文学汇 博物丨当来自深层的超致密冰块被带到地表时，会呈现出犹如海蓝宝石的光泽。这种冰块被称为“蓝冰”，是极地研究人员的噩梦。远观宛如热带水域的浅蓝色池水，但其表象极具欺骗性。蓝冰表面摩擦力极低，在其表面，即使是最简单的移动也充满危险。人在平坦的蓝冰表面根本无法获得足够的摩擦力来移动。冰爪通常无法使用，因为锋齿难以嵌入坚如岩石的蓝冰表面。曾有被困在蓝冰斜坡上的雪地摩托，沿着坡面滑落了百余米。
蓝冰诉说着冰川运动的轨迹，它形成于冰川深处，在 某些特定区域被推挤至地表。与世界各地的冰川相同，南极洲的冰盖始终从高海拔区域向低处流动。当冰流遭遇山脉等障碍物时，深层的蓝冰会从冰川中被挤压而出，垂直隆起的冰体高度可达一二百米。最深处的冰层蕴含着最致密、最坚硬、最古老的蓝冰，其中部分冰体已存在超过10万年。尽管这种冰层是地表作业的最大危险源之一，但其古老特性却能给我们带来无上的喜悦。当我们将这种冰融化成饮用水时，实际是在饮用尼安德特人在地球游荡时期降落的雪。
我们在冰原上扎营，融冰取水，在科研工作、日常饮食和睡眠休息时都必须因地制宜地与冰层打交道。冰如同呼吸的空气与摄入的食物，已成为我们生活结构的组成部分。它更是我们穿越冰原、抵达裸露山岩的天然通道。冰层还对天气及我们周围的整体地貌产生重大影响。
在南极山麓地带，始终潜藏着灾难性狂风的威胁，风速有时超过每小时 160 千米，不仅使工作无法继续，甚至可能摧毁整个营地。高处的冰会使周围空气变得寒冷且异常稠密。这种高密度空气会向山下流动，并在下降过程中不断加速，从而在山谷底部引发猛烈的风暴。福里斯特遭遇南极强风的经历广为人知，当时他所在团队的雪地摩托被狂风吹得腾空而起。当然鉴于福里斯特的经验，我们此行特意将设备停放在远离帐篷的位置。
极端风力如同无形的雕刻师，塑造着我们脚下和远方的世界。被狂风打磨过的岩石群散布在南极山谷中。岩石表面深深镌刻着盛行风的方向。经过数百年的侵蚀，这些岩石和巨砾被雕琢出各种形态，从克尔维特跑车式楔形结构到海绵状镂空壳体。山谷的地貌特征也显示出持续数个世纪的强风作用。悬崖表面布满扇形边缘、凹陷的岩壁以及砂岩柱体，这些都是风力雕琢的痕迹。
南极干谷，前景中有一块被风吹动的岩石风与冰共同塑造着整片地貌并创造新生态系统。在麦克默多站以西 60 多千米处，有一组近乎平行的山谷群，覆盖面积超 5 000 平方千米。虽然它们两侧被冰雪包围，
但谷壁与谷底全是裸露的基岩，几乎没有一块冰。这片区域看起来就像布满岩石、毫无生机的地表沙漠。冬季气温可降至约 -70℃。该地区极度寒冷贫瘠，被用于模拟火星地质环境与探寻生命存在的可能性。这片被称为“干谷”（Dry Valleys）的地貌呈现出矛盾的特质。若山谷上方山体的积雪使谷内变得极度寒冷，那为何谷底却不见冰雪堆积？
沿着山谷边缘分布着海2400米的小型山脉。这些山脊成为天然屏障，阻挡冰川向下流入山谷。冰因此滞留在山脊上，而非进入山谷区域。冷空气在冰面上方聚集，当条件成熟时，这些寒冷稠密的气团会以强飓风般的速度冲入山谷。这些疾风不断雕琢谷壁岩层，并阻止积雪在低洼地带堆积。于是在广袤的冰封大陆上造就了这片寒冷的沙漠绿洲。想象科罗拉多大峡谷被冰雪世界环绕的景象。矗立在峡谷两侧的山脉拥有充满神话色彩的名字，如阿斯加德山脉（Asgard Range）与奥林匹克山脉（Olympic Range），这些名称恰如其分地传递出它们所激发的人们
的敬畏之情。
南极洲的狂风雕刻着嶙峋的岩石地貌，并不断重塑冰原地表。冰川表面覆盖着高达两米的雪丘，这种被称为“风蚀雪沟”（sastrugi）的地貌特征在极地探险中至关重要。曾试图乘雪橇抵达南北极的探险家们讲述过这样的经历：他们不得不推着雪橇翻越这些雪丘，行进速度因此大受影响。风吹积雪、风蚀雪沟以及冰川的规律运动，使得冰川表面如同波涛起伏的海洋，每日景象都变幻莫测。
若古生物学界存在墨菲定律，那必然是：最珍贵的化石往往藏于群山之巅。我们的化石发掘点也不例外。随着风蚀雪沟的不断变化，从迪塞普申冰川通往山巅的路线几乎每天都在改变。我们掌握了在极地冰盖上行走、生存和攀登的技巧，踏着层层叠叠的岩层向上攀登时，仿佛穿越了数百万年的地质时光。我们常常俯身贴近地表，只为寻找化石的踪迹。最终的收获是：3.8亿年前的鲨鱼、甲胄鱼类以及我们在北极地区发现的鱼足动物的近亲的骨骼与牙齿化石。一条曾孕育无数生命的远古热带河流，如今却化作一层岩石，覆盖在南极一座山峰之巅。四周冰原绵延数百千米，直抵南极点。
极地景观不仅揭示了人类存在的短暂与脆弱，也映照出整个生命世界的无常本质。冰原之上，变化无处不在。
若要在行星尺度上洞悉这种动态变迁的深远影响，我们需要培养一种全新的视角。
冰川缓慢雕刻出了高山深谷、蜿蜒峡湾
埃里克·里格诺特（Eric Rignot）踏上与冰雪结缘的职业道路，并非源自登山或地质学，而是从数学开始。在法国求学时，老师曾告诉他，数学是通往精彩职业生涯的门票。对他而言确实如此——数学为他打开了探索工程学、航空学与天文学的兴趣之门。
20世纪80年代中期，方兴未艾的卫星成像领域深深吸引了里格诺特。自1972年美国启动陆地卫星项目以来，每一代新卫星的发射都不断刷新地球成像的精度。受到这门新兴科学潜力的激励，里格诺特选择加入位于加州帕萨迪纳的喷气推进实验室。该实验室以研制卫星和太空探测器闻名，同时也是全球最先进的遥感技术研发基地。
初入喷气推进实验室团队时，上司指派里格诺特研究冰川。他当时颇为困惑，正如他向我透露的：“我甚至怀疑上司不喜欢我，才把我打发去研究冰川冰”。但很快，在喷气推进实验室的工作经历让他确信，基于卫星的遥感技术将彻底改变人类对格陵兰岛与南极冰盖的认知。理想状态下，卫星能让科学家一次性观测整条冰川，突破极地考察中难以克服的后勤障碍。此外，当时新兴的卫星成像技术还能穿透云层，以全新视角呈现冰川全貌。
尽管起初怀着疑虑投入研究，但事实证明：天时地利兼具，他正走在正确的科研道路上。回顾30年前刚踏入这一行时，里格诺特说：“很快我就意识到，自己进入了一个依赖遥感技术建立的信息宝库，这些技术彻底改变了我们观察冰的方式。”我们原先对冰川及其对地球气候变
化的响应机制的认知，大部分都被证明存在谬误。
20世纪90年代初期，喷气推进实验室的天文学家们开发出一种卫星技术，用于测量地球表面的细微运动。从太空中的卫星向下方地球发射的雷达脉冲会被反射回卫星。通过计算脉冲往返所需时间，就能精确测量地表与卫星探测器之间的距离。若对同一区域进行多次测量，综合
信号便可揭示地表物体的移动速度。这项技术的精度之高，甚至能从太空探测到毫米级别的位置变化。对里格诺特而言，这项技术就像一副新眼镜——整个冰层世界及其运动轨迹都变得清晰可辨。
里格诺特与他在喷气推进实验室、美国国家航空航天局（NASA）以及国际航天机构的团队，通过分析 2007— 2009 年的卫星数据，对南极大陆全域的冰流运动进行了精准测绘。就测量规模而言，这项工作相当于持续两年每日监测流经美国本土全境的水流动态。卫星成像技术产生了海量数据。这些数据随后在加州大学欧文分校由高性能计算机处理并可视化。当卫星数据以图形形式呈现时，整个南极大陆的冰流运动规律便显露无遗。冰川显然并非静止存在，但其运动方式仍令人称奇。从太空俯瞰，这些冰流宽约10千米的河流，自大陆中心绵延数千千米流向海岸。冰流在运动过程中会分裂形成支流，最终汇入海洋。这些移动冰带的厚度可达150米，年均移动距离可近1000米。
正如从太空拍摄的北美地图显示江河从大陆分水岭流向两岸海洋，南极冰层的卫星图像也揭示出冰流从大陆内部向周边海洋移动的壮观景象。这种流动已持续数千年之久。
卫星观测表明，南极冰盖整体正持续从大陆中心向海洋方向移动。若在南极点放置一块可追踪的巨石，百年之内它就会被冰流裹挟进入海洋。当冰体遇到山脉或其他障碍物时，冰盖输送带仍持续向前推进，冰体会绕过障碍物继续流动，同时深层冰体会向上涌动。这些区域还会形成裂缝、冰裂隙和冰崖，冰层在此处发生褶皱与弯折。
卫星观测发现促使里格诺特及其团队提出新问题：既然冰盖始终持续向海岸线方向流动且速度通常较快，那么控制其滑动、扩张或消融速度的因素究竟是什么？
冰川学家认为冰川规模由年增冰量与消融量的动态平衡决定。此外，冰体在重力作用下会像河流般从高海拔向海海拔海动。当冰川向下流动时，消融过程通过三种方式损耗冰体：底部融化、边缘崩解，以及固态冰体在风力作用下的直接升华。气候变暖意味着顶部积雪减少，底部融化、开裂和升华加剧。在同等条件下，冰川下移速度会随着体积缩减而加快。气候转冷时则呈现相反趋势。
每年持续累积的新雪会增加冰川体积，而整个冰体表面及下游边缘的消融作用则会使其体积缩减。按照这一逻辑推演，冰川在气候变暖时的退缩方式应当是：表层冰雪融化，融水汇入海洋。当气候转冷时，融化过程和径流会停止，同时积雪覆盖表层，促使冰川扩张。
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