石頭里藏著南極哪些秘密？

俯瞰南極，在浮冰、極光的外表下，是令人類望而卻步的嚴(yán)寒，它是地球的寒極，年平均氣溫為零下25攝氏度，最低氣溫可達(dá)零下93.2攝氏度；它是地球的風(fēng)極，年平均風(fēng)速為19.4米/秒，相當(dāng)于8級(jí)大風(fēng)，測(cè)得的最大的風(fēng)速為102米/秒，大概是12級(jí)臺(tái)風(fēng)的3倍；它是地球的旱極，年平均降水量?jī)H為55毫米，南極點(diǎn)附近幾乎全年無降水；它是地球的高極，平均海拔2350米，是地球上海拔最高的大洲。自然的力量將深海化為陸地，使高山淪為汪洋，而南極也在數(shù)億載中歷經(jīng)跌宕起伏的變遷。

南極也有石頭嗎？

南極大陸總面積約1400萬平方千米，其中約99.7%的區(qū)域常年被冰雪覆蓋，它也因此被稱為“白色沙漠”。南極裸露基巖面積僅占0.3%，它們被稱為“白色沙漠”中的“綠洲”。這些“綠洲”中的石頭是地質(zhì)學(xué)家探索南極地質(zhì)演化的重要窗口。那么，南極茫茫冰雪下又隱藏著什么秘密？

冰雪下的秘密

除有基巖出露的地方外，人們對(duì)其余被冰雪覆蓋的南極地貌知之甚少。科學(xué)家們通過地球物理探測(cè)，獲得了去除冰川后的南極陸地圖，發(fā)現(xiàn)南極的冰雪下面隱藏著無數(shù)的河流、湖泊、高山、峽谷和火山。

第4個(gè)國(guó)際極地年（2007～2009年）旗艦計(jì)劃開展以來，人類在東南極實(shí)施了史上規(guī)模最大的天然地震觀測(cè)，對(duì)南極大陸深部結(jié)構(gòu)進(jìn)行探測(cè)。作為國(guó)際極地年旗艦計(jì)劃的一部分，我國(guó)在中山站至南極內(nèi)陸海拔最高的昆侖站之間，部署了一系列極低溫寬頻天然地震觀測(cè)臺(tái)。通過對(duì)海量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)算，中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所首次繪制了覆蓋整個(gè)南極板塊的巖石圈厚度圖、地殼厚度圖等，使人類對(duì)整個(gè)南極大陸的地殼和上地幔巖石圈有了整體認(rèn)識(shí)。

為什么要研究南極的石頭？

南極的巖石不僅保存了地球演變過程中的重要信息，如大陸起源、構(gòu)造活動(dòng)、環(huán)境氣候變化、生物進(jìn)化等，同時(shí)也記錄了南極本身的形成與演化，特別是南極被冰封之前的地質(zhì)演化歷史，例如，南極是由哪些陸塊拼合在一起的？又是什么時(shí)候被孤零零地留在了地球的最南端？

南極古老巖石記錄地球早期歷史

東南極內(nèi)皮爾山出露有南極洲最古老的巖石，形成于距今約39億年前。實(shí)際上，大于38億歲的巖石在地球上非常稀少，目前只發(fā)現(xiàn)在中國(guó)、加拿大和南極等地。這主要因?yàn)椋厍蛐纬梢院螅?jīng)歷了漫長(zhǎng)的改造與破壞，如晚期大撞擊事件、板塊構(gòu)造的改造、地幔柱活動(dòng)等，使得地球早期的巖石和物質(zhì)保存較少。現(xiàn)在普遍認(rèn)為，最早期的地球是一個(gè)“大火球”，其表面為巨大的“巖漿海”，沒有巖石。在地球形成約2億年后，地表熾熱的“巖漿海”才開始冷凝，于是，最古老的大陸地殼開始形成并不斷擴(kuò)大。

而這一問題——地球如何從一處“巖漿海”演變?yōu)榻裉烊祟愘囈陨娴囊司有乔颍枰獜倪@些古老巖石和礦物中尋找答案。

原來南極也曾有自己的“春天”

地質(zhì)學(xué)家曾在南極沉積巖中發(fā)現(xiàn)了很多化石，如蕨類植物化石、硅化木、和恐龍化石。這些化石的發(fā)現(xiàn)表明，南極氣候曾屬于溫帶氣候，擁有茂盛的森林，是動(dòng)物的樂園。

知曉南極從哪里來

這塊巖石樣品證實(shí)了在白堊紀(jì)時(shí)期南極洲和南美洲曾連為一體。上面的孔洞是鉆取古地磁樣品之后留下的，通過進(jìn)一步的科學(xué)分析，我們可以恢復(fù)這塊巖石樣品所在陸地的古地理位置，也就是在白堊紀(jì)時(shí)期它處在什么經(jīng)度和緯度。通過對(duì)南極洲不同陸塊中巖石的研究，我們可以知道南極洲在不同地質(zhì)時(shí)期的古地理格局，進(jìn)而恢復(fù)出南極的形成與演化形態(tài)。

南極的海陸變遷

在距今約2.5億年前，地球上的大陸環(huán)環(huán)相扣，構(gòu)成了名為潘基亞的超級(jí)大陸。潘基亞大陸包括北方的勞亞古陸和南方的岡瓦納古陸，岡瓦納古陸由現(xiàn)今的南美洲、非洲、南極洲與印度、澳大利亞兩國(guó)組成。當(dāng)岡瓦納古陸存續(xù)到距今1億多年時(shí)，南極大陸周圍的非洲、印度、澳大利亞、新西蘭地區(qū)開始裂解并先后向北漂移，最后南美洲與南極半島分離，獨(dú)占地球最南端的南極大陸由此慢慢沉寂，形成了現(xiàn)在的地理格局。

從過去到現(xiàn)在，從此岸到彼岸，南極從未停止過變化的腳步，這片沉睡千萬年的“白色沙漠”正在悄然蘇醒。無數(shù)科研工作者奔赴于此，給這片孤獨(dú)的大陸帶來勃勃生機(jī)。相信在未來，人類終將揭開南極的神秘面紗。

（責(zé)任編輯 / 王佳璇 美術(shù)編輯 / 周游）