南极洲

位于地球的南端。总面积约1400万平方公里。其中大陆面积1239万平方公里,岛屿面积约 7.6万平方公里,陆缘冰面积约158.2万平方公里。占世界陆地面积的1/10,在世界七大洲中居第五位。周围为太平洋,大西洋和印度洋所环绕。大陆四周大致在南极辐合带以内的水域被称为南大洋,又称南冰洋或南极洋,面积约3800万平方公里。南极大陆绝大部分在南极圈内。大陆周围岛屿有南设得兰群岛、南奥克尼群岛、南乔治亚岛、南桑德韦奇群岛、格斯特岛、巴勒尼群岛、罗斯福岛、瑟斯顿岛、亚历山大岛、阿德莱德岛等。大陆边缘有威德尔海、别林斯高晋海、阿蒙森海和罗斯海等。大陆海岸线长约 24000公里,其中约7500公里的岸线为陆缘冰(冰架)所占据。大陆周围每年有9个月(3~11月)被海冰封锁,成为难以接近的孤立大陆。威德尔海和别林斯高晋海间的南极半岛延伸1600公里,末端到达南纬63°,隔以970公里宽的德雷克海峡,与南美洲遥遥相望。此外,南极大陆与其他各洲相隔遥远,距澳大利亚3500公里,非洲4000公里,亚洲、欧洲、北美洲则都在1万公里以上。

地质、地形和矿藏

据已发现的动植物化石及许多地质证据推断,南极大陆原先与南美洲、非洲、印度和澳大利亚大陆相连接,成为统一的冈瓦纳大陆。大约从1.5亿年前的侏罗纪晚期开始,受海底扩张的影响,冈瓦纳大陆开始分裂成东(南极洲、印度和澳大利亚大陆)、西(南美洲和非洲大陆)两部分。随后,各大陆之间相继裂开,直到2500万年前的晚渐新世,南美洲与南极半岛分离,形成德雷克海峡,南极洲便成为地理位置孤立的大陆。大陆几乎全为巨厚冰雪所覆盖,素有“白色大陆”之称。大陆基岩面平均海拔仅410米,但冰盖平均海拔为2350米,使南极洲成为世界上平均海拔最高的洲。(见彩图)

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横贯南极山脉把南极大陆分为两部分。横贯南极山脉以东(大部分位于东半球)叫东南极洲,也叫大南极洲,面积占整个大陆的2/3。主要是由太古代和元古代的各种变质岩(以片麻岩为主)组成的地质区。地壳平均厚度约40公里。基岩地形比较平缓,上覆冰盖厚度很大。冰盖中心部分海拔4200米,由此向沿海地带缓缓倾斜,并在200~300公里宽的海岸带形成巨大的陡坡。在麦克、罗伯逊地断裂谷地中的兰伯特冰川,长400余公里,是世界上最大的冰川。横贯南极山脉以西(全部位于西半球)叫西南极洲,也称小南极洲,面积占南极大陆的1/3,依次由古生代罗斯褶皱带、中生代埃尔斯沃思褶皱带和中新生代安第斯褶皱带组成。迄今在西南极洲还没有发现前寒武纪的岩石,地壳厚度约25~30公里。西南极洲平均海拔较低,但地形起伏较大,有许多山脉突兀于冰盖之上。埃尔斯沃思山脉的文森山海拔5140米,是南极洲最高的山峰。罗斯海和威德尔海沿岸的许多山谷冰川成为罗斯冰架和龙尼冰架及菲尔希纳冰架的重要补给来源。

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横贯南极山脉属罗斯褶皱带,从罗斯海岸到威德尔海岸断续延伸3200余公里,其下部古生代沉积地层发育,并有二迭纪的厚层含煤地层。维多利亚地的干谷地区,终年少积雪,地层出露齐全,历来是地质学家研究南极大陆地质历史的窗口。干谷区多湖泊,其中赖特谷中的范达湖底60米深处,水温高达25℃,成为南极水文地质中的一个奇特现象。罗斯岛上的埃里伯斯火山(3795米)是正在活动的活火山。

由于基岩出露的范围不到南极大陆面积的5%,自然条件严酷,找矿工作十分困难,迄今为止还没有发现具有经济意义的矿床。但在非冰盖地区已发现很多矿点,矿种有几十种。已初步探知的主要矿区大体是:

(1)东南极洲地质区。以铁为主。查尔斯王子山脉的条带状铁英岩,厚达100米,延伸120公里,为世界上最大的铁矿床。铁矿平均品位35~38%。这类铁矿在沿海地区多处发现。其他有铝、铜、锡、钛、金、银、煤、云母、石墨、石英等。

(2)罗斯褶皱带。煤是最重要的矿产。南极横贯山脉中有厚500米的二迭纪砂岩,夹多层煤层(层厚几厘米至5米),分布很广。灰份含量8~20%,属于低挥发烟煤和半无烟煤。其他有铁、铅和锌矿。

(3)埃尔斯沃思褶皱带。以铬、镍、钴为主。彭萨科拉山脉的杜费克岩体厚7公里,面积3400平方公里,是世界上最大的层状基性岩浆杂岩之一(岩体伴生铬、镍、钴矿)。还有铂、铜和铁矿。

(4)安第斯褶皱带。是以铜为主的多金属矿带。在地质构造上,与南美洲西部安第斯褶皱带相似,世界著名的安第斯斑岩铜矿带很可能在南极半岛找到。除铜矿外,在南极半岛还发现钼、金、银、铬、镍、钴等。南设得兰群岛还有三迭纪~侏罗纪的煤。

(5)大陆架,特别是罗斯海、威德尔海和别林斯高晋海等陆架区,可能存在大的石油和天然气田。南极大陆架一般深度为 500米左右。白垩纪~第三纪沉积地层为主要含油地层,厚度超过3000米。1973年美国在罗斯海陆架上打的 4口钻井,其中3口有油气显示。据海湾石油公司估计,罗斯海和威德尔海的石油储藏量可能超过500亿桶,大致与阿拉斯加相当。

气候

南极大陆是世界上最冷的大陆。年平均气温为-25℃,比北极地区低20℃。1960年8月24日苏联东方站(南纬78°27′,东经106°52′,海拔3400米)测到地球上最低的气温为 -88.3℃。东南极洲高原内部的年平均气温为-55℃,1月(最暖月)和7月(最冷月)的平均气温分别为-30℃和-65℃,极端最高气温仅-15℃。南极大陆沿海地带的年平均气温约为-10~-17℃,1月和7月的平均气温为0℃左右和-20℃,极端最低和最高气温分别为-40℃和13℃。南极半岛末端,由于纬度稍低(南纬63°),气温较高,年平均气温为-5℃左右。

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世界上最干旱的大陆。海洋水汽很难进入内陆,尤其是冬季海面冰冻后,海陆水汽交换更难进行,因而降水稀少。东南极洲内陆高原的年降水(雪)量不足50毫米,与撒哈拉沙漠相当。沿海地区年降水量为200~500毫米,仅在南极半岛有时可达 900毫米。除南极半岛外,降水形式几乎全是降雪。

世界上风力最大的大陆。受极地气旋的控制,大陆沿海地带盛行东风,但是经常受到强大的下降风的影响。内陆高原的冷凝气团沿着大陆前缘冰面陡坡急速下滑,形成每秒几十米至百米的暴风。下降风的风向受沿海地形影响,常与海岸平行。风暴卷起地面积雪,形成骇人的暴风雪天气。东南极洲阿德利地区的丹尼森角被称为“暴风雪的故乡”,一年中平均风速大于17.9米/秒的日数,占64%;平均风速大于26.8米/秒的日数,占17%;只有7%的日数,平均风速小于8.9米/秒。

南极洲烈风暴雪,气候酷寒,是纬度高、海拔高等原因造成的。南极和北极相比,仅海拔高度就造成两地温差达20℃。终年冰覆雪盖,白色冰面的强烈反射作用把绝大部分辐射反射掉,也是本洲气温极低的原因。

南极洲的冰包括大陆冰盖、陆缘冰和海冰 3类。大陆冰盖面积约为1200万平方公里,平均厚度2000米,最大厚度超过4800米,体积约2450万立方公里,占世界冰量的90%和淡水的70%。如全部融化,世界洋面将升高50~70米。

大陆冰盖是一个巨大的盾形块体。其最高点偏在东南极洲(南纬81°,东经80°),海拔4200米。受冰盖本身的巨大压力和地形的影响,冰体发生变形和流动,中心部分流动较慢,东方站为1米/年,阿蒙森-斯科特站(南极点)为10米/年;边缘部分冰流速度为20~80米/年。冰川的流速可达300~500米/年。如兰伯特冰川,源头的流动速度为30~40米/年,中段为250~400米/年,注入艾默里冰架后,其前缘可达1200米/年。

10米深处的冰温基本不变,与年平均气温一致。往深处,冰温逐渐升高,到接近基岩的地方受地热的影响,冰温升高到-2~-3℃。

大陆冰盖由东南极洲和西南极洲两个冰盖组成,其形成时代可能始于2600万年前的晚渐新世,大约到500万年前,冰盖增长到接近现在的体积。目前的南极大陆冰盖是第四纪冰期的遗留。据降落在冰面上的陨石年龄推测,现代南极冰盖至少已延续了70万年。最近1万年以来,南极冰盖在退缩。

陆缘冰为南极大陆沿海所特有,均分布在南极圈以内的海湾,主要由大陆冰川(冰原)和降雪补给,形成大大小小的冰架。主要有罗斯冰架、龙尼冰架、菲尔希纳冰架、拉森冰架和艾默里冰架等。其面积约占南极冰盖的10%。罗斯冰架面积最大,约53万平方公里,其前缘厚200米,后缘厚700米。受大陆冰川的推压,冰架迅速向前移动,其前缘移动速度可达1000~1200米/年。由于海水的融蚀和从冰架前缘不断分离出冰山,使冰架的位置保持相对稳定。南大洋上漂浮的大约22万个冰山中的84%是从冰架前缘分离出来的。冰山是一种巨大的淡水资源,许多干旱区国家正在研究利用它们。

南极大陆周围海冰覆盖面积变化很大。8~9月,封冰世界可达南纬60°,甚至南纬55°,其时覆盖面积达2260万平方公里,接近大陆冰盖面积的2倍。2~3月,海冰覆盖面积减少到1/6(约350万平方公里)。海冰厚度从大陆沿海的2~2.5米,向北减少到0.5~1米。南大洋的海冰除了影响南极洲的气候外,还严重阻碍航运。

南极的海豹 生物

由于气候严酷,缺乏土层和养料,除南极半岛发现有4种显花植物(禾本科3种,石竹科1种)外,其他地方没有高等植物,只有地衣、苔藓和藻类等低等植物。地衣约有400种,苔藓75种,藻类360多种。南极大陆也没有高等动物,大约44种昆虫主要分布于南极半岛。

南极洲沿海数量较多的鸟类和海豹都是海洋动物。它们以捕食海洋生物为主,除帝企鹅外,只有在夏季才到南极大陆沿海地区繁殖和活动。在南极辐合带以南繁殖后代的鸟类,有企鹅、海鸥、海燕和信天翁等41种。其中阿德雷企鹅数量最多,群体常有数万,以至25万只。体重40~45千克的帝企鹅终年在南极沿海生活,并在5~7月间的寒冬繁育后代,是南极生物的代表。

南大洋的海豹、鲸和鱼类资源丰富,在19世纪初和20世纪40年代前,海豹和鲸资源遭到严重破坏,最近几十年已被列为保护动物。但是,捕鲸活动并没有停止,须鲸类的年捕获量仍在150~170万吨之间,以致须鲸量只及最初的1/7。

磷虾是南大洋中各种鸟、兽,尤其是鲸赖以生存的基础,是海洋生物链中重要的环节。磷虾是一种甲壳类浮游动物,身长5厘米,富含蛋白质,估计总量达10亿吨,是人类潜在的食品来源之一。苏联和日本等国已开始商业性试捕,年捕获量在20~30万吨,今后将被大规模开发。

发展简史

南极大陆是最后一个被发现的大陆。1772~1776年,英国船长詹姆斯·库克的环南极航行是寻找本洲的第一次尝试。1820年前后,美国、英国的海豹捕猎船队和俄国别林斯高晋探险队对南极大陆的发现,当时并没有引起重视。1838~1843年,法国、美国和英国3 支探险队调查南磁极的探险和1899~1900年博赫格列文克率领的 9人英国探险队在维多利亚地第一次越冬考察,使科学研究的地位日趋重要。挪威阿蒙森探险队和英国斯科特探险队分别于1911年12月4日和1912年1月18日登临南极点。1929年,美国海军航空兵中校理查德·伯德飞越南极成功。1957—1958年国际地球物理年的巨大成功,开创了国际合作的南极科学考察新时代,并促成了南极研究科学委员会的成立(1958)和南极条约的签订。1959年12月1日,12个国家在美国签订《南极条约》(1961年生效)。条约主要内容是:南极洲仅用于和平目的,保证在南极地区进行科学考察的自由,促进科学考察中的国际合作,禁止在南极地区进行一切具有军事性质的活动及核爆炸和处理放射废物,冻结对南极的领土要求等。至1985年,已有31个国家加入《南极条约》。南极条约协约国现在有18个:阿根廷、澳大利亚、巴西、比利时、智利、中国、联邦德国、法国、印度、日本、波兰、新西兰、挪威、南非、乌拉圭、苏联、英国和美国。

南极大陆是目前世界上唯一没有定居人口的大陆。有16个国家在南极大陆和沿海岛屿上建立了40个常年科学考察站,每年参加越冬的科技人员不到750人,夏季考察队员也不过2000~3000人。此外,乘船或飞机到南极半岛和罗斯岛(麦克默多站)旅游的人数也有几百人至千人。

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1980年开始,中国开始连续派遣科学考察人员参加澳大利亚、新西兰、智利、阿根廷等国的南极考察队进行夏季和越冬考察。1984年12月26日,中国南极考察队首次抵达本洲南设得兰群岛的乔治岛,并于1985年2月15日,在该岛西南部的菲尔德斯半岛建成中国南极长城站(南纬62°13′、西经58°58′),为人类和平利用南极做出贡献。(见彩图)

乔治岛民防湾畔的中国南极长城站

南极洲迄今还是一个没有被开发的地区。除了少量的渔业(捕鱼、鲸和磷虾)外,主要还限于科学考察活动。科学研究的成果和技术的发展提供了人类开发本洲的巨大潜在资源的可能性。

参考文章