就像阿拉斯加強大的育空河一樣，一條寬闊的河流曾經流經南極洲，沿著一個在大陸被冰封之前，由構造力塑造的平緩山谷流淌。瞭解後來冰河填滿山谷時發生了什麼，可能有助於解開關於這個最南端大陸的某些氣候和地質謎題。
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這個山谷是東南極洲的蘭伯特地塹，現在是世界最大冰川的所在地。地塹（德語意為溝渠或壕溝）被困在冰層之下，是一個令人驚歎的深邃峽谷。但在南極洲深度冰凍在3400萬年前之前，這個山谷相對平坦，被一條懶散的河流填滿，給地質學家留下了一個謎題需要解開：蘭伯特地塹是如何變得如此陡峭的，它是什麼時候被雕刻出來的？
蘭伯特地塹歷史的關鍵是在普里茲灣近海的沉積層中發現的。在一項新的研究中，亞利桑那大學（UA）圖森分校的地質學家斯圖爾特·湯姆森透過解讀河流沉積的沙子以及冰川留下的雜亂堆積物，回顧了過去。研究人員發現，河沙頂部覆蓋著一層厚厚的較粗沉積物，這標誌著山谷中冰川侵蝕的開始。湯姆森說，當冰川移動進來時，侵蝕速率增加了一倍以上。
“發生這種情況的唯一途徑是冰川，”他說。“它們開始研磨並形成深谷。”
瞭解冰川何時首次蜿蜒穿越南極洲，將有助於科學家更好地模擬冰蓋對地球氣候變化的反應，研究人員說。
湯姆森告訴“我們的驚人星球”說：“人們正在大力努力模擬冰川在南極洲的流動方式，這些模型需要冰川可以流動的地貌。”“一旦這些模型可以預測過去的變化，它們就可以更準確地預測未來氣候變化將會發生什麼。”
沉積物也儲存著有關東南極洲構造演化的線索，以及一個埋藏在廣闊而厚實的冰蓋下的山脈。[相簿：南極冰川的壯麗照片]
這些發現詳見2013年3月出版的《自然地球科學》雜誌。
冰的歷史
蘭伯特地塹形成於岡瓦納古陸，一個古老超大陸的分裂過程中，這個過程分階段發生。南極洲、印度和非洲在白堊紀晚期（約8000萬年前）分裂開來。分裂形成了長而線性的山谷，這些山谷垂直於大陸海岸線。當時，地球的氣候比今天溫暖，隨著南極洲向南移動，定居在南極，這片大陸上充滿了植物和動物。
科學家可以透過化石和穿透冰層以繪製下方岩石形狀的雷達，部分重建過去的這種環境。今天的南極洲的3D地圖顯示了冰川雕刻出的峽谷、崎嶇的山脈以及其溫暖時期存在的其他遺蹟。
但是，這些調查並沒有說明在冰川雕刻出所有這些特徵之前，地貌是什麼樣子。“人們一直在推測冰下的大型峽灣是什麼時候形成的，”湯姆森說。“但在你對岩石或沉積物進行取樣之前，沒有人能確定。”
湯姆森和他的同事分析了從蘭伯特冰川近海海底以及陸上冰磧（冰川推積起來的岩石堆）鑽取的沉積物。對沙子和泥漿中礦物質的測試幫助他們弄清了地表侵蝕發生的時間和速度。
以下是沉積物所說的：從大約2.5億年前到3400萬年前，蘭伯特冰川周圍的區域相對平坦，並被緩慢流動的河流排水，湯姆森說。大約在3400萬年前，這與地球氣候變冷的時間相吻合，大型冰川出現，塑造了現在隱藏在厚厚冰層下的壯麗山谷。
湯姆森說：“這似乎發生得很早，在3400萬到2400萬年前。”隨著冰蓋在大約1500萬年前穩定下來，侵蝕速度急劇減緩。
根據這項研究，大約有5250到8200英尺（1.6到2.5公里）的岩石已經消失，被冰川磨碎並被冰帶走。
亞利桑那大學地質學家和研究合著者彼得·雷納斯在一份宣告中說：“冰川可以迅速雕刻出深谷——並且在南極洲變得如此寒冷，以至於大部分被1到2英里[1.6到3.2公里]厚的靜止冰層覆蓋之前就做到了這一點。”
埋藏山脈的線索
蘭伯特地塹向內陸延伸約375英里（600公里），止於南極洲最神秘的特徵之一——一個被稱為岡布林採夫山脈的被埋藏山脈。這些山脈埋藏在冰層之下，在岡瓦納古陸裂谷期間隆起。地質證據表明，大約在2.5億年前和1億年前的兩次裂谷事件推動了鋸齒狀山峰的隆起。
但是湯姆森和他的同事沒有在沉積物中找到1億年前第二階段隆起的證據。河沙中含有來自岡布林採夫山脈的礦物質，微小的顆粒表明這些山脈的高度是透過一次構造推力獲得的。
謝菲爾德大學地質學家達雷爾·斯威夫特在《自然地球科學》雜誌的隨刊文章中寫道：“這既突出了山脈的非凡年齡，也突出了冰下景觀的非凡儲存程度。”斯威夫特沒有參與這項研究。
電子郵件貝基·奧斯金或在推特上關注她@beckyoskin。關注我們@OAPlanet，臉書或Google+。原文刊登於LiveScience的“我們的驚人星球”。
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