俯瞰南極，在浮冰、極光的外表下，是令人類望而卻步的嚴寒，它是地球的寒極，年平均氣溫為零下25攝氏度，最低氣溫可達零下93.2攝氏度；它是地球的風極，年平均風速為19.4米/秒，相當於8級大風，測得的最大的風速為102米/秒，大概是12級颱風的3倍；它是地球的旱極，年平均降水量僅為55毫米，南極點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，而南極也在數億載中歷經跌宕起伏的變遷。
南極內陸格羅夫山最高峰—梅森峰（供圖 / 王曉虎）
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%的區域常年被冰雪覆蓋，它也因此被稱為“白色沙漠”。南極裸露基岩面積僅佔0.3%，它們被稱為“白色沙漠”中的“綠洲”。這些“綠洲”中的石頭是地質學家探索南極地質演化的重要視窗。那麼，南極茫茫冰雪下又隱藏著什麼秘密？
國際上首張南極板塊（大陸）地殼厚度圖（供圖 / 安美建）
冰雪下的秘密
除有基岩出露的地方外，人們對其餘被冰雪覆蓋的南極地貌知之甚少。科學家們透過地球物理探測，獲得了去除冰川后的南極陸地圖，發現南極的冰雪下面隱藏著無數的河流、湖泊、高山、峽谷和火山。
第4個國際極地年（2007～2009年）旗艦計劃開展以來，人類在東南極實施了史上規模最大的天然地震觀測，對南極大陸深部結構進行探測。作為國際極地年旗艦計劃的一部分，我國在中山站至南極內陸海拔最高的崑崙站之間，部署了一系列極低溫寬頻天然地震觀測臺。透過對海量監測資料進行分析和計算，中國地質科學院地質力學研究所首次繪製了覆蓋整個南極板塊的岩石圈厚度圖、地殼厚度圖等，使人類對整個南極大陸的地殼和上地幔岩石圈有了整體認識。
地質考察隊員在東南極北查爾斯王子山考察（供圖 / 劉曉春）
為什麼要研究
南極的石頭？
南極的岩石不僅儲存了地球演變過程中的重要資訊，如大陸起源、構造活動、環境氣候變化、生物進化等，同時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演化歷史，例如，南極是由哪些陸塊拼合在一起的？又是什麼時候被孤零零地留在了地球的最南端？
南極古老岩石記錄地球早期歷史
東南極內皮爾山出露有南極洲最古老的岩石，形成於距今約39億年前。實際上，大於38億歲的岩石在地球上非常稀少，目前只發現在中國、加拿大和南極等地。這主要因為，地球形成以後，經歷了漫長的改造與破壞，如晚期大撞擊事件、板塊構造的改造、地幔柱活動等，使得地球早期的岩石和物質儲存較少。現在普遍認為，最早期的地球是一個“大火球”，其表面為巨大的“岩漿海”，沒有岩石。在地球形成約2億年後，地表熾熱的“岩漿海”才開始冷凝，於是，最古老的大陸地殼開始形成並不斷擴大。
而這一問題——地球如何從一處“岩漿海”演變為今天人類賴以生存的宜居星球，需要從這些古老岩石和礦物中尋找答案。
來自西南極的玄武岩，形成於約距今 1 億年前（供圖 / 陳龍耀）
原來南極也曾有自己的“春天”
地質學家曾在南極沉積岩中發現了很多化石，如蕨類植物化石、矽化木、和恐龍化石。這些化石的發現表明，南極氣候曾屬於溫帶氣候，擁有茂盛的森林，是動物的樂園。
岡瓦納古陸的裂解示意圖（供圖 / 陳龍耀）
知曉南極從哪裡來
這塊岩石樣品證實了在白堊紀時期南極洲和南美洲曾連為一體。上面的孔洞是鑽取古地磁樣品之後留下的，透過進一步的科學分析，我們可以恢復這塊岩石樣品所在陸地的古地理位置，也就是在白堊紀時期它處在什麼經度和緯度。透過對南極洲不同陸塊中岩石的研究，我們可以知道南極洲在不同地質時期的古地理格局，進而恢復出南極的形成與演化形態。
以南極洲為中心的地球衛星圖（圖源《知識就是力量》雜誌）
從過去到現在，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”正在悄然甦醒。無數科研工作者奔赴於此，給這片孤獨的大陸帶來勃勃生機。相信在未來，人類終將揭開南極的神秘面紗。
撰文 | 陳龍耀
責任編輯 | 王佳璇 張麗涵
運營編輯 | 張麗涵
質量稽核 | 業蕾
❖ 來源：《知識就是力量》雜誌
《石頭裡藏著南極哪些秘密？》❖
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