南极(英文名:Antarctic),是地球的最南端区域,指地球上南纬66°34′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 南冰洋 。总面积6500万平方千米 ,其中,南大洋面积为3800多万平方千米,南极洲由大陆、陆缘冰、岛屿组成,总面积1424.5万平方千米,其中大陆面积1239.3万平方千米,陆缘冰面积158.2万平方千米,岛屿面积7.6万平方千米 。
在1.95亿年以前,整个地球为一块巨大的“联合古陆”,地处南极的南极大陆是由冈瓦纳古陆分离、解体、漂移而移到了现今的位置 。南极洲是世界上 平均海拔 最高的洲, 平均海拔2350米,全境为大高原,几乎被 冰盖 覆盖,占全球现代冰被面积的80%以上,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 。南极为 极地 气候,南极洲常年积雪,是世界上最冷、最干燥、风力最强的地方,夏冬两季特点鲜明 。该地区有浮游硅藻75种,约400种不同的 苔藓植物 ,200多种淡水 藻类 种,大约400种 地衣 和4种 种子植物 。南极海鸟有50种,鱼类有200余种,南极鲸分为6种须鲸类和1种 齿鲸 类,海豹有6种,南极海底动物中 多孔动物 有250种以上,棘皮动物有150多种 。
1821年1月, 俄罗斯 哈尔威船长 法比安·戈特利布·冯·别林斯高晋 (Bellinshauseni)在南极海域发现了南极洲(Antarctica)的一个大岛—— 亚历山大一世岛 (Alexander Island) 。1840年,地处南极的南极洲被授予大陆等级 。1904年, 阿根廷 在南极 南奥克尼群岛 (South Orkney Islands)的 劳里岛 (Laurie Island)建立了南极第一个科学考察站——奥尔卡达斯站( Orcadas Base ) 。1957年美国在南极点(South Pole)建立南极科考站——阿蒙森·斯科特站(Amundsen-Scott South Pole Station),在这里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 。2003年,中国首次进行南极埃默里冰架(Amery Ice Shelf)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 。南极蕴藏着丰富的矿物资源,已经发现的矿物有220余种,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[tǔ] 、 钚[bù] 、 铀[yóu] 等稀有矿藏 。南极有白色的冰雪、蓝色的 冰山 、极光等风景名胜 。
随着气候变化的加速,南极 思韦茨冰川 (Thwaites Glacier)正在迅速发生变化,以每年2.1千米的速度融化。从1979至2017年间,思韦茨冰川每年向海洋倾泻数十亿吨的冰,该冰川融化已经使全球 海平面上升 了1.8毫米。冰川与海底交汇处的融化速度特别快,自1990年代后期以来,海底已经消退了近14千米 。
发现与命名
发现历程
1738至1739年,法国人布韦(Bouvet)在航海时首先发现了南极附近的一个海岛,即现在的布韦岛(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 。
1821年1月, 俄罗斯 船长 法比安·戈特利布·冯·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—— 亚历山大一世岛 。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 英国皇家海军 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,爱尔兰人沙克尔顿(Shackleton)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 ,派出由莫森、戴维斯和麦凯组成的分队继续前行,到达南磁极,并且测定当时南磁极的位置是在南纬72°24′、东经155°18′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1911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17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。1928年英国的威尔金驾机飞越南极半岛;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,在此期间还建立了“小亚美利加基地”;同年,另一美国人艾尔斯沃斯驾机从南极半岛顶端飞至罗斯冰架。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
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—— 南冰洋 (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
相关学说
德国 科学家 阿尔弗雷德·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
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,几乎所有 降水 都是雪和冰雹,夏冬两季特点鲜明 。
气温
全洲年平均气温为-25℃,内陆高原平均气温为-50℃左右。南极高原的极地气候条件最为极端,极端最低气温曾达-89.2℃,于1983年7月31日在 苏联 的 东方站 被测定,这是世界记录到的最低自然温度;2010年8月10日,轨道卫星在南极大陆东部阿格斯冰穹与富士冰穹之间的冰脊坡凹陷处,记录到-93.2℃的地表温度,打破了此前的纪录。南极地区冬季气温处于-40℃至-70℃之间。 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
南极洲全洲年平均降水量为55毫米。极点附近几乎无降水,空气非常干燥,有“白色 荒漠 ”之称。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 中国西南地区 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 。
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 花岗石 、 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 舌羊齿属 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 棒形孔笔石 化石。 泥盆纪 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 安第斯山脉 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220余种,包括煤、铁、铜、铅、锌、铝、金、银、石墨、 金刚石 、石油、铂、锰、镍、钴、铬、锡、锑等,其中还有具有重要战略价值的钍[tǔ]、钚[bù]、铀[yóu]等稀有矿藏,这些矿物资源主要分布在 东南极洲 、 南极半岛 和沿海岛屿地区。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 。
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 。南极洲是世界上平均海拔最高的 大洲 ,陆地平均海拔2350米,最高点 文森峰 (5140米)位于西南极洲。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。东南极洲从西经30°向东延伸到东经170°,包括乔治五世海岸、南极高原,面积1018万平方千米。西南极洲位于西经50°~160°之间,面积229万平方千米。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 。全洲仅2%无长年冰雪覆盖的土地,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 大陆架 、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。 大陆架 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 。
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 南冰洋 ,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℃ 。 南冰洋 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。 测绘学 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 。
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 种子植物 ,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。在南极半岛北端分布着3种显花植物。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 。
动物
南极海鸟有50种,常见的有企鹅、信天翁、 贼鸥属 、燕鸥、 大西洋海神海蛞蝓 等。企鹅是南极洲的主要动物之一,被认为是南极洲的象征。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、 鲇形目 、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 象海豹属 、 豹海豹 、食蟹海豹、 大眼海豹 和 韦德尔氏海豹 等。南极海底动物种类繁多,其中 多孔动物 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、 软体动物门 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 。
自然资源
淡水资源
南极洲面积约为1350万平方千米,是世界上淡水的重要储藏地,其淡水储量约占世界总淡水量的90%,在世界总水量中约占2%。冰盖平均厚度2000~2500米,最厚可达4800米。如果南极洲冰盖全部融化,世界 海平面 将会上升60-80米,世界绝大部分沿海地区都将被淹没。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 。
生物资源
南极有鲸、海豹等 哺乳纲 ,也有企鹅、 信天翁 、 贼鸥属 、燕鸥、雪鸟等鸟类,还有一些 浮游生物 和 甲壳亚门 。除了这些动物,在南极比较深的海底还生活着 海星纲 ;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 南冰洋 具有丰富的生物资源, 南极磷虾 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 。
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 石陨石 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 。
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 。
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,而南极洲距离南美洲最近处隔着970千米的 德雷克海峡 。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 。
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 象海豹属 岛东北面海域 。
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 。
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 。
人类活动
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 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 。
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 南冰洋 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 。
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 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 。
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 南极大陆 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、 大地测量学 和 极地 工程等进行考察研究 。截至2020年,世界上有26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
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 。
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 的菲尔德斯半岛南端(南纬62°12′59″,西经58°57′52″)。长城站所在区域的平均 平均海拔 为10米,距北京17501.9千米。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 。
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 。
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 。
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 南冰洋 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
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 氯氟碳化合物 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 脱氧核糖核酸 ,同时先期的 臭氧 损耗损害了一种单细胞南极海洋植物 。
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 头足纲 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 。
环境保护
1959年12月,12个国家协商并签订了《 南极条约 》。条约冻结领土所有权的主张,两年内各国都承认此条约,有效期为三十年。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 。
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
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 汉堡包 。 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 。
相关文化
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· 罗尔德·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 。
张逢铿
1958年11月9日,张逢铿随从考察队由 新西兰 的 克赖斯特彻奇 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 。
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 。
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 美国航空航天局 宇航员之一 。
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 。
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 。
文学作品
《南极,一生一次之旅》
《南极,一生一次之旅》是由 韩松 著作的,于2018年由 贵州人民出版社 出版。本书通过画面和文字,从介绍南极的自然风光和奇特动物,讲述南极的发现历史以及发生在南极可歌可泣的英雄人物,以及为什么要保护南极和我们赖以生存的 地球 环境。书中通过作者的亲身体会,讲述去南极旅行的意义,并告诉那些渴望去南极圆梦的人们怎样去南极,以及应当注意的事项 。
《阿瑟·戈登·皮姆历险记》
《阿瑟·戈登·皮姆历险记》 埃德加·爱伦·坡 写的长篇小说,于2019年由人民文学出版社出版 。这部作品主要描述了阿瑟的航海冒险,讲述了一位渴望冒险的年轻人在南极圈陷入不幸、折磨、绝望与疯狂的故事,其中描绘的段落大多残酷晦暗。小说可以分为两部分,第一部分带有 现实主义 的味道,第二部分则充满想象元素 。
《冰上斯芬克斯》
小说《冰上斯芬克斯》是 儒勒·凡尔纳 根据埃德加·爱伦·坡的《阿瑟·戈登·皮姆历险记》所写的 续集 ,于2019年由人民文学出版社出版 。小说中的南极洲冒险之旅将 埃德加·爱伦·坡 小说中的人物和儒勒·凡尔纳小说中创造的人物聚集在一起,讲述了他们在前往南极洲的旅途中通过各种方式产生关联。冒险的主人公是南方某地区的一个小伙子,他经常期盼有一艘船能带他离开他所在的地方,有一天,“哈勒布雷纳”号出现了,它的船长就是“简”号船长的弟弟(在爱伦·坡的小说中,他已经死了),主人公说服了船长让他作为乘客加入这艘船 。
重大事件
中国首次成功钻探南极冰架
2005年,中国第19次南极科考队埃默里冰架钻探队在冰架工作20多天以后,首次钻探南极冰架成功。埃默里冰架 钻探 研究是国际上研究南极 海冰 变化和全球气候变化的前沿课题。中国科学家首次在这块50000平方千米的冰架上成功钻探到301.6米深度,钻头已钻透陆缘冰层,打入 海冰 。
南极2400米深处"消失的世界"
2012年, 英国 科学家发现,在南极沿海2400米深完全见不到光亮的地方隐藏着一个“消失的世界”。那里生活着大量的海洋生物,包括科学界此前还未发现过的蟹类、章鱼类和 海星类 等物种。这些生物生活在被称作热水孔的海下火山口上面,这些热水孔喷出的黑烟使附近的水温能达到380℃,足以让 铅 融化。在完全不见阳光的水下存活,这些生物依靠分解浓烟中高毒性的 化学物质 来获取能量 。
南极海冰融化
南极 海冰 面积在2022年创下历史新低,给南极帝企鹅幼鸟带来“灭顶之灾”。在南极洲 别林斯高晋海 一带,2018年至2022年利用 卫星 图像监测别林斯高晋海一带5个 帝企鹅 群落的繁育情况,每个群落有约630对至3500对企鹅。在2022年年底,由于 海冰 提早融化,英国研究人员观测到的5个帝企鹅群落中,有4个群落经历“彻底的繁育失败”,意味着很可能没有一只幼鸟活下来。这种大规模的帝企鹅幼鸟死亡为有记录以来首次。帝企鹅繁育失败后,可能会在来年另觅他处,整个群落或许过一两年就能恢复过来。然而,越来越多的证据表明,由于全球变暖导致海冰减少, 帝企鹅 的生存机会越来越小。如果全球变暖继续恶化,到本世纪末,超过九成的 帝企鹅 群落将几近灭绝 。
南极思韦茨冰川融化
南极西侧位于阿蒙森海处的6个快速融化冰川中,有一块被称为“末日冰川”的思韦茨冰川,它的厚度达到4000米。随着气候变化的加速,思韦茨冰川正在迅速发生变化,以每年2.1千米的速度融化。从1979年至2017年间,思韦茨冰川都会向海洋倾泻数十亿吨的冰,该冰川融化已经使全球 海平面上升 了1.8毫米。 冰川 与海底交汇处的融化速度特别快,自1990年代后期以来,海底已经消退了近14千米,将更大的冰块暴露在相对温暖的海水中。如果这块“末日冰川”全部融化,就会使得全球海平面上升3米 。
南极正在变绿
2024年10月4日,英国媒体报道,南极洲一处快速变暖的地区正以惊人的速度变得葱绿。该地区的卫星图像显示,植物覆盖面积在35年间增加了近13倍——这一趋势将刺激南极生态系统的快速变化。研究小组发现,半岛上的植被覆盖面积从1986年的不到1平方公里增加到2021年的近12平方公里。与该研究跨越40年的整体情况相比,2016年至2021年的植被扩张速度大约高出33%。研究人员指出,气候变化是该地从白色变为绿色的驱动因素。自1950年以来, 南极半岛 的气温上升了近3 摄氏度 ,比地球上大多数地区观测到的气温上升幅度要大得多。
南极钻探2.8公里取出古老冰芯
2025年1月,一个国际科学家小组宣布,他们成功钻取出了迄今为止最古老的冰芯之一,钻探深度达到2.8公里,冰芯的历史至少有120万年。该小组表示,这会有助于科学家们深入了解冰河时代周期是如何变化的,以及大气中的碳是如何改变气候的。
35年来首次十月降雨
2026年4月29日,中国气象局发布的2025年《极地气候变化年报》显示,2025年南极海冰持续处于低位,南极海冰年平均范围、年度最小范围和年度最大范围均为1979年以来第三低值。2025年南极年平均气温为零下31.29℃,较常年偏高0.55℃。春、夏、秋三季偏暖,其中春季偏高2.14℃。世界最大 冰山 A23a在2025年9月11日再次发生大规模断裂,面积单次缩减近20%。其面积仍超过1400平方公里,继续保持世界最大冰山地位。但A23a的加速消融已对生态、气候及 航运 安全产生连锁影响。 中山站 自1990年建成以来,35年共发生19次降雨或雨夹雪事件,其中3次发生在2025年,甚至于2025年10月12日发生罕见降雨,显示极地极端事件的异常性正在增强。这些事件表明,极地变化不仅体现在长期趋势上,也正表现为更加异常的极端事件。科学专家提出,气候变化是全球性挑战,需要国际社会共同应对。