- 1 发现与命名
- ▪ 发现历程
- ▪ 命名
- 2 位置境域
- 3 成因
- ▪ 相关学说
- ▪ 形成过程
- 4 地理特征
- ▪ 气候
- ▪ 气温
- ▪ 降水
- ▪ 风
- ▪ 地质
- ▪ 地质构造
- ▪ 东南极地盾
- ▪ 横贯南极山脉造山带
- ▪ 西南极造山带
- ▪ 地层与岩性特征
- ▪ 前寒武纪地层
- ▪ 古生代地层
- ▪ 中生代地层
- ▪ 新生代地层
- ▪ 矿产资源
- ▪ 地形地貌
- ▪ 南极大陆
- ▪ 南极半岛及周边海域
- ▪ 海底地形
- ▪ 水文
- ▪ 海洋水
- ▪ 海冰
- ▪ 水团
- ▪ 海流
- ▪ 地表水
- ▪ 地下水
- ▪ 土壤
- ▪ 生物多样性
- ▪ 植物
- ▪ 动物
- ▪ 自然资源
- ▪ 淡水资源
- ▪ 生物资源
- ▪ 陨石资源
- ▪ 重要组成
- ▪ 岛屿
南极(英文名:Antarctic),是地球的最南端区域,指地球上南纬60°以南的地区,包括南极大陆、周围岛屿、海冰、冰盖,以及南极辐合带以南的南大洋。总面积6500万平方千米,其中,南大洋面积为3800多万平方千米,南极大陆面积为1239万平方千米,周围岛屿面积为7.6万平方千米。
发现与命名
编辑发现历程
1738至1739年,法国人布维(Bouvet)在航海时首先发现了南极附近的一个海岛,即现在的布维岛(Bouvet Island)。1772年7月13日,英国海军部派出“决心”号和"冒险”号两艘帆船,在船长詹姆斯·库克(James Cook)的带领下,驶向南方去寻找“未知的南方大陆"。1773年1月17日,船队在东经39°35′的地方驶入了南极圈,但由于遇到了障碍一一浮冰,船队只好返航。1774年1月26日,詹姆斯·库克率领“决心”号再次进入南极圈,于1月30日成功到达南纬70°10′的海域。同样,由于遇到了浮冰和冰障,船只无法继续前进。
詹姆斯·库克
1821年1月,俄国船长别林斯高晋带领“和平”号和“东方”号在南极海域发现了南极洲的一个大岛——亚历山大岛。此岛位于南纬69°至73°,西经68°至76°之间,长380多千米,宽100至200多千米。在同一期间,美国宣布第一个发现南极大陆的是美国康涅狄格州(Connecticut)的海豹捕猎者——帕尔默(Palmer)船长,表示其于1820年11月18日乘美国捕鲸船“英雄”号来到南极半岛(Antarctic Peninsula)附近海域,看到了裸露的岩石。而英国则宣布,南极大陆的第一个发现者是当时英国海军军官——爱德华·布兰斯菲尔德(Edward Bransfield)。
1831至1832年,英国人比斯科(Bisco)在环绕南极大陆航行时,发现了恩得比地(Enderby Land)和南极半岛。1840年,地处南极的南极洲被授予大陆等级。自那时起,来自世界各国的探险队源源不断地来到这片未知的大陆去探索与发现。1907年,爱尔兰人谢克尔顿(Shekleton)组织了一支探险队,试图探明南极点和当时南磁极的位置。1909年1月9日,谢克尔顿到达南纬88°23′处,该位置离南极点只有160多千米。谢克尔顿等人最终因缺乏食物和精疲力竭而掉头返回。但是,他们走到距南极点不远的地方时,派出了一个分队继续前行,到达南磁极,并且测定当时南磁极的位置是在南纬72°25′、东经155°16′处(磁极的位置是不固定的)。
1910年由罗阿尔德·阿蒙森(Roald Amundsen)指挥的挪威探险队开始寻找南极点,并于同年12月14日抵达南极点。1911年12月,罗伯特·斯科特(Robert Scott)率领的英国探险队开启他们的南极探索之旅,并于次年1月18日到达南极点。罗尔德·阿蒙森和罗伯特·斯科特成功地登上南极点,进一步探明了南极大陆是一个世界大洲。
1928至1929年间,美国人威尔克斯(Wilkes)最先完成了在南极大陆上空的考察飞行。1929年11月29日,美国人伯德(Byrd)乘飞机到达南极点,并且顺利归来。1933至1935年间,伯德在玛丽伯德地(Marie Byrd Land)进行了越冬考察。1935年11至12月间,埃尔斯沃德(Elsewaerd)驾飞机从威德尔海(Weddell Sea)飞越南极大陆,到达罗斯海(Ross Sea)。1940年,伯德再次乘飞机对南极洲进行考察,从空中拍摄了南极大陆的轮廓,测量了海岸线和山脉,并且绘制成地图。
命名
最早断言南极存在的是两位古希腊的哲学家毕达哥拉斯(Pythagoras)和柏拉图(Plato),他们从哲学的角度出发,认为在已知世界的反面必定有一块土地,以维持平衡。古希腊人称南极为Antarctic,来源于希腊文anti,也就是相反的意思,加上北极(Arctic)这个词,意思是北极的对面,即与北极相对的大陆。
位置境域
编辑南极位于地球的最南端,指地球上南纬60°以南的地区,经纬度范围为南纬60°至90°,经度0°至360°,包括南极大陆、周围岛屿、海冰、冰盖,以及南极辐合带以南的海域——南大洋(Antarctic Ocean),其20°E至146°51′E与印度洋(Indian Ocean)相邻,146°51′E至148°E和67°16′W至180°W与太平洋(Pacific Ocean)相邻,0°E至20°E和0°W至67°16′W与大西洋(Atlantic Ocean)相邻,总面积6500万平方千米。其中,南大洋所占的面积是3800多万平方千米,南极大陆所占的面积是1239万平方千米,周围岛屿面积为7.6万平方千米。
成因
编辑相关学说
德国科学家魏格纳(Wegener)提出大陆漂移说,认为远古时代地球是一个连接在一起的大陆,分为南北两个部分,北面称为劳亚古陆,而南面以南极大陆为中心,离赤道较近,称为冈瓦纳古陆。1908年,英国人谢克尔顿在南纬83°28′发现了煤层。煤,是古代植物遗体的堆积层经过地质作用形成的,以南极的寒冷气候不可能产生煤。1912年,罗伯特·斯科特在横断山脉中段又发现了2亿年前的舌羊齿蕨(Glossopteridales)类植物化石,这种植物喜欢生长在温暖阴湿的地方,也会出现在极地的冰岩中。这些发现使得大陆漂移说有了证明,而后发现南美、南非和澳大利亚的岩石同属火成岩系,这些大陆也都发现了古代陆生动物化石,尤其在1957到1958年的国际地球物理年期间,大量直接证据第一次确认冰雪覆盖的南极大陆是从冈瓦纳古陆分离出来的,且6700万年前还处于温暖时期。
因此,地学家们公认,南极大陆是由冈瓦纳古陆分离、解体、漂移而成为现在的状况。在1.95亿年以前,整个地球为一块巨大的“联合古陆”。此后,这块超级大陆逐渐分裂为劳亚古陆和冈瓦纳古陆。大约在1.7亿年前,冈瓦纳古陆又分裂为东、西冈瓦纳古陆,东冈瓦纳古陆由南极洲、印度、新西兰和澳大利亚组成。大约在5300万年前,澳大利亚与南极洲开始分离;之后,约在3900万年前,澳大利亚与南极洲最后分离,并经过逐渐漂移,南极大陆移到了现今的位置,形成了现在包括南极大陆、周围岛屿、海冰、冰盖以及南大洋的南极。
形成过程
以泛非运动、罗斯运动及冈瓦纳运动为界,可以把南极地质构造发展分为前泛非阶段、泛非—罗斯阶段、罗斯—冈瓦纳古陆阶段和后冈瓦纳古陆阶段四个阶段。
前泛非阶段,该阶段出现在冈瓦纳古陆形成时期,其构造遗迹主要保存于东南极,经历约6次重要的构造—岩浆—变质事件,最终经过500百万年左右泛非运动,形成了冈瓦纳古陆边缘造山带。
泛非—罗斯阶段,包括早古生代中、晚期,东南极地盾大部分处于隆起剥蚀区,地盾西缘横贯南极山脉地区沉降,形成了分布广泛的寒武奥陶纪地层,同时,志留纪时期罗斯运动使其与前寒武系一起褶皱变质,并产生激烈的岩浆活动。
罗斯—冈瓦纳古陆阶段,从晚志留世持续到早三叠世,主要地质事件是:横贯南极山脉区先隆起,泥盆纪—三叠纪沉降,形成以冈瓦纳群、比肯超群为代表的浅海—滨海相及陆相碎屑岩系。
后冈瓦纳古陆阶段,侏罗纪—第四纪为冈瓦纳古陆解体和南极大陆格架形成时期。侏罗纪中晚期,冈瓦纳古陆分裂为东西冈瓦纳古陆两部分;古近纪末,德雷克海峡(Drake Passage)形成;新近纪末期,布兰斯菲尔德海峡(Bransfield Strait)形成。
地理特征
编辑气候
国际上并没有对南极进行严格意义上的气候类型分类,一般统一划分为极地气候,主要呈现出三种不同的类型:南极高原的极地气候、南极海岸的极地气候和南极半岛的极地气候。南极常年积雪是世界上最冷、最高、最干燥也最多风的地方,夏冬两季特点鲜明。
气温
南极大陆年平均气温为-28℃左右。南极高原的极地气候条件最为极端,冬季温度在-40℃至-70℃之间,最低温记录为俄罗斯沃斯托克考察站的-89.2℃。南极海岸的极地气候受洋流影响,冬季气温在-15℃至-32℃之间,夏季气温在-5℃至5℃之间。南极半岛的极地气候是南极最温和湿润的地区,夏季气温在0℃至5℃之间,冬季气温保持在-10℃至-30℃。
降水
南极降水量少,南极洲平均年降水量仅为55毫米,在中国南极昆仑站附近,年平均降水量约为21毫米。南极高原地区每年降水量在100毫米以下;南极海岸地区每年降水量200毫米至600毫米;南极半岛地区,降雨较多,年降雨量在1000毫米左右。
风
南极盛行极地东风,由于南极处于南半球,根据地转偏向力向左偏,为东南风;而南极大陆的盛行风向是东北风,因为南极洲的太平洋东部沿岸有一条呈东北—西南方向的横贯南极山脉,其西南地区是山地、高原,而东北部相对平坦,风只能从东北部吹来。南极海岸是风速最大的地区,平均风速达54千米/时,冬季风暴时风速可达300千米/时,南极最大风速达到100米/秒,一年内大风天数有200多天。
风
地质
地质构造
东南极地盾、横贯南极山脉造山带以及西南极造山带是处于南极的南极大陆地质构造的三大特点。
东南极地盾
东南极占据了南极大陆的大部分地区,是一个典型的地盾区,由基底岩系和盖层沉积两部分组成。基底岩系出露于沙克尔顿—科茨地(Coats Land)、毛德皇后地(Queen Maud Land)、恩德比地(Enderby Land)—肯普地(Kemp Land)、莫森—查尔斯王子山(Prince Charles mountains)等沿海地,由太古宙—寒武纪强烈变形和多期变质的沉积岩、火山岩以及侵入岩组成,厚度一般为15000至20000米,岩性主要为各种类型的片麻岩、混合岩、结晶片和不同成因、不同时代的紫苏花岩、闪长岩、辉长岩、苏长岩等。东南极地盾盖层沉积零星分布于西毛德皇后地以及查尔斯王子山、沙克尔顿岭(Shackleton Range)等地,除少量古生代地层外,在西毛德皇后地、查尔斯王子山分布有二叠纪、侏罗纪和第三纪地层;在查尔斯王子山北部出露有二叠纪埃默里群含煤岩系等。
横贯南极山脉造山带
横贯南极山脉造山带呈北西向镶嵌于东南极地盾西南边缘,是一个经罗斯运动而形成的早古生代造山带。这一造山带不但包括各时代的地层,而且发育了各时代的火成岩,包括元古宙的花岗岩、花岗闪长岩,早古生代的花岗岩、花岗闪长岩,晚古生代的花岗岩、钙碱性火山岩,侏罗纪的辉长岩体、粗玄岩岩床及玄武岩,新生代的花岗岩及第四纪的基性火山岩等。
西南极造山带
西南极造山带由西南极中新生代造山带和西南极裂谷系两个构造单元组成。西南极造山带包括南极半岛、南设得兰群岛(South Shetland Islands)、埃尔斯沃思地(Ellsworth Land)和玛丽伯德地等,它是南美洲安第斯造山带的南延部分。埃尔斯沃思地和玛丽伯德地是两个“中间地块”,出露有晚元古代变质岩系和古生代沉积岩、火山岩系。
地层与岩性特征
处于南极的南极洲包括南极大陆及其周围的岛屿和陆缘冰。其地层分为前寒武纪地层、古生代地层、中生代地层和新生代地层。
前寒武纪地层
南极洲前寒武纪地层包括上、下两部分。下部岩层包括太古代结晶基底杂岩和早一中元古代部分基底受造山运动和岩浆侵入改造的上地壳火山岩和沉积变质岩,广泛分布于东南极大陆山地,主要出露于东南极大陆沿岸,从阿德莱德地(Adelaide Land)到毛德皇后地西部,断续仲展达8000千米,其中在恩德比地、麦克罗伯逊地(Mac Robertson Land)和毛德皇后地出露最广。上部是中一晚元古代的浅变质岩系,岩层分布甚广,岩性差异较大,在东南极大陆沿海地带出露的主要是浅变质的石英片岩、二云母片岩、千枚岩、火山岩和含铁石英岩。在西南极洲玛丽伯德地的称斯旺松岩系,由褶皱强烈但变质较浅的石英长石砂岩、泥岩、板岩、闪石片岩、铁质砂岩等组成厚度超过4300米。石炭一二叠系广泛分布于南极横断山脉,在上石炭一下二叠系中,普遍存在冰川和冰水沉积层;在冰碛层之上(维多利亚群中上部)普遍存在含舌羊齿植物化石的煤系地层,煤层多达20余层,总厚度达数十米,绵延千余千米。
古生代地层
在南极横断山脉的毛德皇后山脉(Queen Maud Mountains)、北维多利亚地(Northern Victoria Land)以及埃尔斯沃斯山脉(Ellsworth Mountains)均发现了寒武纪地层,总厚度将近1万米,主要是由深海到浅海沉积的泥岩、砂岩和石灰岩组成,部分地区火有大量火山岩,底部为砾岩,不整合覆于前寒武纪地层之上。志留纪地层最早在亚南极的南奥克尼群岛发现。该岛地层主要是杂砂岩、页岩和片岩,含笔石化石。泥盆系主要分布于南极横断山脉,从北维多利亚地到埃尔斯沃斯山脉均有发现,主要由砂岩(包括粉砂岩、石英砂岩、含砾砂岩)和泥岩组成,总厚度达1200至1300米。
中生代地层
南极洲的中生代地层三叠系发现于南极横断山脉维多利亚群(上比肯群)的上部,不整合覆于二叠纪含煤岩系之上;侏罗系广泛分布于南极横断山脉、西南极洲中生代褶皱带、南极半岛及沿海岛屿;白垩纪沉积地层零星分布于西南极洲和南极岛弧。中生代地层以各类火山熔岩(包括粗玄岩、玄武岩安山岩等)、火山碎屑岩夹少量碎屑沉积岩为特征,特别是费拉尔粗玄岩。
新生代地层
第三纪沉积地层分布范围很小。除罗斯海和威德尔海等海盆有厚度很大的海相沉积层外,出露于陆地的第三系仅限于某些西南极洲中新生代安第斯褶皱带内,主要是南极半岛及南极岛弧。由于南极冰盖的长期侵蚀,南极大陆及岛屿的第四纪沉积层保存很少,只有在无冰区零散地分布晚第四纪地层。较大的无冰区如南极横断山脉的干谷地区、东南极大陆沿海的维斯特福尔德丘陵(Bunger Hills)、拉斯曼丘陵(Larseman Hills)和班吉尔丘陵(Bangir Hills)以及罗斯岛(Ross Island)和乔治王岛(King George Island)等,均有晚更新世和全新世海洋沉积、湖泊沉积、冰川沉积和冰缘沉积。在晚更新世和全新世海洋沉积地层中含有较丰富的双光类、介形虫、有孔虫以及硅藻化石,地层厚度一般在5至20米。
矿产资源
南极蕴藏着丰富的矿物资源,在南极已经发现的矿物就有200多种,包括煤、铁、铜、铅、锌、铝、金、银、石墨、金刚石、石油等,其中还有具有重要战略价值的钍、钚、铀等稀有矿藏。其中,东南极大陆的铁矿蕴藏丰富,在东南极查尔斯王子山200平方千米区域内已发现3个大型、超大型铁矿,矿层厚70米,宽5千米至10千米,延伸120千米至200千米,含铁平均品位为30%-38%,有“南极铁山”之称,可供世界开发利用200年;南极大陆二叠纪煤层广泛分布于东南极洲的冰盖下,煤田面积达25万平方千米,煤层厚6米至9米,储藏量约达5000亿吨;在罗斯海、威德尔海和别林斯高晋海海底蕴藏着超过500亿桶的石油和30000亿立方米的天然气。
南极铁矿
地形地貌
处于南极的南极大陆几乎被冰盖覆盖,存在风力地貌、冰缘地貌、冰川地貌、湖泊地貌、海岸地貌和构造地貌等地貌,其中冰缘地貌存在极地大陆型和极地海洋型两种类型。南极大陆平均海拔2350米,最高点玛丽伯德地的文森山(Vinson Massif)海拔5140米。南极大陆几乎全部被冰雪所覆盖,冰层平均厚度有1880米,最厚达4800米以上。
南极大陆
横贯南极的内陆山脉将南极大陆分为东南极洲和西南极洲两部分。东南极洲,面积较大,为一古老的地盾和准平原,横贯南极山脉绵延于地盾的边缘;西南极洲面积较小,为一褶皱带,由山地、高原和盆地组成。东西两部分之间有一沉陷地带,从罗斯海一直延伸到威德尔海。在南极大陆纵深不超过80千米的沿海地带,有一些没有被冰雪覆盖的岩石地,被称为“南极的绿洲”,是动植物主要生息之地。“绿洲”上有高峰、悬崖、湖泊和火山。南极大陆的海岸大都陡峭险峻,冰障(冰壁)比比皆海岸附近水域往往终年封冻,形成一些陆缘冰区。
南极半岛及周边海域
南极半岛及沿海岛屿,冰缘作用以冰胀和冰融为主,冰缘地貌类型多,发展快,在南极多年冻土区弱化学风化作用下形成了不同类型的风化壳。
南极半岛西部区域主要为布兰斯菲尔德海峡、海峡两侧露出海面的南设德兰群岛和南极半岛北端。南设德兰群岛主要包括:象岛(Elephanta Island)、乔治王岛、格林威治岛(Greenwich Island)、斯诺岛(Snow Island)等大小不同的二十几个岛屿。布兰斯菲尔德海峡中有三个水深较深的小海盆,海盆的北部和西部是布兰斯菲尔德海峡与德雷克海峡的地形边界。布兰斯菲尔德海峡东部海盆最深可达2700米,中央海盆可达1700米,西部海盆水深1200米。海盆的北部和西部是布兰斯菲尔德海峡与德雷克海峡的地形边界。
南极半岛中部区域地形较为复杂,主要为南斯科舍海岭(South Scotia Ridge)、菲利普海岭(Philippe Ridge)、鲍威尔海盆(Powell Basin)、茹安维尔海岭(Ruanville Ridge)。南斯科舍海岭与菲利普海岭近乎平行,其中间为埃斯佩里兹海槽,菲利普海岭与茹安维尔海岭之间为鲍威尔海盆,海盆水深较深,超过3000米。
南极半岛东部区域主要为南奥克尼海台,海台东西两侧各有一条通道,分别为奥克尼通道和菲利普通道。南奥克尼海台水深较浅,水深小于500米。南奥克尼海台北部为南奥克尼群岛。
海底地形
围绕南极大陆的海洋的海底地形是复杂特殊的,很少发展的深沉海中的大陆浅滩、非常陡峭的大陆斜坡,大部分地区的深度很大,海底盆地中的海底山脉和海底凸出的高地纵横交错。大陆附近浅水区内有许多深达1000至2000米的通往大陆冰盖下面的海沟。浅水区内部地段一般呈断块状,外缘地段比较平坦,但有蚀余山地。罗斯海、威德尔海和别林斯高晋海均位于浅水区。大陆斜坡是有一定斜度的梯形平原,其中也有一些断块构造地段。大陆斜坡外面是平均水深4000至5000米的海洋盆地,其中最深的盆地将近7000米。大陆浅滩的界限大约沿500米等深线延伸,浅滩的宽度并不大,整个大陆平均只有150米左右。在大陆浅滩以外,海底很快地加深,同时斜坡的界限平均只距海岸线280千米。斜坡的界限有的地方直接接近海岸,并且从地面不经过任何梯级一促而入海底。
水文
海洋水
海冰
南极海冰具有显著的季节变化,西半球一侧的海冰范围较大,东半球较小,密集度高于90%的高值区主要分布于西半球一侧,整体上具有西高东低的分布特征;海冰面积在2月份达到最小,在9月份达到最大,结冰期持续7个月,融冰期持续 个月,在时间上南极具有融冰期短结冰期长的特征。海冰面积的年际变化具有波动性,并存在14、21、27和60个月的周期,变化趋势不显著,只有威德尔海一年冰与多年冰面积具有显著的上升趋势。南极海冰面积变化趋势显著区域范围较小,且全部为趋势上升区夏冬两季显著区域范围较大,集中分布的沿岸海域以及海冰边缘线处海域,春季在南极半岛东侧、玛丽伯德地、维多利亚地和秋季范围较小,变化显著区分布于科茨地与威尔克斯地(Wilkes Land)沿岸海域。
南极海冰
水团
南极半岛周边海域水团主要包括:南极表层水、绕极深层水、暖深层水、威德尔海深层水、威德尔海底层水、陆架水、布兰斯菲尔德海峡底层水。
南极表层水
南极表层水广泛地分布在南大洋,可分为夏季表层水和冬季水。南极表层水体在季节性加热和融冰的作用下形成夏季表层水,其水团特征为水体温度较高、盐度相对较低且变动范围较大、物理性质空间变化较大,不具有稳定的核心温度和盐度。夏季观测到的冬季水是冬季寒冷事件留存的冷水。寒冬过后寒冷的水体得以保留,即形成了冬季水。
绕极深层水
绕极深层水可以分为以温度极大值为特征的上层绕极深层水和以盐度极大值为特征的下层绕极深层水。上层绕极深层水核心的温度范围为1.6℃至1.9℃,盐度范围为34.61至34.68,压强介于2.5百帕至6百帕之间;下层绕极深层水核心温度为1.3℃至1.6℃,盐度为34.7至34.72,压强介于2.5百帕至30百帕之间。
暖深层水
暖深层水是绕极深层水随着威德尔气旋式流涡的向南分支向西流动,流动过程中与周围水体混合,盐度降低,温度降低而形成的。暖深层水是威德尔海中温度最高的水团。
威德尔海深层水
威德尔海深层水是南极底层水的重要组成部分,威德尔海深层水是陆架水与在陆架和威德尔海的西部、西南部的暖深层水混合形成的,是南极底层水的来源。威德尔海深层水位于暖深层水以下,水团位势温度范围为-0.7℃至0℃,中性密度大于28.27千克/立方米。威德尔海流涡外缘的威德尔海深层水比流涡内部的威德尔海深层水盐度更小、溶解氧更丰富。
威德尔海底层水
威德尔海底层水形成于威德尔海西南部的南极大陆架附近,沿威德尔气旋式流涡的等深线流动。威德尔海底层水具有低温高盐的性质,水位势温度小于-0.7℃,盐度为34.62至34.68,中性密度大于28.27千克/立方米,存在于压强大于40百帕的海域。
陆架水
陆架水和冬季水的物理性质及形成原因相似,均位于夏季表层水之下,南极陆架水是由陆架上结冰融冰过程、冰川垂向对流混合过程形成。高盐陆架水主要是在陆架水向大气失去热量和海冰生成的过程中析盐形成的,其水团特性为位势温度约等于-1.8℃,盐度大于34.5。
布兰斯菲尔德海峡底层水
布兰斯菲尔德海峡底层水是由来自南极半岛东北侧的威德尔海陆架水的一部分绕过茹安维尔海岭向北输运,进入布兰斯菲尔德海峡的深层和底层而形成的,位于中央海盆的布兰斯菲尔德底层水位势温度约为-1.6℃,盐度约为34.57;位于东海盆的布兰斯菲尔德底层水位势温度约为-1℃,盐度约为34.56。
海流
地处南极的南极半岛周边海域主要存在两个大尺度环流:南极绕极流和威德尔气旋式流涡,威德尔气旋式流涡的范围为南极半岛东侧至东经30°。南极绕极流与向东流动的威德尔气旋式流涡之间的海域称为威德尔海—斯科舍海(Scotia Sea)汇流区,由南极半岛北端延伸至东经20°。威德尔海—斯科舍海汇流区的海流结构较为复杂,威德尔海中温度最高的水团随威德尔气旋式流涡顺时针流动到达威德尔海的西北部,威德尔海深层水和威德尔海底层水随威德尔海西边界流也进入威德尔海西北部。威德尔海西北部的暖深层水、威德尔海底层水一部分向北进入鲍威尔海盆,通过鲍威尔海盆与埃斯佩里兹海槽之间水深较深的通道进入埃斯佩里兹海槽,这些水体在埃斯佩里兹海槽内顺时针流动,流动过程中水体性质会发生变化,然后部分水体通过南奥克尼海台西部的通道进入斯科舍海;另一部分沿着威德尔海向东流动,绕南奥克尼海台流动接近一周,通过奥克尼通道进入斯科舍海;受海底地形限制威德尔海底层水只能随威德尔海向东流动,不能进入斯科舍海。
地表水
普里兹湾(Prydz Bay)及其北侧海域,南极夏季表层水厚度约为20米,最大厚度出现在普里兹湾的湾顶,大约有30米,冬季水厚度为30至70米,70米以下过渡到绕极深层水,最高温度出现在绕极深层水的中心,为1.85至2℃。普里兹湾以东海域,0至30米为夏季表层水,50至100米为冬季水,100米以下为绕极深层水,绕极深层水中心温度普遍降低,最低为1.04℃,最高为1.49℃。南大洋海域表层水温由南向北呈现明显的随时间变化梯度递增,2℃等温线随年际变化南移至南纬66°,在南极辐散带和0经度断面上有明显的海水温度高值区;表层水的盐度呈不规则的盐度值或高或低的空间块状分布。
地下水
2022年,在南极洲冰层以下的沉积物中,科学家首次发现了一个巨大的地下水系统。这一地下水系统可能与湿海绵一样稠密,研究人员使用大地电磁成像技术,在2018至2019年测量了地下水,并绘制了冰层下的沉积物地图,计算出如果从100平方千米的沉积物中挤出地下水,那么它将形成一个220至820米高的水柱,至少是冰层内和冰层底部浅水系统的10倍,甚至可能比这还要高得多。测绘显示,随着地下水的深入,水变得越来越咸,这是地下水系统形成的结果。海水可能在5000至7000年前的温暖时期到达该地区,使沉积物被咸海水浸透。当冰层前进时,由上方压力和冰基摩擦产生的新鲜融水被迫进入上部沉积物。
土壤
在南极大陆无冰区,地表强烈的物理风化过程和相对微弱的生物化学风化过程共存,形成了特异的土壤,同时由于南极自然环境的区域差异性和区域环境演变历史的特殊性,也造成了南极大陆无冰区土壤性状的区域差异性。南极大陆无冰区的土壤最初作为冷干旱环境下的风化产物而划为荒漠土或冷漠土。南极寒冷气候条件下的土壤具有与荒漠土相似的特征,这些土壤中生物化学过程微弱、腐殖质含量极少、干旱土壤水分状况使得盐分向表层积聚或荒漠结皮的形成等。南极罗斯岛地区的土壤具有许多荒漠土壤的性状,即土壤有效水分含量低、寒冷旱的环境条件使壤化学风化的速率较低;地表温度的剧烈频繁波动使得土壤物理风化过程占优势,土壤质地则以粗砂、砂砾质为主。南极大陆外围区强大的下降风造成地表土壤强烈的蒸发过程,使得土壤中的易溶性盐分及碳酸钙在土壤表层富积。
南极土壤
生物多样性
植物
南极菲尔德斯半岛(Fildes Peninsula)浮游硅藻,鉴定出浮游硅藻75种,未鉴定出11种,优势种为极细舟形藻、冰川舟形藻、南极楔形藻、南极海链藻、碎片菱形藻共7种。南极大陆的边缘及附近的岛屿,已经发现了约400种不同的苔藓植物,在南极较温暖的南设得兰群岛和南极半岛的北部,也发现了两种粉红色的显花植物,以及200多种淡水藻类。南极已辨认出大约400种地衣和4种显花植物。显花植物是南极稀有植物,这4种显花植物中有3种非常近似本植物,其中一种是石竹属植物。在南极半岛西北部边缘地带大约有10种草本显花植物,其中之一是米芒。另外,在南极洲水中和雪里都可以发现兰丝藻和硅藻类植物。
南极楔形藻
动物
南极海鸟有50种,常见的有企鹅、信天翁、贼鸥、燕鸥、海燕等。其中南极企鹅一共有7种,占南极鸟类生物量的99%,阿德利企鹅数量最多。南极水域内已查明的鱼类有200余种,其中约88%是南极水域的特有种类,南极鳕鱼占75%,深海里有狮子鱼、鲇鱼、灯笼鱼。南极鲸分为6种须鲸类和1种齿鲸类。南极共有6种海豹,有象海豹、豹海豹、食蟹海豹、罗斯海豹和威德尔海豹等。南极海底动物种类繁多,其中海绵动物有250种以上,棘皮动物有150多种,在2300多米的深水处还有几种海胆纲动物。蠕形动物、软体动物和海鞘纲动物的种类很多,数量也很大,其中有一种海鞘长达40厘米以上。
信天翁
自然资源
淡水资源
南极冰盖冰的总体积约为2800万立方千米,约占世界总冰量的90%、总淡水量的80%,这里的淡水够人类使用7000年。此外,南极冰盖形成于数十万甚至数百万年前,比人类历史要悠久得多,淡水未曾受到污染。除冰盖外,在南极大陆周围的海洋里还漂浮着数量可观的冰山和冰块。仅冰山每年就保持在22万余座体积约18000立方千米。一座冰山就是一座淡水库。在南极冰盖外围,主要分布有罗斯冰架、龙尼-菲尔希纳冰架和埃默里冰架等,这些冰架是冰山的主要来源。
南极冰盖
生物资源
南极有鲸、海豹等哺乳动物,也有企鹅、信天翁、贼鸥、燕鸥、雪鸟等鸟类,还有一些浮游生物和甲壳类动物。除了这些动物,在南极比较深的海底还生活着海星;在比较浅的海底,生活着红色海胆,以及海蜘蛛;在多岩石的海底还生长着大小不一的海绵、海鞘、沙蚕、海齿花等。南极的南大洋具有丰富的生物资源,南极大磷虾是地球上最大的单种生物资源,并具有极高的营养价值。南极大磷虾数量估计为6.5至10亿吨,每年可捕获5000万吨而不会影响其生态平衡,被认为是地球上最大、也是最后一个蛋白库。硅藻等单细胞藻类是南大洋浮游植物的主要组成部分,这些藻类吸收二氧化碳,进行光合作用,是海洋初级生产力的承担者;其生长需要吸收海水中的氮、磷、硅等主要营养元素,同时也必需锌、铁等微量元素。
南极大磷虾
陨石资源
世界上南极以外发现的陨石约有2500颗,但在南极发现的陨石却达到了15000颗。其实,在世界各地,陨石出现的概率大致是相等的,只不过降落在南极冰盖上的陨石会进入冰面下。由于南极寒冷的环境,这些陨石被很好地保护起来,并随着冰川的流动而运动。当冰川遇到内陆山脉和隐藏在冰盖下的山脉时,受冰下地形的影响,冰被拦阻后不断上升,表层冰雪不断升华,使冰中的陨石距离冰面越来越近,埋藏越来越浅,最终暴露在冰雪表面,并逐步聚集在阻挡冰的山脉处。被人类发现的陨石只是落在南极陨石中的极少一部分,大部分冰层下的陨石随冰川的流动而被推往大海。陨石颇具研究价值,通过勘测分析陨石,可以发现地球起源之谜。每年,美国史密森学会科学家从南极洲采集数百块陨石,用以研究来揭示地球和太阳系起源的细节。
南极陨石
重要组成
岛屿
南设得兰群岛
南设得兰群岛是南极洲紧邻南极半岛的最北端的群岛,南隔布兰斯菲尔德海峡与南极半岛相望,延伸540千米,包括乔治王岛和利文斯顿岛(Livingston Island)等9个较大的岛屿和10多个小岛屿,总面积3687平方千米。其中欺骗岛(Deception Island)为海底活火山,20世纪曾多次喷发,顶部出露于海面,形似马蹄型,内为福斯塔湾(Foster Bay),天然良港。湾内温泉喷涌,是南极唯一能够进行海水浴的地方,成为南极的观光点之一。各岛均多山,最高峰为史密斯岛(Smith Island)的福斯特山(Foster Mountain),海拔2105米。该群岛约80%的地区被冰雪看盖。1819年2月,英国人发现了这一群岛。19世纪和20世纪初先后为捕海豹者和捕鲸者的基地。20世纪以来,13个国家在该群岛建立了科学考察站,为南极科学考察的重要基地和南极观光旅游地,中国南极长城站位于群岛的乔治王岛上。
南设得兰群岛
南奥克尼群岛
南奥克尼群岛位于南极半岛尖端东北约604千米处,由科罗内申岛(Coronation Island)、劳里岛两大岛和一些小岛组成,群岛总面积约620平方千米,其中约90%为冰川所覆盖。该群岛中科罗内申岛是最大的岛屿,它的最高点是尼维亚山(Nivia Mountain),海拔1266米。南奥克尼群岛属于寒带苔原气候,寒冷、潮湿和多风,夏季短暂而寒冷。尽管条件恶劣,但这些岛屿苔薛植被主富,包括苔薛、地衣和漠类,海鸟,企鹅和海豹则在周用的水域中觅食,南奥克尼群岛海域是磷虾渔业的重要作业海域,陆地上有两种企鹅,分别是帽带企鹅和阿德利企鹅。
南奥克尼群岛
半岛
南极半岛
南极半岛又称帕默半岛、格雷厄姆地、奥伊金斯领地,地处南极大陆和南美大陆之间,为南大洋大西洋扇区和太平洋扇区的过渡地带,是南极大陆最大、向北伸入海洋最远的半岛。南极半岛南北长约1300千米,北隔德雷克海峡,与南美洲合恩角相距970千米,南接埃尔斯沃斯地(Ellsworth Land),东西频临威德尔海和别林斯高晋海,近海有宽广的大陆架,东侧有菲尔希纳陆缘冰。南极半岛多为崎岖的山地和高原,大部分为冰雪所覆盖,最高点杰克逊山(Jackson Mountain)海拔4191米。
南极半岛
海湾
威德尔海
威德尔海是南极洲最大的边缘海,南侧毗邻菲尔希纳冰架,西侧紧邻南极半岛,东侧可到科茨地,北部面向开阔大洋,面积约280万平方千米。威德尔海中部偏东侧主要分布着深海平原,往北侧受海沟阻隔,地形变化较为复杂。海底高原是南极半岛往东北延伸的水下部分,其间隔形成了鲍威尔海盆、简海盆等水深3000米左右的海盆,与4000至5000米的深海平原形成明显的水下阶地形态。地形地貌特征主要受构造作用控制,同时冰川沉积物的输送在后期对地貌的演变有着一定的影响。威德尔深层水能够到达南设得兰群岛以北的象海豹岛东北面海域。
威德尔海
罗斯海
罗斯海位于南极维多利亚地和玛丽伯德地之间,其西面是罗斯岛,东面是罗斯福岛(Roosevelt Island),面积约63.7万平方千米。罗斯海常年都被罗斯冰架覆盖,罗斯海的洋流主要受风力驱动,并受到从西南向东北延伸的海底山脊的强烈影响。罗斯海温暖的绕极深层水,营养丰富,生长着大量的浮游生物,养育了丰富的海洋动物物种。在罗斯海大陆架上,西风带驱动的绕极深层水为高密度的罗斯海水架水的北向热盐流提供了动态屏障。海冰往复冻结析出盐水,从而产生大部分罗斯海冰架水,冰架水温度可低至-2°C。
罗斯海
普里兹湾
普里兹湾地处世界最大的兰伯特冰川所占据的地堑末端冰川入海处,形成广阔的埃默里冰架,海湾呈倒三角状,南北最宽处达到500千米,东西最长约1000千米,面积约为8万平方千米,是南极大陆东部最大的边缘陆架海。普里兹湾顶部西南角与埃默里冰架连接,湾东侧以西冰架、西侧以达恩利角为界,呈西南—东北走向的喇叭状。海湾内部发育较深的埃默里海盆,水深变化较小,盆底相对较平缓。海湾具有相对宽缓的大陆架,由于冰川作用,陆架地形向西南方向倾斜,表现出内陆架深、外陆架浅的特征,外击架最浅处只有200米,而内陆架最深达到1000米。
普里兹湾
人类活动
编辑科考勘探
美国南极计划
早在1830年美国科学家就踏上了南极大陆,1956年以来,美国对南极的科学考察就从未间断过,并于1959年正式出台“美国南极计划”,规定由联邦政府下属科学机构全国科学基金会负责管理美国对南极的所有考察活动。其宗旨是为“促进与其他国家在南极的考察合作、保护南极环境、保证公平科学地利用南极资源”。具体到学科来看,美国在南极涉足的科研领域共有10个,包括天文学、大气科学、生物学、地球科学、环境科学、地质学、冰川学、海洋生物学、海洋学和地球物理学。2006年,整个美国科学基金会的预算大约为58亿美元,其中“美国南极计划”一项就占约3亿美元。
美国科学家在南极考察
中国首次南极埃默里冰架综合考察
2003年1月15日至2月10日,中国首次进行南极埃默里冰架综合考察,钻取一支300米左右的冰芯,并进行冰架前缘物理海洋学观测,整个冰架考察进行了25天左右。该项目的实施提高人们对于南大洋与冰架/冰盖相互作用动力学机制的认识,进而理解气候变暖对冰架/冰盖和南大洋稳定性的影响机制,揭示全球气候变化、南大洋动力学过程、冰架/冰盖稳定性、全球海平面变化的相互关系和作用机制,使中国在国际极地科学研究领域的地位得到显著提升,并为全球变化与人类可持续发展做出贡献。
中国科学家在南极考察
英国南极冰山考察
英国南极考察处在2020年11月发现南极冰山脱落迹象,当时冰架上新出现的大裂缝“北裂谷”开始向35千米外的另外一道大裂缝延伸。2021年1月,“北裂谷”穿透150米厚的冰架,以最快每天1千米的速度向东北方向延伸。2月26日上午,“北裂谷”的宽度在几个小时内达到几百米,最终导致一座面积比纽约市还大的冰山从冰架上脱落。在2011至2021年的10年时间里,研究人员发现布伦特冰架上相继出现若干大裂缝。“北裂谷”是三条最大裂缝中最新出现的一条。另外两条裂缝,即“1号裂缝”和“万圣节裂缝”。由于担心“1号裂缝”或“万圣节裂缝”突然加速断裂,英国南极考察处于2016年将哈雷科考站向南极内陆方向迁移32千米,2017年起只在南极洲的夏季派人去科考站工作。
英国科学家在南极考察
南极科考站
自人类发现了星球上最后一块大陆——南极洲之后约半个世纪,就有不少科学家们去探索白色大陆的奥秘,开展一些初期的科学考察活动,南极科考站由此建立。1904年,阿根廷在南极南奥克尼群岛的劳里岛建立了南极第一个科学考察站——奥尔卡达斯站。各国南极科考站的主要用途就是对南极的地质、地理、冰川、气象、固体地球物理、高空大气物理、海洋生物、大地测量和极地工程等进行考察研究。截至2020年,世界上有30多个国家在南极建立了150多个科学考察基地,遍布于亚洲、欧洲、非洲、北美洲、南美洲、大洋洲。
科考站分布
大洲 | 国家 | 站名 | 属性 | 位置 | 建站时间 |
亚洲 | 中国 | 长城站 | 常年站 | 乔治王岛 | 1985年 |
中山站 | 常年站 | 拉斯曼丘陵 | 1989年 | ||
昆仑站 | 夏季站 | 冰穹A(DOME-A) | 2009年 | ||
泰山站 | 夏季站 | 伊丽莎白公主地(Princess Elizabeth land) | 2014年 | ||
罗斯海新站 | 常年站 | 恩克斯堡岛(Enksburg Island) | 2022年 | ||
昭和站(しょうわきち) | 常年站 | 东翁古尔岛(Dongwenggur Island) | 1985年 | ||
瑞穗站(みずほきち) | 常年站 | 瑞穗高原(Mizuho Plateau) | 1995年 | ||
飞鸟站(あすかきち) | 无人值守观测站 | 毛德皇后地 | 1985年 | ||
富士冰穹站(ドームふじきち) | 常年站 | 毛德皇后地 | 1995年 | ||
世宗大王站(세종대왕역) | 常年站 | 乔治王岛 | 1988年 | ||
张保皋站(장보고역) | 常年站 | 特拉诺瓦湾(Terra Nova Bay) | 2014年 | ||
印度 | 达克辛—甘戈特里站(Daksin Gangott station) | 被迈特尼站取代 | 毛德皇后地 | 1984年 | |
迈特尼站(Metney Station) | 常年站 | 施尔玛赫绿洲(Schirmacher Oasis) | 1989年 | ||
巴拉提站(Balati Station) | 常年站 | 拉斯曼丘陵 | 2012年 | ||
真纳站(Zhenna Station) | 夏季站 | 毛德皇后地 | 1991年 | ||
欧洲 | 俄罗斯 | 米尔尼站(Mirny Station) | 常年站 | 澳洲南极洲领地 | 1956年 |
斯克托站(Vostok Station)东方站 | 常年站 | 伊丽莎白公主地 | 1957年 | ||
新扎拉列夫站(Novolazarevskaya Station) | 常年站 | 施尔玛赫绿洲 | 1961年 | ||
青年站(Molodezhnaya Station) | 常年站,俄罗斯、白俄罗斯共有 | 恩德比地 | 1963年 | ||
别林斯高晋站(Bellingshausen Station) | 常年站 | 乔治王岛 | 1968年 | ||
列宁格勒站(Leningradskaya Station) | 常年站 | 维多利亚地 | 1971年 | ||
俄罗斯站(Russkaja Station) | 常年站 | 玛丽伯德地 | 1981年 | ||
进度站(Progress Station) | 夏季站 | 拉斯曼丘陵 | 1988年 | ||
德国 | 格奥尔格·冯诺伊迈尔站(Georg von Neumayer Station) | 被诺伊迈尔2号站取代 | 毛德皇后地 | 1981年 | |
诺伊迈尔2号站(Neumayer Station Ⅱ ) | 被诺伊迈尔3号站取代 | 阿特卡冰港(Atka Ice Port) | 1992年 | ||
科嫩站(Kohnen Station) | 夏季站 | 毛德皇后地 | 2001年 | ||
诺伊迈尔3号站(Neumayer Station Ⅲ) | 常年站 | 阿特卡冰港 | 2009年 | ||
英国 | 西格尼站(Signy Station) | 夏季站,1995年以前为常年站 | 西格尼岛(Signy Island) | 1947年 | |
哈雷站(Halley Station) | 常年站 | 布伦特冰架(Brent Ice Shelf) | 1956年 | ||
罗瑟拉站(Rothera Station) | 常年站 | 阿德莱德岛(Adelaide Island) | 1975年 | ||
法国 | 迪蒙·迪威尔站(Dumont d'Urville Station) | 常年站 | 阿黛丽地(Adelie land) | 1956年 | |
康宏站(Concordia Station) | 常年站,法国意大利合建 | 冰穹C(DOME-C) | 2005年 | ||
意大利 | 马里奥·祖切利站(Mario Zucchelli Station) | 夏季站 | 塔拉诺瓦湾(Terra Nova Bay) | 1986年 | |
康宏站(Concordia Station) | 常年站,法国意大利合建 | 冰穹C | 2005年 | ||
西班牙 | 胡安·卡洛斯一世站(Juan Carlos Ⅰ Station) | 夏季站 | 利文斯顿岛(Livingston Island) | 1988年 | |
加布里埃尔·卡斯蒂利亚站(Gabriel Castilla Station) | 夏季站 | 迪塞普逊岛(Deception Island) | 1989年 | ||
斯维站(Svey Station) | 夏季站 | 毛德皇后地 | 1988年 | ||
瓦萨站(Wasa Station) | 夏季站 | 毛德皇后地 | 1989年 | ||
挪威 | 特诺尔站(Tenor Station) | 常年站 | 毛德皇后地 | 1990年 | |
托尔站(Troll Station) | 夏季站 | 毛德皇后地 | 1993年 | ||
比利时 | 伊丽莎白公主站(Princess Elisabeth Station) | 常年站 | 毛德皇后地 | 2009年 | |
捷克 | 门德尔站(Johann Gregor Mendel Station) | 夏季站 | 詹姆斯罗斯岛(James Ross Island) | 2006年 | |
白俄罗斯 | 青年站(Molodezhnaya Station) | 常年站,俄罗斯、白俄罗斯共有 | 恩德比地 | 1963年 | |
亨里克.阿克托夫斯基站(Henryk Arctowski Station) | 常年站 | 乔治王岛 | 1977年 | ||
罗马尼亚 | 劳·拉克维泽站(Law Lakwieser Station) | 常年站 | 拉斯曼丘陵 | 1986年 | |
保加利亚 | 圣克莱门特·奥赫里德站(Saint Clement Ohrid Station) | 常年站 | 利文斯顿岛 | 1988年 | |
芬兰 | 奥布站(Aboa Station) | 夏季站 | 毛德皇后地 | 1988年 | |
乌克兰 | 沃拉德斯基站(Vernadsky Station) | 常年站 | 加林德斯岛 | 1996年 | |
南美洲 | 阿根廷 | 奥尔卡达斯站(Orcadas Base) | 常年站 | 劳里岛 | 1904年 |
布朗海军上将站(Almirante Brown Station) | 夏季站 | 南极半岛 | 1950年 | ||
圣马丁站(San Martin Station) | 常年站 | 巴里岛(Bali Island) | 1951年 | ||
卡里尼站(Carlini Station) | 常年站 | 乔治王岛 | 1953年 | ||
马兰比奥海军准将站(Vicecomodoro Marambio Base) | 常年站 | 西摩岛(Seymour Island) | 1969年 | ||
埃斯佩兰萨站(Esperanza Station) | 常年站 | 霍普湾(Hope Bay) | 1975年 | ||
贝尔格拉诺二号站(Belgrano Station Ⅱ) | 常年站 | 科茨地 | 1979年 | ||
智利 | 阿图罗普拉特舰长战(Captain Arturo Prat Base) | 常年站 | 格林尼治岛(Greenwich Island) | 1947年 | |
贝纳尔多·奥伊金斯将军站(General Bernado O’Higgins Station) | 常年站 | 南极半岛 | 1948年 | ||
冈萨雷斯·维德拉站(Gonzalez Videla Station) | 夏季站 | 帕拉戴斯港(Paradys Port) | 1951年 | ||
爱德华多·弗雷·蒙塔尔瓦总统站(Presidente Eduardo Frei Montalva Base) | 常年站 | 乔治王岛 | 1969年 | ||
胡里奥·埃斯库德罗教授站(Professor Julio Escudero Station) | 常年站 | 乔治王岛 | 1994年 | ||
乌拉圭 | 阿蒂加斯站(Artigas Base) | 常年站 | 乔治王岛 | 1984年 | |
鲁佩尔托·艾丽切尼贝尔蒂站(Estación Científica Antártica Ruperto Elichiribehety) | 夏季站 | 南极半岛 | 1997年 | ||
巴西 | 菲拉斯少校南极站(Comandante Ferraz Research Station) | 常年站 | 乔治王岛 | 1984年 | |
秘鲁 | 马丘比丘站(Machu Picchu Station) | 夏季站 | 乔治王岛 | 1989年 | |
厄瓜多尔 | 马尔多纳多站(Maldonado Station) | 夏季站 | 格林尼治岛 | 1990年 | |
北美洲 | 美国 | 麦克默多站(McMurdo Station) | 常年站 | 罗斯岛 | 1956年 |
伯德站(Byrd Station) | 夏季站 | 玛丽伯德地 | 1957年 | ||
阿蒙森·斯科特站(Amundsen-Scott Station) | 常年站 | 南极点 | 1957年 | ||
帕尔默站(Palmer Station) | 常年站 | 昂韦尔岛(Anvers Island) | 1968年 | ||
赛普尔站(Siple Station) | 常年站 | 埃尔斯沃思地 | 1973年 | ||
西南极冰盖分区站(West Antarctic Ice Sheet Zoning Station) | 夏季站 | 西南极冰盖 | 2005年 | ||
大洋洲 | 澳大利亚 | 莫森站(Mawson Station) | 常年站 | 麦克罗伯特森地(Mac. Robertson Land) | 1954年 |
戴维斯站(Davis Station) | 常年站 | 伊丽莎白公主地 | 1957年 | ||
凯西站(Casey Station) | 常年站 | 文森湾(Vincent Bay) | 1957年 | ||
新西兰 | 斯科特站(Scott Station) | 常年站 | 罗斯岛 | 1957年 | |
非洲 | 南非 | 萨纳站(SANAE Station Ⅳ) | 常年站 | 毛德皇后地 | 1997年 |
注:表格数据来源 |
主要科考站
阿蒙森·斯科特站
美国阿蒙森·斯科特站于1957年1月23日建在南极点,海拔2900米,以最早到达南极点的两位著名探险家罗阿尔德·阿蒙森、罗伯特·斯科特的姓氏命名,每年有30人左右在这里越冬。阿蒙森—斯科特站外观像飞机的一边机翼,建有4270米长的飞机跑道、无线电通讯设备、地球物理监测站、大型计算机等。可以从事高空大气物理学、气象学、地球科学、冰川学和生物学等方面的研究。由于冰层以每年平均10米的速度向南美洲方向移动,所以考察站的实际位置已偏离了南极点。为此美国制定考察站重建计划并于2008年完成。
阿蒙森—斯科特南极站
长城站
长城站建于1985年2月20日,是中国在南极建立的第一个科考站,位于南设得兰群岛乔治王岛南部。长城站所在区域的平均海拔高度为10米,距北京17501.949千米。作为在南极设立的常年性科学考察站,长城站有建筑约18座,建筑面积4200平方米。除了通信设备、生活条件外,还有完善的实验室,配备有供科学研究使用的各种仪器设备。长城站每年可接纳越冬考察人员40名,度夏考察人员80名。
长城站
诺伊迈尔3号站
德国的诺伊迈尔3号站建于1992年,是一个全年工作的科考站。它长68米、宽36米、高21.3米,重达2500吨,由16个基座支撑,每个基座里都安装有一个由电脑控制的液压千斤顶。当冰层移动导致科考站发生倾斜时,这些千斤顶会及时进行调整,使建筑物保持平衡。当积雪较高时,这些千斤顶还能把科考站抬升到雪面上。科考站每时每刻都在不停地运动,但站内的科学家只是感觉到一点轻微的震动而已。
诺伊迈尔3号站
伊丽莎白公主站
比利时的伊丽莎白公主南极考察站建成于2009年2月15日,长22米,宽22米,高8.5米,其主要建筑特点为:小型、美观、高效能、仅在夏季使用,该考察站是全球首座温室气体零排放极地考察站,伊丽莎白公主南极考察站中的电力资源依靠52千瓦太阳能电池板及54千瓦的风力发电组提供,生命支持系统及研究设备电力利用的优先级高于洗碗机和便携式电子设备。
伊丽莎白公主站
渔业开发
南极鱼类的商业开发始于20世纪60年代,并在大西洋南部的南大洋水域发展起颇具规模的拖网渔业,捕捞对象主要为鳕类和冰鱼类。20世纪90年代以前,捕鱼国主要为东欧诸国,其后阿根廷、澳大利亚、智利、法国、新西兰、南非和乌克兰等也加入捕鱼国行列。2003年,南大洋渔业的主要作业对象为巴塔哥尼亚牙鱼,一种生活于亚南极岛屿陆架区和海底浅滩区的南极牙鱼的近亲。南极牙鱼是个体最大的南极鱼类,体重可达120千克,体长则可超过2.2米。巴塔哥尼亚牙鱼的体重亦可达100千克,价格昂贵,有“白金”之称,每千克可达10美元,一条鱼价值可达950美元,主要销往日本、美国及东南亚等。
南极旅游
20世纪60年代开始的南极旅游,旅游者多来自美国、澳大利亚、英国、德国、加拿大等西方国家。据不完全统计,全球每年前往南极旅游的人数4至5万,约为各国南极科考人数的5倍。除中国外,南极旅游者多来自美国、澳大利亚、英国、德国等西方国家。中国南极旅游人数逐年快速增长,从2005年不到100人次升至2017年近5300人次,相当于中国政府历年派往南极科考的人数总和,仅次于美国的1.5万人次,是南极旅游第二大客源国。其中,南极长城站是最受中国南极游客喜欢的参观地。
环境问题与保护
编辑环境问题
臭氧洞出现
人类在地球其他地区的活动已经造成南极上空出现臭氧洞,大气中臭氧含量明显低于平均水平,主要是因为工业活动中排放的氯氟烃气体,尤其是在像美国、俄罗斯、日本、中国、巴西、欧洲等工业活动更为频繁的国家。臭氧洞出现使得南极的紫外线强度有一定程度的增强,动植物遭受紫外线辐射;而且,所产生的化学污染物也被带到南极,在南极的冰盖和动植物细胞中均发现这些示踪物质。2000年的南极臭氧洞最大,创有史以来的最高纪录,为2970万平方千米,2003年次之,面积为2820万平方千米余。通过臭氧洞的紫外线破坏了冰鱼的DNA,同时先期的臭氧损耗损害了一种单细胞南极海洋植物。
南极臭氧洞出现
全球变暖
全球变暖会促使南极冰架大面积分裂;从而使依附其上的动物失去其栖息地;紫外线辐射增加可能使浮游植物群落发生变化并对食物链产生影响。南极地区是全球变化的一个敏感的指示器,在全球变化可能给南极带来变化的过程中,这种变化可能反过来对世界的其他地区产生严重的环境影响,如南极冰中蕴藏的水量变化可能影响到全球海平面变化。
过度捕捞
南极的南大洋生物资源极为丰富,自17世纪以来,尤其到19世纪和20世纪,人类已相继对其进行过度捕捞。首先是海豹被捕杀,接着是对鲸,然后是对鱼、磷虾和头足类动物的捕捞,从而使南极生物资源处于危险的状态。20世纪70年代起巴塔哥尼亚牙鱼渔业受害于非法的、无节制的、无统计报告的违法捕捞,部分地理种群已近灭绝,失去商业开发价值。20世纪80年代中期,延绳钓成为巴塔哥尼亚牙鱼渔业的作业方式,由于延绳钓容易引起鸟类的兼捕死亡,这种作业方式已危及若干种海鸟。20世纪90年代以前,捕鱼国主要为东欧诸国;其后阿根廷、澳大利亚、智利、法国、新西兰、南非和乌克兰等也加入捕鱼国行列。
南极鳕鱼
环境保护
1959年,世界各国协商并签订了《南极条约》。这份文件明确了许多重要事项,为60多年来南极的发展奠定了基础。条约规定,涉及南极的活动仅能出于和平目的,禁止军事活动,各国需保障科学研究的自由,鼓励科学合作。条约禁止各国在南极进行核试验和排放放射性废弃物。此外,还按照条约建立了一个长期有效的会议协商制度,规定各国需交流其在南极的活动信息。之后,该条约于1961年6月起生效。
《南极条约》缔约国
1961年《南极条约》生效后,美国便将该条约作为其南极政策的基础。1970年10月,美国总统尼克松将“保护南极洲环境并制定适当的措施以保护南极生物资源和非生物资源得以公正地、合理地使用”作为美国南极政策的三个目标之一。为保护与养护南极本土的动植物和相关的生态系统,美国于1978年通过《南极保护法案(1978)》(公共法95-541号),此后,在对该法案进行修订的基础上,于1996年通过《南极科学、旅游和保护法案(1996)》(公共法104-227号)。这两个法案主要涉及动植物保护、废物管理、执行和听证程序、非政府组织的考察活动、南极特殊保护区、南极历史遗址与纪念物等方面。
联合国从1983年的第三十八届大会开始就南极问题进行辩论,并在《21世纪议程》等多个国际公约中特别表明对南极环境及生态问题的关注。将人类在南极活动带来的环境影响降低到最低程度,以保护南极的固有价值,包括其荒野价值、美学价值和科学研究价值,在国际社会已达成广泛的共识。2003年,国际科学联合会和世界气象组织共同发起2007至2008国际极地年活动,其科学主题充分反映了人类对极地环境发生快速变化的深度关切。
风景名胜
编辑南极自然风景独特,有冰川、冰山、极光等自然景观。
南极血冰川
南极血冰川是位于南极洲麦克默多干燥谷内的一处景观,红色的水流从冰川裂隙中源源不断地流出。血冰川由于其铁锈般的颜色,最初被认为是因某些藻类生长所致,但随后科学家不断挖掘,如今被证实是铁的氧化所致。每隔一段时间冰川就会喷出清激、富含铁的液体,之后就迅速氧化成骇人的深红色。
南极血冰川
南极冰山
南极的冰山形状奇特,有的冰山竟然出现了彩带,其中一些冰山看起来像巨大的汉堡。冰山中间的夹层呈现蓝色、绿色还有褐色的花纹。科学推测,那些蓝色的条纹是由于冰山碎片崩裂后,一些冰雪融水渗入后冻结而成的。当冰山崩裂后一部分落到水里,咸咸的海水层在小冰山下面冻结,如果这一区域的海藻丰富的话,它们就会呈现绿色的斑纹。黑色、褐色和黄色的条纹是因为冰山沉积物造成的,当冰山碎片滑落到海里,周围沉积物覆盖在上面,就形成一层黑褐色和黄色的斑纹。
南极冰山
南极极光
在南极的高空,漫长的极昼或极夜,常会出现一种鲜艳的光现象,这被称为极光。极光是一种奇特的自然光,使人们能用肉眼看得到的唯一的超高层大气层理现象。极光实际上是地球周围的一种巨大的放电现象,研究极光的时空出现率,就能了解到形成极光的太阳粒子的起源。以及这些粒子从太阳上形成,经过行星际空间、磁层、电离层,以及最终消失的过程。极光的亮度有强有弱,强极光的亮度可以把考察站建筑物的轮廓照亮,甚至照出物体的影子,极光色彩缤纷、总是在变化中。
南极极光
相关文化
编辑著名人物
罗阿尔德·阿蒙森
罗阿尔德·阿蒙森曾想做第一个到达北极点的人,但因美国人罗伯特·皮尔里首先实现这一目标而使他的计划落空。1910年6月,罗阿尔德·阿蒙森获悉英国人斯科特率领一支探险队,正起程前往南极寻找南极点,于是他决定马上出发,和斯科特一争高低。1910年8月9日,罗阿尔德·阿蒙森率领着“先锋号”船离开挪威,开始了寻找南极点的艰苦征程。尽管他比罗伯特·斯科特晚两个月起程,但却比罗伯特·斯科特更早到达罗斯海东岸的鲸湾。10月19日,罗阿尔德·阿蒙森和4个伙伴一起,带着52只狗,驾着雪橇向南极点正式进军。经过艰难的行军,罗阿尔德·阿蒙森率领的探险队于12月14日到达南极点,成为世界上第一个到达南极点的人。
罗阿尔德·
阿蒙森
张逢铿
1958年11月9日,张逢铿随从考察队由新西兰的基督城飞往南极,10日,降落在南极罗斯湾冰岸机场,36岁的张逢铿成为第一个登上南极的中国人。张逢铿去往的大本营拜德站,位于南纬80°,西经120°。拜德站是美国的常年科考站,这次科考属国际地球物理年中著名的“探冻第四号计划”,张逢铿一行有23人。其中,9人组成的探勘队由一名苏格兰人任领队,张逢铿任地球物理探勘队长,他兼有地球物理探矿与地震学双专业背景,于是担起分析震波记录、测量重力、研究磁力磁场等多项工作,并与队里冰川学家配合,观察测量人工地震,探勘南极冰层厚度。
张逢铿
金庆民
1988年11月26日,中国地质科学院南京地质矿产研究所副研究员金庆民,随中美联合登山科考队抵达南极腹地最高峰——海拔5140米的文森峰进行科学考察,成为世界上第一位探访这块生命禁地的女科学家。金庆民独自一人在无尽冰原上考察四天后,发现了在文森峰一条赤铁矿带。该发现填补了中国在南极地质学研究领域的空白,为中国在国际南极研究方面争得了发言权。
金庆民
克里斯蒂娜·科克
克里斯蒂娜·科克(Christina Kirk)出生在美国密歇根州(Michigan),在获得电子工程硕士学位后,其在美国国家航空航天局开始了她的职业生涯,开发未来各种太空任务的科学仪器上的传感器。克里斯蒂娜·科克为了丰富自己在野外工作的经验,她于2004年加入美国的南极计划,参加各种任务,而这些任务促使她花费大量时间研究北极和南极地区,时间最长的一个任务持续了一年,就是其在阿蒙森—斯科特南极站度过的那一年。从南极返回后,克里斯蒂娜·科克将她在空间科学仪器的电子工程方面的工作与在两个极地地区的几次任务结合在了一起。2013年,她被选为21名NASA宇航员之一。
克里斯蒂娜·科克
南极精神
从中国南极科考队首次登上南极洲、秦大河首次徒步横穿南极、中国第21次南极考察首次登顶冰穹A,到最终建成中国第一个内陆考察站昆仑站,南极精神的弘扬和发展使中国取得一个又一个的进步。1985年5月,中国首次南极考察凯旋之际,《红旗》杂志发表了题为《南极精神颂》的社论,将南极精神高度概括为“爱国、求实、创新、拼搏”,并号召全国人民学习南极精神。
中国南极考察
影视作品
《意志的考验》
《意志的考验》由查尔斯·斯特里奇(Charles Sturridge)执导,肯尼思·布拉纳(Kenneth Branagh)、约翰·格里洛(John Grillo)等主演,于2002年1月2日在英国上映。该影片讲述了1914年至1916年的帝国穿越南极探险队乘载“持久号”从伦敦出发,全体船员一共28人,以徒步横穿南极大陆为目标。在行进过程中,浮冰将“持久号”团团围住,使它寸步难行。之后,他们不断寻求帮助,历经两年多的时间,最终在1916年每个人都从南极获救。
《南极大冒险》
《南极大冒险》是由弗兰克·马歇尔(Frank Marshall)执导,保罗·沃克(Paul Walker)、杰森·谢戈(Jason Shego)、布鲁斯·格林伍德(Bruce Greenwood)等领衔出演的一部以南极为题材的剧情冒险片,于2006年2月17日在美国上映,2006年4月21在中国大陆上映。影片讲述了一支科研队伍在南极考察过程中,突然遇到意外情况,狂暴的风雪在肆虐着南极大地,科考队员进退两难,在恶劣的天气和环境下挣扎求生,与恶劣的气候作殊死搏斗的过程。
《在世界尽头相遇》
《在世界尽头相遇》这部纪录片的编剧、导演和旁白均是沃纳·赫尔佐格(Werner Herzog),于2007年9月1日在特柳赖德电影节上映,记录了他与剧组前往南极洲拍摄当地生物、居民以及独特地理风貌的历程。这部纪录片并不是一部关于南极著名的企鹅的影片,而是去探索南极的人类生活,以及壮丽神奇的南极洲美景。
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