1907年南极极昼出现时间，谁冰封了北极
1907年南极极昼出现时间，谁冰封了北极（格陵兰岛冰盖局部，图片来源@视觉中国）覆盖陆地（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
北极
地球北部
总面积超过2100万平方千米的
极寒地带
（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）
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184万平方千米的冰川
覆盖陆地
（格陵兰岛冰盖局部，图片来源@视觉中国）
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1100万平方千米的海冰
冻结海洋
（漂浮的大片北极海冰，图片来源@视觉中国）
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高空之中
极度寒冷的北极涡旋
随时准备南下
用寒潮侵扰四方
（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）
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但是
冰封的极地
却并非地球的常态
两极冰封的“冰室地球”
在地球46亿年的岁月里
出现次数寥寥无几
可对于人类而言
这个冰封的北极却非常重要
在一个越来越热的世界里
遥远北极的命运
将会影响到我们每一个人
（一只北极熊在冰面上奋身起跳，摄影师@沈辉）
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是谁冰封了北极？
又是什么样的力量
让它急速消融？
一切要从千万年前
“凛冬“的降临说起
01
凛冬降临
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）
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这也使北冰洋
成为全球最小的大洋
仅有1400多万平方千米
为太平洋的7.7%
外号“北极地中海”
广阔的大陆架伸入北冰洋的海底
除大洋中部由三条海岭
分隔形成的四片海盆较深外
北冰洋的平均深度仅有1200多米
是全球最浅的大洋
（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）
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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
约8000万年前起
广泛而持续的造山运动
从欧洲的阿尔卑斯
经伊朗的札格罗斯
到亚洲的喜马拉雅
制造出规模巨大的超级造山带
并持续至今
（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）
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群山逐渐隆升
大量的新鲜岩石暴露地表
逐渐被雨雪风霜破坏
与大气发生复杂的化学反应
消耗了大量的二氧化碳
减弱了温室效应
以至于在最近的5500万年里
地球开始逐渐降温
约1300万年前
北冰洋的表层海水逐渐冻结
形成了大范围全年存在的海冰
（请横屏观看，北冰洋海冰，图片来源@视觉中国）
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随着地球继续降温
北冰洋很快就被彻底冻结
北极周边的陆地
也开始被冰雪覆盖
约700万年前
格陵兰岛的积雪
逐渐压实成冰
形成冰川
（格陵兰岛的冰川，图片来源@视觉中国）
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随着全球气温逐渐降低
冰川自高向低扩张
直至从陆地延伸至海面
成为矗立海上的白色绝壁
浑厚壮观
（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）
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当延伸至海面
冰川在重力、海浪等作用下
断裂、坍塌、崩解
便形成了漂浮于海上的冰山
（格陵兰岛附近海域的冰山，摄影师@Thomas看看世界）
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而陆地上冰川的体积不断增长
范围也越来越大
至约275万年前
北冰洋周边陆地的大量冰川
已彼此相连成巨大、巨厚的冰体
可以将下方的山谷、山脊悉数覆盖
冰盖诞生了
（请横屏观看，俯瞰格陵兰岛的冰盖，图片来源@视觉中国）
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至此
整个北极以及周边地区
变成了地球的白色穹顶
再加上从约3400万年前
就逐渐被冰盖覆盖的南极
地球正式变成两极冰封的
“冰室地球”
（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）
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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）
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但冰期之后的间冰期
全球气候会重新回暖
约1.2万年前
距离我们最近的一个冰期结束
快速的增温
令广阔的冰盖再次后退
人类熟悉的现代北极
开始逐渐成型
02
冰雪行迹
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）
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无论是北欧的斯堪的纳维亚山脉
还是阿拉斯加的布鲁克斯岭
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）
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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）
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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
（峡湾形成示意，制图@王申雯/星球研究所）
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位于格陵兰岛的
斯科斯比松峡湾
长度达到350千米
且拥有树枝般繁多的分叉
构成了世界上最大的峡湾体系之一
（格陵兰斯科斯比松峡湾卫星图，图片来源@NASA）
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而被斯堪的纳维亚山脉
纵贯全境的挪威
更是拥有近1200条峡湾
海岸线变得无比曲折
总长度超过2.5万千米
其中约90%都位于峡湾两侧
（挪威海岸沿线峡湾分布，制图@陈志浩/星球研究所）
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山区之外
不断向北退却的冰川
则揭开了冰下世界的秘密
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
（冰蚀湖形成示意，制图@王申雯/星球研究所）
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1/4国土位于北极圈内的芬兰
拥有近19万个湖泊
仿佛镶嵌于大地上的无数宝石
（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）
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最大的塞马湖（Saimaa）
面积达到4400平方千米
将数千座岛屿拥入怀抱
（请横屏观看，芬兰最大的湖泊塞马湖，图片来源@视觉中国）
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古老的冰川
塑造了北极部分地区的面貌
但北极依旧寒冷
广泛分布的冻土
还塑造了一些更加奇特的景观
当地下水体结冰膨胀
上部的泥土被顺势顶起
在大地上产生了许多小丘
被称作冻胀丘
（位于加拿大西北地区图克托亚图克的冻胀丘，摄影师@Kristian Binder）
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而对于冻土地区的地表水体
由于反复发生冻结和消融
地面逐渐塌陷、积水
形成数不胜数的热融湖
（热融湖形成示意，制图@王申雯/星球研究所）
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从高空俯瞰时
这些热融湖密集分布、形状各异
在辽阔的北极大地上
描绘着出人意料的图案
（西伯利亚亚马尔半岛的密集热融湖，图片来源@视觉中国）
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经过长期的消融与退却
在如今的北极
冰川已基本退出北极外围的大陆
只残存于北冰洋外围的岛屿上
例如斯瓦尔巴群岛的群山之间
蜿蜒着1600多条冰川
这个面积仅有6万多平方千米的群岛
有一半以上的陆地
被冰川覆盖
（斯瓦尔巴群岛上的冰川，图片来源@视觉中国）
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格陵兰岛
则保存着北极仅剩的冰盖
总面积超过170万平方千米
覆盖着格陵兰岛85%的陆地
（格陵兰冰盖景象，图片来源@视觉中国）
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冰川从北极的陆地
大幅退却
而海冰的范围
也已不及冰盛时期
（北冰洋海冰，图片来源@视觉中国）
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它随四季冷热轮转
寒冬后的三月
北冰洋的海冰面积最大
可以延伸至太平洋与大西洋
总面积达到1540万平方千米
而盛夏后的九月
便仅剩640万平方千米
退居北冰洋一隅
（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）
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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
（北冰洋海的海冰和北极熊，图片来源@视觉中国）
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03
生灵热土
北极圈附近的陆地
是北极相对温暖的地方
虽然年平均气温往往不到5℃
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）
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其范围
从北纬50度延伸至北纬70度
覆盖欧亚、北美大陆北部的大部分区域
以约11.5%的地球陆地面积
成为世界上最大的生物区系
也是世界上最北的森林
（北方针叶林范围示意，制图@张威&王申雯/星球研究所）
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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）
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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）
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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
（格陵兰冰盖附近的苔原植被，图片来源@视觉中国）
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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）
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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）
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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
（北极海域的虎鲸，图片来源@视觉中国）
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虎鲸、独角鲸、北极露脊鲸等17种鲸类
每年都会来到北极
它们拥有极厚的皮肤和脂肪层
一些种类的脂肪层甚至厚达半米
成为绝佳的御寒“装备”
（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）
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海象、海豹等鳍脚类哺乳动物
有着类似鲸类的御寒策略
皮肤下同样堆积着大量脂肪
让它们看起来憨态可掬
（一只躺在北极海冰上的髯海豹，摄影师@徐征泽）
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但别看它们在陆地上运动缓慢
厚厚的脂肪也带来了流线型的外观
非常有利于水下活动
让它们成为极地最灵活的胖子
（水下的海象，图片来源@视觉中国）
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而在北极的陆地上
驯鹿、麝牛等植食性动物
多拥有强有力的蹄
能在冬季雪满大地时
挖掘出深藏积雪之下的苔原植物
（俄罗斯弗兰格尔岛雪原上的两只麝牛，图片来源@视觉中国）
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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
（斯瓦尔巴群岛上的一只北极狐，摄影师@徐征泽）
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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
（站在冰上的北极熊，图片来源@视觉中国）
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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
（寻觅猎物的北极熊母子，图片来源@视觉中国）
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丰富的生物
令北极地区充满活力
到了1万多年以前
不断迁徙的现代人类
终于踏足这片极北之地
他们在此生存、捕猎
不断适应着北极的极端环境
（驯鹿在北极的人类社会中具有重要的意义，摄影师@LuDi__）
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人们因地制宜
以捕猎海豹、鲸类等动物为生
猎物体内含量颇丰的脂肪
为他们抵御严寒提供了食物保障
食用生肉也使得他们在缺乏果蔬的条件下
能够获得足量的维生素C
不至于患上败血病
（捕猎中的因纽特人，图片来源@视觉中国）
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而人类的智慧
也让他们逐渐学会了
以冰雪为房屋、以兽皮为服饰
饲养雪橇犬和驯鹿
既作为跨越物种的朋友
也作为出行的交通工具
（萨米人村庄与驯鹿，摄影师@吴邺霖）
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凭借着独特的生活方式
人类在北极扩散开来
在格陵兰岛、北欧、西伯利亚等地
形成了因纽特、萨米、雅库特等
独特的北极土著文化
并一直延续至今
（游牧驯鹿的帐篷营地，图片来源@视觉中国）
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但在北极之外
人类生活的世界正在快速改变
特别是近代以来
工业活动排放的巨量温室气体
引发了快速而剧烈的全球变暖
北极的极寒正在被逆转
一场颠覆性的改变
已经悄然开始
04
这个北极不太冷
由于人类活动的影响
全球平均温度从1900年至今
急剧增加了约1℃
放眼最近一千年的历史
堪称直线上升
而由于极地放大效应的存在
北极的升温幅度
约是全球平均升温的两倍
达到惊人的2℃左右
几乎是地球的“热得快”
（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）
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北极正在融化
格陵兰岛的冰盖不断消融
冰冷的淡水快速流进北大西洋
使影响全球海陆热量分配的温盐环流
变得不再稳定
给全球气候带来更多变数
（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）
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北冰洋的海冰快速消融
面积逐渐缩减
在未来的某一个夏天
地球的白色穹顶或将不复存在
（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）
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对人类而言
一个快速消融的北极
首先蕴含着巨大的机遇
由于化石燃料仍是全球主要能源
在丰厚利益的驱使下
全球的石油工业
正瞄准北极丰富的油气
蕴藏在西伯利亚、阿拉斯加、加拿大北部
甚至北冰洋大陆架深处的油气资源
会变得更容易开发
（西伯利亚的天然气加工厂，图片来源@视觉中国）
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依托煤矿、金属矿产开发
而营建的那些城镇
如俄罗斯的摩尔曼斯克
或挪威的朗伊尔城
也将随着气候的转暖
迎来更大的发展
（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）
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海冰大量消融后
经由北冰洋的北极航道或将打开
大幅节省跨洲航行的时间
给人们创造出更多的财富
（北极航道线路示意，制图@陈志浩&王申雯/星球研究所）
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但另一方面
快速消融的北极
也蕴含着巨大的威胁
越来越多的资源开发活动
将威胁北极地区脆弱的生态环境
北极独特的生物多样性
无疑将受到巨大的冲击
（北极熊母子从堆砌的废钢材边走过，图片来源@视觉中国）
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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）
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此外
全球冻土中还蕴藏着超过1.6万亿吨的碳
超过大气中碳含量的2倍
其中绝大部分都分布在北极周围
被科学家称为“冻土碳弹“
若这些碳均以甲烷的形式进入大气
可能会引起气温的显著上升
给人类社会带来灾难性的后果
（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）
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北极地区的升温
还会破坏北极涡旋和极锋急流的稳定性
使冷空气更容易趁势南下
暖空气更容易北抬
生活在北半球的人们
也将会在全球变暖的背景下
经历更极端的寒潮和酷暑
（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）
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几乎可以肯定的是
在未来很长的时间里
北极还会继续改变
但这就是北极
一片充满变化的
寒冰与热土
它经历了从无冰到有冰的变化
在最近的200多万年间
和南极一道为我们呈现了
两极皆覆盖冰雪的现代世界
使人类有机会
亲眼目睹地球46亿年的时光中
极其罕见的“冰室地球”
（航拍格陵兰冰盖上的冰面河及冰面湖，图片来源@视觉中国）
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它经历了地球自身的冷暖节律
在最近的10多万年里
和南极一起用冰雪改变地球的面貌
塑造出一个被人类熟知的世界
（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）
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如今
人类活动造成的全球快速变暖
也在让北极
向着更加温暖的未来
一路狂奔下去
（格陵兰乌马纳克镇和海上冰山，摄影师@Thomas看看世界）
北极的未来会怎样？
或者数亿年后
地球将重新走出“冰室”
两极再无冰雪
或者数万年后
地球轨道将再度变化
冰期再度降临
北极重新进入极盛期
（北极冰崖下的北极熊，摄影师@徐征泽）
▼
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
也能汇成巨大的时代洪流
（北极光照耀下的挪威特罗瑟姆市，摄影师@陈灿铭）
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北极的未来
将由你我继续书写
而聪明的人类
又将做出怎样的抉择呢？
本文创作团队
撰文 | 丁昊 云舞空城
编辑 | 云舞空城 所长
图片 | 周昫光
设计 | 王申雯
地图 | 张威 陈志浩 郑艺
审校 | 云舞空城
地图审校 | 陈景逸
封面摄影师 | 徐征泽 LuDi__
参考文献
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星球研究所
以地理的视角，专注于探索极致世界
···THE END···
