Explore the Earth 【4K高清】南極——地球的最後邊界

在世界盡頭，有一片冰封而險惡的大陸。 一個如此廣闊而極端的地方，唯有最堅定的探險者才敢前來。 這裡的溫度可降至零下80攝氏度。 極地風暴可在數秒內抹去腳印，並吞沒地平線。 環境如此惡劣，以致許多嘗試穿越其荒蕪廣漠的人都未能倖免。 從未返回。 歡迎來到南極洲。 自19世紀歐洲探險家首次報告看到厚重的冰牆以來 放眼望去，南極一直吸引著科學家們的思維。 以及那些冒險者，他們願意直視死亡的臉龐，只為獲知更多。 數百年來，大陸表面及之下大部分地區一直無法進入。 但 thanks to modern technology, researchers have begun to peel back the ice, 揭示驚人的發現。 重寫我們對這片位於地球盡頭的與世隔絕之地的既定認知。 我們的旅程始於250多年前，當時詹姆斯·庫克出發了， 18世紀英國海軍軍官、導航員及探險家 啟航尋找未知的南方大陸——terra australis incognita。 他始終未能找到他想像中那片廣大的溫帶超大陸。 但於1773年1月17日，在 HMS 警覺號上， 與 HMS 愛好號在身旁相伴， 庫克和他的船員確實達成了前人未曾完成的事。 航行超過十萬公里、六萬二千英里後， 他們成為首批穿越南極圈的人。 這實在是一項了不起的壯舉，一路向南推進，穿越密集的雨雪，冰霜不斷在索具上凝結，直到…… 正如庫克所說， 繩索如電線般緊繃，帆布則似金屬板或金屬片。 前方，水面充滿了數百座冰島 一道堅固的白色屏障籠罩著天際。 庫克在日記中寫道，從桅頂望去， 他往南看去，只看見冰雪。 他們的旅程重塑了歐洲人對南極地區的認識 並證明穿越那些冰凍水域是可行的。 但即使這是一個驚人的壯舉， 庫克船長和他的任何一名船員都未曾踏上過南極洲。 海冰和危險的環境阻礙了他們向南前進。 因此，這片大陸一直保持著神秘的面紗。 數十年後的1820年，南極的面紗終於開始揭開。 俄羅斯指揮官法比安·馮·貝林斯高森， 在一次系統性探查最南端的遠征中， 報導了大陸邊緣處一堵高聳的冰架牆。 雖然英國海軍官員愛德華·布蘭斯菲爾德 目擊並繪製了三一半島覆蓋著雪的山脈地圖。 同年稍後， 美國人納撒尼爾·帕爾默在追捕海豹期間，報告目擊了南極大陸。 前往南極的競賽已經展開。 但儘管他們的心思全被名譽與財富佔據， 在地球上最嚴酷的環境之一中生存的能力， 很快便成為首要任務。 當他們描繪這片未知土地的邊界時， 每向南多走一英里，冰層就更厚，氣溫也急劇下降。 英國、俄羅斯和美國至今仍爭論誰是第一個發現南極洲的人。 但當時，沒有人敢靠近到足以觸碰它的程度。 那是1895年1月24日。 當挪威捕鯨船「南極號」終於抵達艾戴爾角附近的海岸時。 天氣好轉了， 給他們一段時間，讓小船能夠穿過冰冷的水域，抵達前方的岸邊。 他們盡可能快地走了進去， 僅在岸上停留片刻， 但足夠長以收集證據。 岩石樣本與地衣，真實的南極洲樣品。 然後他們在冰層與海面於身後合攏之前，轉身返回了船隻。 很難準確把握南極洲究竟有多大、多麼令人敬畏。 約為1420萬平方公里。 你把南極洲鋪在歐洲上面，它會完全吞下歐洲。 並繼續向地中海以南流淌。 這裡的氣溫低至零下89攝氏度。 地球上測量到的最低溫。 加上尖利的海岸風聲，與孤寂感， 甚至一個最微小的錯誤，也可能迅速演變成生死攸關的事態。 暴露、凍傷、方向感喪失。 南極探險者已測試了人類耐力的極限， 為一睹那廣闊未探之大陸，冒著生命危險。 即使在今天，南極洲仍然幾乎完全沒有人類居住。 這裡沒有永久居民， 僅有季節性的人口聚集在研究站中。 夏季，當冰層退去、飛機真正能夠抵達內陸時， 大陸上的人數增加到大約四千到五千人。 但到了冬天，當黑暗與極寒主宰一切時， 它會降至約一千，並斷斷續續地持續數月。 太陽可能會完全消失，持續數週的24小時黑暗。 在南極，極夜大約持續六個月的連續黑暗。 儘管面積龐大，但大陸有98%的部分都隱藏在地表之下。 平均而言，冰蓋幾乎有兩公里厚。 在某些地方，幾乎五公里厚的堅硬冰層正壓在下方的大地之上。 從這個角度來看，這塊冰的高度甚至超過了本內維斯山。 蘇格蘭最高的山脈，以及最寬闊的地區。 幾乎是四座本內維斯山疊在一起那麼高。 沒有陽光能照射到下方，只有永恆的黑暗與巨大的壓力。 海平面大氣壓力的數百倍之重。 冰層如同一塊巨大的壓碎之蓋，將內部隱藏之物封閉於其中。 一個我們才剛開始撬開的冰封墓穴。 每當我們揭開南極冰層的另一層時 這些發現令人驚訝且完全出乎意料。 正如極地科學家羅賓·貝爾所言， 它可能會讓人感覺像是打開一座埃及金字塔，結果發現裡面有一名太空人。 繪製南極洲底部的地貌極其困難。 表面測量顯示了底下情況的線索， 但穿過 Yöu公里的冰層卻極其緩慢。 昂貴，且受極端氣候的限制。 每一個小孔只能講述故事的一小部分。 數十年來，這片大陸始終是一個巨大的謎團。 傳統觀點認為，南極洲一直且將繼續大致是一張空白的畫布， 無法接近且不可知。 但隨著時間的推移，新的工具與技術不斷出現。 冰層穿透雷達、衛星以及電腦模擬 照亮了冰封的內部。 而且，科學家首次能夠追蹤陸地的形狀， 隱藏河流的流動，以及湖泊存在數百萬年的痕跡。 飛機飛越大陸，並向冰層下方發射無線電波脈衝。 這些信號會從內部的冰層反射回來， 來自下方的岩基，有時則來自隱藏的水體。 回音的時機與強度，正是科學家們得以進行研究的關鍵。 建立冰層厚度及冰層下方地形的輪廓。 每份個別的調查僅能揭示拼圖的一小部分。 一條航班劃出一道細線，橫越這片廣袤的大陸。 僅僅提供了一個通往未知的橫截面。 但當你考慮數十年來成千上萬架次的飛行時，一幅圖像便逐漸浮現出來。 一張包含隱藏山脈與深邃峽谷的圖畫 以及延伸於冰層之下的冰下湖泊網絡。 一個與外界隔絕的隱秘世界。 衛星進一步填補了這幅圖像。 他們追蹤地表高程及隨時間的微小變化， 測量冰川流動的速度與方向 並偵測重力的變化，以揭示冰層變薄或變厚的位置。 將這些衛星數據集與雷達調查及基於物理的模型結合 讓研究人員填補空白，產製出令人驚訝的詳細南極地床地圖。 這項技術揭示了一個遠比我們曾想像的要複雜得多的世界。 南極不再僅僅是一片固態的冰原， 但是一個結構嚴謹、多樣且深度相互關聯的地方 在地球上所扮演的角色遠比你想象中重要得多。 南極洲底下最出人意料的發現之一，是冰下湖泊的存在。 其中超過400座隱藏在數公里厚的冰層之下， 由宛如河流般流動的渠道網絡連接起來。 水中不會結冰的現象取決於多種因素的共同作用。 來自地球下方的地熱，以及巨大的壓力 以及來自上方冰層的隔熱效果，還有冰川緩慢移動時產生的摩擦熱。 衛星已揭示出一些會隨時間填滿與排空的活躍湖泊。 沃斯托克湖是一個很好的例子。 這是一片廣闊的淡水體，被封存於東南極之下， 位於俄羅斯東方站下方，深埋於四公里厚的冰層之下。 湖面海拔約低於海平面500米。 全長約250公里，最寬處可達50公里。 覆蓋約12,500平方公里，面積大致相當於北愛爾蘭。 而且這也不是一層淺薄的融水層。 最可靠的估計顯示，沃斯托克湖的深度可達數百公尺。 最深處接近一千公尺深。 一個巨大而處於高壓狀態的水體，封閉在黑暗之中。 南極洲的湖泊令科學界感到震驚， 但接下來發生的事，讓他們重新思考生命存在的必要條件。 2013年，研究人員鑽入了冰下威倫斯湖。 達到它並不像只是鑽個洞那樣簡單。 他們必須在800米厚的冰層中鑿出一條乾淨的通道， 處理鑽井水，以避免污染下方的物質。 當他們終於突破時，湖水反撲而來， 在幾秒鐘內將水猛烈地推入鑽孔中。 但在那寒冷的黑暗中，他們發現了微生物生態系統。 在沒有陽光的情況下生存並以化學能為食 從下方的岩石和沉積物中提取出來。 與深海熱泉類似， 或在羅馬尼亞的莫維德洞穴等先前封閉的地下洞穴中。 這些生物正在利用化學合成作用 將沉積物中的銨和礦物所含的化學能轉換 轉化為新的有機物質。 沒有太陽的生命。 這些發現證明了南極洲充滿了無限的可能性。 而且比我們所能想像的要複雜得多。 在少見的地熱區域中， 地底深處的力量相互作用 為這個原本冰冷的世界帶來溫暖。 厄瑞玻斯山，地球上最南端的活火山。 產生由蒸汽穿過冰層而形成的火山噴氣孔冰洞。 高溫會融化通道，並可能使洞穴系統的某些部分保持開放。 比周圍的南極空氣更溫暖。 這些溫暖的土壤斑塊，宛如在一片原本無法居住的土地上的一片綠洲。 類似苔蘚、藻類及小型無脊椎動物的DNA 建議生命緊緊抓住這些避難所。 我們談的不是大型動物或森林， 但這畢竟是一項證據，證明即使在這裡，生命也能持續存在。 科學家認為這些地熱區域 可能在過去的冰河時代作為避難所使用。 讓物種在周圍大陸環境不適合生存時仍能存活。 南極並非毫無生機。 這說明了即使在你最不會想到的地方，它也存在。 生命的微光依然存在。 2021年，研究人員鑽穿了900米厚的冰層。 菲爾希納-龍尼冰架上。 距離最近的開放水域260公里。 在冰層之下，溫度徘徊在攝氏零下2.2度左右。 他們發現了動物， 包括看起來像海綿一樣緊附在海床巨石上的生物。 同年12月， 一支由新西蘭領導的團隊在羅斯冰架下方發現了一個充滿水的空間。 當他們把攝影機放進黑暗之中時， 鏡頭突然被數十隻小型蝦狀甲殼類生物包圍。 稱為端足類生物彈跳著撞上攝影機。 他們的存在暗示著一個更為龐大的食物鏈。 微生物基礎，甲殼類食腐動物， 甚至可能有此前未知的掠食者在冰下獵食。 這些發現挑戰了我們長期以來的假設。 從海洋最深邃、最黑暗的角落 到封閉了百萬年的洞穴中， 至南極洲下方的冰封世界， 生命已在最極端的環境中找到了繁盛的方式。 但隨著更多新發現的出現， 更多的問題隨之產生。 這些生態系統在完全黑暗中持續了多久？ 地球上以及地球之外，還有哪裡可能存在生命？ 還有哪些生物潛伏在冰層之下？ 無論如何，生命以我們才剛開始理解的方式，在這裡持續存在。 一年又一年，雪不斷降落在南極洲的表面。 它沉降、被掩埋，並逐漸壓縮。 隨著時間的推移，這些層會完全凍結並變成冰。 數萬年來，它們不斷累積。 每一層都標示著一個時間點。 季節、風暴，以及漫長的極寒時刻。 在那些層層疊疊的結構中，封存著微小的氣泡，內含二氧化碳和甲烷。 由遙遠風吹來的塵土，甚至來自早已消失的海洋的海鹽。 它們共同構成地球過去氣候的直接記錄。 科學家以稱為冰芯的長圓柱體提取這種冰， 他們研究它們，彷彿它們是檔案一樣。 他們分析化學指標和同位素以估算過去的氣溫。 它們甚至能對應跨大陸的薄層火山灰。 將記錄的某些部分與地球歷史中已知的噴發事件對應起來。 隨著數據逐漸匯集，一個引人注目的模式顯現出來。 冰河周期起伏不斷。 氣候變化反覆出現。 在整個過程中，溫度與溫室氣體 經過數十萬年的逐步推移。 儘管南極的冰層紀錄令人印象深刻，但它並非完美無缺。 在冰蓋底部深處，冰層正緩慢地流動並自我摺疊。 不幸的是，這些運動可能會擾亂最古老的地層， 使它們極難，有時甚至無法解讀。 這就是為什麼鑽孔必須精確且乾淨。 因為任何污染風險都可能破壞經過數千年才形成的資訊。 即使如此，科學家們仍持續深入探索。 他們正在尋找更古老的冰層和更清晰的紀錄， 試圖將南極洲的冰凍層轉化為我們星球清晰的歷史記錄。 我們面臨的挑戰並非南極洲獨有。 探索冰下湖泊意味著解決相同的問題 科學家在構想地球以外的任務時會談論的內容。 無菌鑽孔，自主機器人， 盡量減少人類的出現，並在完全黑暗中工作， 極端的寒冷與孤寂。 從這個意義上來說，南極洲可能是一次預演。 一個用於探索類似木衛二或土衛二等天體上封閉海洋的彩排空間。 而我們所找到的生命，如同微生物在無光之下仍能存活， 以化學作用為基礎運作而非光合作用的生態系統， 生物在壓力、低溫與匱乏中艱難生存 迫使科學家重新思考生命還可能存在于哪裡。 學習如何探索與保護這些隱藏的世界，就在我們這顆地球之上， 我們正慢慢為那個時刻做準備，那個我們開始尋找地球之外生命跡象的時刻。 在許多方面，南極洲是地球的調節器之一。 其廣闊的冰蓋將大量的陽光反射回太空， 如同一面鏡子，幫助保持地球涼爽。 同時，圍繞大陸形成的冰冷而密度高的水體會下沉 並驅動主要的海洋環流模式， 將南冰洋與全球各地的氣候系統相連接。 所有冰層內封存的水量足以重塑全球的海岸線。 冰芯顯示，至少在80萬年來，二氧化碳隨著冰河時代而循環變化。 但它從未超過大約三百 ppm。 直到工業時代打破了那個限制。 如今，測量到的二氧化碳濃度已遠超過每百萬份中420份。 而這額外的熱量正被海洋吸收並傳播到各地， 包括南冰洋在內 隨著較暖的水體越來越能夠到達 並從下方侵蝕南極冰架。 總計，南極洲的冰體所含的水量足以使全球平均海平面上升 約58米。 即使只是一小部分，也會重繪海岸線。 世界上許多偉大的沿海城市， 像邁阿密、雅加達、上海和悉尼等地， 可能在最低區域被整體吞下 或被迫在牆壁和泵站後方無限撤退。 其中一些已經可以衡量了。 衛星顯示某些地區的冰層正在變薄， 冰川加速運動， 以及溫暖的海水抵達過去認為受保護的冰架。 從邁阿密到孟加拉國， 海水已開始湧入街道、房屋和飲用水源。 南極洲看起來或許僅僅是一片廣闊的冰封荒原， 但在冰層之下，情況要複雜得多。 被掩埋的景觀，隱藏的湖泊與河流， 地熱區域，以及生命的痕跡 揭示了一個遠比想像中更奇特且更具動態的大陸 遠遠超出了我們曾經能想像的範圍。 每一次雷達勘測與衛星測量， 更多的秘密逐漸清晰起來。 南極洲被掩埋的世界中，有多少尚未被地圖標示？ 有多少個冰下生態系統我們尚未直接觀察到？ 南極的未來將對世界其他地區產生什麼影響？