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南极大陆(陆地名)

南极大陆是指南极洲除周围岛屿以外的陆地,是世界上发现最晚的大陆,地位于地球的最南端。 [1] 南极大陆95%以上的面积为厚度惊人的冰雪所覆盖,素有“白色沙漠”之称。 [2] 在全球六块大陆中,南极大陆大于澳大利亚大陆,排名第五。

从字面上看,南极就是地球的最南端,但实际上,南极这个词有多种近似含义,例如:南极洲、南极点、南极大陆、南极地区、南极圈等。按照国际上通行的概念,我们一般把南极圈以南的地区称为南极,它是南大洋及其岛屿和南极大陆的总称。在极圈内会有极昼和极夜现象,同时,极圈也是划分温带与寒带的界限。

南极洲包括南极大陆及其周围岛屿,总面积约1400万平方千米,其中大陆面积为1239万平方千米,岛屿面积约7.6万平方千米,海岸线长达2.47万千米。南极洲另有约158.2万平方千米的冰架。南极洲的面积约占地球陆地总面积的9.4%。 [2]

南极不属于任何国家。从19世纪20年代起,到20世纪40年代,各国探险家相继发现了南极大陆的不同区域,从而为本国政府对南极提出主权要求提供了依据。接着,就有英国、新西兰、澳大利亚、法国、挪威、智利、阿根廷等7个国家的政府先后对南极洲的部分地区正式提出主权要求,使这块万年冰封的平静的大地笼罩上国际纠纷的阴影。

根据1961年6月通过的《南极条约》,冻结了以上7国对南极的领土主权要求,规定南极只用于和平目的,可以说,南极不属于任何一个国家,它属于全人类。 [3]

我们都知道,去南极是十分不容易的,因为南极大陆是最难接近的大陆。与南极大陆最接近的大陆是南美洲,它们之间是970千米宽的德雷克海峡。南极大陆与其他大陆不仅相距遥远,而且周围还为数公里乃至数百公里的冰架和浮冰所环绕,冬天时浮冰的面积可达1900万平方千米;即使在南极的夏天,其面积也有260万平方千米;南极大陆周围海洋中还漂浮着数以万计的巨大的冰山,为海上航行造成了极大的困难和危险。

地球上最高的大陆不是拥有青藏高原的亚洲大陆,而是南极大陆。地球上其他几个大陆的平均海拔高程为:亚洲950米,北美洲700米,南美洲600米,非洲560米,大洋洲400米,欧洲最低,只有300米。然而,南极大陆,就其自然表面来说,其平均海拔高程为2350米,比其他几个大陆中最高的亚洲还要高得多。但是,如果把覆盖在南极大陆上的冰盖剥离,它的平均高度仅有410米,比整个地球上陆地的平均高度要低得多。

由于海拔高,空气稀薄,再加上冰雪表面对太阳能量的反射等,使得南极大陆成为世界上最为寒冷的地区,其平均气温比北极要低20度。南极大陆的年平均气温为零下25度。南极沿海地区的年平均温度为零下17~20度左右;而内陆地区为年平均温度则为零下40~50度;东南极高原地区最为寒冷,年平均气温低达零下56度。是地球上听观测到的最低气温为零下88.3度, [4] 在这样的低温下,普通的钢铁会变得象玻璃一般脆;如果把一杯开水泼向空中,落下来的竟然是一片冰晶。

南极的寒冷首先是与它所处的高纬度地理位置有关,由于高纬度地理位置,导致了在一年中漫长的极夜期间没有太阳光。同时,与太阳光线入射角有关,纬度越高,阳光的入射角越大,单位面积所吸收的太阳热能越少。南极位于地球上纬度最高的地区,太阳的入射角最小,阳光只能斜射到地表,而斜射的阳光热量又最低。再者,南极大陆地表95%被白色的冰雪覆盖,冰雪对日照的反射率为80%一84%,只剩下不足20%到达地面,而这可怜的一点点热量又大部分被反射回太空。南极的高海拔和相对稀薄的空气又使得热量不容易保存,所以南极异常寒冷。

一般来讲,只有在大洋上热带风暴(台风)可以达到12级,但是在南极,12级以上的暴风却是家常便饭。南极大陆是风暴最频繁、风力最大的大陆,风速在每小时100千米以上的大风在南极是经常可以遇到的。南极大陆沿海地带的风力最大,平均风速为每秒17~18米, [5] 而东南极大陆沿海一带风力最强,风速可达每秒40~50米。在法国的迪尔维尔站曾测到每秒100米的大风,相当12级台风风速的3倍,而它的破坏力相当于12级台风的近10倍。这是迄今为止世界上记录到的最大的风。因此,南极又被称之为“风极”。

南极风能杀人!除了严寒之外,狂风则是科学考察人员在南极所遇到的另外一个凶恶的敌人。狂风会很快带走人体的热量,使人发生冻伤甚至冻死事故。极夜的风暴,其速度有时超过每秒40米,比12级台风凌厉得多。此时若有人身置户外,便会有生命之虞。人们难以忘记,1960年10月10日下午,在日本昭和站进行科学考察的福岛博士,走出基地食堂去喂狗,突遇每秒35米的暴风雪,从此再没有回来。直到1967年2月9日,他的保存完好的尸体,居然在距站区4.2公里处出现!

南极大陆被冰覆盖。虽然南极是冰雪的宝库,但是单从降水量来看,南极大陆却是最干燥的大陆。南极大陆的空气异常干燥,沿海地区的年平均降水量只有30~50毫米,不到有我国沿海地区降水量的二十分之一。南极内陆地区的年降水量甚至还不到5毫米,南极点的年平均降水量仅有3毫米,与非洲的撒哈拉大沙漠差不多。

另一方面,南极大陆又是最荒凉的大陆,是唯一没有任何树木的大陆,除了在南极半岛最北端可以看到3种开花的小草之外,其他地方根本看不到绿的颜色,只有在沿岸地区有少量的苔藓和地衣等低等植物;南极大陆没有陆生的脊椎动物,为数极少的蚊虫、蜘蛛则算是陆生动物中的庞然大物了。由于南极大陆降水量很小、满目荒凉、动植物种类稀少等原因,有人干脆把南极大陆称为“白色的沙漠”。

南极大陆面积是1400万平方千米,其中95%的面积被冰盖覆盖,不难计算出来,南极大陆被冰覆盖的面积大约有1330万平方千米,这个大冰盖就象一顶巨大无比的帽子,把南极大陆大部分地方捂得严严实实,由于它的存在,竟然把南极大陆的地壳压得凹陷下去,以致于许多地方被压得低于海平面,假设南极冰盖一旦融化,西南极大陆会变成汪洋大海中的一些岛屿。

南极大陆95%以上的面积为巨厚的冰川所覆盖,只有在南极大陆边缘区域有季节性的岩石出露,其余的绝大部分都覆盖这常年冰雪。冰的平均厚度为2000米左右,最厚的地方达4800米,形成了一个巨大的冰盖,冰雪总体积为2800万立方千米。这些冰是由很纯的淡水组成的,所包含的淡水约占全世界淡水总量的72%,就其体积来说,约占全世界总冰量的90%以上,构成了地球上最大的淡水宝库。如果这些冰完全消融,全球平均海平面将升高55~60米,这对人类的生存将会构成严重的威胁。

地球上所有的冰川都是流动的冰。由于南极冰盖本身的巨大压力,使得冰层缓慢地从中心高原向四周运动,其速度一般为每年几米到几十米,冰盖的厚度从中心高原向沿海地带是逐渐变薄的。像这样的运动速度,大陆中心的一块冰雪要经过多少年才能流进大海呢?如果有兴趣的话,不妨计算一下。南极大陆的冰岸亦以每年200m的平均速度向大洋方向移动,冰川的边缘经常断裂,其结果形成了冰山。同时,也导致岸线经常在相当长的距离上后退数十公里。

大陆基岩地形对冰的形态和运动有很大影响。缓慢流动的冰层遇到高大山岭阻挡,就流人山谷之中,冰在山间谷地中形成流动较快的冰河,这就是山地冰川。南极大陆巨大的冰川在本身的重力和压力的联合作用下,加上极地终年不息的狂风的推动和冰融水的润滑,夜以继日地发生流动。尽管一朝一夕不容易察觉它的变迁,然而在历史的长河中,它却是一股改变南极面貌的巨大力量。

南极冰盖上的冰裂缝

南极冰盖的冰在重力作用下由高向低运动,也就是通常所说的冰川流动,当遇到底面凹凸不平时会使流动的速度产生差异。在底面凸起时,冰盖表层的冰运动速度比下面的冰要快一些,于是形成了冰裂缝。因此,我们知道,冰裂缝的出现是有规律的,而且经常成组出现,对南极冰盖考察人员和装备构成了严重的威胁。

没有哪一个国家的南极冰盖考察队会忽视冰裂缝,即便如此,在冰裂缝发生危险的事例也经常发生,人员和车辆掉下冰裂缝时有发生,造成车辆和人员的损失。南极冰盖上的冰裂缝经常宽达几米,深不可测,用肉眼可以很清除地看出来的只需绕道行走就行了,可是许多冰裂缝上面覆盖着厚薄不一的积雪,同正常的雪面没有任何差别,用肉眼根本看不出来,当人员或车辆行进到它上面时,积雪崩塌,人员或车辆就会掉落下去。当上面的积雪较厚时,甚至会出现前面的车辆可以安全通过,而后面的车辆掉下冰裂缝的情况。

会“唱歌”的南极冰

如果你有幸得到一小块南极冰,把它放进一杯水中,会出现非常奇妙的现象:冰块在融化的同时,会发出轻微的但是人耳能够听得见的美妙音响,冰块也会在水面微微移动,甚至轻轻碰撞杯子的边缘,这是为什么呢?

原来,这一切都是因为南极冰中含有的气体造成的。南极巨大的冰盖都是由万年的冰雪积累而成的,降落在南极的雪花经过压实,变成冰川冰,而原来雪花中的气体也被保存在冰中,由于上面不断的积累,气泡在巨大的压力下变成了高压的气体。当冰块融化时,高压的气泡破裂,发出了美妙动听的音乐声,同时会推动体积较小的冰块移动,碰撞水杯,甚至会发出轻微的撞击声。

规模巨大的冰架是南极特有的景观。在南极大陆周围,越接近大陆的边缘,冰厚变得越薄,并伸向海洋,在海洋,海冰浮在水面上,形成了宽广的冰架。也就是说,冰架是南极冰盖向海洋中的延伸部分,这些冰架的平均厚度为475米,最大的冰架是罗斯冰架、菲尔希纳冰架、龙尼冰架和亚美利冰架。加上这些冰架,南极大陆面积可增加150万平方千米。冰架能以每年2500米的速度移向海洋,在它的边缘,断裂的冰架渐渐漂移到海洋中,形成巨大的冰山。

在南极的冬季,严寒的气候使南极周围海面结冰,海冰完全封住了整个大陆,并且可向北伸展到南纬55度。一般在每年的9月份,海冰的面积达到最大值,被海冰覆盖的海洋面积达2000万平方公里,这一面积比南极大陆本身面积还要大。每年夏天,一般是在2月底,海冰的范围达到最小值,85%的海冰漂流到不冻海域融化掉,甚至在许多地方,海冰一直融化到海岸,船舶可以直接航行到岸边。南极海冰每天最多可流动65公里。 [6]

南极的冰山是非常吸引人的景观,而平台状(桌状)冰山是南极所特有的,从远处望去,洁白的冰体、壮美的身姿,常常给人们留下永生难忘的记忆。从大陆冰床和冰架上断裂而成的冰山非常多,并且比北极的冰山要大得多,它们中间大的面积有时可达数十平方千米,个别的可长达近200千米。从冰架或冰川边缘断裂下来不久的冰山通常是平台状冰山,它们的顶部非常平坦,甚至可以作为轻型飞机的机场。它们常常高于水面几十米,而水面以下可达200~300米。随着不断的消融,冰山会进一步地分裂、翻转、坍塌和海流海浪的作用,会形成各种形状的小型冰山。南极冰山会在海流和风的推动下,以每天10—20公里的速度移动。

在南极沿岸分布的冰山中,有的是从冰川口的“冰舌”上刚分裂下来的“新生冰山”,这些冰山的重心很不稳定,容易发生翻滚和倒塌。在夏季,气温升高,冰山消溶变酥,也会使其发生塌落或崩裂,在2月底这一现象更为多见。在中国南极中山站沿岸的冰山群附近,就经常会看到冰山的塌落和听到冰山崩裂的响声,巨大的冰体从50~60米高的冰山上塌落入海,可掀起3~5米高的涌浪,对在其附近活动的船舶具有较大的危险。1998年2月,中山站附近一个体积巨大的冰山发生翻转,距离它几千米的2万吨级的中国“雪龙”号船竟然左右摇摆到十几度。

有的“金字塔”形或尖顶形冰山,其水下部分伸出巨大的底盘,有的甚至远处看上去为两座冰山,而实际上是连在同一个底盘上,这类冰山水下的伸出部分就像暗礁一样,给距离较近的船舶带来极大的威胁。所以,即使拥有现代化的航行保障手段和坚固的破冰船,不论在远海还是在近岸,冰山仍然是南极海域航行与作业的重要障碍之一,对现代化的考察船构成威胁。

由于纬度和季节的不同,海冰的厚度从几十厘米到2米以上不等,通常纬度高的地方、离岸边近的地方、海湾内部的海冰较厚,反之则薄。由于海冰的存在,一般只有破冰船才敢在南极周围水域航行。南极海冰给航行带来了巨大的困难,同时沿岸结实的海冰也给近岸的考察站的物资补给提供了方便:输油时从船到考察站之间的海冰上架设输油管,比起等海冰融化后用小艇卸油又快又省事;将物资用吊车放到冰面上,用履带式雪地车可以直接拖到考察站,甚至有些大型车辆可以从海冰上直接开到岸上。

南极冰山有时会在水深较浅的海域搁浅,在南极的冬季,海冰也会将大量的冰山冻结住,在这样的情况下,冰山是不移动的。

南极冰山在南大洋水域的运动与大气环流、表层水流相一致,在南极岸边,冰山的漂移取决于海流,这里冰山漂移轨迹常常形成闭合式圆环。在南极沿岸流的北边上,冰山漂移逐渐过渡到北向,然后进入南极环极流的稳定区。由于受到水文气象要素的综合影响,冰山运动相当复杂,当冰山海面高度为数十米,吃水深度达500米时,它们的漂移速度,甚至于在漂移方向上都与海冰不同。一些单独的冰山由于它们的体积和形状不同,即使在同一海区,也会使它们的漂移方向和漂移速度各不相同。在南极沿岸流区域,冰山漂移的平均速度约为每小时500米。在南极环极流区域的漂移速度略高一些。冰山运动速度可能超过海冰运动速度,其原因是冰山高度大,风对冰山运动会产生较大的影响。同样原因,冰山的漂移速度可根据风力大小和合成风速与表层水和冰块总运动方向的相对位置,一般速度不超过每小时2千米。无风条件下,冰山运动通常比冰块和表层水的运动要慢。

当风向变换或者存在水下逆向海流时,漂浮冰山可能在与海冰漂移的相反方向上运动,这种现象在南极区不少见。

我们在形容某个事物只出现一小部分时,常常用“冰山一角”来形容,可见,大家都知道,冰山的水面以上部分只占其全部体积的很少部分,但具体的比例你能说出来吗?在这里我可以告诉同学们,冰山水上部分的体积大约只有总体积的七分之一。南极冰山水上部分与水下部分的高度之比变化很大,这取决于冰出的形状,例如:对于桌状冰山,这个比例大约等于0.2。冰山宽度与长度的平均比大约是0.6。

南极和北极的冰山有时非常巨大,远远超出人们的想象。从南极洲冰川末端和冰架滑落的数量最多,规模最大,多呈桌状延展。1956年11月12日,美国破冰船“冰川”号,在南太平洋斯科特岛以西240千米附近,发现一座冰山,长335千米,宽97千米,面积达31.000平方千米,相当比利时一个国家的面积,是世界大洋上发现的最大冰山。1958年冬天,美国破冰船“东方”号,在格陵兰以西的大西洋洋面,发现一个面积360平方千米的冰山,高出海面167米,是至今发现的最高的冰山。

世界冰川以分布地区划分,可分为大陆冰川和山岳冰川。 [7] 大陆冰川多分布于高纬地区,以巨大面积和巨大厚度作盖层状覆盖,故又称为冰盖,其中一部分也可成为单独的冰川。如东南极洲南纬70度~75度和东经60度~70度之间的大冰川,1956—1957年间由澳大利亚极地考察家发现,定名兰伯特冰川,冰川宽64公里,与上游的梅洛尔冰川合计长约402公里,与费舍尔冰川的支冰川合并计算,总长514公里。一般认为这是世界最长的冰川。

南极大陆发生的地震很少,有记录的几次地震的震级也不大,因此,南极大陆是地球上最大的地震活动明显不发育的地区。世界标准地震记录网只记录到为数极少的地震活动。自国际地球物理年以来,已经有十多个地震台站在南极大陆工作,这些台站所记录到的局部小地震通常都是由冰山崩裂或破裂而引起的,可能是火山活动成因的小地震,与埃里伯斯山、罗斯岛及南极半岛附近的火山活动有关。

世界标准地震记录网,几乎可以记录到世界上所有强度大于里氏5级的地震。南极地区达到或接近这种强度的较大地震只有3次:第1次是在1952年,第2次在1974年(强度为4.9级),这两次都发生在北维多利亚地区,在此地区有一个大冰川和冰舌,第3次地震是在1985年,这次地震发生在庄宁毛德地地区。地震学家们认为,虽然1974年的那次地震的特征和起因与正常地质作用引起的地震相似,但这次地震可能是由冰川的运动所引发的。相反,1985年的那次地震则是正常构造活动所引起的,也是唯一的一次确确实实的南极地震。 [8]

南极点是地球表面非常特殊的一个位置,在那里有许多难以想象的事情,有些是平时生活在中低纬度的人一下子难以理解的,南极点的特点有:它是地球上没有方向性的两个点之一(另一个点是北极点),站在南极点上,东、西、南三个方向完全失去意义,只有北方一个方向;在南极点,太阳一年只升落一次,有半年太阳永不落,全是白天,太阳在离地平线不高的地方绕南极点一圈一圈地转,一直不落下,又称“极昼”,有半年见不到太阳,全是黑夜,又称“极夜”;如果说沿着地球的某一条纬线转一圈就算绕地球一圈的话,在南极点是最省力的的方法,只需要围绕南极点走一圈,只需要几秒钟就能环球一周;在南极点,你说时间是几点都是正确的,因为地球上的经线在这里交汇,南极点可以属于任何一个时区;在南极点,你还可以一只脚在东半球,另一只脚在西半球;你可以一半身体属于今天,另一半身体属于昨天。

南极点终年被冰雪覆盖,冰雪厚度达2000米,海拔高度为3800米;气候异常恶劣,年平均气温为零下49度,夏季平均气温为零下32度,冬季平均气温为零下78度,最低气温为零下89度,年平均降水量3毫米。南极点并非是南极冰盖的最高点,覆盖在南极点上面的冰雪以每年10米左右的速度移动,因此,科学家每年都要从新标定一次南极点的最新位置,立上标杆。

1957年,美国在南极点的冰盖上建立了一个永久性的考察基地,并以第一个到达南极点的阿蒙森和随后而来的斯科特两人的名字,命名为“阿蒙森-斯科特站”,站上所需物资和人员往来都从美国在罗斯岛上的麦克莫多站用大力神飞机运输,至今已经有3000多人到达过南极点。

极昼和极夜是极圈内特有的自然现象,极昼和极夜这种特殊的自然现象,是地球沿着倾斜地轴自转所造成的结果。也就是说,地球自转时地轴与垂线成一个约23.5度的倾斜角,因而地球在围绕着太阳公转的轨道上,有6个月的时间,南极和北极的其中一个极总是朝向太阳,另一个极总是背向太阳;如果南极朝向太阳,南极点在半年之内全是白天,没有黑夜;这时,北极则见不到太阳,北极点在半年之内全是黑夜,没有白天。到了下一个半年,则正好相反,北极朝向太阳,北极点全是白天;而南极这时则见不到太阳,南极点全是黑夜。在极圈内的地区,根据纬度的不同,极昼和极夜的长度也不同。极夜期间,并非总是伸手不见五指,在极夜刚刚开始和就要结束的时期,虽然不能直接照射到阳光,由于在地平线下不远的太阳的辉光作用,但天空依然很明亮,室外活动和野外作业还是可以进行的。

地球本身就像一块巨大的磁石,这块磁石有两个极,磁针向南指的位置为南磁极,向北指的位置为北磁极。南磁极的位置是不固定的。经过科学测定,南磁极大约以每年l0千米的速度向北移动。自从1909年查明南磁极的大致方位在东南极洲最东部的乔治五世地,确认其位置在南纬72度25分、东经155度16分处后,到1965年它的位置便移到了南纬66度30分、东经139度54分的地方;1971年其位置又移到南纬60度48分、东经139度24分处。南磁极的位置正从南极大陆向南大洋移动。

南极气温比北极低,年平均温度要低26度,冬季平均温度比北极低44度,同样位于地球的两极,气温确有如此大的差别,这是为什么呢?。主要是因为南北极的海陆分布不同,南极洲是海洋包围着大陆,而北极区是大陆包围着海洋。陆地吸收和储存热量的本领比海洋大得多,而陆地吸热快,散热也快;再一个原因是,南极大陆的平均海拔高度为2350米,而北极区的海拔基本上处于海平面位置。另一个原因是南极的天气系统比较封闭,它与中低纬度地区的热量交换比北极少。因此,北极的气温要比南极高得多。

在南极西部高原上,突出的埃尔斯沃思山脉有几个制高点,最高峰叫作文森山,海拔5140米,位于南纬78度36分、西经85度24分,在南极森蒂纳尔山脉的南端附近。这些阿尔卑斯山型的山峰首先是由埃尔斯沃思和他的飞机驾驶员霍利克凯尼于1935年发现的。我国登山家已经成功地攀登上文森山的顶峰。

千里冰封的南极洲也有绿洲,你相信吗?1974年2月末的一天,一架美国飞机在南极大陆的南印度洋沿岸上空飞行,突然,领航员班戈惊呆了。他发现飞机下面有一片无雪的土地,高高的冰墙围绕着山谷,像一个扇形的屏风。山谷中没有积雪的土地中间,分布着一些不冻的湖泊,给这个白色的冰雪高原带来无限生机。这就是南极洲有名的班戈绿洲。

所谓绿洲,并非是郁郁葱葱的树木花草之地,而是南极探险家、科学家由于长年累月在冰天雪地里工作,当他们发现没有冰雪覆盖的地方时,不禁倍感亲切,便将这些地方称为南极洲的绿洲。南极绿洲占南极洲面积的5%,含有干谷、湖泊、火山和山峰。按照这个定义,在南极可称作绿洲的有班戈绿洲、麦克默多绿洲和南极半岛绿洲。班戈绿洲的面积大约有500平方公里,常年刮风,吹起的沙石、雪粒,把岩石表面琢磨成许多很小的窟窿,像蜂窝一样。铺在地面的砾石,表面有一层光泽如漆的暗棕色外壳,这是溶解在水中的盐类慢慢地在岩石表面凝聚起来的结果。在这个绿洲中,有一些沙丘,沙丘间的谷地有的干燥,有的积水成湖。较深的湖,水质不太咸,湖水清澈,晴天闪出天蓝色的光泽。较浅的湖,泛出淡绿色的或褐绿色的光彩,湖水很咸,苦涩难耐。在那些干燥的丘间低地或沙丘的斜坡上还结成一层白色的盐霜,像刚刚下过一场小雪。这些盐霜和湖中的咸水,没有相当久远的年代,是无法形成的。

极地气旋顾名思义就是极地的气旋。南极大陆高压的周围,常年存在着许多极地气旋,这些极地气旋有规律地自西向东移动,是影响南极地区的主要天气系统之一。 [9] 南极的极地气旋活动有明显的季节性变化,夏季气旋活跃、气旋数偏多,冬季偏少,过渡季节接近平均数。极地气旋的平均移速约为每小时29.9千米,平均每天移14.4个经度。

由于在南大洋和南极洲的气象台站很少,科学家一半是利用卫星云图对极地气旋活动进行分析,所以卫星云图在南极天气气候研究及预报服务工作中起着十分重要的作用。

南极大陆冰盖中心高原与四周沿岸地区之间是一个陡坡地形。内陆高原的空气遇冷收缩,密度增大,这种又冷又重的冷气流从冰盖高原沿着冰面陡坡向四周急剧下滑,到了沿海地带,地势骤然下降,使冷气流下滑速度加大,于是便形成厂具有强大破坏力的下降风。又由于地球自转的影响,向北流动的气流总是向左偏转,于是在大陆沿海地带形成了偏东大风。通过多年气象观测,证实了南极大陆沿海地带的风最大,风向偏东,平均风速为l 7—18米/秒。特别是东南极大陆沿岸,从恩德比地沿海到阿德利地沿岸,这一带海岸的风力最强,风速可达每秒40~50米,被称为风暴海岸。

南极辐合带是一条非常明显的自然地理边界。这里是向北流动的南大洋表层水(0~300米水深)与向南流动的温暖的大洋水相遇的地方,为海水温度、盐度的跃变带,两边的海洋有特别明显的差异。辐合带的地理位置在南纬48度到62度之间,是个不规则的圆圈。在印度洋、大西洋一侧的南纬50度附近,在太平洋一侧的南纬55度到62度之间。

南大洋不是一个真正意义上的大洋,科学家们通常把环绕南极洲的海域称南大洋。 [10] 南大洋的北部边界是南极辐合带。是由辐合带以南的南太平洋、南大西洋和南印度洋的水域组成,其水域面积约为7500万平方千米。我国南极考察队已经对南大洋有过许多次的科学考察,中国的科学家积累了大量的科研数据,并已经取得了一大批科研成果,有些达到世界领先水平。

南极洲的低温和冷空气的特殊作用还能产生一种十分危险的天气现象,这就是南极探险家谈之色变的乳白天空。发生这种天气现象时,天地之间浑然一片,人仿佛融入浓稠的牛奶里,一切景物看不见了,方向也迷失了,而且人的视线会产生错觉,分不清景物的距离和大小。造成这种幻境的原因,是由于太阳光射到冰层后又反射到低空的云层里,而低空云层中无数细小的雪粒又像千万个小镜子,将光线四散开来,这样来回反复地反射,便形成白蒙蒙雾漫漫的乳白天空。 [4]

对于在极地上空飞行的飞机,驾驶员会因分不清天上地下而失去控制,不少极地飞机失事的原因皆是如此。l958年,在埃尔斯沃思基地,一名直升飞机驾驶员就因为遇到这种可怕的乳白天空,顿时失去控制而坠机身亡。1971年,另一名驾驶“LC—130大力神”飞机的美国人,在距离特雷阿德利埃200公里附近的地方,遇到了乳白天空,突然坠机失踪,一直下落不明。在野外工作的考察队员遇到突如其来的乳白天空也很危险,因迷失方向而出事的时有发生。有的滑雪者突然摔倒在地,有的汽车翻车肇祸,因此坠入冰裂缝而伤亡的也大有人在。

对于乳白天空,地面人员最安全的防范措施说来很简单,就是呆在原地不动,注意保暖,然后耐心地等待乳白天空消失,或救援人员来营救。

极光有时被称为北极光或南极光,其实他们本质上是一回事,只不过在北极出现的极光被称为北极光,在南极出现的极光被称为南极光。我国的黑龙江省和新疆维吾尔自治区都曾经出现过极光,只是非常难得一见,甚至比海市蜃楼还不容易看到,但在南北极的高纬度地区,极光出现则是司空见惯的事。极光是天空中一种奇特的自然光,是人们能用肉眼看得见的唯一的超高层大气物理现象。在南、北极的高空,大多位于100公里以上,在漫长的极夜或极昼时,常会出现鲜艳的极光。

用来形容极光的词很多,但无论用哪一个都难以表达出极光的神奇和美妙。极光是令人神往的自然奇观,是南极和北极最为瑰丽的景色。在南极的漫漫长夜,有时几乎整个天空都是一幅南极光的美妙景象,极光时而像高耸在头顶上的美丽的圆柱,突然变成一幅拉开的帐幕,以后,又迅速卷成螺旋的条带;有时,极光就想传说中天女手中慢舞的长长的彩色飘带,有时变化迅猛,形状转瞬即逝,有时又象天边一缕淡淡的烟霭,久久不动;有时似漫天光箭从天而降,几乎举手可触,有时又象原子弹爆炸后的蘑菇云腾空而起,令人望而生畏。当然,这一切都发生在距离地面100千米以上的大气层里。这在南极的种种景象中,再没有比这更壮丽的了。”

五彩缤纷、变幻莫测的极光给在南极洲越冬的科学家们带来了无穷的乐趣,也减低了漫长冬季给人们心理上带来的压抑。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,甚至照出物体影子。

极光的形成如同日常所见到的氖气灯管一样,灯管中稀薄的气体受到带电粒子的强烈碰撞因而发光,而极光就是高空大气中的一种发光过程。具体地说,极光是太阳放射出大量的质子和电子等带电微粒,这些微粒以高速度射进地球外围的高空大气层里,同大气层中的稀薄气体中的原子和分子进行剧烈地碰撞,而激发出来的光。极光出现的高度一般在离地面100千米到500千米的高空,实际上在那里的空气是十分稀薄的,只有人造卫星可以在这一高度经过。

那么,为什么极光只在地球的南、北极地区频繁出现呢?人们知道,地球本身就像一个巨大的吸铁石,它两端的磁极,也就是地球磁场的磁南极、磁北极分别在南、北极地区。当太阳放射出来的大量带电微粒射向地球时,受到地球南、北磁极的吸引,纷纷向南、北极地区涌入,所以,极光就集中出现于南、北极地区。

极光的形状千姿百态,运动的状态也是干变万化、多种多样。科学家们把极光按照形状特点分为五大类:一是底部整齐微微弯曲呈圆弧状的极光弧;二是有弯扭褶,宛如飘带状的极光带;三是如云朵一般片朵状的极光片;四是面纱一样均匀的椎幕状的极光幔;五是沿磁力线方向呈射线状的极光芒。

这是因为地球周围的大气中,含不同的气体分子。当从太阳来的带电微粒与不同的气体分子冲撞时,就发出不同颜色的光。如氖气受到冲击时就发出红颜色的光,氩发蓝光,氦发黄光,其他气体也是各呈其色。科学家们发现,极光的颜色还取决于带电微粒的相互碰撞的空间高度和这些带电微粒的波长。

极光形体的亮度变化是很大的。当太阳表面剧烈骚动时,太阳黑子增多,太阳射向地球大气层中的带电微粒就增多,这时极光不但出现频繁,而且极光的亮度也特别强。

在南极的许多科学考察站都有研究极光的专门仪器设备和专业研究人员,中国南极中山站也是研究极光的一个理想地点,我国科学家也与日本科学家合作进行极光研究。那么,人们为什么要研究极光呢?极光实质上是地球周围的一种巨大的放电现象。由此可知,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,并能了解到在此过程期间,这些粒子在一路上受到电的和磁的、物理的和化学的、静力学的和动力学的各种各样的作用力的情况。因此,极光可以作为日地关系的指示器,可以作为太阳和地磁活动的一种电视图象,去探索太阳和磁层的奥秘。

极光还是一种宇宙现象,在其他磁性星体上也能见到,所以,对它的研究有着十分普遍的科学意义和实际应用方面的价值。对极光等离子体的研究,能更好地理解太阳系的演变、进化,还可以研究极光作为日地物理关系链中的一环,对气候和气象的影响,以及生物效应等等。

南极大气中充满了无数的冰晶体,它们像水晶一样,将阳光四处散射开来,形成环绕太阳的美丽光环,这种现象称为日晕。有时在日晕两侧的对称点上,冰晶体反射的阳光尤其明亮,如果出现并列的太阳,光华四射,耀人眼目,这就是奇妙的幻日了。 [11] 中国南极中山站于1997年就曾经出现过幻日。

南极洲是由冈瓦纳古陆分离解体而成。根据德国气象学家和极地探险家阿尔弗雷德韦格纳提出的大陆漂移学说,地球上一块块分散的大陆,在遥远的地质年代,是连在一起的。后来由于地壳的活动,古老大陆分裂了,开始“漂移”,逐渐形成了今天地球上大陆分布的格局。具体说来,大约在5亿年前,地球赤道一带存在着3个大陆板块,大致相当亚洲、欧洲和北美洲。其他大陆则分布在南半球,连成一个板块。过了1亿年左右,上述几个板块通过漂移和碰撞,以及剧烈的地壳运动,又合并在一起,形成了一个空前巨大的“联合古陆”,或叫“超级大陆”。后来,超级大陆逐渐一分为二,北面的叫劳亚大陆,南面的叫冈瓦纳大陆,又称冈瓦纳古陆。在大约1.7亿年前的快罗纪末期,冈瓦纳大陆分裂成东、西冈瓦纳大陆。东冈瓦纳大陆由南极洲、印度、新西兰和澳大利亚组成;西冈瓦纳大陆由南美洲和非洲组成。大约0.53亿年前,澳大利亚与南极洲开始分离,到渐新世,即0.39亿年前,澳大利亚与南极洲最后分离,并且南极半岛与南美洲分离,形成德雷克海峡。从此,南极大陆在地理上完全独立了,地球上基本形成了七大洲的雏型。但是,它们的地理位置仍然在不停地移动着,变化着。这些板块以每年1厘米、10厘米甚至1米的速度朝不同的方向作着相对移动,只是一时难以察觉,但天长日久,经过漫长的地质年代,到达现今的位置。

人们对南极及其陆架区矿产资源了解得并不多,原因很简单,面积巨大,厚达几千米的冰盖和恶劣的自然环境限制了科学家的调查,但是通过几十年不间断的工作,已经在南极发现矿床、矿点百余处。美国地质调查所把南极大陆划分出三个主要的成矿区:安第斯多金属成矿区,主要为铜、铂、金、银、铬、镍、钻等矿产;横贯南极山脉多金属成矿区,有铜、铅、锌、金、银、锡等矿产;东南极铁矿成矿区,除大量铁矿外,尚有铜、铂等有色金属,并发现金伯利岩。一般认为查尔斯王子山铁矿和横贯南极山脉区的煤矿规模最大;罗斯海、威德尔海、阿蒙森海、别林斯高晋海等海盆油气远景最大。

尽管南极大陆及其陆架的地质调查和矿产资源开发难度颇大,但随着其他大洲可供开发的矿产资源的日益减少和枯竭,将迫使人类向海洋、南极洲或其他地方寻找出路。至于人们担心矿产资源开发可能造成的环境、生态的破坏和污染,人类也会从科学技术进步中找到妥善的解决办法。但是,南极禁止一切矿产资源的开发和利用。

全世界已查明的铁的蕴藏量是相当可观的,但具有工业开采价值的富铁矿床就不是那么乐观了,所以近几十年来,地质学家们又逐步把寻找铁矿远景资源的目光投向南极洲。

铁矿是南极大陆所发现的储量最大的矿产,主要位于东南极。1966年,苏联地质学家在查尔斯王子山脉南部的鲁克尔山北部发现了厚度约70米的条带状富磁铁矿岩层,称为条带状磁铁矿层或碧玉岩。矿石平均含铁品位为32.1%,最富可达58%。整个岩系厚度达400米。他们在1971—1974年调查,确定了该地区磁铁矿和硅酸盐中铁的品位可以与澳大利亚西部的哈默斯利盆地、北美洲的苏必利尔湖区、加拿大的谢弗维尔地区和苏联的克里沃?罗格地区的铁构造相比。航空磁场调查资料表明,铁矿集中区在冰体下长120~180千米,宽5~10公里。1977年,美国的霍夫曼和里瓦齐等人,根据航磁异常报道了在鲁克尔山西部的冰盖下的两个磁异常带,其宽度为5~10公里,延伸达120~180千米,他们初步认为这是鲁克尔条带状含铁层的延续,如果这两个磁异常带确为铁矿所引起的推理得到进一步证实,那么,该地区的铁矿将是世界上最大的。这就是一些南极地质学家所声称的“南极铁山”,其铁矿蕴藏量,初步估算可供全世界开发利用200年。毫无疑义,南极洲鲁克尔山条带状含铁层的发现,已经在关心南极矿产资源的地质界引起了极大的兴趣。

南极洲拥有世界最大的煤田。早期南极探险家,在露岩区采集标本时,经常发现煤,而且用它做饭、取暖。时至今日,在南极大陆上发现的煤很多,而且许多煤层直接露出地表。发现的煤田主要分布在南极横贯山脉沿罗斯海岸的一段,还有西南极洲的埃尔斯沃思山区也有煤田露出。南极横贯山脉的煤田,可能是世界上最大的煤田。据估计,南极大陆冰盖下蕴藏的煤超过5000亿吨 [12] ,是南极洲留给人类的一份宝贵财富。

有色金属在国防工业、机械制造和日常生活中都有广泛的用途,其中许多又是贵重金属。南极洲地域广阔,与地质构造和地质历史相似的其他大陆比较,可能潜藏有丰富的矿产资源。由于南极大陆面积的95%被巨厚的冰盖所覆盖,因此地质调查工作十分困难。地质调查仅限于无冰区和南极大陆沿岸。根据各国的地质调查资料估计,南极洲可能有矿床900处以上,其中在无冰区有20多处。已发现的矿床、矿点100多处。除铁和煤之外,有南极半岛的铜、钼以及少量的金、银、铬、镍和钴;南极横贯山脉地区的铜、铅、锌、银、锡和金;东南极洲的铜、银、锡、锰、钛和铀等有色金属。 [13]

1973年执行深海钻探计划(DSDP)的美国钻探船“格洛玛挑战者”号,在罗斯冰架外的大陆架区4个站住上进行钻探,那里的沉积物厚度达3000一4000米。钻这4个孔的目的是为了研究那里沉积物的沉积史。因此,所选的钻探站位故意避开过去从海洋地球物理研究角度认为沉积地层可能有合油构造的区域。然而,这4个钻孔中有3个仅钻到45米深时就喷出了大量的天然气。使人推测罗斯海可能储有重要的天然气资源。 [14]

根据科学家在南极大陆周围海域的海洋地质和地球物理调查的资料,认为在南极大陆周围海域可能潜在油气资源的沉积盆地有7个。它们是,威德尔海盆、罗斯海盆、普里兹湾海盆、别林斯高晋海盒、阿蒙森海盆、维多利亚地海盆、威尔克斯地海盆、罗斯海盆。在上述沉积海盆中,最有含油气远景希望的是罗斯海盆和威德尔海盆,特别是罗斯海的大陆架面积最大,约77.2万平方千米。

河流

在南极极昼期间,24小时不落的太阳给这块冰封的大陆多多少少带来一些暖意,在南极洲沿岸较为暖和的区域,冰雪会部分融化,融化的水也只能汇集成一些涓涓细流。地处东南极洲怀特岩的奥尼克斯河,算是南极大陆上的最大河流了,其水深也不过膝。在大陆周围的岛屿上,夏季的冰雪水也能汇集成季节性时令溪流入海。无论在南极的哪一个地方,一到冬季,所有的河流就消失了。

南极大陆上有众多的湖泊,有淡水湖也有咸水湖。咸水湖又叫盐湖,在大陆的周围随处可见,较有名的有唐胡安湖,湖水含盐度极高,每升含盐量可达270余克,即使在零下70度,湖水也不会结冰。

还有一种咸水湖是南极大陆独有的,最有名的是地处维多利亚地赖特谷中的范达湖和泰勒谷的邦尼湖。湖水上淡下咸,湖表冻结着一层2~3米厚的冰,冰下湖水清澈,湖水含盐量随深度的增加而增加,形成分层次现象,底层水的含盐量比表层水高约10倍;湖水温度也随深度的增加而升高,在年平均气温零下20度的环境中,湖底水温仍高达25℃。对这种奇异现象,科学家们至今仍未找到合理的解释。

淡水湖

淡水湖分布于南极大陆的边缘,西南极洲的湖泊多于东南极洲。淡水是生命之源泉,它对人类在南极的活动至关重要,所以人们在选择南极科学考察站地址时非常重视附近的淡水湖泊。中国南极长城站和中山站附近都淡水湖,都可以满足生活用水和发电机冷却用水,地理位置优越,条件得天独厚。仅长城站西部和南部就有西湖、高山湖和燕鸥湖,水质良好,水源充足,适于饮用,其中西湖平均水深5米,最大深度10米,面积1.2万平方米,可蓄水6万立方米,是长城站主要饮用水湖泊。但是,许多国家的考察站,尤其是建在内陆的站,因附近没有淡水湖泊,饮用水只能靠融冰化雪或淡化海水,既不经济又不方便,那日子就难过多了。

在南极冰盖的深处,一个与世隔绝千万年的湖,四周和上面都是万年冰雪,这确实是一般人难以想象的,但在南极的确存在这样的冰中湖泊。1994年,俄罗斯专家利用地震探测和回声探测发现在东南极大陆存在一个冰下湖,并取名为东方湖,这个湖位于俄罗斯东方站冰盖下3800米深处,湖面长250千米,宽40千米,湖深700米,其中有200米的疏松沉积层。科学家们说,这个湖水至少有50万年未与大气接触。有关湖水的成分、水中有没有生物存在、湖的成因及演化等都是人们所迫切关注的。俄已在东方站钻取冰芯达三千多米深,人们担心再往下钻会打穿冰层并污染湖水,在离湖面25~50米时停止了钻探。同时俄还将继续利用地震法进一步确定内陆冰川面积、冰川至基岩的结构以及冰和湖的确切边界。美国太空研究专家认为,东方湖可能是可模拟木星卫星中存在的冰川-海洋-岩石的唯一天然实验室,并提出采用航天高技术诸如火星探路者机器人,自己钻透3000多米厚的冰盖进入湖水和沉积物中进行无沾污采样和样品分析,并把分析数据和图片源源不断地传回地面。看来,冰下湖秘密的揭开指日可待。

何时被冰雪覆盖

南极并不是一直就在地球的最南端,科学家已经在地层中找到了证据,南极大陆还是冈瓦纳大陆的一部分时.是出现在3亿年前到2.5亿年前之间,就已经出现了冰盖,但现代南极大陆的冰川和冰盖完全是两回事。冈瓦纳大陆从1.5亿年前开始分裂,在7000万年前南美、非洲、印度、南极洲和澳大利亚分离出来,5000万年前南极洲和澳大利亚又进一步分离,这时的南极大陆开始发育冰川。

研究表明,距今3000万年前南极大陆便形成冰盖并覆盖了地面。在300万年~250万年前期间,南极冰盖再次退缩.海面上升,东南极洲被海水淹没。人们推断这个时期南极洲也是相当温暖的。南极大陆的冰川始于距今5000万年前。在3000万年前形成非常大的冰盖。其后经过了冰期和间冰期交替变化。从250万年前大体上变成现在这样。


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