(北极地区范围示意,所示国家为部分领土位于北极地区的国家,制图@张威&王申雯/星球研究所)
184万平方千米的冰川
覆盖陆地

(因北极与其他地区的温度差异等因素,北极及周边区域上空长期存在着北极涡旋与极锋急流,并将极地的冷空气束缚其中;下图为北极涡旋与极锋急流示意,制图@王申雯/星球研究所)
与南极以陆地为主不同
北极以北冰洋为中心
陆地环绕四周
仅有白令海峡、挪威海等少数通道
可让北冰洋与外界相连
(北冰洋范围示意,不同机构组织对北冰洋范围的定义存在差异,本文以图中所示边缘海作为北冰洋范围的边界,制图@张威/星球研究所)
(请横屏观看,北冰洋海底地形示意,制图@张威&王申雯/星球研究所)
如此的海陆格局
历经了数千万年的地质演变
而在这场演变的早期
地球还十分温暖
北冰洋表层温度甚至可以高达23℃
堪比今天的亚热带
但数千公里外的地质运动
即将把地球抛入刺骨的寒冷
(白垩纪晚期以来全球板块运动示意,制图@王申雯&郑艺/星球研究所)

(请横屏观看,斯瓦尔巴群岛上延伸至海面的冰川,摄影师@梅元皎)(格陵兰岛附近海域的冰山,摄影师@Thomas看看世界)(请横屏观看,俯瞰格陵兰岛的冰盖,图片来源@视觉中国)(当地球南北两极均有大量冰体覆盖时,即为“冰室地球”,如今我们所处的“冰室地球”时期,在近5亿年来的历史中仅为第3次;请横屏观看,图为斯瓦尔巴群岛上的冰川,摄影师@陈建伟)然而
在地球整体寒冷的基调下
也有着小幅度的冷暖交替
每隔数十万乃至数万年
地球的公转姿态会发生微小变化
接受的太阳能量随之波动
气候也出现冰期和间冰期的变化
在最寒冷的冰期
北极冰盖范围极大
可向南延伸到北纬37°
格陵兰岛、北美大陆大部、欧亚大陆北部
几乎全被覆盖
再加上南极洲冰盖和陆地高山冰川的贡献
全球海平面可下降超过百米
(随着地球气候周期性变化,冰盖的范围和体量也一直在变化,约两万年前的末次冰盛期是距离我们最近的一个极寒时刻,海平面下降了约130米;下图为末次冰盛期冰盖范围,其中海岸线为海平面下降130米后的位置,制图@王申雯&张威/星球研究所)
冰向高山和北方退去
在北极外围的陆地上
留下许许多多的冰川地貌
在北极和周边的山岭中
冰川从山麓后退至山顶或消失不见
留下许多棱角分明的刃脊
尖锐锋利的角峰
还有呈U形的冰川槽谷
(阿拉斯加北极之门国家公园的冰川地貌,图片来源@视觉中国)
北极和周围的山地
因为极其丰富的冰川地貌
尽显凌厉之态
(挪威赛尼加岛的冰川地貌,它属于斯堪的纳维亚山脉的一部分,摄影师@苏铁)
其中
冰川在海岸山地塑造的峡湾
尤为特别
(请横屏观看,格陵兰岛的峡湾景观,摄影师@Thomas看看世界)
在寒冷的冰期
冰川在群山间刨蚀出许多U型槽谷
随着冰川退却、海平面上升
海水逐渐淹没U型槽谷
并向内陆不断延伸
幽深狭长的峡湾便诞生了

(格陵兰斯科斯比松峡湾卫星图,图片来源@NASA)
(挪威海岸沿线峡湾分布,制图@陈志浩/星球研究所)
在更久远的年代里
这些冰川向南发育、扩展时
在地表岩石软弱之处
刨蚀出许多洼地
如今随着冰川退却逐渐暴露出来
被融水填满后
形成星罗棋布的冰蚀湖
(芬兰的心形冰蚀湖,是派加尼湖的附属小湖,图片来源@视觉中国)(请横屏观看,芬兰最大的湖泊塞马湖,图片来源@视觉中国)(位于加拿大西北地区图克托亚图克的冻胀丘,摄影师@Kristian Binder)

(西伯利亚亚马尔半岛的密集热融湖,图片来源@视觉中国)
▼
(以上数据为1981-2010年三月、九月北冰洋海冰延伸范围的平均值;下图为北冰洋冬夏海冰延伸范围示意,制图@张威/星球研究所)
冰室地球背景下的小升温
让北极冰雪退却
不仅重塑了北极的面貌
也使各类动植物
重新向北极进发
将北极再度变成
生灵的热土

但由松树、云杉、冷杉等针叶树组成的森林
仍能在这里成片地生长
这便是北方针叶林
又称泰加林
(请横屏观看,西伯利亚的北方针叶林,图片来源@视觉中国)(北方针叶林范围示意,制图@张威&王申雯/星球研究所)
每当寒冬降临
这些针叶树便会停止生长
进入冬眠状态
细胞壁与细胞内物质还会发生轻度分离
即使细胞之间结冰
细胞内也不易形成冰晶
从而避免受到损害
而当夏季来临
它们在较低的温度下便被“唤醒”
以便充分利用短暂的夏季生长
(位于西伯利亚南部西萨彦岭的北方针叶林景观,图片来源@视觉中国)
凭借这样的本领
它们在北极密布成林
蔓延千里
成为冰天雪地中的
森林王者
(请横屏观看,乌拉尔山冬季的北方针叶林,图片来源@视觉中国)
而在纬度更高、更加寒冷的地方
北方针叶林也无法生长
另一种植物群落
开始展现它们的本领
这是由苔藓、地衣、草本植物
以及一些矮小的灌木等组成的
苔原
这些看似纤弱的植物
在地球最北的土地上
呈现出勃勃生机
其分布面积超过1100万平方千米
(北半球苔原范围示意,制图@张威&王申雯/星球研究所)
这里的冬天往往低至-30℃
苔原植物往往拥有缓慢的生命节奏
用两年甚至更长时间
慢慢完成一次
发芽、生长、开花的全生命周期
为了防止结冰
一些苔原植物还会在细胞内
储存脂肪、糖分等物质
以降低冰点
从而获得御寒的能力
(格陵兰Ula峰下的苔原植被,摄影师@Thomas看看世界)
植物以外
北极的动物
也演化出了应对寒冷之道
低温海水能够溶解更多的氧气
再加上夏季连续数月的阳光
大量的浮游藻类在北冰洋繁衍
各种鱼类、磷虾等以其为食
吸引着多种捕食者的到来
(格陵兰附近海域的两头座头鲸,又称大翅鲸,图片来源@视觉中国)(俄罗斯弗兰格尔岛雪原上的两只麝牛,图片来源@视觉中国)北极狐等肉食性动物
则在不同季节改变毛发的颜色
冬季一身雪白
夏季换上岩土一般的褐色
与环境融为一体
帮助它们隐匿暗处、伺机捕食
而拥有2-3米的硕大体型
以及全身乳白色毛发的
北极熊
是北极地区当之无愧的明星
作为世界上现存最大的陆生肉食动物
它拥有350-700公斤的巨大体重
能以每小时40千米的速度在冰上飞奔
和每小时10千米的速度在水中游泳
是北极的运动健将
而有力的前掌
巨大而锋利的犬齿
以及长时间蹲守的耐心
更使北极熊成为地球最北部的
顶级陆生掠食者
就连海豹、海象、甚至鲸类等大型动物
也在它们的食谱里
(驯鹿在北极的人类社会中具有重要的意义,摄影师@LuDi__)

(北极地区升温异常示意,通过比较北极地区与全球的温度异常分布和平均升温曲线,可见北极地区的升温幅度明显高于全球平均水平,制图@郑艺/星球研究所)
(格陵兰冰盖上由融水汇成的冰上河,这是冰盖正在消融的迹象,图片来源@NASA)(北冰洋夏季海冰延伸范围变化,制图@张威&王申雯/星球研究所)
(请横屏观看,挪威朗伊尔城,其以北纬78°13′的位置被称为地球最北的城镇,摄影师@苏铁)(北极航道线路示意,制图@陈志浩&王申雯/星球研究所)
(北极熊母子从堆砌的废钢材边走过,图片来源@视觉中国)
消融中的冻土
则令北极内外的基建设施
在烂泥里变得”摇摇欲坠”
(俄罗斯北部因冻土消融而变形的铁轨,图片来源@视觉中国)
(2015年发生在西伯利亚亚马尔半岛的甲烷爆发在地表留下一个大坑,而类似的甲烷爆发事件正变得越来越频发,图片来源@视觉中国)
(不同情况下北极涡旋和极锋急流示意,制图@王申雯/星球研究所)
(航拍格陵兰冰盖上的冰面河及冰面湖,图片来源@视觉中国)(请横屏观看,在北极海冰里航行的破冰船,图片来源@视觉中国)(格陵兰乌马纳克镇和海上冰山,摄影师@Thomas看看世界)
而在人类可以感知的近未来
北极的命运
却掌握在我们每一个人的手中
虽然我们都只是渺小的个体
但无数渺小个体的抉择
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