大陆分裂驱动隆升，引发东南极冰盖形成

引言

一项发表在《科学》杂志（2026年7月第393卷第6806期）上的突破性研究重塑了我们对东南极冰盖（EAIS）形成方式的理解。几十年来，科学家们认为，仅大气二氧化碳水平的下降就导致3400万年前地球进入深度冰冻期，使冰在南极洲积聚。然而，新证据表明，一个主要的构造事件——超大陆冈瓦纳大陆的分裂——触发了东南极的隆升，形成了高地，使冰能够成核并持续存在。这一发现对于预测变暖世界中未来冰盖行为具有深远意义。

构造隆升作为关键驱动因素

研究表明，大陆分裂及相关南极大陆的动态隆升在EAIS的启动中发挥了关键作用。随着冈瓦纳大陆的碎裂，东南极陆块因地幔过程经历了显著的垂直运动。这种隆升将广阔区域抬升至雪线以上，使积雪能够全年持续积累，并最终压实成冰川冰。如果没有这种构造隆升，即使在低二氧化碳水平下，该大陆可能仍基本无冰。

重新评估二氧化碳的作用

虽然二氧化碳下降仍然是一个重要因素，但研究表明它并非唯一的触发因素。隆升形成了高海拔高原，作为冰盖的成核点。一旦冰盖建立，它本身通过反照率反馈改变了区域气候，进一步促进了冷却和冰的扩张。这种双重机制——构造隆升加上二氧化碳下降——更好地解释了地质记录中观察到的冰川作用的快速启动。

对未来气候预测的影响

了解EAIS的起源对于预测其对当前人为变暖的响应至关重要。该冰盖含有足够的水，可使全球海平面上升超过50米。如果使其形成的构造条件不再存在，那么冰盖可能比之前认为的更容易崩塌。该研究表明，EAIS并非永久性特征，而是特定地质和气候条件的产物，这些条件可能逆转。

方法与证据

研究团队将来自东南极的地质野外数据与地幔对流和冰盖动力学的数值模型相结合。他们分析了来自近海钻探岩心的沉积记录，这些记录捕捉了从温暖、无冰条件到完全冰川作用的转变。通过测定火山灰层的年代和测量同位素特征，他们重建了隆升的时间和幅度。模型显示，只有包含隆升时，才能再现观察到的冰盖增长。

更广泛的意义

这项研究强调了地球深层过程与地表气候的相互联系。它还强调了在解释过去气候事件时考虑构造历史的重要性。这些发现可能适用于地球历史上的其他冰盖形成，例如格陵兰冰盖和晚古生代冰期。此外，它们为理解大陆配置如何影响长期气候稳定性提供了新框架。

结论

东南极冰盖的形成并非对二氧化碳下降的简单响应，而是构造隆升与气候之间复杂的相互作用。这项发表在《科学》杂志上的研究挑战了长期以来的假设，并为研究冰盖动力学开辟了新途径。面对迅速变暖的地球，理解古代冰川作用的触发因素变得愈发紧迫。

本文基于Science（AAAS）的报道。阅读原文。