一群国家地理控，专注于探索极致世界
这颗星球上
再没有比南极更特别的土地了
（地球，图片源自@NASA）
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我们的祖先
从走出非洲的那一刻起
便致力于占领整个星球
包括每一块大陆
每一片海洋
唯有南极是个例外
（早期人类迁徙路线图，制图@张靖/星球研究所，依据《Going global: How humans conquered the world/NewScientist》）
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1959年
美苏英法等国经过反复磋商
终于在华盛顿达成一致
冻结对南极的一切领土要求
禁止在南极进行任何军事活动
这便是著名的
《南极条约》
（南极条约组织的旗帜）
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条约最大限度地
将人类的贪婪限制在南极以外
使得南极成为这颗星球上
最纯净的冰雪世界
（南极视角的地球，图片源自@Photographer's Choice/VCG）
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冰雪之中
是完全不同于人类文明的另一种繁荣
包括全球最为独特的生态系统
全球数量最多、繁衍最成功的动物
它们在极为荒芜冷酷的自然条件下生生不息
一切
都需要从南极的形成说起
那是一场持续3000多万年的
“风”“流”往事
Ⅰ 风流双煞
2亿多年前
地球上的陆地主要由两部分构成
劳亚古陆盘踞北半球
今天的南极、非洲、南美、印度等地
则连成一片
共同构成了南方大陆
冈瓦纳古陆（Gondwana）
(联合古陆，制图@赵云鹏/星球研究所）
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虽然同样位于高纬度地区
但此时的南极远没有今天这般寒冷
蕨类、苏铁等植物生长茂盛
森林绵延、郁郁葱葱
各种古兽繁衍其间
物种昌盛、万象更新
（2亿年前南极大陆上的代表性动物水龙兽及其生存环境复原，它身长从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，两颗长牙是其显著标志，图片源自@National Geographic/VCG）
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如若照此发展
也许我们今天看到的南极
与欧亚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
非洲、澳大利亚等陆块纷纷向北漂移
印度次大陆更是如箭离弦般
向欧亚大陆飞速撞去
只有南极陆块孤零零地留在极地
（1.4亿年前至今的板块运动示意图，视频制作@Christopher Scotese）
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当时间到了3400万年前
南美洲与南极陆块的最后连接
也被板块运动的洪荒之力无情切断
海水喷涌而入
形成了宽达900千米的
德雷克海峡（Drake Passage）
两个大陆隔海峡相望
努力勾连的“手指”依依不舍
（德雷克海峡，制图@张靖/星球研究所，底图源自@NASA）
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于是
一个以南极点为中心
四面环海、孤立于其他大陆的
南极大陆
诞生了
（以南极大陆为中心地图，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，同心闭合的白色曲线是纬线，其它是经线，制图@Daniel R. Strebe/维基百科）
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它面积高达1400万平方千米
比中国的陆地面积还大46%
（南极大陆与中国面积对比，制图@赵云鹏/星球研究所）
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大陆四周没有其他陆地、山岳的阻隔
海面上无遮无拦
“风”率先降临
它自西向东环绕南极一周
风力时常高达7级以上
人称咆哮西风带
（Roaring Fifties/Screaming Sixties）
（咆哮西风带，源自@Matt Owens/NOAA；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）
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强风吹动海面，形成海浪
海浪又带动深层海水形成更强大的洋流
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，视频源自@NASA；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）
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现在
“风流双煞”皆已登场
狭窄的德雷克海峡上
风雷滚滚、海浪汹汹
成为企图进入南极者的噩梦
（正在通过德雷克海峡的船只，图片源自@VCG）
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更重要的是
“风流双煞”形成了两大屏障
将整个南极包裹起来
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
（南极大陆被“封印”示意图，制图@赵云鹏/星球研究所）
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当一片大陆被“封印”
会造成怎样的后果呢？
Ⅱ 冷酷末日
后果就是
对原本生活在南极大陆上的生命来说
末日降临了
首先是冷
与没有被“封印”的北极相比
无论最低温还是年平均气温
南极都要冷20度左右
2013年记录的最低温甚至达到-93.2°C
为地球之”冷极“
至冷之中
冰雪纷纷飘落
高山上发育出巨大的冰川
将南极的山峰切割得尖削凌厉
（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，图片源自@National Geographic/VCG）
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当冰雪堆积超过千万年
南极98%的陆地
都被巨大的冰川所笼罩
称为冰盖（Ice Sheet）
（南极冰盖，根据卫星图像合成，冰盖反射阳光，呈现出一种激动人心的珍珠光泽，图片源自@NASA）
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原本高耸的山峰
只能露出尖尖的山顶
有如白色海洋上的小岛
名为冰原岛峰（Nunatak）
（瑟斯顿岛上的冰原岛峰，图片源自@NASA/John Sonntag）
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就连那些燥动不安的火山
也不能幸免
（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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南极大冰盖集中了全球70%的淡水
如果融化足以令全球海平面上升60余米
中国沿海及华北平原都将泽国一片
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个泰山海拔的冰雪叠加
巨大的重量压迫陆地下陷
甚至严重低于海平面
（去除冰川后的南极陆地示意图，一半在海平面以下，图片源自@NASA）
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另一方面
南极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
形成下降风（Katabatic wind）
（下降风形成示意图，制图@张靖/星球研究所）
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下降风卷起地表的雪粒
遮天蔽日
目前地球上已知最大的风速便在南极
是名副其实的“风极”
（一位科研人员正在南极维加岛的风暴中行进，图片源自@VCG）
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下降风肆虐迅猛
所到之处物毁土崩
它呼啸着抵达海岸
横扫大洋
（飞机拍摄的南极菲尔克纳冰架附近海面，下降风吹动积雪在海面上留下了清晰的痕迹，摄影师@Linette Boisvert/NASA）
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海洋也跌入酷寒之中
表面的海水被冻结成冰
从太空俯瞰
白色的海冰正向四面八方扩展
似乎要让蓝色星球换改天换地
（2015年9月21日的南极海冰范围，图片源自@VCG）
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这些海冰厚达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
（一艘美国破冰船行驶在南极海面，图片源自@VCG）
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寒冷、冰雪、大风
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
南极已经彻底由绿色天地
转变为万物肃杀的冷酷世界
生命就这样结束了吗？
（喙嘴翼龙化石，曾于1亿多年前生活于南极，图片源自@M0tty/维基百科）
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当然不是
因为一场全新的生命大戏
正在冷酷中孕育
Ⅲ 冰雪生机
南极冰盖并非静止不动
而是会从高处向低处流动
形成冰流
（南极冰流示意，视频源自@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@周三哥）
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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，制图@赵云鹏&兰泽玉/星球研究所；冰山由陆地上的冰川形成，而海冰由海水直接冻结形成）
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南极大陆边缘74%的海域
都被冰架覆盖
（2004年3月拍摄的拉森冰架，摄影师@Jim Ross/NASA）
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从海面望去
有如一条连绵不绝的冰雪长城
（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
（南极桌状冰山，图片源自@VCG）
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可以高达数百米
（注意冰面上的企鹅，图片源自@VCG）
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在海浪、狂风的不断侵蚀下
变得形态万千
（请将手机横屏观看，图片源自@Michael Leggero/VCG）
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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
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海流
一众生命纷纷登上舞台
但它们又该如何抵抗无情的严寒呢？
（上升流和下降流示意图，制图@张靖/星球研究所；相比之下，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”）
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①
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
（硅藻，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
（海水因充满藻类而呈现绿色，图片源自@NOAA）
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②
紧接着
以藻类为食的南极磷虾登场
为了度过漫长而寒冷的冬季
它们能够忍受超过200天的饥饿
甚至会出现负生长
所以通常2-3年也不过长到5厘米左右
（南极磷虾，图片源自@维基百科）
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然而
就是超强的忍耐力
让这个不起眼的小生命
成为这颗星球上数量最大
繁衍最成功的动物之一
保守估计总量在5亿吨以上
相比之外
人类的总体重也才4亿多吨
它们喜欢集群活动
找到食物的个体会把信息转告其他个体
然后一拥而上集体抢食
每立方水体可以聚集几千到数万条
之后又在洋流和浮冰的驱动下
流云般地来去无踪
（太平洋磷虾群，谨供参考，图片源自@VCG）
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③
如此巨大的磷虾种群
形成整个南极生态系统的基石
可以支撑的生物链远远超过人们的想象
鱼类便是其中之一
最具代表性的是南极冰鱼
它极强的“抗冻”能力
源于循环系统中的一种糖蛋白
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
（一种南极冰鱼，图片源自@Marrabbio2/维基百科）
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因为南极海域富含氧气
有的南极冰鱼还在演化中
干脆丢掉了运送氧气的血红蛋白
从而使得血液呈现为白色
（一种小型南极冰鱼，呈现透明状，图片源自@Uwe kils/维基百科）
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④
鸟类也在南极洲大陆边缘
以及周边岛屿上繁衍起来
数量多达2亿只
（信天翁，摄影师@林中响箭）
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它们在南极海域的风浪中博击
以南极磷虾、鱼类、乌贼等为食
（灰背信天翁，摄影师@PETER）
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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
在它们光滑的羽毛内保留一层空气层
既可以增加浮力
也有助于隔绝南极冰冷的海水
耳朵、脚等部位则变得更小
以减少热量流失
（3700万年前的巨企鹅与人类、现在的帝企鹅对比，制图@张靖/星球研究所）
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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@张靖/星球研究所）
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从绅士般的王企鹅
（王企鹅，比帝企鹅稍矮，但颜色更鲜艳、嘴部更长，耳后还有个橘红色的封闭斑纹，图片源自@VCG）
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到“浑身是戏”的帽带企鹅
（帽带企鹅，摄影师@汗斯）
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再到红嘴的金图企鹅
（金图企鹅，摄影师@陈小琳）
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而高大、坚毅的帝企鹅
则最有最强的抗寒能力
它拥有所有企鹅中最大的体重
减少了相对表面积和热量损失
帝企鹅还能够控制血液流向四肢
防止肢体冻结
（帝企鹅，图片源自@VCG）
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而通过抱团取暖
更是可以在零下数十度的低温环境中
让体温上升到38°C
同时它们还会不断变换位置
以确保每只帝企鹅都有机会进入最温暖的中心区域
（抱团取暖的帝企鹅幼崽，图片源自@VCG）
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⑤
大型的海洋哺乳动物也繁盛起来
海豹、海狮、海象以厚厚的皮毛著称
具有极佳的御寒、防水性能
其中
有着细小耳朵的海狗
是海狮科的一个亚科
（海狗，图片源自@VCG）
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体型臃肿的象海豹
雄性体长可达6.5米
体重约4吨
“青春年少”便已经是一个大胖子
（象海豹幼崽，图片源自@VCG）
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喜欢凿洞的威德尔海豹
经常从冰洞中伸出小而圆的脑袋
尽情呼吸
（威德尔海豹，图片源自@VCG）
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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
它们拥有厚厚的脂肪层
可以提供足够御寒的能量
（座头鲸，图片源自@VCG）
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就这样
“风流双煞”封印了南极
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
（南极生态系统示意图，制图@张靖/星球研究所）
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而对于人类来说
这里依然是难以踏足的禁区
毕竟没有防水的皮毛
没有厚实的脂肪
没有蓬松的羽毛
更没有永不冰冻的血液
要在世界最寒冷的地方生存下去
只能依靠足够专业的技术和装备
P.S. 主要参考文献：刘小汉《南极大陆的演化与科学探索》、陈良标《南极鱼类——冰海里演化出的奇迹》、吴福星/张正旺《南极四季话鸟兽》
... The End ...
