就像阿拉斯加强大的育空河一样，一条宽阔的河流曾经流经南极洲，沿着一个在大陆被冰封之前，由构造力塑造的平缓山谷流淌。了解后来冰河填满山谷时发生了什么，可能有助于解开关于这个最南端大陆的某些气候和地质谜题。
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这个山谷是东南极洲的兰伯特地堑，现在是世界最大冰川的所在地。地堑（德语意为沟渠或壕沟）被困在冰层之下，是一个令人惊叹的深邃峡谷。但在南极洲深度冰冻在3400万年前之前，这个山谷相对平坦，被一条懒散的河流填满，给地质学家留下了一个谜题需要解开：兰伯特地堑是如何变得如此陡峭的，它是什么时候被雕刻出来的？
兰伯特地堑历史的关键是在普里兹湾近海的沉积层中发现的。在一项新的研究中，亚利桑那大学（UA）图森分校的地质学家斯图尔特·汤姆森通过解读河流沉积的沙子以及冰川留下的杂乱堆积物，回顾了过去。研究人员发现，河沙顶部覆盖着一层厚厚的较粗沉积物，这标志着山谷中冰川侵蚀的开始。汤姆森说，当冰川移动进来时，侵蚀速率增加了一倍以上。
“发生这种情况的唯一途径是冰川，”他说。“它们开始研磨并形成深谷。”
了解冰川何时首次蜿蜒穿越南极洲，将有助于科学家更好地模拟冰盖对地球气候变化的反应，研究人员说。
汤姆森告诉“我们的惊人星球”说：“人们正在大力努力模拟冰川在南极洲的流动方式，这些模型需要冰川可以流动的地貌。”“一旦这些模型可以预测过去的变化，它们就可以更准确地预测未来气候变化将会发生什么。”
沉积物也保存着有关东南极洲构造演化的线索，以及一个埋藏在广阔而厚实的冰盖下的山脉。[相册：南极冰川的壮丽照片]
这些发现详见2013年3月出版的《自然地球科学》杂志。
冰的历史
兰伯特地堑形成于冈瓦纳古陆，一个古老超大陆的分裂过程中，这个过程分阶段发生。南极洲、印度和非洲在白垩纪晚期（约8000万年前）分裂开来。分裂形成了长而线性的山谷，这些山谷垂直于大陆海岸线。当时，地球的气候比今天温暖，随着南极洲向南移动，定居在南极，这片大陆上充满了植物和动物。
科学家可以通过化石和穿透冰层以绘制下方岩石形状的雷达，部分重建过去的这种环境。今天的南极洲的3D地图显示了冰川雕刻出的峡谷、崎岖的山脉以及其温暖时期存在的其他遗迹。
但是，这些调查并没有说明在冰川雕刻出所有这些特征之前，地貌是什么样子。“人们一直在推测冰下的大型峡湾是什么时候形成的，”汤姆森说。“但在你对岩石或沉积物进行采样之前，没有人能确定。”
汤姆森和他的同事分析了从兰伯特冰川近海海底以及陆上冰碛（冰川推积起来的岩石堆）钻取的沉积物。对沙子和泥浆中矿物质的测试帮助他们弄清了地表侵蚀发生的时间和速度。
以下是沉积物所说的：从大约2.5亿年前到3400万年前，兰伯特冰川周围的区域相对平坦，并被缓慢流动的河流排水，汤姆森说。大约在3400万年前，这与地球气候变冷的时间相吻合，大型冰川出现，塑造了现在隐藏在厚厚冰层下的壮丽山谷。
汤姆森说：“这似乎发生得很早，在3400万到2400万年前。”随着冰盖在大约1500万年前稳定下来，侵蚀速度急剧减缓。
根据这项研究，大约有5250到8200英尺（1.6到2.5公里）的岩石已经消失，被冰川磨碎并被冰带走。
亚利桑那大学地质学家和研究合著者彼得·雷纳斯在一份声明中说：“冰川可以迅速雕刻出深谷——并且在南极洲变得如此寒冷，以至于大部分被1到2英里[1.6到3.2公里]厚的静止冰层覆盖之前就做到了这一点。”
埋藏山脉的线索
兰伯特地堑向内陆延伸约375英里（600公里），止于南极洲最神秘的特征之一——一个被称为冈布尔采夫山脉的被埋藏山脉。这些山脉埋藏在冰层之下，在冈瓦纳古陆裂谷期间隆起。地质证据表明，大约在2.5亿年前和1亿年前的两次裂谷事件推动了锯齿状山峰的隆起。
但是汤姆森和他的同事没有在沉积物中找到1亿年前第二阶段隆起的证据。河沙中含有来自冈布尔采夫山脉的矿物质，微小的颗粒表明这些山脉的高度是通过一次构造推力获得的。
谢菲尔德大学地质学家达雷尔·斯威夫特在《自然地球科学》杂志的随刊文章中写道：“这既突出了山脉的非凡年龄，也突出了冰下景观的非凡保存程度。”斯威夫特没有参与这项研究。
电子邮件贝基·奥斯金或在推特上关注她@beckyoskin。关注我们@OAPlanet，脸书或Google+。原文刊登于LiveScience的“我们的惊人星球”。
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