胡 楠,杨 杰
(长安大学地球科学与资源学院,陕西 西安 710064)
南极洲包括南极大陆及其周围岛屿,总面积约1 400万km2,其中大陆面积为1 239万km2,岛屿面积约7.6万km2,海岸线长达2.47万km。南极洲另有约158.2万km2的冰架。南极洲的面积占地球陆地总面积的1/10,相当于一个半中国大。
18世纪起,探险家们纷纷南下去寻找传说中的南方大陆。1772~1775年英国库克船长历时3年8个月,航行97 000 km、环南极航行一周,几次进入极圈,但他最终未发现陆地。
1819年沙俄派别林斯高晋率东方号与和平号两船,历时两年零 21 天分别在南纬 69°53′、西经 82°19′和南纬 68°43′、西经 73°10′发现了两个岛。1823年2月英国人威德尔南下到南纬74°15′,创造了当时南下的最高纬度。1837年9月~1840年11月法国迪尔维尔曾力图超过威德尔创造高纬度纪录未成,但他以夫人的名字命名他于1840年1月19日发现的岛屿为阿德雷地,并命名其沿海水域为迪尔维尔海,后人还以其夫人的名字命名了一种企鹅,即阿德雷企鹅。随后,英国的罗斯于1841年驶入后来以他的名字命名的罗斯湾,但他为冰障所阻无法到达他预测的南磁极――南纬 75°30′、东经 154°。1908年英国的沙克尔顿挺进到南纬88°23′,离南极点仅差180 km,但由于食品耗尽而折回。1909年莫森、戴维斯和麦凯首次到达当时为南纬 72°24′,东经 155°18′的南磁极。1911年12月14日和1912年1月17日挪威的阿蒙森和英国的斯科特率领的探险队先后到达南极点。
由于海拔高,空气稀薄,再加上冰雪表面对太阳辐射的反射等,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 ℃。南极大陆的年平均气温为-25 ℃。南极沿海地区的年平均温度为-17~-20 ℃左右;而内陆地区为年平均温度则为-40~50 ℃;东南极高原地区最为寒冷,年平均气温低达-57 ℃。到现在为止,地球上观测到的最低气温为摄氏-89.6 ℃,这是1983年7月俄罗斯在南极设立的“东方”站记录到的,在这样的低温下,普通的钢铁会变得像玻璃一般脆;如果把一杯水泼向空中,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,阳光的入射角越小,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%~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。
南极地区的矿产资源极为丰富。据已查明的资源分布来看,煤、铁和石油的储量为世界第一,其它的矿产资源还正在勘测过程中。在南极地区,可望发现更多更丰富的矿产资源,为人类利用这些资源提出科学依据。
南极大陆二叠纪煤层主要分布于南极洲的冰盖下面,储量约为5 000亿t。
铁矿是南极最富有的矿产资源之一。在南极大陆,主要分布在东南极洲。据科学家们勘测,在查尔斯王子山脉南部的地层内,在晚太古至元古代,有一条厚度达400 m,长120~180 km,宽5~10 km的条带状富磁铁矿岩层,矿石平均品位达32%~58%,是具有工业开采价值的富铁矿床,初步估算其蕴藏量可供全世界开发利用200年,是当今世界最大的富铁矿藏。有趣的是,如果沿着南极洲查尔斯王子山脉所在的经度范围(北纬60度至北纬70度)一直如同被往北走,几乎在相同经度差不多对称的北极地区,又是一片世界级大铁矿地区。
南极大陆未来的开发利用,已经为世界各国关注。各种瓜分南极的主张和借口应运而生。其目的主要在于夺取南极大陆丰富的资源——尤其是能源。各国政府耗资巨大地支持南极探险和考察,其重要目的之一就在于跻身南极,为未来着眼。
由于中国南极长城站、中山站都在南极大陆边缘地区,25年来,中国南极考察也大都在这些区域展开。内陆昆仑站的建成,将实现中国南极考察从南极大陆边缘地区向南极大陆腹地的历史性跨越。
为了在南极内陆建站,从1996年至2008年,中国南极考察工作者锲而不舍地进行了6次南极内陆考察。2005年1月18日,中国第21次南极考察冰盖队在人类历史上首次成功到达了南极内陆冰盖的最高点——冰穹A地区,为中国在南极内陆建站奠定了坚实的基础;2008年1月12日,中国第24次南极考察冰盖队再次成功登顶,为内陆站建设开展选址工作。
据悉,昆仑站建成后,中国将有计划、有步骤地对南极内陆地区开展科学考察。其中包括开展冰川深冰芯科学钻探计划、冰下山脉钻探、天文和地磁观测、卫星遥感数据接收、人体医学研究和医疗保障等诸多内容。
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[3]张青松,王勇.中国南极考察28年来的进展[J].自然杂志,2008(05).