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南極之行(十):冰川、冰山、南極是世界之根

(2023-01-03 00:25:58) 下一個

上接《南極之行(九)帽帶企鵝、鯨魚

南極之行(十)冰川、冰山、南極是世界之根

人們之所以喜歡旅遊,不僅僅是把身體放飛到未曾到達的地方、去觀察不同的風景,而且還在旅遊中放飛思想,豐富了想象力、去想從不曾想的事物。更重要的是通過自己的親身觀察,提高了判斷能力,不會被專家或科學家不成熟的、或者極左觀點的束縛和誤導。通過旅行提高了人們的觀察能力、發明和創造能力。英國人達爾文就是在南美洲的旅行之中,對各種物種標本的積累和研究後,寫出了《物種起源》,提出了進化論的學術。意大利人馬可·波羅就是在遊曆了中國17年之後,口述了歐洲廣為流傳的《馬可·波羅遊記》。我們每個人都會通過旅遊,在旅行中或旅行之後對世界或生活有新的發現或新的認識

地球上有很多高山的地方都有冰川,冰川是改變地球表麵形態的巨大力量。亦如它的名字,“冰”和“川”,川即:川流不息,意味著流動,冰川是處於運動狀態的天然冰體。當它開始崩塌、滑動時,形成一股壓倒性的巨大侵蝕力量:冰川推進時會毫不留情地毀滅所覆蓋的植被,迫使動物遷移,土壤發育過程亦將中斷,會顯著改變地貌。冰川和火山(地殼的運動)、大氣層、海洋,這4種力量是地球的主要力量。

冰川就像是搬運工。即使在遠離冰川的地方,甚至是生活的城鎮裏,有時會突兀地出現幾塊巨石或一堆沉積物,好像是神秘的天外來客。其實,這很有可能就是以前的冰川幹的。我們腳下的土地,在億萬年前都曾被冰川覆蓋,高山雪峰的壯美景觀,少不了冰川力量的塑造和雕琢。冰川似乎也愛美:冰川利用侵蝕和堆積的技能搬運著身邊的大小岩石碎塊,雕刻著多樣的冰川地貌。搬運這並不是一場隻有岩石受傷的運動,在運動過程中,冰川表麵受冰層褶皺、斷裂、冰床坡度變化、流水侵蝕等影響,也會形成一些別樣的冰麵地貌。

這次南極之行看到了很多壯觀的冰川和冰山。以前覺得冰川很遙遠,隻能通過照片一睹芳容。其它地方包括10多年前我們在阿拉斯加坐郵輪到其北端靠近北極圈的地方都看不到這麽壯觀和延綿不斷的冰川、冰山畫廊。10多年前阿拉斯加的郵輪旅行,還得要花500美金一個人、乘坐直升機才看到5分鍾左右的冰川(冰河),能看到湛藍色的冰隻有很短的一個切麵。直升機在空中圍繞著冰川盤旋,時隔多年,至今也還對那晶瑩深邃的湛藍色映像深刻。而在南極,沿著海岸有很多切麵可以看到美麗的湛藍色的冰,像延綿不斷的梯田、巍巍壯觀。

以前在靠近北極旅遊時,常常聽說到氣候變暖的影響,冰川逐步變少,而在南極看到的是冰川連續不斷地生長。每年冬天的積雪總是壓在上麵,把下麵雪中的氣泡壓縮、塵封。隨著積雪越來越高,重力把冰川向海洋擠壓,崩塌到海洋的冰川變成冰山,最終消融在大海裏。冰川和冰山的藍色是因為其中壓縮了的氣泡把白色的光線中的紅色吸收了,隻留下藍色和綠色折射出來。大部分地方的冰川差不多10年一個周期,就把10年前的冰川推到海裏形成冰山。看起來像梯田一樣的、冰川橫向裂紋就像年輪一樣,每年從冰川最高處形成一道新的裂紋,同時低端也崩塌、推進一道裂紋到大海形成冰山。冰山在海裏消融後釋放的氣泡大多是10年前的空氣,隻有少數可能是多年前、甚至多少萬年前的氣泡。極少數被山丘阻擋的上億年冰川,大部分冰川10年左右就被擠壓到海裏成了冰山,再過一段時間就成海水了。

漢語成語:“冰山一角”,是指非常大的事物隻顯露出很小的一部分。這個成語是由西方諺語“the tip of the iceberg”衍化而來。很早的時候,就有學者通過計算冰川的壓縮氣泡的體積得到冰川的質量密度,算出了含氣泡冰山的浮力,不管冰山形狀如何都是89%在水下,11%浮在水上。這也解釋為什麽人們總說冰山90%在看不見的水下,能看見的隻有10%。就連佛洛依德也用冰山形容意識和潛意識,即人們的意識決定行為的隻有10%(如同浮在水麵的冰山),人們行為的90%是由潛意識決定的(如同潛在水下的冰山)。一直以來,冰山被各行各業的人們所喜愛。

南極的冰川推進到海裏,形成冰山,伴隨著洋流融化在海裏,也維持著海水的溫度、避免海水溫度的提高,這在很大程度上抑製了溫室效應的影響。地球上人為製造的溫室效應和太陽相比可能產生的較少。太陽的能量按理會產生更多的溫室效應,對地球來說太陽的能量一定是墒增的過程,然而地球的溫度並不是一直持續不斷地增加。一定有一個和墒增相反的過程、即焓增過程,才能抑製墒增來維持著地球生態。以海洋為例,太陽的能量增加了海洋表麵的水溫、使得表麵的水揮發到天空,然後在南極上空形成降雪,降雪產生冰川、並推進以前的冰川到大海形成冰山,最終消融在大海,降低了太陽照射引起的海水溫升,這就是焓增過程,抵消了太陽的能量的墒增過程,維持了海水溫度穩定。所以南極是世界之根,它維護了地球的生態平衡。

除了是維持地球生態的根本,南極還是世界起源的根,是各大洲出生的地方。根據目前公認的《大陸漂移說(Continental Drift)》,地球上所有大陸在中生代以前曾經是統一的巨大陸塊(稱之為泛大陸或聯合古陸),中生代開始分裂並漂移,先是亞洲,歐洲,然後是北美洲、南美洲,最後是澳洲,逐漸達到現在的位置。

大陸漂移的學說早在1596年就有人提出(奧特柳斯,Abraham Ortelius,提出美洲、非洲和歐洲原本可能是合在一起的說法)。

1620年培根(Francis Bacon)也發現大陸與大陸之間的海岸線非常吻合,似乎可以拚起來一樣。此後有很多人根據地圖上各州的形狀以及化石的工具,提出大陸漂移。

1858年,佩萊格裏尼(Antonio Snider Pellegrini)注意到北美洲與歐洲有著相同的植物化石,於是在他出版的《創造和其秘密的顯露》(The Creation and its Mysteries Unveiled)一書中表示所有的大陸於距今約三億年前的石灰紀晚期曾聚合在一起,他認為大陸是受到大洪水的影響而移動

1908年,泰勒(Frank Bursley Taylor)在美國地質學會(Geological Society of America)上表示,非洲西側的海岸線與南美洲東側的海岸線幾乎可以拚合在一起,並分別在非洲西側和南美洲東側山脈作了廣泛的研究,泰勒認為陸塊會在地球表麵上移動,現在的高山則是因為陸塊相互碰撞形成,且原本地球的南北極各有一個陸塊,而在白堊(e)紀時,陸塊受到月亮的引力緩緩移向赤道逐漸形成今天的樣子,但是泰勒的想法慘遭當時科學家的反對。

1909年,曼托瓦尼(Robert Mantovani)發表他的看法,他認為現今的大陸原本曾經是一個很大的陸塊,而這大陸塊覆蓋了整個地球,當時的地球比現在要小一些,直到火山活動使得地球因熱膨脹脹造成大陸塊分裂,海洋隨之形成,地球表麵漸漸變成現今的樣貌

如1912年1月,韋格納也注意到大陸之間似乎可以“拚湊”在一起,他在德國地質學會上發表並支持“大陸漂移”的概念,震驚了許多科學家。韋格納當時是一位氣象學家,其中一項能使他深切相信南美洲於非洲曾經合並在一起的證據是古氣候的指標,他在重建古老的大陸塊時,將在不同大陸上所發現的冰川、熱帶雨林和沙漠等氣候所形成的沉積物重新分布在相近的位置上。另外冰磧(冰川表麵或內部夾帶搬運的沙碩及其堆積物)遺跡中的苔原植物很矮小、貼近地麵生長,利用陽光照射地表空氣和土壤的溫度存活,生長期更長,應該分布在高緯度、甚至極地地區。這些古苔原植物能在今天南半球各大陸發現,就可以作為這些板塊,從原先高緯度環境,慢慢移動到現在中低緯度的證據。

還有化石證據:一些被大海阻隔的大陸都出現相同的動植物化石,而其中許多根本是無法飛翔或不會遊泳的物種,如果不是這些大陸以前彼此相連,它們如何擴散出去呢?1912年,英國探險家史考特(Robert Falcon Scott)在南極找到舌羊齒植物化石,更可證明這一點。但這些證據仍不足以令當時學術界信服,他們寧願相信曾經存在橫越大洋的陸橋將各大陸連接起來

最後,韋格納按照這些方法拚出一塊大陸塊來。韋格納聚集整理了南美洲、非洲、澳洲、印度和南極洲上古冰川留下的痕跡,用以表示當初冰川流動的方向,發現這些陸地可以被拚湊成一塊大陸塊,且冰川由此大陸塊中心向四麵八方流動。但是現在南美洲、非洲、澳洲、印度這些地方都不太有冰川活動,所以當初這些小陸塊可能是曾經位處南極地區的大陸塊分裂而成。種種發現都讓韋格納相信大陸不隻會漂移,而且今天的各大陸應該是由一塊超級大的大陸塊分裂而成。韋格納在1915年出版的《大陸與大洋的起源》一書中詳細描述了大陸漂移的構想。但是大陸漂移說不被當時的科學家們接受,除了韋格納不是地理靴或地質學出身的學者外,在於他無法提出一套理論,解釋是怎樣的動力機製竟能使大陸移動。直到三十年後,海底擴張的現象被證實後,才才獲得平反。

1928年,貝克(Howard Baker)將今天的各大路重建成一個大陸塊,並提出是金星接近地球時的引力提供動力使大陸塊分裂。

1984年8月29日,美國科學家證實地球上的大陸是圍著地球緩慢而不間斷地運動著,地球的大陸板塊在以每年6厘米左右的速度移動。美國國家航空和航天局經過測算得出數據與相關研究(取自岩石的資料)證實,歐洲和北美洲隨著大西洋的擴大而相互漂離得越來越遠,夏威夷和南美洲越來越靠近,西加利福尼亞最終將成為太平洋中的一個島嶼。

植物和動物的化石是研究曆史很好的工具,在大洋兩側的陸地會發現到有相類似甚至是一樣的植物和動物化石,以前的科學家們的大陸分離說是對現象的合理解釋。在今天看來,雖然這些科學家提出的大陸漂移機製並不合理,但是他們種下“大陸不是靜止不動,也不是各自獨立不相幹的存在”的種子,等著後人將這些想法發揚光大、或加以完善

其實我們每個人都可以發揮想象力,在旅行中根據自己的體會,將前人的不成熟的想法發揚光大、或加以完善

這次南極旅行中幾次看到冰川後,我在想:大陸分離的機製是不是因為冰川的力量?

科學家研究表明:地球曾經冰封很長時間,當時地球上隻有以南極為中心的陸地,赤道以北全是水。南北冬夏交替,北極冰川,推動水麵不起作用。赤道以南是陸地,南極冰川隨著溫度降低而膨脹,推動地麵,地麵在地殼薄弱的地方形成裂縫。最初的裂縫行成後,填充的冰塊消融、再結冰,溫度降低冰塊再膨脹,以每年6厘米的速度,推動大陸分離。

當然還有地殼的運動,板塊的凝聚力,一個板塊整體移動,地球的幾個力量結合起來,形成了今天這樣的幾大洲。地殼本身的運動隻會形成高低不平的高山、湖泊,地震,很難大塊整體移動。

如果大陸分離的速度按每年6厘米,我們可以估算澳洲從南極分離的時間:

澳洲和南極之間的海域間隔約30緯度,1緯度為60分,1分為1海裏,1海裏約為1.852公裏=1852米=185200厘米。澳洲和南極之間的海域間隔約為:

30 X 60 X 185200厘米。

澳洲從南極分離的時間為:30 X 60 X 185200厘米÷6厘米/年 = 55560000年。即5.5億年前。

最近科學家表示,亞洲大陸和美洲大陸正在以每年1-2厘米的速度靠近,也就是說,太平洋的麵積正在縮小。而大西洋每年以3厘米速度加寬,印度洋每年4-7厘米速度加寬。太平洋每年減少的麵積卻好等於大西洋+印度洋每年增加的麵積。

科學家表示,這是因為亞歐大陸和美洲大陸剛好處於大平洋板塊和大西洋板塊上,而據觀測,這兩個板塊正在相互靠近,因此才會出現太平洋麵積正在縮小的情況。雖然每年板塊幾厘米的移動速度對我們來說是幾乎是可以忽視的,但是照此下去,隨著時間的推移,在未來,地球上的陸地將會再次聚成一個完整的大陸,到那時候,所有國家也將聚集到一塊。科學家推測,大陸板塊之間也是“分久必合,合久必分”!

從宇宙曆史的長河看,也許地球以極低頻率震蕩,把各大洲從南極推到北極附近,再從北極附近推到南極。當然這個周期可能是幾十億年。

(未完待續)

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