劉 劍
據(jù)科學(xué)家估計(jì),在地球上的南極和北極海洋上,常年不化的海冰大約有1000萬(wàn)平方公里。這還不包括極地大陸上的冰蓋呢!
北極海冰的核心部分是極地冰叢區(qū)域。它是千萬(wàn)年來(lái)集結(jié)的冰群,常年不化,在平坦地方的厚度為3~4米,而在多冰群地區(qū)則厚達(dá)20~25米以上。南極大陸的98%常年為冰雪覆蓋著,冰蓋平均厚度1-2千米,體積有2850萬(wàn)立方公里。而周?chē)S蛏系暮1?,在冬季,結(jié)冰區(qū)可達(dá)2000多萬(wàn)平方公里,夏季結(jié)冰區(qū)縮小,最小面積時(shí)約為350萬(wàn)平方公里。海冰的厚度僅為1-2米,堆積的冰叢也不過(guò)2~3米厚,比北極海冰要薄得多。
冰川、冰架和冰山
極地海冰的來(lái)源有二:一是海水凍結(jié)成的冰,另一種是從極地大陸冰川外流的陸緣冰。
在南極大陸和北極的格陵蘭,長(zhǎng)年累月降雪積壓形成的冰蓋即所謂大陸冰川。由于陸地地形向沿海傾斜,大陸冰川在重力作用下便緩緩向外滑動(dòng),當(dāng)它流到海岸時(shí),便向海上延伸成為陸緣冰。
這種陸緣冰有幾十米到幾百米厚不等,這些陸緣冰在風(fēng)、流、浪及熱的作用下,一旦發(fā)生斷裂,便形成在海上漂泊的冰山。冰山的大小不一,形狀各異。有人稱(chēng)大面積的臺(tái)狀冰山為“冰島”。
冰山在向低緯區(qū)移動(dòng)過(guò)程中,由于溫度升高而慢慢融化。據(jù)研究,在大洋上漂流的冰山平均壽命約為四年,但南極冰山的壽命要比北極的長(zhǎng)一些,有些南極大冰山壽命甚至長(zhǎng)達(dá)十幾年。
海冰與人類(lèi)的關(guān)系
長(zhǎng)期以來(lái),人們從直觀感覺(jué)上總認(rèn)為海冰帶來(lái)寒冷和危險(xiǎn),對(duì)它沒(méi)有好感。事實(shí)上,如果地球上沒(méi)有這么多冰雪,我們就不會(huì)有這種宜人的氣候條件。
兩極地區(qū)是地球上的兩大冷源,無(wú)論是大氣還是海洋,都在那里冷卻,再流回到它原來(lái)的地方去,構(gòu)成了大氣和海洋的大循環(huán)。這種大氣和海洋大循環(huán)的存在,是維持全球適宜氣候的基本條件之一。
如果兩極區(qū)域的冰雪世界遭到破壞,冷源就會(huì)減弱,地球上熱量平衡就會(huì)發(fā)生大變化,從而引起地球環(huán)境的一系列連鎖反應(yīng),造成不堪設(shè)想的惡果。小而言之,海冰的存在對(duì)海洋也有甚大的影響。
海冰加強(qiáng)了海洋水層的上下對(duì)流,能把上層的溶解氧帶到深層,直至海底;而海底沃泥也會(huì)因?qū)α鞅粠У胶Q笊蠈?。因此,有海冰的海區(qū),往往海水肥沃,藻類(lèi)生長(zhǎng)茂盛,生物大量繁殖。形成良好的漁場(chǎng)。例如南極沿海,由于海冰存在,魚(yú)類(lèi)豐富,成為舉世矚目的新漁場(chǎng)。
海冰還是一種有益的資源。隨著工農(nóng)生產(chǎn)的發(fā)展和人類(lèi)生活的需要,世界上許多國(guó)家已感到水源日益緊張;尤其是那些地處干旱和沙漠地帶國(guó)家。水荒已成為嚴(yán)重的社會(huì)問(wèn)題。因此,海冰作為一種豐富的淡水資源而開(kāi)發(fā)利用,已經(jīng)提到議事日程上。
沙特阿拉伯、科威特、智利、澳大利亞、美國(guó)等,正在研究利用冰山的淡水作為工農(nóng)業(yè)用水以至飲用水,并且已經(jīng)提出了若干拖運(yùn)冰山的技術(shù)方案。
其中比較可行的方案是,用大幅白色塑料布把冰山蓋上,減少陽(yáng)光照射,使冰山融化更慢,同時(shí)用幾艘船把冰山順流拖運(yùn)到岸邊,讓冰山在沿岸自然融解,然后用水泵把冰水抽上岸使用。目前,智利、澳大利亞、沙特和美國(guó)正在做試驗(yàn)。
此外,極地冰雪在科學(xué)上有重大研究?jī)r(jià)值。南極大陸冰川和北極格陵蘭冰川是千萬(wàn)年積雪形成的,它是地球氣候變遷的見(jiàn)證人。大家知道,雪的水分子中含有極少量的氘原子和氧18,這些元素的密度和當(dāng)時(shí)的氣候條件,特別是年平均氣溫有關(guān)。因此,只要分析千萬(wàn)年來(lái)相繼堆積起來(lái)的冰層,就可以推知兩極地區(qū)的氣候史。
另外,冬、夏形成的冰層特性不同,可以通過(guò)研究冰層的季節(jié)變化,推算出冰層的年代。因?yàn)殡拿芏茸兓€與太陽(yáng)輻射現(xiàn)象有關(guān),由此可以研究太陽(yáng)活動(dòng)規(guī)律。
總而言之,人類(lèi)對(duì)海冰的研究和應(yīng)用價(jià)值的認(rèn)識(shí),還在不斷深入,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,海冰的資源和知識(shí)將會(huì)更好地為人類(lèi)服務(wù)。