- 揭秘極地奇跡(探索發現百科全書)
- 超俠主編
- 5725字
- 2024-05-23 16:52:26
從白色大洋到白色大陸
白色的盡頭
這是一本以展示“兩極”地區“環保”危機與“環保”拯救為主題的小書。但在進入那片“白色”之前,我們要站在更“高遠”的地方審視一下兩極地區。
我們先要明白一點:宇宙之大,無謂“西”“東”——宇宙是不需要方向的,只有人類需要方向。所以,我們制作出有“方向性”的地球儀,“向上”代表著“向北”;“向下”則代表著“向南”。我們從地球上的任意一點出發,無論沿著“正北”還是“正南”,終將到達世界的盡頭——北極或南極。那是一片潔白的冰天雪地。
北極和南極統稱“極地”或“兩極”。它們占據著地球的兩端,皚皚白雪、茫茫冰川,形象鮮明,自成一派。極地范圍很大,以兩個“極圈”為界,從北緯66°34′到北緯90°之間的疆域為北極“所有”;而另一端的南緯66°34′至南緯90°之間則是南極的“地盤”。
這里有著與地球的其他區域迥然不同的景象,天寒地凍,人煙稀少。這并不難理解,兩極地區遠離太陽輻射強烈的赤道地帶,能接收到的太陽輻射少之又少。而這“難得”的光照到鏡面般的冰面上,又會被它們“毫不留情”地反射出一大部分;當被反射的熱量遇到稀薄的大氣,簡直如入“無人之境”,開啟了加速“逃逸”的過程。這些因素加起來,使得極地地區毫無“溫暖”可言。
▍極地冰反射來自太陽的光線。當這些冰開始融化時,反射到太空中的陽光就會減少。陽光被海洋和陸地吸收,提高了整體溫度,并推動了進一步的融化


“冰天雪地”與“寒冷”是兩極共同的主題,但它們的共性卻不止于此:從大小上來說,這兩塊隔著十萬八千里的區域,竟然有著幾乎相等的面積,南極洲的面積為1405.1萬平方千米,而北冰洋的面積約為1310萬平方千米。是巧合,還是另有“玄機”呢?我們不得而知。
雖然面積相差無幾,但地形卻大不相同,南極以大陸為主,北極則以海洋為主,細究起原因來,要追溯到很久以前。

南極初榮
3億年前,地球只有孤零零的一塊大陸,叫作泛大陸。泛大陸以外的地方則是汪洋一片,包括如今的兩極地區也是一片“水世界”。但躁動的地球時刻都在顯示自己的“力量”,終于使泛大陸分崩離析,分裂為南北兩塊大陸,北邊的叫勞亞古陸,南邊的叫岡瓦納古陸。隨后,兩塊大陸各自飄零,又不斷分裂,終于形成今日的模樣:北極地區形成以北冰洋為中心,四面被歐亞大陸、北美大陸和格陵蘭島所環繞的格局;而南面的大陸則在分裂后一路向南,直達地球的最南端,便是如今的南極大陸。

岡瓦納古陸包括南美洲、非洲、印巴次大陸、南極洲和大洋洲,勞亞古陸包括歐亞大陸和北美洲
而那時候的南極大陸上并沒有冰川的影子。全球高溫下,南極是一片獨具特色的地域,全年氣候溫暖,但又四季分明。春夏之際,太陽初升,南極處于“永晝”之下,針葉林、蕨類植物生機勃勃,到處都是枝繁葉茂、物種喧囂之態;秋冬時節,太陽漸漸落下,陽光隱匿于地平線之下,寒冷的冬季把一切冰封起來——包括那些遠古昆蟲。
當第一縷陽光射入森林時,一切生物都“活泛”起來。雨霧朦朧中,紅杉、蘇鐵、樹蕨、青苔全都“蘇醒”了,奮力生長。在遠古“生機”的前頭,則堆疊著倒塌的高大喬木,宣告著某些生命歷程的終結。繁榮與活力,倒塌與枯敗,并行不悖。
可好景不長,外部環境開始發生變化,“孤立無援”的南極大陸最先受到冰冷海水的侵襲,氣溫逐漸降低。南極大陸上奏起了“冰與雪之歌”。經過千百萬年的積淀,厚重的南極冰蓋形成了,整個南極大陸成了絕望的冰雪禁地。
當然,酷寒的冰雪之爪沒有忘記北極地區。來自北大西洋的暖濕氣流源源不斷地流向北極地區,但那里太冷了,“雨水”化作“雪花”,飄飛不絕,海面開始降溫、結冰,直到形成厚實的冰塊。北極的“冰帽子”也制成了。到第四紀冰期旺盛時,北極地區的冰已經侵襲到整個格陵蘭島乃至北美大陸的部分地區。

環保小貼士
氣候與污染
談到環境污染時,也別忘了氣候的因素。溫暖的氣候有助于光化學污染的形成,也會促進污染物的大范圍輸送。此外,氣候還會影響降水,降水能把空中的污染物帶到地面上,影響生物。反過來說,污染嚴重時,氣候也會受到影響而發生改變。這是一個相互的過程。

▍在距今1.42億年至6550萬年的中生代白堊紀時期,南北極非常溫暖,是一片溫暖的沼澤雨林,植被茂盛,郁郁蔥蔥,年平均溫度在14℃

▍研究發現,古代氣候變暖使南極洲變綠
當相對溫暖的時期到來后,北半球冰川后退,南極和北極地區最終形成了如今的樣貌。
生態危機來臨
如今的南極處于冰封的寂靜之中,人們似乎很難將這種沉寂與喧囂的恐龍家族聯系起來。但遠古恐龍化石的“現身”,卻提醒著世人那段南極與恐龍間的神秘過往。
1842年,“恐龍”一詞被創造出來。此后,這種神秘的遠古巨獸便成了引人注目的焦點。世界各大洲都發現了恐龍化石基地,只剩南極洲處于“空白”狀態。1986年,孜孜不倦的科學家終于在南極洲有了重大發現,出土了南極甲龍化石。接著,好消息不斷傳來,那里發現了更多的恐龍化石,植食性恐龍、肉食性恐龍,什么都不缺。
▍大約2.5億年前(早三疊紀),恐龍和鱷魚的一個早期親屬生活在現在的冰凍大陸南極洲

這個重大發現既讓古生物學家感到興奮,又讓地質學家感到欣慰,因為這是板塊漂移學說的另一個有力印證。因為恐龍是不善于游水的,也不會飛,更別提跨洋越海了。它們是隨著板塊漸漸漂移到“南極”的。
不過到了南極就得適應南極的環境,特別是四季的變化。如何“過冬”是所有恐龍家族都要“考慮”的問題。它們通常有兩種選擇:一種是涉淺水向北遷徙到澳大利亞海岸,躲避寒冬,并尋找新的樹林。另一種是“土著”恐龍選擇在黑暗中“破冰”覓食。休息時,它們會把身體縮成團,整個家族聚攏在一起,以團結抵御寒冷。
不過到了后來,“嚴冬”似乎越發漫長,生存困境突顯。環境大變革的“威力”開始顯現:天氣漸冷,植物少了,植食性恐龍成批地倒下。肉食性恐龍之間開始了爭奪“獵物”的大廝殺。天氣越來越冷,恐龍們放屁排出的令氣溫升高的“溫室氣體”對于氣候的回暖可以說是“杯水車薪”,無濟于事。一場莫名其妙的大災難席卷全球,小行星撞擊地球,地球環境變得糟糕透頂:到處彌漫著毒云,幾乎所有的動物都被嗆死。——這種滅絕一切的環境危機實在令人心驚膽戰。南極與“恐龍”的故事也就此結束。
▍一位藝術家描繪了大約7000萬年前在南大洋水域游泳的蛇頸龍母子


寒冷的較量
北極與南極是地球“寒族勢力”的兩員“先鋒”,在爭奪“寒極”頭銜的較量中難分伯仲。
過去,人們對南極了解不多,便把北極圈附近的維爾霍揚斯克(隸屬俄羅斯西伯利亞地區)當作地球的寒極,因為那里的最低溫度可達-66℃。這在當時看來,已經是一種無法想象的極寒。
▍俄羅斯的奧伊米亞康是一個靠近北極圈的小村莊,號稱北半球“寒極”,冬季平均溫度低至-50℃,極端低溫紀錄可達-71℃


▍格陵蘭島和南極的冰蓋
可當人們有能力深入北極腹地時,卻發現了一些“怪事”。北緯80°附近海灣地區的夏日光景,竟然展現出一派生機,積雪全無,繁花似錦。這實在不符合北極的“冷傲”形象。
“謎團”很快被南方傳來的“消息”解開。原來南極才是真正的“寒極”所在,那里的積雪即使在夏天也不會融化,而最低氣溫竟然突破了-90℃大關。“寒極”殊榮,實至名歸。
說起來,南極的“怪異”之處也有別的因素在暗中發揮作用。
首先是地貌上的原因。南極大陸上累世堆積的冰蓋,總能輕易地將陽光“揮霍一空”,全數反射出去;而北冰洋泛濫的海水卻是“蓄熱”高手。另外,南極的平均海拔超過2300米,這樣的高海拔令北極望塵莫及。而在地理學上,海拔越高,溫度就越低,這在無形中又一次“拉低”了南極的溫度。隆冬時節,遍布南極四周的高大海冰會將附近海域傳遞來的熱量全部阻擋在南極大陸之外,令南極大陸少了一項熱量“外援”。不過這些熱量還是有一部分能穿越層層阻礙,到達南極大陸沿岸地區,給那里帶來一絲暖濕海流的補充。

在南極的上空,同樣寒冷無比,這里的空氣水分含量極低,所以南極一整年也見不到多少降水。缺少降水,南極大陸就是一片酷寒的“白色沙漠”。
就這樣,在各種因素疊加之下,南極的“寒極”地位便再也無法撼動了。
▍南極-70℃,可以把一碗熱氣騰騰的面瞬間凍成冰棍

絢麗兩極
冰與雪攜手共進,為兩極地區打造出一派“冰封大地、雪沃千里”的景象。但“細心”的造物主早在“白茫茫”之下暗藏了一個色彩繽紛的大千世界。

▍比極光還短暫的,是北極的夏天。北極熊漫步于花叢中
冬季的北極固然是冰雪肆虐的不毛之地,但只要熬過寒冬的荒涼,北極就會立即展現它綠意盎然的一面。短促的盛夏是生命大爆發的時節。廣袤的苔原上星羅棋布的湖泊和沼澤,在陽光的照耀下泛著金光,綠草紅花交錯夾雜,昆蟲和小鳥相映成趣,生機無限。這是冰天雪地中的“綠洲”,絢麗而難得。或許,正是這一時的繽紛激勵著當地居民挨過半年的凜冽和單調。
與北極不同,南極沒有常住居民,也沒有如此令人快意的繽紛,但這里的雪原之下同樣暗藏斑駁。它們是被冰雪“忽略”了的塊塊巖地,低洼處聚集著淡藍的湖水;巖石表面在苔蘚和地衣的裝飾下,形成鮮明的褐色。從上空望去,真如一塊塊“綠洲”一般,因此,它們也被叫作“南極綠洲”。
▍夏季讓生活在北極極寒之地的因紐特孩子可以聚在一起玩耍


▍南極古老的苔蘚
時至今日,人們已在南極大陸沿海地區發現了數十塊大大小小的“南極綠洲”,如施爾馬赫綠洲、班戈綠洲、麥克默多綠洲等等。
“綠洲”絕少不了湖泊的點綴。施爾馬赫綠洲坐落在南極大陸北部的毛德皇后地上,上百個淡水湖泊星星點點地鑲嵌在這片無冰地帶,如同一連串的藍寶石一般閃爍著耀眼的光芒。夏季,解凍的湖泊煥發生機,陽光、藻類、苔蘚構成了一個繽紛的生態“小王國”,展示著大自然的綺麗多姿。這些淡水湖也為極地科考人員解決了用水需求,因此,有綠洲的地方通常是極地科考站的首選,比如俄羅斯的新拉扎列夫站就位于此地。
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生態堡壘——綠洲
地球上的每一塊綠洲都是珍貴無比的,它們是蒼涼荒漠中的生態堡壘。再小的綠洲也是一個獨立于干旱的特殊生態環境系統。它們具有持久的生命力,不斷地影響和改善著周圍大環境的氣候。它們與干旱對抗,目標是建立一個相對陰涼、濕潤的生態環境。

▍施爾馬赫綠洲星羅棋布的天然淡水湖泊
是什么力量使得冰天雪地中現出綠洲的“身影”呢?科學家給出的解釋很多,最主要的是火山活動、極圈附近相對富足的太陽輻射以及裸露的褐色巖石聚集等幾個原因促成了這些奇跡。
不管怎樣,這些獨具特色的“綠洲”是白色世界中的明珠,給極地科考人員帶來了繽紛的憧憬,也昭示著生命的不屈偉力。而這些珍稀的“綠洲”通常是各國科考人員花大力氣保護的生態“重地”。
▍位于阿斯特里德公主海岸的施爾馬赫綠洲,有俄羅斯的科學考察站新拉扎列夫站

古老的藍色
在冰與雪的舞臺上,冰是一大主角。當冰連成一體,掩蓋大地的時候,就形成了冰蓋,或大陸冰川。
南極和北極的格陵蘭島是冰川的勝地,那里隨處可見如山岳般高聳的巨大冰川,海拔超過數千米,面積則以百萬甚至千萬平方千米來計算。但當你凝望那巨大的冰川時,會發現它們有著天空一般的高遠和神秘,同時閃耀著藍色的光輝。
這要追溯到遠古時期,也就是冰川開始孕育的時候。要知道,冰川的冰從誕生之日起就不同凡響,它們的形成不是從水到冰,而是從雪到冰。這也就是說,南極的冰川,是由一層層的雪經過不斷堆積、擠壓而形成的。每一粒結成冰的雪都經過萬年的歷練,是當之無愧的“萬年冰”。
▍南極冰山林立


雪花被擠壓,也是排出空氣的過程,但總有些空氣會“滯留”下來,保存在未來的冰川中,它們以小氣泡的形式存在。那時候,它們還沒有“施展魔法”,冰也保持著潔白。但隨著冰川的逐層累積、擴展,氣泡越積越多。氣泡天生的那種“散射陽光”的本性逐漸被激發出來,短波的藍、紫光被散發殆盡。于是,當你凝望冰山時,那種賞心悅目的藍色即刻就變得澄明起來。


▍冰川冰組成示意圖
雪累積成冰,不僅“滯留”了空氣,也“積蓄”了塵埃;少量的塵埃不會影響雪的潔白。但到夏季時,情況則有所變化,一部分冰雪開始消融。此時,塵埃會現出“本色”,消融層面則變得骯臟。到了冬季,消融層面重新結凍成冰,又被白雪覆蓋。等到新一年的夏季到來時,這些冰已成為“陳年冰”,不會輕易消融,但那一層烏黑的消融痕跡卻保留下來,給雪白的冰川增添一道“黑線”。年復一年,“黑線”越積越多,整個冰川也會顯現出黑白相間的面貌。
古老的藍色下隱藏著同樣古老的“黑條紋”,它們如同樹木的年輪一般,記錄著冰川年深日久的“滄桑”(這種“滄桑”也暗示了環境的變化)。不過并不是每一片冰川都能看到“黑條紋”,要是某一年的降雪稀少或空氣清潔度較高,那么“黑條紋”就來不及形成或根本顯現不出來。

“致命”幻影
在銀裝素裹的世界中,沒有比極光更炫人眼目的風景了。寂靜的夜空中,一道道縹緲的彩色光帶不期而至。倏忽間,一場絢麗壯觀的“極光秀”便自顧自地上演了:“翩若驚鴻,婉若游龍”,飄忽搖曳,五色交輝,令人如癡如醉。當此時機,那些在極寒的永夜以及枯燥中工作的極地科考人員便會得到莫大的歡樂和快慰。
現代人醉心于極光的炫目,但古人的內心則被恐懼支配著。他們無法解釋飄忽不定的極光,只得將它們奉若神明。西方人叫它“歐若拉”,視其為曙光女神的“代言人”,而中國人則將極光看作鐘山之神燭龍的“幻像”。
▍絢麗的極光被視為自然界中最漂亮的奇觀之一

實際上,極光并不神秘,它是太陽、地球聯袂“導演”的一場高能宇宙大戲。極光的源頭是與我們若即若離的太陽,它向外散發帶電粒子流,也就是太陽風。太陽風急速“駛向”地球,這是對地球通信系統的持續攻擊。好在地球外部的磁層時刻都處于“戒備”狀態,將太陽風反射回太空。但當太陽風攻勢猛烈時,總有一部分帶電粒子流“渾水摸魚”,潛入地球兩極地區(極地是地球開向太空的窗戶)。太陽風一旦進入大氣層,立即與大氣層中的氧、氮等元素發生“遭遇戰”,由此激發出強烈的能量。這些能量在我們看來,就是綠、紅、紫等綺麗的光芒。
極光給孤寂的兩極地區帶來燦爛,但也給人類惹來麻煩。1989年,加拿大魁北克市就發生過一次離奇的停電事故,“罪魁禍首”就是遠在天邊的極光。


▍太陽風暴是極光的造就者。來自太陽的高速粒子(主要是電子)撞擊地球上層大氣中的氧原子和氮原子,當它們回到“放松”狀態時,會產生五顏六色的極光
由于太陽風是時刻存在的,所以極光也一直都在。但若想親眼觀察的話,還得等合適的季節和天氣才行。那通常得是嚴寒的秋冬之夜。
