东南极冰盖作为地球上最庞大且最古老的冰体之一，其起源可追溯至大约3400万年前的始新世晚期至渐新世早期。自那时起，气候变化以及冰盖边缘的周期性涨退多次塑造了南极大陆的地貌特征。然而，对于冰盖下方被冰层掩盖的地形信息，科学家们一直难以深入探究，这限制了对冰盖历史及其与全球气候联动机制的理解。2023年，一项重大发现揭示了东南极冰盖下方一处保存完整的古老河流地貌景观，为解构该区域复杂的地质演变与冰盖动力学提供了突破口。该发现不仅拓宽了科学视野，也让我们重新审视东南极冰盖的稳定性及未来可能的变化趋势。 东南极冰盖发展演变始于气候剧烈变冷时期，随着大气二氧化碳浓度及洋流环流格局的改变，冰盖逐渐扩大并形成了稳定的大陆规模冰体。
冰盖的形成、扩大及不同时期的边缘波动在地质记录中反复出现，代表了地球气候系统对环境变化的响应。传统上，科学家通过海洋沉积物记录、冰芯数据及现今陆地露出区域的冰川痕迹推断过去气候环境和冰盖动态，但针对冰盖内部和基底地貌的直接观察仍较为缺乏。利用先进的地球物理探测技术，如雷达回声测深（RES），研究人员得以穿透冰盖，描绘出被厚冰层覆盖的地形轮廓，进而重建古环境和冰盖演化过程。 通过国际合作的飞行地球物理探测项目——ICECAP，科学家们针对东南极Aurora和Schmidt冰下盆地以及Denman和Totten冰川上游高地进行了详细调查，揭示了一个被称为“Highland A”的区域该区域下方隐藏着一个宽广的河流网络形态。该地貌特征由三个主要相连的高地块组成，面积约为32000平方公里，长度近300公里。这片古老的地貌保存着复杂的沟谷与山脊分布，表明其形成过程与现代冰川流动路径不符，更倾向于古河流侵蚀作用而非冰川侵蚀。
三块高地间由两个宽约40公里、深度分别达到1480和620米的冰川切割峡湾特点的深槽分隔，显示了后期冰川侵蚀作用对古地貌的重塑。 解析地貌结构的特征以及辅助计算表明这些高地的山脊与谷地呈现出一致的相似性，整体呈现出典型的树枝状河流分布形态，显示流域网络复杂，且沟谷呈现U型剖面，暗示局部冰川活动对古河流地貌造成了侵蚀修饰。与之对应，现代冰流速度较慢，方向也未明显响应这些山谷，表明强大的大陆规模冰盖流动尚未对该地貌造成大范围改变。同时冰盖底部热力条件以冷基为主，限制了冰盖底部的侵蚀与熔融活动，促成这古老河流地貌的良好保存，这一点对于冰盖长期稳定性具有重要意义。 为了验证这些高地是否曾为统一的大面积地貌，研究团队采用岩石圈弹性弯曲模型，计算了冰川侵蚀卸载后地壳由沉降转为抬升的响应。模型表明，深槽的侵蚀激发了高地块向上隆起约500米的弹性反弹，强化了三块高地作为一个整体的联系。
其峰高在剔除冰盖重力负载影响后，达到海平面以上1500至1700米，展现出这一古老地貌在冰盖形成之前的显著高差。地貌空间分布及高地间沟谷的连续性均支持这曾为一个连贯的河流地貌系统。 在时代定位方面，尽管具体形成时间尚不完全明确，但现有研究推测这套地貌形成历史最早可追溯至大约3400万年前的古新世-渐新世过渡期，彼时初期冰盖尚未全面形成，气候环境较现代温暖，河流活动频繁。随后，大陆断裂及古老断层激活或造成高地块分隔，河流系统因此重组。局部冰川形成时代介于3400万年至1400万年前，区内产生局地侵蚀刻痕，赋予沟谷U型断面。自约1400万年前以来，东南极环境逐渐转向极度寒冷干燥，冰盖扩展至大陆尺度，三高地块被冷基冰雪覆盖，进而保存了这一天然的河流遗迹。
这长时间的冷基冰盖稳定存在阻止了更深层次的冰川侵蚀，令这段数千万年的古地貌奇迹般地得以保存。 这一发现对于理解东南极冰盖的演化历史及气候响应具有深远意义。首先，它说明冰盖历史中存在两种截然不同的冰盖状态切换，即由局部温暖基冰盖驱动的侵蚀活动，到大尺度稳定的冷基冰盖保护地貌。这种切换可能非常迅速且具有临界性质，与现有冰盖气候模型的结果相符，提示冰盖膨胀与收缩的临界阈值不容忽视。其次，地貌的完好保存表明过去1400万年内该地冰盖边缘未显著内侵至这些古河流高地，暗示区域冰盖边界对全球变暖的响应存在一定迟滞性及地形屏障效应，这对于评估当前及未来气候变化对东南极影响尤为重要。 未来气候变化背景下，大气二氧化碳浓度及全球平均气温已逼近甚至超越了中新世至上新世时期的水平。
若气候持续升温，东南极冰盖尤其中低层冰区的稳定性或将面临前所未有的挑战，冰盖边缘可能发生进一步后退，再现局地冰川出现的远古景象。此时，深入理解保存良好的冰下古地貌对于预测冰盖动力学转变的触发机制至关重要。此外，这一区域因长期无扰动，蕴藏着丰富的古地质、冰层以及沉积样品，极具潜力成为研究南极古环境演化及气候变迁的理想场所。 研究团队建议，未来应加强对这一区域高分辨率雷达探测及冰下沉积物采样工作，以准确测定地貌形成年代及演化历程，从而为南极古气候模拟及海平面上升预测提供坚实的地质依据。同时，系统挖掘筛查东南极其他可能的古老保存地貌，将极大丰富我们对南极冰盖长期演变的认知体系。 综上所述，在东南极冰盖之下发现的这片广袤古河流地貌不仅是地质学上的一笔宝贵财富，更为理解冰盖—气候系统的相互作用提供了关键证据。
它诉说着地球数千万年的气候变迁史和冰盖演进的复杂故事，也启示人类对未来极端气候下冰盖响应能力的深层思考。随着科学技术的不断推进，相信冰盖之下隐藏的更多秘密将逐步揭开，为南极研究和全球气候变迁应对提供更加科学的支撑与指导。
