什么是南极？

★ 地球上的任何一处地方，我们都有足够的理由将其称为“人类家园”，唯有南极大陆是个例外。人类与南极的接触不足200年——它生存环境极为恶劣，至今没有永久性居民，更像是一个“被人类刚刚闯入的异星世界”。

★ “风”与“流”冰封了白色大陆，却孕育出了完全不同于人类世界的另一种繁华。它拥有全球最独特的生态系统，养育了全球数量最大、繁衍最成功的动物，它们在极为荒芜、冷酷的自然条件展示了“地球上最伟大的表演”。

★ 这里，有高达数百米的冰山、被浮游生物染成绿色的浮冰、进化出极强抗冻能力的南极鳕鱼、翼展可达3.7米的信天翁、“浑身都是戏”的企鹅……但是，我们人类，只需要做一名安安静静的看客就好。

来源：星球研究所（xingqiuyanjiusuo），转载已获授权

作者：星球研究所

南极：刚被人类闯入的异星世界

从走出非洲

到占据每一块大陆、每一座海岛

现代人类对地球的开拓已经超过

7万年

我们一代代繁衍、一代代生息

一代代大刀阔斧重塑地球

这颗星球上的任何一处地方

我们都有足够的理由将其称为

人类家园

（7万年是以智人走出非洲为起点计算；下图为2015年10月12日NASA月球勘测轨道飞行器LRO拍摄的“地出”画面，拍摄点为月球轨道，画面下方为月球康普顿环形山，画面上方的地球恰好展现出人类起源的非洲）

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唯有位于地球最南端的

南极大陆

是个例外

从1821年2月7日

海豹猎手约翰·戴维斯（John Davis）

驾船登陆它的边缘一角算起

人类与南极的接触不足

200年

它生存环境极为恶劣

至今没有永久性居民

更像是一个被人类刚刚闯入的

异星世界

（关于人类第一次登陆南极大陆的时间，学界仍有争议，没有争议的登陆记录是1895年，相比之下又晚了70多年；因为对南极洲存在领土主张，阿根廷、智利等国曾安排女性在南极生产，诞生所谓的“南极宝宝”，至今已超过10人，但国际社会一般不认可其永久居民的身份；下图为南极洲位置示意图，纯白色为南极大陆及冰架，浅白色为2012年海冰覆盖范围，绿色大陆为南美洲，图片源自@NASA）

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然而就是这样一个不宜居住的异域

却孕育出了完全不同于人类世界的另一种繁华

它拥有全球最为独特的生态系统

包括全球数量最大、繁衍最成功的动物

在极为荒芜、冷酷的自然条件下生生不息

堪称地球上最伟大的表演

这一切并非与生俱来

而是要从南极大陆的“风”“流”说起

Ⅰ

2亿年前

地球上的陆地主要由两部分构成

劳亚古陆（Laurasia）盘踞北半球

南极、非洲、南美洲

印度、澳大利亚等地则连成一片

共同构成了南方大陆

冈瓦纳古陆（Gondwana）

（图片源自@维基百科）

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虽然同样位于极地

但此时的南极远没有今天这般寒冷

而类似于今天从北京到漠河的气候

银杏、松柏、蕨类、苏铁等植物生长茂盛

森林绵延、绿草如茵

各种古兽繁衍其间

甚至大批恐龙也在之后迁徙而来

一时间物种昌盛、万象更新

（下图为水龙兽，是2亿年前南极大陆上的代表性动物，身长从0.6米到2.5米不等，上下颌前端可能有喙状嘴，用来切碎植物，两颗长牙自上颌延伸出来，成为它的显著标志；图片源自@Dinopedia）

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如若照此发展

也许我们今天看到的南极

与亚欧大陆并不会有太大的差别

但是

1亿多年前

关键性的转折出现了

冈瓦纳古陆开始分裂

澳大利亚、非洲、南美洲等陆块纷纷向北漂移

印度次大陆更是如箭离弦般

向亚欧大陆飞速撞去

只有南极陆块孤零零地留在原地

（1.4亿年前至今的板块运动示意图，原视频制作@

Christopher Scotese，星球研究所加工修订

）

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2500万年前

随着南美洲与南极洲最后勾连的手指

被板块运动的洪荒之力无情切断

一个以南极点为中心

四面环海、特立独行的大陆

南极大陆

诞生了

（下图中：南美大陆与南极大陆各自向对方伸出了一条细长的陆地，仿佛是刚刚分离的手指，两个手指之间即是德雷克海峡；与我们平常所见的地图不同的是，它采用皮尔斯梅花投影法制作，可以更好地展现南极与其他大陆的关系；白色曲线分别为经线、纬线；制图@Daniel R. Strebe）

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它面积高达1400万平方千米

比中国或美国的国土面积还要高出50%

（南极大陆与美国本土对比图，图片源自@NASA）

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南极大陆四周没有其他陆地、山岳的阻隔

“风”率先降临

它自西向东环绕南极一周

无遮无拦的海面上风力时常高达7级以上

人称咆哮西风带（Furious Fifties/Screaming Sixties）

（西风带的形成与地球自西向东的自转等因素有关，南极与其他大陆的分离极大加强了风势；下图为2012年12月-2013年3月环绕南极的西风带示意图，数据源自美国国家海洋和大气管理局NOAA，原视频制作@Matt Owens，星球研究所加工修订）

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强风吹动海面，形成海浪

大小海浪又汇聚为更强大的洋流

洋流环绕南极，同样无遮无拦

流速越来越快，规模也越来越大

最终形成了一个宽600-2000千米

深达2-4千米的超级洋流

南极绕极流（Antarctic Circumpolar Current）

这便是“流”

它是世界上最大的洋流系统

流量超过全球所有河流总径流量的

100倍

（南极绕极流不同位置的流量有差异，此处以德雷克海峡为准计算；南极绕极流的形成原因还包括地球自转；下图为2006年7-12月的南极绕极流，原视频制作@NASA）

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咆哮西风带、南极绕极流

共同构成了南极大陆的外围屏障

风雷滚滚、海浪汹汹

至今仍是许多南极航海家、旅行者的“噩梦”

（正在通过德雷克海峡的船只与巨浪，是世界上最危险的航道之一，摄影师@Robert Harding）

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更重要的是

“风”与“流”两大屏障将整个南极包裹在内

来自北方的暖流难以进入

内部的寒流亦难外散

内外热量交换受阻

南极大陆几乎被“封印”其中

气候开始加速变冷

大量降雪纷纷飘落、终年累积

高山上率先发育出巨大的冰川

将山峰切割得尖削凌厉

（北极要比南极温暖得多，墨西哥湾暖流可以直抵北冰洋，北纬78度全球最靠北的城市斯瓦尔巴冬季温度比南极同纬度高出20度；下图为埃尔斯沃思山脉群山，其中文森峰海拔4892米，是南极洲最高峰；摄影师@Kyle Thompson）

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就连那些燥动不安的火山

也被冰雪包围

（从太空拍摄的南极火山群，下方火山口最突出者为西德利火山，海拔4285米，是南极洲海拔最高的火山；照片上看似狭小的火山口，实际宽度超过5千米；图片源自@NASA）

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当大雪堆积超过千万年

即距今

1400万年前

南极98%的陆地

都被巨大的冰盖所笼罩

（超大面积的冰川像盖子一样覆盖陆地，是为冰盖；下图为NASA根据卫星图像合成的南极冰盖图，冰盖反射阳光，呈现出一种激动人心的珍珠光泽，大陆伸出的一角为南极半岛，大陆中部巨大山脉为横贯南极山脉）

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冰盖平均厚度高达2300米

最厚之处可以达到4700米

相当于将3个泰山高度的冰雪叠加

巨大的重量压迫陆地下陷

甚至严重低于海平面

（冰盖厚度数据为现今的数据；下图为去除冰川后的南极陆地示意图，约50%的陆地将被海水淹没；图片源自@NASA）

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另一方面

覆盖南极大陆的冰盖

如同一顶中间高、四周低的帽子

帽顶的空气因受冷而密度增大

沿着帽子的斜面急剧下滑

“风”再次形成

它名为下降风（Katabatic wind）

是地球上威力最大的风暴之一

其肆虐迅猛，所到之处物毁土崩

它呼啸着抵达海岸，横扫大洋

（目前地球上测得的最大风力便在南极，因此它又被称为风极；2009年9月16日卫星拍摄的特拉诺瓦湾Terra Nova bay，下降风在海面上留下了清晰的痕迹，图片源自@NASA）

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下降风极为寒冷

再加上其他诸多因素

海洋也跌入酷寒之中

从太空俯瞰

地球开始上演一场壮观的“新装发布会”

白色的海冰正向四面八方扩展

似乎要让蓝色星球换新颜

（2015年9月21日的南极海冰范围，图片源自@NASA）

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海冰厚达2米

陈年的冰层更是能达到5米

它们互相挤压摩擦，嘎嘎作响

即便最强大的破冰船也只能择机而行

（2013年中国南极科考船雪龙号曾被海冰围困，最后在风向转变海冰散开后，才得以脱身；下图为澳大利亚的一艘破冰船在南极麦克默多湾行驶的画面）

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冰封的大陆、冻结的海水

南极已经彻底由绿色天地

转变为万物肃杀的冰雪世界

曾经生机勃勃的动植物

包括陆生动物、大多数鱼类都走向了灭绝

（下图为畸齿龙化石，曾于1亿年前生活于南极；图片源自@维基百科）

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贫瘠荒芜，一片死寂

生命就这样结束了吗？

（南极徒步者，摄影师@周哲峰/德迈极地旅行）

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当然不是

因为一场“风”与“流”造就的生命大戏即将上演

南极便是生命的秀场

Ⅱ

覆盖南极的巨大冰盖并非静止不动

而是会从高处向低处流动

形成冰流

（南极冰流示意，原视频制作@NASA）

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当冰流到达海岸

会在海岸边矗立起巨大的“冰墙”

（帆船与海岸“冰墙”，摄影师@黄国伟/德迈极地旅行）

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冰流继续向前，延伸至海面之上

便会形成冰架（Ice Shelf）

冰架断裂，在海面上四处漂浮

是为冰山（Iceberg）

（冰架冰山形成示意图，以南极罗斯海为例；注意冰山与海冰不同，冰山由陆地上的冰川形成，而海冰由海水直接冻结形成；制图@SV Medaris，星球研究所标注）

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南极大陆边缘74%的海域

都被连绵不绝的冰架覆盖

（请将手机横屏观看，摄影师@柳叶刀）

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当这种冰架的前缘断裂

所形成的冰山往往呈现桌状

（2010年在Weddell Sea拍摄的桌状冰山，宽度超过300米，图片源自@德迈极地旅行）

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可以高达数百米

（注意冰面上的企鹅，摄影师@Chris J Wilson）

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在海浪、狂风的不断侵蚀下

变得形态万千

（第1张图，摄影师@郭际；第2张图，摄影师@周三哥）

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有时冰层中还会混入大量的沉积物、岩石

冰山因而呈现出巧克力蛋糕般的外观

（拍摄于Elephant Island，冰上为企鹅）

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然而无论冰山多么巨大

在大洋的汹涌波涛之下

都难逃分崩离析的命运

（拍摄于拉美尔水道，冰上黑点为企鹅，摄影师@Clement Vial/德迈极地旅行）

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大量的冰架、冰山不断融化

为大洋带来富含氧气的冷水

再加上剧烈的洋流

将海洋深层的营养物质搅动到海面

冰架、冰山周围

形成了氧气与营养物质都极大丰富的上升流

地球上最伟大的表演正式开始

首先登场的是

以硅藻为代表的浮游植物

它们个体极小，只能用微米衡量

（北极海域的营养物质不如南极丰富，赤道海域则是氧含量低于南极；冰山融水带来的铁元素也是生命繁衍的关键，具体可参见“铁限制假说”；下图为硅藻的一种，图片源自@NASA）

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就是这样小小的生命

凭借着异常丰富的种群

将海水、浮冰“染”成绿色或棕色

（拍摄于Pleneau Bay，海水因充满藻类而呈现绿色，摄影师@David Doubilet）

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紧接着

南极磷虾登场

它们以藻类为食

体长只有5厘米左右

却是这颗星球上数量最大、繁衍最成功的动物

保守估计总量超过5亿吨

（图片源自@维基百科）

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它们喜欢集群活动

每立方水体可以聚集几千到数万条

在洋流和浮冰的驱动下

流云般地来去无踪

（图片源自@MarineBiology）

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如此巨大的磷虾种群

可以支撑的生物链远远超过人们的想像

鱼类便是其中之一

（一种小型南极冰鱼，呈现透明状，图片源自@Uwe kils）

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与其他大洋的鱼类相比

南极鱼进化出了极强的“抗冻”能力

最具代表性的南极鳕鱼

它的循环系统中含有一种糖蛋白

可以有效防止血液冻结

类似于人类在汽车中使用的防冻剂

（图片源自@Oceanwide Expeditions）

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鸟类也在南洲大陆边缘

以及周边岛屿上繁衍起来

数量多达2亿只

它们以南极磷虾、鱼类、乌贼等为食

（下图为黑眉信天翁，利用最小的气流就可以在南大洋上空滑翔；图片源自@澳大利亚南极事务部）

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身形优雅的漂泊信天翁尤其惹人瞩目

它的翼展可以长达3.7米

是现存翼展最长的鸟类

（漂泊信天翁，图片源自@澳大利亚南极事务部）

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不过

真正大红大紫的鸟类并非信天翁

而是早已失去飞翔能力的企鹅

数千万年前

企鹅的祖先放弃了天空

它们专注于游泳

以便在大洋中获得更多的磷虾、鱼类等食物

（3700万年前的巨企鹅与人类、现在的帝企鹅对比，图片源自@New Scientist）

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如今，企鹅家族已多达19种

其中居住在南极、亚南极区域的共有8种

（请将手机横屏观看；企鹅家族图谱，目前种数仍有争议；制图@Barbara Harmon，星球研究所标注）

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从绅士般的王企鹅

（拍摄于Fortuna Bay，摄影师@黄国伟/德迈极地旅行）

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到“浑身是戏”的帽带企鹅

（拍摄于Half Moon Island，摄影师@梁沛文/德迈极地旅行）

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再到高大、坚毅的帝企鹅

（拍摄于Gould Bay；帝企鹅比王企鹅更高大，王企鹅颈部的黄色比帝企鹅更明显，这是简单分辨二者的关键；摄影师@Gunther Riehle）

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南极为它们提供了最适宜的舞台

它们或是独自顶风冒雪

（巴布亚企鹅，摄影师@阿刘）

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或是双栖双宿、浓情蜜意

（交配中的阿德利企鹅，拍摄于Brown Bluff，摄影师@Lorraine Turci/德迈极地旅行）

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它们哺育后代

（帝企鹅，摄影师@Gunther Riehle）

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它们互相依偎

（帝企鹅幼崽在暴雪中挤在一起，摄影师@Gunther Riehle）

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在那些宽阔的营巢地

企鹅可以多达数十万只

成为南极大陆上最壮观的景象之一

（南乔治亚岛上的王企鹅，摄影师@黄国伟/德迈极地旅行）

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大型的海洋哺乳动物也接踵而来

例如有着细小耳朵的海狗

（摄影师@黄国伟/德迈极地旅行）

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体型臃肿的象海豹

（拍摄于St. Andrews Bay，摄影师@黄国伟/德迈极地旅行）

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还有喜欢凿洞的威德尔海豹

以及豹形海豹、食蟹海豹、罗斯海豹等等

（一只捕获猎物的威德尔海豹正钻出冰洞，摄影师@Helen Baird）

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胃口巨大的鲸鱼

也时常在南极海域出没

从喜食磷虾、重达200吨的蓝鲸

到常以优美姿势跃出水面的座头鲸

再到顶级掠食者虎鲸

（座头鲸，摄影师@Ari Friedlaender）

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Ⅲ

就这样

“风”与“流”冰封了白色大陆

却又创造出了独特的生态系统

从单细胞的硅藻到成群的磷虾

从优雅的信天翁到最引人瞩目的企鹅

从种类众多的海豹到上百吨重的巨鲸

万物竞发、生机勃勃

堪称地球上最伟大的表演

（南极生态系统简化示意图）

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而我们人类

只需要做一名安安静静的看客

（按照规定，人类需要与企鹅保持5米以上距离，此时旅行者已经停下脚步，仿佛一次会晤；摄影师@Jennifer Wressel）

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