在南极冰层深处发现了4000万年前存在的巨型河流系统

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一艘研究破冰船Polarstern在阿蒙森海的一座巨大冰山前。这艘船上的研究人员发现了曾经流经南极洲西部的一条大河的证据。（图片来源：Johann Klages）

（）据美国生活科学网站（Kristel Tjandra）：地质学家在南极洲西部的巨大冰盖中挖掘，发现了一个曾经流经近千英里的古老河流系统的遗迹。

根据6月5日发表在《科学进展》杂志上的研究结果，这一发现让我们得以一窥地球的历史，并暗示了极端气候变化如何改变地球。

“如果我们考虑未来可能发生的严重气候变化，我们需要从地球历史上已经发生过的时期中吸取教训，”研究合著者、德国阿尔弗雷德·韦格纳研究所亥姆霍兹极地和海洋研究中心的沉积学家Johann Klages告诉《现场科学》。

3400万至4400万年前，也就是始新世中晚期，地球的大气层发生了巨大的变化。随着二氧化碳水平的急剧下降，全球降温引发了无冰地球上冰川的形成。

科学家们有兴趣调查这一重大气候事件是如何在南极洲发生的，特别是由于人类造成的气候变化，地球上的二氧化碳水平继续上升。始新世晚期的二氧化碳含量几乎是今天的两倍。然而，Klages说，如果温室气体水平继续上升，这可能与150至200年后的预测水平相似。

但事实证明，揭露过去具有挑战性。今天，南极洲西部大部分地区被冰覆盖，很难进入沉积岩，而沉积岩对研究早期环境至关重要。地质学家通常依靠这些沉积物中捕获的颗粒、矿物和化石的类型来确定一个地区的特征条件。

2017年，克拉斯和其他科学家乘坐研究船Polarstern探险队从智利最南端穿越崎岖的德雷克海峡，进入冰封大陆的西部。配备了先进的海底钻探设备，Klages和他的团队开始从冻结海底的软沉积物和硬岩石中收集岩芯。



“Polarstern”号研究船上的研究人员使用先进的钻探设备在南极洲西部发现了一条存在于4000万年前的古老河流。（图片来源：Karsten Gohl）

在向海底钻探近100英尺（30米）后，研究人员取回了两个不同时期的沉积物。

通过计算放射性元素的半衰期，如沉积物中铀和铅的比例，他们发现沉积物的下部形成于白垩纪中期，约8500万年前。这种沉积物含有化石、孢子和花粉，这些都是当时存在的温带雨林的特征。沉积物的上部主要含有始新世中晚期的沙子，约3000万至4000万年前。

Klages说，经过仔细检查，他们发现始新世砂层中有一种强烈的分层模式，类似于来自河流三角洲的地层，与密西西比河或格兰德河的地层非常相似。

科学家们进行了脂质生物标志物分析，量化了沉积物中的脂质和糖的含量，并发现了一种常见于淡水蓝藻中的独特分子。这一发现证实了他们的怀疑，即一条古老的河流曾经蜿蜒穿过非洲大陆。

研究人员将始新世的颗粒追踪到跨南极山脉的一个独特的盐区，穿过约930英里（1500公里）的区域，然后流入阿蒙森海。

Klages说：“这太令人兴奋了——只要你的大脑中有一个令人兴奋的画面，那就是有一个巨大的河流系统流经南极洲，现在被数公里的冰覆盖。”。

Klages和他的团队现在正在分析大约2300万年前的渐新世-中新世时期的部分核心沉积物。这将有助于完善模型，更好地预测未来气候。