借助于一艘伴船用绳索套住巨大的冰山并把它拖开,一艘研究船已钻通南极洲外的海底并采得芯样,这些芯样详细地记录了该大陆复杂的甚至曾是长满草木郁郁葱葱的过去。
这些芯样是海洋钻探计划最近取得的成果。这个计划是项国际间的努力,它打算从洋底来寻求地球历;史的线索。自从该计划于1985年重新振兴以来,科学家们已在大西洋以及地中海和南美洲的西边钻探了很多地方。
但是来自南极洲附近的钻探也许是最近最有趣和最出人意料的发现。新的证据表明,南极洲东部和西部的气候史惊人地不同。它证实了一些主张该大陆曾经有过温暖的气候的理论。然而它与认为南极洲西部不时地泻下它的冰使全球的海平面迅速升高的看法相矛盾。这些科学家们发现,附近的威德尔海下的沉积物表明,在过去的480万年间不存在任何这样流失冰层的证据。
路德岛大学的詹姆斯 · P · 肯尼特(James P. Kennett)博士(他与英国伯明翰大学的彼得 · 巴克(Peter Barker)博士一起领导这项计划)说,对于担心随着气候的暖化会突然排放冰层的人,这一发现是个好消息。这样的暖化,即“温室效应”,是根据二氧化碳及其他工业气体在大气中含量增加而预言的。
新的证据指明,在过去的近五百万年间,即使南极洲西部的气候有时是亚热带性的,其冰层仍然保持接触。肯尼特博士说,虽然存在在这样的时期全球海平面上升30呎之高的证据,但那是两极附近的冰逐渐融化所致,而不是由于南极洲西部的突然融化。南极洲西部是个冰层覆盖的面积与菲律宾相当的列岛。它是能横跨该大陆的一条山脉(地球上的大山脉之一)与南极洲东部分开的。
钻探船乔伊德斯决心号(Joides Resolution)上的科学家们在威德尔海上工作了二个月,于3月结束。他们有时在3哩深的洋底钻探,采得了包含横穿5千万年或更长时期积成的洋底沉积物的芯样。
关于南极洲历史的各种线索暴露出来了。植物的芽胞和花粉粒表明,直到大约3900万年前,该大陆还生长着茂盛的山毛榉树和羊齿科植物,它们就像新英格兰的山毛榉树和羊齿科植物一样是需要无霜期的。
淡水硅藻(具有硅壳的海藻)的微型化石已在毛德皇后地和南极半岛外朝南美延伸的洋底发现。这种硅藻土显然是近在2千万年前从该半岛的湖泊冲下来的。
肯尼特博士说,这些科学家们在芯样中发现,那些典型的由普通的风化作用形成的粘土具有一些惊人的间隔层,这些层属于由冰的摩擦作用产生的碎屑类型。
南极洲西部的主冰层大约在八百万年前开始形成。明显地存在冰融期,使河水上涨,在该大陆架上沉积出砂粒和卵石。
这些淤积物周期性地一次次沉积出一些砂粒和卵石层,使洋底坡度变缓。而在480万年前形成的沉积层深度上面,这些沉积物突然不见了。据认为这是在南极洲西部的冰盖变成永久性时。残留的位于较上面的沉积层明显地一直没有变化。
肯尼特博士说,早先在南极半岛另一边的别林斯高晋海底的钻探得到了类似的冰层长期稳定的记录。
他说,在南极洲东部的毛德皇后地采到的芯样则反映了一种不同的情况。它们表明在那里冰盖的形成要早得多,大约是在3700万年前。
但是直到大约1500万年前,那里的冰层是不完整的。丰富的硅藻(它们只能在阳光充足的沿海水域生长)的发现表明,在此之前,冰层并没有像今天那样以陆缘冰的形式延伸到海上。
今天,富含营养物的底部海水上涌使得南极洲附近的海洋成为世界上最适合生物生长的地区。鲸鱼和海鸟都迁移到那里增加脂肪。这种海水上涌显然是在800万年前开始的,当时的沉积物显示来自水生生物壳的硅质逐渐增加。
由于伴随此研究船的梅厄斯克船长号(Maersk Master)出色地拖开冰山,乔伊德斯决心号才得以调走了威德尔海,这是个不安全的水域,曾使欧内斯特 · 沙克尔顿(Ernest Shackleton,英国南极探险家,1874 ~ 1922)的永久号(Endurance)和奥托 · 奴尔丹绍(Otto Nordenskjold,瑞典南极探险家,1874一1922)的南极号被挤破或陷入困境。这次考察的工程专家大卫 · 休伊(David Huey)说,当雷达显示出一个前来的冰山时,梅厄尔斯克船长号就开始作业。
这艘船将先绕冰山航行,撒下拖索。一旦冰山被完全套住,它就将冰山拖开。肯尼特说,一个冰山就有“几千万吨”重。拖速大约为半节(0.5海里/时),但是这将依深处的洋流而变化。冰山的吃水深度达800呎,洋流的作用会推它沿不规则方向移动。据休斯博士说,雷达追踪显示出,“有时是冰山在拖动船。”这项以得克萨斯农业和机械大学为基地的钻探计划还取得一些惊人的新发现,表明当欧洲和北美洲在5000万年前分离开时发生了异乎寻常的岩浆迸发。
乔伊德斯决心号在挪威与扬马延岛之间的洋底钻了八个洞。其中一个在沃灵海台(Voring Plateum),深入到位于水下4200呎的洋底4032呎处。除上面1033呎的沉积土外,其余全部结构都是火山岩。
对采回的芯样的研究,揭示出被49个火山岩屑层和7个地下熔岩侵入形成的岩床分割开的121个独立的熔岩流。岩屑里的化石表明,这些爆发是发生在3600万 ~ 5800万年之前。
肯尼特说,海道(ocean passage)的逐渐张开也是变冷(它产生了南极洲东部和西部的冰盖)的一个关键因素。一个海道(德雷克海峡)是位在南美洲和南极半岛之间。他认为这是发生在大约2,300万年前,虽然其他人把这一时间推算得近在1500万年前。
另一个是在南极洲与澳洲之间。在1970年代,钻探船格洛马挑战者号对其海底的考察表明,这两个大陆是在5500万年前开始分离的。随着这两个海道的打开,洋流和风得以无阻挡地环绕这个大陆,形成了现在支配南极地区的气候模式。
参加这一海洋钻探计划的有美国的十个海洋学研究所以及加拿大国家科学基金会的海洋钻探机构;此外还有日本、法国和西德参加。苏联也已受到邀请,但是美国国防部要求重新考虑对苏联的邀请。
[International Herald Tribune,1987年4月23日]