二、自然地理特征

自从人类发现了冰雪覆盖的南极洲,经过不断的科学考察,逐步认识到这里是一片白茫茫的冰雪世界,地势最高峻,气候最严寒,风暴最猛烈,景色最单调。这里有巨大的冰川、皑皑的积雪、连绵的山脉、神奇的“绿洲”、绚丽的极光、半年不落的太阳、独特的动植物和在周围水域有无数浮冰群及高大的冰山。总之,南极洲的自然界非常独特。由于发现得最晚,人类活动影响不大,所以,它是目前世界上唯一保存真正“自然面貌”的大洲。

(一)冰原大陆

南极洲平均海拔2350m,是世界上平均海拔最高的一洲。深厚的冰雪几乎盖满了整个大陆,露岩地带很少。假如剥去上层冰雪,南极大陆基岩的平均海拔高度仅410m。南极大陆的冰川厚度,若把陆缘冰也计算在内,平均为1720m,最厚的地方超过4000m。绝大部分冰层分布在东南极洲,西南极洲的冰层只占冰层总体积的16%(表10-1)。

 

南极大陆冰的体积超过24×106km3,占世界冰总体积的90%,成为世界上最大的天然冰库。据估算,若把今日南极洲的冰全部融化,全世界海面将上升50—70m。

南极冰原大体呈中间高边缘低的盾形,故冰从大陆中部缓慢外流,一般年平均外流几米至几十米。冰流在大陆边缘地带,形成冰岸;或倾泻入海,结成广阔的陆缘冰和高大的冰障。近年查知,南极洲的陆缘冰有300多个,大于3×104km2的陆缘冰有10个。罗斯陆缘冰面积最大,约53×104km2,在冰原临海的前缘形成壁立的罗斯冰障,长度有950km,平均高出海面50m。南极大陆周围,有10多座冰障。菲尔希内尔陆缘冰面积约43×104km2

南极洲无冰雪覆盖的地方可称“绿洲”。绿洲是比较温暖的地方,也是动植物生存的主要场所。麦克默多绿洲(McMurdo)位于维多利亚地南部山脉中,是南极洲最大的绿洲。目前关于绿洲的成因还在研究中。有的认为与火山有关,有的认为与冰川总后退、太阳辐射、岩石颜色有关。

南极洲大陆冰川下面的基岩,有人称之为“岩石南极洲”,面积约1248×104km2,远小于“冰雪南极洲”。从地质构造上看,基岩可分成三部分。

1.东南极洲  东南极洲的基岩古老,属古陆台区。它的边缘地带是前寒武纪基底出露地表的地盾区,由花岗岩、片麻岩、结晶片岩组成;西部是地台区,在古老的基底上沉积有很厚的盖层,除寒武纪的海相沉积层外,还有古生代和中生代的陆相沉积层,其间往往夹有煤层。近年来,科学家们在南极洲发现了许多动植物化石,有人推断,南极洲是冈瓦纳古陆的一部分。东南极洲冰下基岩有3/4的面积在海平面以上,平均海拔高度为530m,是冰雪覆盖的高原区(表10-2)。

2.西南极洲  西南极洲属新生代褶皱区,由古生代、中生代、新生代的沉积岩系和岩浆岩系组成。

在第三纪末期,沿断裂线喷出的玄武岩在构造中起很大作用。西南极洲的褶皱山与南美洲的安第斯山之间,有一条海底山脉。

西南极洲冰下基岩平均海拔—140m,除个别高峰屹立在冰原之上,形成切割地形外,2/3以上的基岩位于海平面以下,是冰封的群岛区。南极半岛上的文森山(Vinson Massif)海拔5140m,是南极洲的最高点。

⒊中南极洲  在构造上,中南极洲是大型拗陷带,威德尔海和罗斯海实际上是沿地壳破裂面下沉的部分。有资料说明,拗陷带上的冰成海洋沉积物,是更新世沉积的。可以认为,拗陷带的形成年代不会晚于更新世初期。拗陷带的大部分基岩位于海平面以下。

在中、东南极洲之间,绵亘着一系列由断层山脉组成的巨大地垒,它包括科茨地海岸、毛德山脉和维多利亚地断块山等。沿断层线下降部分,地壳不稳定,有许多火山分布,其中最著名的是罗斯岛上的埃里伯斯活火山,形成于新生代,海拔高3794m,现在仍不断活动。

(二)气候酷寒

南极洲以冰原气候占绝对优势,是地球上酷寒的地区。一年之中没有春夏秋冬之分,仅有暖、寒季的区别。暖季(11—3月),沿岸地带平均温度很少超过0℃,内陆地区平均温度为-20—-35℃;寒季(4—10月),沿岸地带为-20—-30℃,内陆地区为-40—-70℃。1967年初,挪威在极点附近记录到-94.5℃的低温。据估计,东南极洲上可能存在-95—-100℃的绝对低温。

南极洲之所以酷寒,主要是由于它所处纬度高、地势高、大陆终年被冰雪覆盖等原因造成的。南极洲绝大部分位于南极圈以内,那里暖季虽有几个月全是白天,但太阳高度角小,所获热量极少。冷季有很长时间沉没在漫长的黑夜里,根本见不到阳光。与同纬度的北极区相比,南极区暖季,地球位于近日点,据计算,南极区所获热量比北极区暖季多7%。但是,事实上南极区比北极区冷得多。这是因为北极区是海洋,南极区是陆地,二者热容量不同,造成南极区冷季地表强烈辐射,气温急剧下降。这也是气候酷寒的一个原因(表10-3)。

南极洲终年被冰雪覆盖,冰雪具有反射阳光的强烈作用。据观测,在漫长的极昼中,南极大陆上空辐射总量接近赤道,但有75—90%的辐射被反射,冰原大陆的辐射平衡值是负的,辐射平衡0°等值线和暖季海冰边缘的位置是一致的。由于冰雪反射,损失热量近20~25cal/cm2·a。

40°—60°S持续的西风环流对南极区的气候有极大影响,它在南极区周围造成一种特殊的“风壁”。这种“风壁”阻碍热带地区暖气流进入南极洲,也是造成该地气候酷寒的原因之一。

南极洲还是地球上风力最大和风暴最多的地区。由于南极大陆终年酷寒,形成一个强大的高压区,大陆外围是副极地低压带,因而风常从大陆吹向海洋,风速很大,一般风速达17—18m/s,有些地方甚至超过70m。维多利亚谷口阵风风速达90m/s,法国的一个南极观测站还记录到100m/s的风速,这是迄今全球观测到的最大风速。所以南极地区又有“风极”之称。冬季风暴较多,每次长达6—8天,狂风挟带着粒雪和冰屑,破坏作用很大。

南极洲降水稀少,年平均降水量为55mm,居各大陆之末。南极半岛降水可多达600mm,大陆边缘地区年平均降水量可达500mm左右,但绝大部分地区年降水不足250mm。降水形式主要为固态降水。降水稀少的主要原因是:南极洲地势高耸,常年为冷高压控制;沿海地区有巨大冰障的阻挡,又加以40°—60°S间盛行西风形成的“风壁”,使暖湿空气难以进入南极大陆内部。

在漫长的极夜里,有绚丽的极光出现,一般呈带状、弧状、幕状或放射状,称“南极光”。这是极地区壮丽的奇观。

南极大陆一般没有河流。仅在冰川下部有些流入海洋的水流。沿大陆边缘在暖季可以见到一些静水体。在大陆的“绿洲”上有一些咸水或淡水湖泊,一般为内陆湖泊。

(三)生物贫乏

科学家们认为,南极洲在中生代时,气候温暖湿润,植物相当繁茂,成为植物区系的中心。大约在5500×104a以前,南极洲的地理位置发生变化,气候变冷,逐渐形成了大陆冰川。

大陆冰川迫使植物北迁,仅非木质的植物仍然生长在亚南极地区。

由于现代自然条件严酷(酷寒的气候,巨大的冰川,漫长的黑夜,营养物质缺乏,又没有土壤)致使南极洲陆生生物贫乏,这里大部分区域是没有生物的极地荒漠。

南极大陆约有800多种植物,主要是地衣、苔藓和淡水藻类。地衣约350种,苔藓近100种。它们对生存条件要求不高,适应性强,所以分布较广,向南可伸到84°—86°S。淡水藻类分布在暖季冰雪融化的水洼里。此外,在雪面也生长有藻类,雪有红色、黄色和绿色就是因为藻类在里面繁殖。最常见的是蓝藻和绿藻,微小的绿藻集聚生长,呈现一片绿色,远望好象一片草场。

南极大陆的植物属低等植物,靠孢子繁殖。亚南极以种子植物为主。南极半岛上有10种矮小的显花植物,主要是禾本科和石竹科的植物。在大陆周围岛屿上植物较多一些,约有20种以上的显花植物。

大陆上植物贫乏,动物也很稀少。这里没有陆上哺乳动物,只有一些软体虫,低等甲壳动物和无翼昆虫。昆虫无翼说明该区经常刮大风,昆虫无力在大风中飞行。岛屿上有若干种甲虫、蜘蛛和不能飞的蝴蝶。

陆上的鸟类也很少,除了栖息在岸边的海鸟外,盒鼻鸟是南极区特有鸟类。因为嘴上长着一个角瘤,好象盒子,遮盖着鼻孔,才取名为盒鼻鸟,因羽毛色白,又叫白千鸟。

(四)资源丰富

东南极洲是冈瓦纳古陆的一部分,与南部非洲、澳大利亚、南美巴西的地层结构类似,推断在东南极洲可以发现冈瓦纳古陆所特有的矿藏,如金、铁、铀等。西南极洲属新褶皱区,地质构造与南美洲安第斯山脉相连,已发现了锰、铜、铅等矿。随着各国的考察勘探,不断发现新矿藏,迄今为止,已发现有金、铜、钼、铁、镍、钴、铀、铅、煤、石油、天然气等220多种矿藏。如东南极洲的维多利亚地有大型煤田,它的质地可与澳大利亚的二叠系煤层比美。煤田面积25×104km2。据估计,南极洲煤蕴藏量约有5×1011t。查尔斯王子(Prince Charles)山脉(面向印度洋)有世界最大的铁矿山,绵延120km,矿层厚100m,属磁铁矿,含铁量30—38%,据估计,可供全世界消费200年。维多利亚地南部有金、银和石墨矿。

西南极洲矿藏也很丰富。南设得兰群岛和南乔治亚岛有优质褐煤,南极半岛中央部分有锰与铜,沿海的阿斯普兰岛有镍、钴、铬等矿。南桑德韦奇群岛和罗斯岛有储量丰富的硫磺。1973年在罗斯海、威德尔海和别林斯高晋海的大陆架发现的石油,储量至少有15×109桶。整个西南极洲石油储量估计有45×109桶,天然气约32×1010m3

地球上淡水总量的90%以永久冰的形式存在于南极,每年从南冰洋以冰山形式向各大洋漂流1000km3以上的淡水,这是人类改造沙漠和防止干旱的重要淡水资源。

南极大陆沿海岸栖动物及海中动物很多,有海豹、海象、鲸、企鹅、海燕、海鸥和信天翁,浮游生物繁多,鲸类和磷虾已成为重要捕捞对象。

南极大陆已经有了不少游览胜地,人们还设想把南极建成一个“世界公园”,银装素裹的南极大陆以其无比绚丽、壮观、奇特的自然景观为人类提供了得天独厚的旅游资源。

现在,南极大陆尚处在开发初期,但它的丰富的自然资源日益引起注意。各国先后派出考察队、探险队,迄今已建立了几十个科学考察基地和一些临时营地,我国也开始了对南极洲的考察。1985年,我国在南极洲南设得兰群岛的乔治岛上,设立了常年科学考察站——长城站。开发南极丰富的矿产资源问题也提到议事日程上来了,但开发南极不是很容易的,各国意见不一致,自然条件非常严酷,经济技术上还有困难,等等。可以预料,开发南极大陆,使其服务于人类的时代已经为期不远了。