人员领导，合作方包括杜伦大学、德国地学研究中心（GFZ Helmholtz Centre for Geosciences）、德国波茨坦大学、荷兰乌特勒支大学和意大利佛罗伦萨大学。
为什么这件事值得关心？
你可能会想，3400万年前的事，跟今天有什么关系？其实关系不小。
理解南极冰盖是如何形成的，能帮助科学家更准确地预测：在气候持续变暖的今天，南极的冰会以多快的速度融化，海平面会上升多少。如果当年地形抬升是冰盖形成的关键前提，那么今天的地形条件已经"固定"在那里了——这意味着，一旦温度突破某个临界点，冰盖的消退可能会比我们想象的更快。
格农教授在论文中总结道："南极的地表被逐渐抬升到冰层能够永久立足的高度，即便当时周围的极地海洋和全球气温都出人意料地温暖。"这个结论提醒我们：地球的气候系统远比我们想象的复杂，而它的变化，往往是由我们看不见的深层力量推动的。
热门跟贴