南极大陆是地球最寒冷的大陆,覆盖着约1400万平方公里的冰层,宛如一顶巨大的白色冰帽,这是地球上最大的冰体,储量占全球冰的60%,淡水的70%,根据NASA和英国南极调查局数据,南极冰盖的平均厚度约2.16公里,最厚处位于东南极的阿斯特罗拉比盆地,达4.77公里,西南极部分较薄,平均1.1公里,最薄处仅几十米。
冰盖厚度主要通过雷达测深和重力测量确定,BAS的“冰桥计划”用机载雷达穿透冰层,绘制3D冰下地形图,揭示厚度变化,冰厚因地形而异:东南极地势高,冰积聚厚;西南极地势低,冰流向海洋,较薄,冰盖总质量约24.4千万亿吨,如果全部融化,海平面将上升约58米,淹没沿海城市。
科学家认为,南极冰盖形成于约3400万年前,当时地球气候冷却,降雪堆积成冰,具体的形成过程有点复杂:顶部积雪压实成冰,底部受地热和压力融化,冰流向海岸形成冰架,每年南极降雪补充约2000亿吨冰,但冰川流失和融化抵消部分增量,2023年《自然》报告,南极冰架融化速度比1990年代快40%,冰盖稳定性受威胁。
如果我们能把南极24.4千万亿吨冰都挖走,就会看到地球上最古老的大陆,东南极地盾和西南极裂谷系,东南极是稳定陆块,类似澳大利亚,4亿年前属于冈瓦纳大陆,岩石年龄达38亿年,含花岗岩和变质岩。
西南极较年轻,地壳薄,有活跃断层,类似安第斯山脉。BAS的“Bedmap2”项目绘出冰下地形:东高西低,最高峰甘布尔采夫山脉海拔2700米,最深处伯德地堑低于海平面2.8公里,所以没有冰的南极是个非常崎岖的大陆,部分区域被海水淹没。
目前的观测显示,南极冰下藏有约400个冰下湖,由地热和冰压融化形成,最大湖是沃斯托克湖,面积1.25万平方公里,深800米,封闭1400万年,含独特微生物,2022年《科学》发现,沃斯托克湖水循环活跃,可能支持生态系统,其他湖如惠兰斯湖含甲烷,暗示化学活动。
南极冰下可能埋藏铁、铜、金、铀等矿藏,东南极有煤层,西南极可能有油气,但1961年《南极条约》禁止开采,保护环境,化石方面,2亿年前的恐龙骨南极龙和始祖植物已在冰下岩层发现,挖光冰或揭露更多中生代遗迹。
西南极有138座火山,7座活跃,如埃里伯斯火山,冰下地热高,加速底部融化,2024年《地球物理研究杂志》报告,玛丽伯德地冰下发现新热源,可能引发冰流,若挖光冰,火山口和地热泉将暴露,形成类似冰岛的景观。
冰下世界是研究地球历史和气候的宝库,沃斯托克湖的冰芯记录了过去80万年的气候变化,2023年EPICA钻探深入3200米,揭示冰期循环,冰下湖的微生物或为火星、木卫二生命研究提供线索。
但挖光冰不可行,不仅技术上荒谬,也违背《南极条约》的环保精神,2025年,NASA计划用机器人探测冰下湖,保护生态前提下揭秘。