第五章 苔原歷史 林雨莊編譯
苔原只能在極端寒冷的條件下存在，因此問題“ 苔原存在已經多久了？” 是在問地球認識這種寒冷事件多久了。答案是，寒冷在這個星球上有著悠久的歷史。另一方面，這是相對罕見的經歷。在地球歷史上，寒冷時期可能發生了9到10次，但是這些寒冷時期是例外而不是規則。
冰河時代
在地球歷史上，以冰蓋和冰川形式存在永久性冰的情況通常被稱為冰河時期。它們很少持續超過幾百萬年，這相對於地球46億年的歷史而言是相當短暫的，而且這些冰河時期不是均勻的寒冷時期，但經常被相對溫暖的天氣打斷。因此，冰河時代由寒冷和溫暖的天氣交替組成。寒冷的時候，冰蓋和冰川擴散，被稱為冰川時期，而冰層撤退時的暖和時期被稱為冰川間期。
附圖表顯示了地球上已經發生冰河時代的情況。右圖給出了地球氣候歷史的近似重建。
過去的冰河時代在岩石中留下了證據。如第2章所述，冰在地面上的運動及其隨後的融化留下了明顯的線索。這些線索中的一些是它們在景觀上造成的傷痕，但是這種證據無法在這裡涉及數百萬年的歷史。冰川還會留下明顯的沉積物，例如巨石石礫或冰磧，它們可以有效地“冰期效應”。這些冰磧可能被隨後的沉積物掩埋並摻入岩石中，然後被稱為冰磧岩土，以區別於較新的冰川沉積物。這些冰磧石在數十億年前的前寒武紀岩石中被發現，這表明冰河時代是從地球的早期歷史就開始發生的。地球被認為大約有46億年的歷史。從大約38億年前開始，形成了第一個真正的岩石，並且在地球上出現了第一個活生物體。從那時到23億年前，至少有一個冰河時代，可能多達三個。在如此古老的發展階段中，要構造出精確的地球氣候歷史是非常困難的，但是可以肯定的是，地球已經偶然地經歷了足夠寒冷的氣候，至少在該地區的某些地方形成了冰川。世界。這些早期的冰期未在圖中顯示，因為它們的確切時間和持續時間非常不確定。
冰川時期的時間，特別是較新的時期，在地質地層中記錄得更好，而且年代更早，顯示出明顯的周期性。總體模式建議一個週期，其中寒冷時期與溫暖時期交替出現。地球似乎大約每1.5億年經歷一次冰河時代，但是到目前為止，還沒有人對引起這種長期規律性的機製做出完全可接受的解釋。提出了許多理論來解釋為什麼地球有時會發展冰川和冰蓋，並且這些想法千差萬別。
地殼由一系列不斷移動的板塊組成，有時使大陸塊分開，有時導致碰撞。板的配置和間距可能與確定冰齡有關。也許必須在正確的位置（不一定在兩極）有大的陸塊才能使冰開始形成。適當的位置將必須是寒冷的（因此靠近兩極），但也必須是高降水的地方，從而使大量的降雪形成冰（這意味著遠離兩極，實際上是沙漠）。洋流也起著重要的作用。這些有助於在地球表面上散佈熱能（最終來自太陽），這些洋流的任何循環破壞都可能導致冰河時代。同樣，各大洲的正確定位可以通過改變暖水流動的方向來精確地做到這一點。當山脈出現時，它們會導致降水模式的變化，並形成可以形成冰川的高地貌。最後，總有可能涉及天文因素，例如地球與太陽之間的距離或地球在其軸上的角度。進一步的地質研究可能有助於準確地找出是什麼原因導致地球在其歷史的某些時刻進入冰河時代。
根據化學和生物學證據確定的全球溫度隨地質時間的變化(黑線)。藍色的寬條代表著冰河時代，即地球歷史上冰川和冰原以及苔原生物群係出現的時間。請注意，時間軸已擴展為最近的時間。
氣候變化週期
利用一系列物理和化學技術，包括岩石中某些放射性化合物的衰變速率，科學家現在已經得出了更新世事件的一般時間尺度。過去一百萬年的冰川/間冰期週期(涉及冷，暖階段的一個完整週期)的“波長”約為10萬年，其中暖期僅佔該時間段的一小部分。從暖到冷的變化通常是漸進的，涉及一系列穩定加劇的寒冷事件，因此冰川的發展可能發生在一系列由小撤退中斷的階段。冰川最大值最終在循環的較冷部分中達到，然後相對快速地變暖，在約5,000至1萬年內達到了冰川間的最大溫暖，此後再次開始冷卻。
這種普遍的模式似乎適用於後來的更新世的大部分冰川事件，有趣的是，地球距今的冰川期距今已有10,000年的時間，因此根據已建立的模式，事物應該處於降溫運行狀態。現在。在人類工業活動開始將二氧化碳排入大氣之前，在過去150年的全球變暖開始之前，地球可能正在朝這個方向發展。我們可能正在進入下一次冰期。
冰川歷史
儘管地球上目前的狀況相對溫暖，但沒有理由相信上新世和更新世時代的冰河時代已經結束。當前的溫暖很可能只是持續冰河時代最新的冰期。當前有關冰河時代的知識比其他任何一個都多，這僅僅是因為記錄比以前的任何一次寒冷都保存得更好。迄今為止，這個冰河時代已經持續了大約一千萬年，始於中新世，在上新世變得更加明顯，然後在上新世的最後180萬年間在地球上真正留下了印記。
儘管當前對全球變暖進行了所有討論，但冰河時代仍在繼續，這可能令人感到驚訝。但是，冰蓋和苔原仍然存在，並且有可能它們有一天會再次膨脹。在過去的1萬年中(地質學僅是眨眼間)，天氣一直很溫暖，冰蓋和冰川已經遠離原來的位置。但是，最近兩百萬年以來，有很多暖場中斷了一般的感冒，並且沒有理由相信當前的暖場期是另一個這樣的中斷。近期歷史的周期性模式表明，寒冷和溫暖的天氣交替出現，這表明寒冷將再次發生。為了能夠預測世界氣候的行為顯然是非常重要的人，因此，了解氣候變化的具體模式- 與它的苔原生物群落的命運- 是科學研究的一個重要領域。
地質學家將地球的歷史劃分為方便的部分，並儘可能地利用“ 自然” 斷裂。在這些點上，岩石的化石含量相對突然變化，通常表明地球上的氣候或其他條件突然發生變化。6500萬年前白堊紀與第三紀的分離是自然斷裂的一個很好的例子，因為恐龍化石消失了，其他生物體在那時也發生了很大的變化。現在認為該邊界是由災難性的宇宙運動引起的，特別是大的流星或硼化物從太空碰撞到地球表面所引起的。但是，由這種災難引起的那種突然的和災難性的環境變化相對較少，而且地質時間的劃分通常遠不那麼突然，也不太容易識別。在當前冰河時代的發展中，情況確實如此，涉及永久性冰蓋的形成和世界各地冰川的發展。儘管中新世開始出現冰層，但在上新世晚期，特別是在大約240萬年前，出現了廣泛的冰川作用的第一個證據，大約在180萬年前，寒冷的天氣變得更加嚴重。被視為第四紀時期的開始和該時期的更新世時期。但是對此仍然有很多爭論，一些地質學家認為，240萬年的變化將是更新世開始的更好標誌。這種說法說明地球“ 秒冷卻在過去的幾百萬年裡一直是漸進的，任何細分是有點人為和武斷。
遍及世界海洋的海洋輸送帶。寒冷的鹹水稠密，因此它會沿深度移動，而溫暖的鹹水則在海洋表面移動。
自18世紀以來，阿拉斯加冰川灣的冰向北撤退。隨著地球變暖，在14至19世紀的小冰河時代之後，冰川在全球範圍內撤退。
冰川成因
雖然已經在地球冰川活動的幾集“ 的歷史，在此期間，冰帽一直呈現在極地地區，這些是例外而非規則。對於散置地球各處的冰川，存在沒有出現過冰蓋或冰川，因此現今的條件沒有任何典型用於行星的裝置。為什麼地球在過去20億年內定期進入這種狀態，仍然是一個謎，而且觀察者提出了各種理論來解釋罕見的冰川事件。
這種理論的基礎是不完全的海洋環流。極地冰蓋發展顯然需要做的一件事是在兩極或兩極附近存在大陸陸塊，或者將陸塊佈置得如此，以至於中斷地球周圍水域的自由循環。這樣可以防止能量從熱帶地區重新分佈到極地地區。例如，北冰洋被當前環繞的各大洲環帶相對隔離，可能在鼓勵更新世冰川作用中發揮了重要作用。其他可能的解釋與大氣環流有關。喜馬拉雅山和青藏高原等山脈的海拔升高，也可能產生新的大氣環流格局，可能引起全球主要的氣候變化，而過度的火山爆發也會造成這種變化。有趣的是，最近的冰河時代的來臨與阿爾卑斯山和喜馬拉雅山脈的升高相吻合。對於地球上偶爾發生的冰河事件的完整解釋仍然遙遙無期。
然而，一旦冰期開始，對更新世冰川的深入研究確實提供了有關冰川週期模式的一些信息。在過去的200萬年中，冰川和間冰期循環呈現出獨特的模式。這些具有約10萬年的循環波長。早在1864年，蘇格蘭地質學家就提出冰河時代可能是由天文學因素引起的，尤其是地球以規則且可預測的方式在其軸上擺動的方式。但這是南斯拉夫物理學家米盧汀·米蘭科維奇(Milutin米ilankovitch)，他最終對更新世期間冰川的循環模式做出了完整的解釋。
顯然，除了天文因素外，還有許多其他因素影響著冰川和間冰期的模式，因此，天文學理論必須簡單地作為解釋地球上冰史的起點。正如已經討論過的那樣，海洋環流模式可以改變全球氣候模式，而造山運動也可以改變大氣的循環。火山噴發時，它們會向大氣中噴出大量灰塵，這會改變整個星球的氣候。雖然地球的氣候主要控制著地球上的冰期，進而控制了苔原生物群系的分佈，但許多其他因素也會影響氣候。
苔原生物學史
如本章前面所述，冰河時期是地球歷史上相對罕見且分佈較廣的事件。因此，能夠在苔原生境中生存的生物的歷史被中斷。在前寒武紀時期，關於地球早期史上苔原地區可能棲息的生物種類的信息很少，但據推測它們僅限於原始細菌。然而，當極地冰蓋在石炭紀時代返回時，存在陸地植被，並且寒冷地區的化石得以倖存。
在大約3億年前的這個時候，當今的許多大陸都連成一片單一的超級大陸。北美和歐洲在一起，構成了勞拉西亞的超大陸。他們最近在南部與另一個更大的陸地分離。這個南部大陸稱為岡瓦納(Gondwana)，由現在的南美，非洲，南極洲，印度和澳洲組成，位於南極上方。也許這個極地上的巨大大陸位置是冰河時代發展的原因。無論如何，在現在的南極洲上會形成冰蓋，並在岡瓦納的其餘地區蔓延。勞拉西亞躺在赤道之上；因此，它的氣候是熱帶炎熱的氣候，此時形成的廣闊的沼澤森林成為北美和歐洲內大量煤炭的埋藏地。
儘管勞拉西亞的赤道超大陸被形成泥炭的沼澤所佔據，但南部岡瓦納的情況卻大不相同。在岡瓦納北部(現在是南美和非洲北部)，是一片乾燥的沙漠。但是在更南邊的冰蓋周圍，條件要涼得多，該地區植被也大不相同。木本灌木叢在這裡生長，特別是一種名為舌羊齒Glossopteris 的植物，這種植物的名字來源於整個植被類型，即舌羊齒(Glossopteris )植物區系。這些植物屬於被稱為種子蕨的滅絕類。它們的葉子看起來像蕨類植物，長期以來一直被認為是真正的蕨類植物，直到發現化石表明它們帶有種子。現在，它們被認為與針葉樹關係更為密切。這些來自岡瓦納苔原多年凍土區的植物的木材顯示出一系列明顯的環，表明其生長旺季(與對流層煤沼澤的植物不同，後者沒有明顯的生長環)。舌羊齒Glossopteris 灌木非常靠近南極，必須在極長的極夜中生存下來，在極夜中幾乎沒有或根本沒有生長，然後在夏季到來時旺盛地生長。考慮到它們長到南極的程度，這些木本植物的大小令人矚目。大約3億至2.8億年前的石炭紀/二疊紀冰期包括至少五個冰期的進退。該舌羊齒植物代表地球上的第一個已知的苔原植被。隨著二疊紀時期氣候的變暖，地球從那個冰河時代出現，舌羊齒Glossopteris的植物逐漸消失，可能是由於條件的變化或其他更適合應對的植物類型的進化而形成的新形式。隨著變化，例如另一種種子蕨類植物二叉羊齒Dicroidium 。
二疊紀後，當第一苔原植被消失了，地球“ 氣候沒有進入另一個冰河世紀很長一段時間。在1.5億年前的侏羅紀時代的現在的南極洲，有一些冰川作用的證據，但是它並不廣泛。大約在3200萬年前，當南極冰蓋再次開始形成時，出現了一個不同的故事。顯然，地球的氣候正處於溫和的降溫趨勢，大約一千二百萬年前，阿拉斯加的高山就開始了冰川作用。那時就是今天已知的苔原動植物必須開始進化的時候。這苔原，因此，是最年輕的地球上所有的“ 自然生物群落。幾百萬年來，地球上沒有類似的棲息地- 這是其他生物群落所沒有的。在整個地球的歷史上，至少自陸地植物和動物首次進化以來，就有熱帶森林，溫帶森林，開闊灌木叢和一種或另一種類型的沙漠。但是，最近這種苔原的歷史屢屢被打斷，每次冰河時代襲擊地球時，動植物就必須重新適應新的環境。
在最近的冰河時代(最近的一千萬年)中，適合苔原條件的動植物可能是山脈和針葉林。世界上的高山，例如1200萬年前的阿拉斯加，正變得越來越冷，自然植被承受的壓力越來越大。在中新世時期，森林甚至佔據了高山，但是條件一定使樹木的生長越來越困難，產生了更加開放的樹冠。增加的光穿透力將導致地面植被中新形式的演變。杜鵑花科(Ericaceae)，虎耳草科(Sax-ifragaceae)，石竹科(Caryophyllaceae)，十字花科(Brassicaceae)，禾本科(Poaceae)，燈心草科(Juncaceae)和罌粟(Papaveraceae)的植物都是。在苔原植被的建立中很重要。濕地的植物，尤其是莎草，也發現了發展苔原的條件適合他們的需求。在這些樹木中，樺木和柳樹被證明最有能力開發出新的形態，以應對寒冷和風的侵襲。當然，即使在最惡劣的條件下也可以倖存下來的苔蘚和地衣也加入了它們。其中最重要的是沼澤苔蘚(泥炭蘚種)和“ 馴鹿苔蘚” 類地衣(Cladonia )。
許多哺乳動物進化出苔原形式，其中包括一些令人驚訝的群體。熊，鹿(如馴鹿)，大象(猛瑪象和乳齒象)，狐狸，貓，囓齒類動物，尤其是芥末(包括白鼬，黃鼬和金剛狼)，都具有適應性。適應條件的鳥類，包括鳴鳥(例如旗布)，貓頭鷹，猛禽(例如獵鷹和老鷹)和松雞，以及各種各樣的海鳥和涉禽。隨著苔原棲息地的發展和擴展，一些哺乳動物和鳥類發展了遷徙模式，使他們能夠利用苔原的生產力而不必經歷極地冬季的艱辛。
隨著世界變得涼爽，低緯度山區的高山苔原也得到了發展。許多適應極地條件的植物和動物也在山區獲得成功，但它們的地理隔離產生了一些差異。山頂就像海洋中的島嶼。它們之間可以很寬地分開，並且中間的景觀很難穿越。結果，許多山區開始與苔原生物的一般進化隔離開來發展自己的動植物。由於旅行的困難，許多高山物種無法與附近山區的其他成員雜交，因此開始分別進化並產生新的形式。東非山此過程中，其奇特的和獨特的形式出現的一個很好的例子。以這種方式在其地理範圍內發展並受到其限制的物種稱為特有種。山苔原是一個棲息地豐富的特有物種，這使它們成為世界儲備重要的“ 小號的生物多樣性。
苔原中的人類
人類智人最早出現在更新世，很可能起源於非洲。遺傳證據表明，所有現代人類都有一個共同的祖先。事實證明，人類非常適應不斷變化的氣候。通過穿戴動物的皮膚來改善環境，並居住在被火加熱的洞穴中，這意味著人類能夠應對涼爽的氣候，甚至是苔原的極端情況。在上一個冰河時代，人類占領了歐洲和亞洲的大部分地區，狩獵了苔原的許多大型草食動物。在如今的俄羅斯，人們大量捕食猛瑪象，甚至動用骨頭建造房屋。歐洲西部居住在洞穴中的人們在洞穴的牆壁上畫著獵物的照片，也許希望藉此在追逐中獲得對他們的魔法力量。他們使用原始的石頭武器，但通過成捆捕獵並將游戲帶入密閉空間或陷阱，或越過懸崖，他們能夠實現比這種相對較小的捕食者更大的成就。他們還馴養了狼並將這種動物用作駕駛遊戲的助手。
在上一次冰期末期(可能在2萬年前最大冰河期之前)，人類從亞洲越境進入了北美。當時世界海平面很低，因此將阿拉斯加與俄羅斯分隔開的狹窄海域主要是陸地，對包括人類在內的動物的活動沒有構成嚴重障礙。從這些入侵的人民中，整個美洲可能被人口稠密地佔領了。對北美原住民的古代語言的研究表明，主要有三類：一組集中在最北端和西端，一組位於太平洋沿岸，另一組位於現在美國的較大南部地區。這些是在最後一次冰川期間沒有被冰覆蓋的區域，並且佔據巨大冰原邊緣附近的這些苔原景觀的石器時代的人們可能通過狩獵苔原動物而得以倖存。
事實證明，獵人對這些動物的影響，尤其是像猛瑪象這樣的大型動物，具有致命性。在全世界，人類定居的幾千年內，苔原的大型哺乳動物或“ 大型動物” 已滅絕，包括乳齒象、山熊、巨型麋鹿等。關於這些物種滅絕以及人類在造成這些物種滅絕中的作用的爭論仍未最終解決，但是許多證據表明是人類的代理。滅絕的時間是非常一致的，主要發生在1萬2,000到1萬0,500年前。那時人口在增長，人們在開發更先進的石器武器。但是，此時的氣候也在迅速變化。這些大型苔原動物的損失可能是由於苔原棲息地面積的減少造成的嗎？當然，這會限制它們的種群，但是在過去的200萬年中，又發生了幾次溫暖的間冰期，這對這些物種沒有致命的作用，那麼這一物種又有什麼不同呢？答案似乎是人類。大型哺乳動物從未遇到過如此強大的捕食者。對於這些笨重的野獸，隨著凍土帶的退縮，它們在佔領區域中的使用越來越受到限制，人類的生存是棺材中的最後一個釘子。
北極地區的因紐特人在史前時期定居了加拿大的北部地區。它們從阿拉斯加蔓延，從俄羅斯穿過白令陸橋後到達那裡，並逐漸向東擴展範圍，大約在4000年前到達格陵蘭島以西的埃爾斯米爾島。他們利用冰作為冬季的建築材料，夏天使用皮和樹皮，為考古學家留下了很少的職業證據。但是，更多的永久性定居點，例如在保護圈中使用巨石的露營地，仍然可以生存，並且提供了一種生活方式，這種生活方式必須在幾千年內幾乎沒有改變。埃爾斯米爾島(Ellesmere Island)距北極僅756公里，因此，佔領該地區的史前人民在面對極端惡劣的氣候時必須非常堅持。像現代的因紐特人一樣，他們將主要依靠狩獵獲得的動物肉為生。海豹，鳥類，北美馴鹿和魚類可能構成其飲食的主要部分。
海盜，或北歐，斯堪的納維亞半島的族群是早期苔原活躍的人類，他們進入島嶼北大西洋的10世紀左右。他們定居冰島和格陵蘭南部，在那裡生存了幾個世紀。爭議仍然圍繞著他們走得更遠甚至到達北美的說法。
南極洲基本上沒有史前史。人們並沒有達到這個大陸- 或者更確切地說，確認它的存在- 直到15世紀後期。直到最近，這是一個沒有人類影響的歷史的大洲。
儘管考古學家在史前時期對北極苔原有一些了解，但直到最近，他們對高山苔原地區的人類活動幾乎一無所知。像南極洲一樣，世界的高山似乎沒有史前人類的生活。但是，在1991年9月，兩名德國登山者在歐洲阿爾卑斯山的意大利蒂羅爾地區攀登。他們是從一座接近意大利/奧地利邊境的山峰降下來的，當他們看到冰上有褐色的東西時，正越過冰原。它是從融化的冰中浮出的屍體的頭和肩膀。假設這是一個不幸的登山者，最近發生了一起意外事故，他們將其報告給了他們下落的奧地利警察。當屍體被病理學家和考古學家恢復並進行檢查時，它被證明是一次非常古老的登山事故的受害者，而不是最近的一次。實際上，這具屍體大約有5,000歲的歷史，自從不幸的旅行者喪生以來，它就一直保存在冰中，可能是在從奧地利穿越意大利到暴風雪中。他穿著麂皮製成的衣服，並用草填充以增加隔熱效果。他的靴子上還滿是草，還戴著熊皮帽。他拿著弓和充滿箭的箭袋，所以他要麼是獵人，要麼在旅途中遇到麻煩。他還擁有冰斧的設備。法醫科學家分析了他身體樣本中的DNA，證實他起源於歐洲中北部。看來他正在穿越意大利。
阿爾卑斯山的這一發現為高山苔原地區的史前人類的生活提供了難得的機會，即使不是獨一無二的。在古代山谷中人們居住的高山山谷中，有很多考古證據。他們顯然需要在旅途中穿越高山，並且他們可能還利用高山牧場和高山苔原在夏季放牧動物。這些史前人們熟悉山區的多變和危險天氣，並開發了應對這些條件的設備。發現的屍體很少的事實表明，它們在存在許多生存問題的土地上應付得很好。
猛瑪象
猛瑪象似的大象長著一頭蓬鬆的毛髮。它的肩高約4米，其牙可長到約4.5米。仍然可以發現這些象牙被埋在苔原地區的土壤中，特別是在西伯利亞，那裡的當地人通過將它們出售給象牙商人來賺錢。正是這樣的象牙搜尋者之一，於1799年首次發現了完整的埋在永凍土中的猛瑪象的屍體。它被提取得相對完整，並由科學家進行了研究。
從那時起，許多這樣的屍體被發現，並討論了使用DNA來重建物種的可能性，可能以大象作為代孕母親。但是，這些“侏羅紀公園”計劃尚未被證明是可行的，因為DNA是一個相對脆弱的分子，即使保存在冰中，它也通常在數千年的過程中嚴重退化。
(左)已經滅絕的猛瑪象
(右) 因紐特人獵人在阿拉斯加收穫馴鹿屍體。長期以來，馴鹿一直是因紐特人的重要獵物。
苔原探索
北極苔原地區，主要通過模糊的神話和故事而聞名。直到最近，全球勘探主要是由擴大糧食生產機會以支持人口或通過貿易獲得財富的需求所驅動的，所以遙遠的北方幾乎沒有吸引力。斯堪的納維亞的維京人是唯一利用殖民北部大西洋諸島和沿海地區經濟機會的歐洲文化。哥倫布(1451-1506)在1492年發現美洲時，正值全球海上旅行和貿易迅速增長之時。歐洲殖民主義成為進一步探索的動力，這種探索持續了幾個世紀，並導致了歐洲人首次向遠北地區進行現代探險。大多數這樣的發現航程被證明是災難性的，但是探險家們做出了巨大的努力，以發現一條將北大西洋連接到北太平洋的西北通道。如果找到的話，它將提供一條通往遠東的貿易路線，使船隻避免避開南美南端的合恩角附近或南非的好望角附近的漫長而危險的通道。
在18世紀，北極地區探索西北步伐的探索加速了，許多人為爭取贏得歐洲政府提供給發現它的人的獎項而喪生。大多數探險活動都從大西洋出發，許多活動都在哈德遜灣結束，但是在18世紀末，注意力轉移到了北太平洋。英國海軍軍官喬治·溫哥華於1794年將他的船隻HMS Discovery 駛入阿拉斯加冰川灣冰冷的海峽，並為16公里長的冰壁打動了冰川與海洋。美國自然主義者和自然保護主義者約翰·繆爾在85年後訪問了該地區，發現冰川退縮了77公里，這可能是全球變暖的結果。冰川灣的主要冰川後來被稱為穆爾冰川。
北部地區的勘探也在陸地上進行，特別是對皮草貿易感興趣的公司。1789 年，受僱於西北毛皮公司的蘇格蘭亞歷山大·麥肯齊與美國原住民和加拿大同事一起騎著白樺樹皮獨木舟，尋找一條從北美大陸地區進入北部的河道。太平洋。他發現一條大河從大奴湖(Great Slave Lake)向西延伸，但是逐漸向北彎曲，最終進入北冰洋而不是太平洋。他稱它為“ 失望之河”，但後來被稱為麥肯齊河。探險隊可能尚未發現與西海岸的聯繫，但確實代表了苔原地區的探險方面的重大進展。這一發現還向捕獸者，捕鯨者和金礦勘探者開放了該地區。現在，它是採油的重要地區。
整個19世紀，公眾對勘探的興趣大增，世界上無法到達的苔原地區在無畏探險家的吸引力上可與非洲無法到達的中心媲美。瑪麗·謝爾利(Mary Shel-ley )1818年的小說《科學怪人》(Frankenstein)的出版在一定程度上激發了遙遠北方浪漫的形象，山巒起伏的冰山和淒涼的隔離，在冰冷的苔原環境中描繪了它現在著名的怪物。英國人發起了一系列探險活動，試圖在19世紀初期到達北極，但他們全都陷入了海冰之中，不得不轉回船隻或放棄在冰上的陸地遊覽。英國人決心發現通往太平洋的西北通道，他們的興趣比科學更經濟，更具競爭性(擊敗俄羅斯人贏得了這一發現)。也許是知道這些顯著勇敢的探險最好的是約翰·羅斯，他的名字現在確定了幾種地理和生物學特性，包括羅斯' 鷗和羅斯“ 到手的鴨子。威廉·帕里(William Edward Parry，1790年- 1855 年)是第一個在高北極地區度過冬天的歐洲人，他寫下了這種經歷的“ 像死亡一樣的沉寂” 和“ 沉悶的消沉” 。
19世紀末，喬治·德隆試圖到達北極。德隆(De Long)認為北極被大洋包圍，所以從白令海峽向北出發，但是到了9月，他的船遇到了冰塊，他在西伯利亞以北的北冰洋度過了兩年，最終凍結並壓碎。三艘敞開的小船從沉船中駛出。只有其中一艘船達到了安全；德朗和他的政黨在援助無法到達之前就死了。
西北航道的成功發現並沒有出現，直到阿蒙森(1872年的航程-1928年)，挪威誰後來成為第一個到達南極點。他的航程發生在1903年至1906年之間，從巴芬島(Baffin Island)和哈德遜灣(Hudson Bay)向北，經過巴芬灣(Baffin Bay)，然後穿過將維克多里亞島(Victo-ria
Island)和班克斯島(Banks Island)與大陸隔開的航道。最終，阿蒙森到達麥肯齊河三角洲。為了從那裡前往白令海峽，他不得不等到冰融化之後，才終於沿著西海岸航行到舊金山。到他來的時候，關於他成功的消息已經有點陳舊了。此外，本來可以使成就激動的東西已經減少了：儘管現在已經證明了這條路線的存在，但顯然這條路線永遠不可能在商業上變得重要。
北極直到1909年4月才與人類接觸，當時美國海軍軍官羅伯特·埃德溫·皮瑞(Robert Edwin
Peary，1856年- 1920年)率領加拿大埃勒斯米爾島的康格堡探險隊。在因紐特人的幫助下，該小組利用狗拉雪橇的接力，規劃了一條與補給站的路線。
佩里本人和一位同伴一起走過了最後250公里，佩里和他的同伴被視為有史以來第一個到達這個偏遠冰封地區的人。此類探險的季節時機至關重要，因為它們必須在冬季最惡劣的天氣之後，但在北冰洋冰塊破裂並變得危險之前進行。除了使冰塌陷或洋流的危險外，還有北極熊流浪的危險，這種北極熊會表現出攻擊性。
人們早就意識到北極苔原的存在。維京人熟悉苔原，希臘和羅馬神話中也有關於北方荒涼的故事，這表明即使是這些早期文明也與遙遠的北方有一定的聯繫。然而，直到最近，南極才一直籠罩在神秘之中。當葡萄牙探險家瓦斯科達·伽馬(Vasco da Gama)(1469-1525)繞著非洲的南端航行並最終於1497年到達印度。另一個葡萄牙人費迪南德·麥哲倫(Ferdinand
Magellan)，於1519年前往南美的南端。
關於南極大陸可能存在的觀念繼續吸引著探險家，但就其可能提供的新航路而言，它沒有北極的經濟吸引力。然而，南大洋的捕撈和捕鯨潛力最終導致了其係統的勘探。英國航海家詹姆斯·庫克(James Cook)(1728-79)在18世紀下半葉的大部分時間都在探索太平洋，包括其南部地區。1773年，他是第一個向南極洲南部航行的人，但由於浮冰而不得不轉回南行。他幾乎沒有意識到自己距離這個傳奇大陸130公里。庫克成功地繞過了南極洲的流冰帶。
俄國人Fabian Gottlieb
von Bellingshausen，他於1820年首次發現南極洲土地。他發現了高高的岩石峭壁，從而證明了南部的岩石-存在。最早踏上這片大陸的人是美國水手約翰·戴維斯(John Davis)，一年後的1821年，他登陸了南極半島。在他的極地探險中加入了南極。1841年，他率領一支旨在到達南極的探險隊。然而，當他接近極點時，他發現自己的通道被大量的冰塊阻塞，現在被稱為羅斯冰架，他甚至無法接近極點所在的南極洲地區。但是，他的確看到了當時正在活動的一座巨大火山，並將其命名為埃雷布斯山。埃雷布斯Erebus 是希臘人給死者必須經過的黑暗區域的名稱，這在一定程度上表明了羅斯及其同伴們對這些荒涼地區的敬畏，這座火山定期保持活動狀態。
由於兩支探險隊之間激烈而悲慘的比賽，南極本身直到1911年才到達。來自挪威的團隊由羅爾德·阿蒙德森(Roald Amund-sen)領導，來自英國的團隊則由羅伯特·斯科特(Robert Scott)(1868-1912)領導。挪威人於10月19日出發，使用了四隻狗拉的雪橇。他們最困難的部分是攀登極地高原，越過Axel
Heiberg冰川危險的冰塊。隨著阿蒙森(Amundsen)和史考特(Scott)的遠征，南極探險的偉大浪漫時代終結了，商業和科學調查時期接管了。這也是一段人類歷史中，人類人口急劇擴大和需要的食品和原材料的開始，導致人利用，即使是最不可能的世界“ 小號荒野。人類發現了整個苔原，尤其是南極洲的廣闊地帶之後，人類現在開始問如何將苔原用於人類的利益。
小結
冰期是地球歷史上相對罕見的事件，大約是每1.5億年發生一次，這是地球歷史上相對罕見的事件，冰期和苔原存在於地球上。這些長期氣候循環的原因尚不清楚，但這些事件可能與地球表面各大洲的位置及其對洋流的影響有關。目前，地球正處於冰河時代的一個溫暖區間，有可能探測到更詳細的氣候波動模式，在大約10萬年的時間間隔中，溫暖和寒冷交替出現。這種氣候模式的規模似乎與天文因素有關，尤其是地球與太陽之間的距離變化。
苔原的動植物也經歷了一段間斷的歷史，而苔原的當前動植物是起源相對較新的，可能不到一千萬年的歷史。高山生物很可能是苔原的第一個棲息地，隨著當前冰河時代的寒冷加劇，特別是在過去的一百萬年中，其範圍和數量不斷擴大。
在整個冰河期末，人類生活在歐洲和亞洲的苔原棲息地，大約在2萬年前達到了最大冰河期。隨著冰川事件的消退，它們從亞洲的東端擴散到了北美，越過了當時亞洲和阿拉斯加之間的旱地橋樑。因紐特人在苔原上定居，使他們的文化適應了遙遠北方的嚴寒。海盜於公元10世紀左右的探索 。導致歐洲人民入侵北大西洋苔原地區，但這些定居點只是暫時的。新的探索始於15世紀，當時商業商人尋求前往遠東的替代路線，這使人們對北極苔原的地理和生物學有了更全面的了解。
即使在史前時期，南極也從未有人居住過。自古典時代以來就假設存在著一個偉大的南部大陸，但是直到18世紀和19世紀初的強悍海上航行才缺乏證據。最早到達南極的人類是挪威的羅爾德·阿蒙森(Roald Amundsen)，直到不到一個世紀前的1911年，才實現了這一目標。因此，南極的人類歷史是最近的和短暫的。