科学|冰封的历史，那片绿色的南极洲！
“气候酷寒 ， 冰封千里”！
这是我们提到南极洲的第一印象 。
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南极洲（图源@NASA）
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南极洲（图源@AUSTRALIA'S SCIENCE CHANNEL）
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南极洲（图源@GETTY/ MARK J THOMAS）
然而 ， 在几十亿年的
地球演化史中 ，
这块神奇的南方大陆 ，
并不是一直覆盖着冰雪和企鹅的 。
那里曾经到处都是森林、鲜花
和各种各样的动物 ，
与今天的气候完全不同！
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那么 ， 绿色的南极洲是什么样？
又如何演化成今天的模样？
让我们来一场
美妙的时空之旅吧！
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01
大约在5.5亿至1.8亿年前 ，
南极洲是冈瓦纳超大陆的一部分 。
它与南美洲、澳大利亚、
非洲、阿拉伯半岛和
印度次大陆相连 。
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4.2亿年前冈瓦纳超大陆（图源@Fama Clamosa）
大陆分裂开始于侏罗纪时期 。
约在1.8亿年前 ， 南极洲开始
向地球南部底端移动 。
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2-1.5亿年前冈瓦纳超大陆（图源@Lennart Kudling）
在南极洲东部威尔克斯地
海床下大约1英里处 ，
科学家们发现了
含有植物花粉的化石 ，
这些植物只在今天的
热带环境中繁茂生长 。
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热带植物无法在
寒冷的气候中生长 ，
因此科学家们根据
在冰盖下发现的这些化石记录 ，
认为这块冰封的大陆曾经
是一个非常炎热的地方 ，
气候如同今日赤道附近的热带气候 。
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过去人们认为南极洲在
始新世(大约5600万年前)之前
首次达到了高温 。
但经过研究 ， 古生物学家
发现了更多的植物化石 ，
它们可以追溯到大约
4.19亿-3.58亿年前的泥盆纪 。
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南极洲植物化石（图源@Woudloper）
在约6500-5300万年前之间 ，
一次尤其巨大而持久的
热浪席卷了地球 ， 科学家称之为
— Paleocene-Eocene
Thermal Maximum
（古新世—始新世极暖时期） 。
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在此期间 ， 全球平均气温的
上升导致了植被的变化 。
南极洲遍布各种各样的植物 ，
甚至出现了棕榈树 ，
以及今天热带猴面包树的近亲 。
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棕榈科植物
大陆的气候变得灵活多变 ，
始新世时期的南极洲拥有着
各种各样的生态系统 。
在高海拔地区和
更远的内陆地区 ， 人们还发现了
温带雨林中的几种植物 ，
其中之一就是南山毛榉科 。
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南山毛榉科（图源@Diucón ）
在南极洲大陆上发现的化石
保存了植物群的生物学和化学性质 ，
帮助研究人员更完整的
了解了一些植物的形成与演化 ，
并如何在大灭绝中幸存下来 。
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南极洲植物化石（图源@文献[1]）
然而 ， 曾经繁茂植被
并不是冰封大陆唯一存在的秘密 。
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（图源@NASA）
02
在南极半岛格雷厄姆地
(Graham Land)以北的西摩岛
（Seymour Island）上 ，
科学家们发现了一种
蜣螂产卵的独特结构
——卵球（球状粪便） 。
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这意味着一定存在某些
进食并产生粪便的动物 。
后来 ， 科学家们发现了一些
遗骸和孤立的牙齿 ，
证明了有几种哺乳动物
生活在这个地区 。
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它们中的一些属于
同一种古代有袋动物 ，
如同现代的智鲁负鼠一样
（一种原产于南美洲的
小型有袋哺乳类） 。
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智鲁负鼠（图源@José Luis Bartheld）
另一种被发现的有袋类动物是
Antarctodolop（已灭绝动物） 。
这是第一个有记录的化石 ，
发现于1984年 ， 一些人将其
描述为一种类似负鼠的生物 。
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Antarctodolop（图源@Bright side）
之后科学家们又发现了一块脚趾骨 ，
这使他们相信一群名为
Xenarthra（贫齿总目）的哺乳动物
也曾生活在这片大陆上 。
这个动物家族就包括了
我们今天所见的树懒 。
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贫齿总目（图源@Megatherum DB）
在南极洲还发现了一种被称为
Notiolofos的有蹄类哺乳动物 ，
这些生物以小树枝和树苗为食 。
科学家通过分析这种动物
相对较小的牙齿来研究它们的饮食 。
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Notiolofos（图源@CRC）
而当科学家进一步
研究这些化石时 ，
他们发现有两种Notiolofos存在
—— Notiolofos Arquinotiensis
和 Notiolofos Regueroi 。
前者重不到510磅 ，
后者仅有130磅 。
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（图源@Bright side）
另一种始新世早期从南美洲
进入南极洲西部的
有蹄生物是Antarctodon
（一种现已灭绝的闪兽目动物） 。
这个家族中其他哺乳动物的
完整骨骼显示 ， 它们与貘很相似 。
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Antarctodo（图源@Zimices ）
其中一些物种还有锋利的犬齿 。
它们可以吃坚果和软植物 。
据推测 ， 其中一些可能是
半水生动物 ， 比如水獭和海狸 。
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水獭
南极洲的化石记录不像
其他大陆那样完整 ，
大量发现的骨头不是
支离破碎就是孤立的 。 但仍有可能 ，
一些尚未被发现的化石
被完好地保存在冰川下面 。
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南极洲化石（图源@University of Queensland）
这些生物在始新世时期的存在表明 ，
南极洲是陆地哺乳动物的
一个很好的栖息地 。
那么 ， 这样一个绿色的生物天堂
是如何变成现在冰冷、
严酷的环境的呢?
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（图源@sky news）
03
由于生物的共存发展 ，
一些变化开始慢慢发生 。
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科学家认为约5600万年前 ，
南美洲开始分离 。
1600万年后 ， 澳大利亚和
南极洲在海洋中开始漂移 。
而在3600万到2300万年前 ，
德雷克海峡（drake passage）出现 。
证明了大陆漂移是逐渐发生的 。
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南极洲是澳大利亚和
南美洲之间的大陆桥 。
当它从南美洲和后来从澳大利亚
分裂出来时 ， 它开始向南移动 。
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（图源@Bright side）
这就为南大洋中出现的
一种叫做南极绕极流
（Antarctic Circumpolar Current ， ACC）
的新力量腾出了空间 。
ACC顺时针方向流动 ，
被认为是当今世界上最强大的洋流 ，
每秒携带58亿到64亿立方英尺的水 。
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南极绕极流（图源@Caltech）
由于没有陆地阻挡洋流 ，
洋流的流动方式阻止了
暖流到达南极洲 ，
还将海洋海底的冷水带到海面 。
这导致了这片孤立大陆的温度下降 。
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大约在5500万年前 ，
地球大气中的二氧化碳含量
超过百万分之1000 。
在此期间 ， 地球上的高温融化了
所有的冰帽 ， 这导致海平面
比现在高出200英尺 。
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而在始新世末期和
渐新世初期 ， 全球开始降温 ，
北极和南极的地区气温
都逐渐下降 。 地球大气中的
二氧化碳含量也显著降低 。
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如此不可预测的
二氧化碳波动是怎么产生的？
一些科学家认为 ， 某些时期
构造板块的运动触发了
富含碳酸盐的岩石和其他遗骸
释放二氧化碳 ， 导致了
空气升温 ， 冰盖融化 。
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而之后二氧化碳通过
自然过程被吸收 ，
引起了全球变冷效应 。
南极洲的冰川从
3650万年前开始形成 ，
它们逐渐蔓延整个大陆 ，
植被开始消失 。
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根据对该地区
植物样本的化石研究 ，
科学家发现自
5800万年前的古新世末期到
4000万年前的始新世中期 ，
植物多样性下降了47% 。
热带植物逐渐被
温带森林取代 ， 直至全部消失 。
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如今的南极洲一片荒芜 ，
整个大陆只有2%的地方
无长年冰雪覆盖 ，
动植物能够生存 。
然而它依旧有着迷人的魅力 。
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（图源@REUTERS/PAULINE ASKIN）
绚丽的极光 ， 可爱的企鹅、
丰富的矿产资源.....
南极洲依旧是地球上
最神秘而又美丽的宝藏之一！
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南极极光（图源@Timestorm Films）
参考资料：
[1] Bomfleur B , Pott C , Kerp H . Plant assemblages from the Shafer Peak Formation (Lower Jurassic), north Victoria Land, Transantarctic Mountains[J]. Antarctic Science, 2011, 23(02):188-208.
[2] Smith N D , Pol D . Anatomy of a basal sauropodomorph dinosaur from the Early Jurassic Hanson Formation of Antarctica[J]. Acta Palaeontologica Polonica, 2009.
[3] Bornemann A , Norris R D , Friedrich O , et al. Isotopic Evidence for Glaciation During the Cretaceous Supergreenhouse[J]. Science, 2008, 319(5860):p.189-192.
Bright side、NASA、、YouTube、维基百科、CRC、百度百科等
【科学|冰封的历史，那片绿色的南极洲！】来源：桔灯勘探
【科学|冰封的历史，那片绿色的南极洲！】编辑：他和猫
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