【极地环境科普】南极火山:冰与火之歌

发布者:科研处-张懿发布时间:2025-12-18浏览次数:10

数千万年前,南极洲曾遍布繁茂的亚热带森林,许多动植物在此繁衍生息,甚至包括体型庞大的恐龙。如今,这片大陆99.7%被冰雪覆盖,仅存的0.3%无冰区孕育着独特的生态系统——苔藓、地衣及各种微小的无脊椎动物(如螨虫和线虫)构成了这片生命绿洲。许多物种在该大陆上已存在数百万年,即便现今的南极已经极为寒冷,在约两万年前的末次冰期,这片大陆的环境更加严酷。

那些依赖无冰土地的物种如何度过严酷冰期?

企鹅、信天翁、海豹以及其他大型、引人注目的动物,大多数人把它们视为南极的代表,它们可以通过飞行或游泳迁徙至较温暖的无冰区域——寒冷期北迁至无冰地带繁殖,暖期随冰退重返南极

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南极寒冷时,王企鹅迁往温暖区域

然而,南极绝大多数纯陆生生物,体型微小且迁移能力有限。当地球进入冰期、冰川扩张时,很少有物种能迁移到更温暖的低纬度地区。被困在愈发严酷的南极大陆上,多数物种走向局部或完全灭绝,但仍存在着幸存者。

发表于《美国国家科学院院刊》的研究《地热活动帮助生命度过冰川周期》中提供了一个耐人寻味的解释:这些幸存者或许受益于南极洲的火山活动。

极寒中的温暖绿洲

南极分布着众多火山,部分火山拥有可持续供热数十万年的大型岩浆库。研究揭示,火山周围的物种数量明显多于远离火山的地区。

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南极洲活跃的火山位置

这一分布特征表明,南极火山在历史长河中,尤其是在冰期期间,为多样化生命提供了庇护。这不难理解:如同寒夜里的一只热水袋,当地球进入深度冻结时,火山热量抵御了冰川侵袭,为极地中的生命保留了一个温暖绿洲

除了能融化地表冰层,火山蒸汽还能在冰川下方形成广袤的洞穴系统,其温度比外部高出数十度。这些温暖的地热环境,足以支撑生物多样性度过最严酷的冰期。随后,随着全球变暖,更多无冰区域逐渐出现,一些生物通过随机扩散事件,以跳跃式扩散占领新领地

生命的新扩散

例如,鸟类会飞往邻近的火山无冰区,脚上携带的螨虫与苔藓孢子随之传播;强风则可散播孢子与虫卵。随时间推移,原始生物群落的分支逐渐占据新领地;离火山越远,成功定的物种越少,最终形成我们如今观察到的“离火山越远,生物多样性越低”的梯度分布。

这些发现对保护南极独特生命至关重要。许多南极物种在世界其他地方并不存在。比如,近60%的南极无脊椎动物(包括螨虫、跳虫和线虫)是南极特有的。

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人与自然和谐共存

随着人类对南极环境的影响日益加剧,无论是直接的(如旅游业发展),还是间接的(如全球变暖和污染),加之越来越多的人开始关注南极资源开发,我们需制定优先保护策略,以维护南极的生物多样性。地热区作为生物多样性热点,确保其不受人类活动的严重影响,有助于保护南极多样化物种。

未来研究展望

尽管本研究聚焦于南极洲,但地热庇护所这一概念,也有助于解释其他冰川地区生命延续的原因。遗传证据显示,即使在末次冰期被北极冰雪覆盖的区域,仍有动植物存活——是否同样受益于火山地热(或基岩放射性衰变带来的热量)? 

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火山蒸汽从南极南桑威奇群岛上的熔洞中喷出

此外,地热区是否曾帮助原始简单生命熬过数亿年前的雪球地球极端冰期?如同所有科学研究,这些发现也引出了新的有趣问题,为未来的科学研究指明了方向。例如,目前相关遗传研究正在探讨,火山附近的物种内部与物种间的多样性分布规律是否一致。

多数人眼中,火山往往象征着破坏与恐惧,但这项研究揭示:在极寒之地,火山对许多物种而言是生存的希望,是冰原中的生命守护者——在极端严酷气候中,为生命提供了一线生机。

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原文链接:

https://theconversation.com/antarctic-volcanoes-help-preserve-life-in-the-freezer-24117

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