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【2014 年 11 月選書】知識大圖解

南極祕境
Antarctica’s secret land
南極是全球面積第五大的大陸,景色壯麗不亞於美國的五大湖或是歐洲的阿爾卑斯山,但是這裡的山川湖泊像火星一樣尚未經過完整勘測。有98%的面積覆蓋著厚達1.6公里的冰層長達2500萬年以上。
南極大陸大約在3400萬年前開始結冰,當時大氣層的二氧化碳濃度銳減,於是南極的氣候變冷,甘布爾澤夫山脈(Gamburtsev Mountains)的積雪無法融化。接下來的數千年,新的降雪擠出積雪中的空氣,使它成為密實的堅冰。冰被自身的重量往山下拖行變成冰河,冰河不斷累積與匯集,形成巨大的冰層。
南極的內陸冰層一路延伸到基岩,每年僅移動兩公尺。但是在靠近海岸的地方,有水和柔軟富彈性的沈積物作為潤滑劑,所以冰層會形成快速流動的冰流。冰流僅佔冰層體積的10%,卻像巨大的輸送帶一樣把大部分的內陸冰層送往海岸。
冰層抵達大海後,因為其密度低於水而會在海面上漂浮。如果冰層夠厚而且流動得夠快的話,就會擴散成永久的漂浮平台。這些冰棚緊挨著南極大陸,有些冰棚的面積甚至超越英國。冰棚碰到溫暖的海水時會融化,以塊狀的方式裂開。
氣候變遷正在融化南極冰棚,並且使冰流的速度加快。松島冰河(Pine Island Glacier)的入海速度比1990年代快了10%,冰棚融化的速度也快了50%。

冰層下藏著什麼?
火山
南極西部有一個裂谷系,長度與東非裂谷相仿,這裡的地殼正在分裂。滾燙的岩石從裂隙中升起,形成火山。2000年前冰下火山爆發的熱度可能加快了松島冰河(右圖)的流速;松島冰河是南極最大、速度最快的冰流之一。

裂谷
南極的東半部與西半部正在分裂。隨著兩邊漸行漸遠,成塊的地殼落下塌陷,形成狹長陡峭的峽谷。費里尼奧冰流把溫暖的海水往內陸的方向輸送100公里,加速冰層的融化。

湖泊
南極冰層下大約有400座湖泊,沃斯托克湖是其中一座(上圖),它是地球上最大的淡水湖之一。來自地心的高溫讓湖水維持液態,湖水上方的冰層就像一大張保溫毯。

山脈
南極縱貫山脈的山峰穿出冰層,但是甘布爾澤夫山脈則是完全埋在冰層下。兩座山脈都是裂谷作用的產物,裂谷的成因是地殼分裂。地殼延伸拉長、溫度升高,然後形成一個圓頂,最後才終於裂開。圓頂的邊緣會「往上彈」。

河流
南極的冰下湖泊可能透過大小如倫敦泰晤士河般的疏洪渠道共享湖水。水壓慢慢增加,直到湖水像沖馬桶一樣快速流走。目前的最高紀錄是一次有6.4立方公里的湖水流入南冰洋,水量相當於蘇格蘭的尼斯湖(Loch Ness)。

生物
南極冰層下的湖泊是地球上最極端的環境。惠蘭斯湖裡的細菌與單細胞生物能承受極度高壓、攝氏-0.5度的低溫、永恆的黑暗,而且與地表幾乎毫無接觸也能生存。科學家認為牠們仰賴硫和鐵等造岩礦物維生。

地球最後疆界的探索任務
在2013年的電影《歐羅巴報告》中,太空人在木星的衛星歐羅巴上尋找外星生物。在真實世界,科學家也在南極冰下湖泊冰冷陰暗的湖水中尋找新生物。他們發現非地球生物可能存在。
2013年年初,一支研究團隊鑿穿厚達一公里的冰層抵達惠蘭斯湖。一艘球棒大小的潛水艇測量湖水的溫度與鹽度,並收集湖水樣本。這支團隊花了十天才抵達惠蘭斯湖,他們用牽引機拉動的雪橇運送設備,跋涉了1125公里。他們也曾造訪沃斯托克湖與埃爾斯沃思湖。
科學家把雷達架設在雪地機車或飛機上,勘測深埋在南極冰層下的山、峽谷與火山。雷達就像蝙蝠的聲納,碰到火山灰跟基岩等障礙物時就會回彈。測量基岩深度有助於了解氣候變遷對冰層的影響。

你知道嗎,如果南極冰層全數融化,海平面會上升61公尺,足以淹沒比薩斜塔!

《 詳細內文請翻閱NO.2 11月號 How It Works知識大圖解中文版 》

 

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