高聳的白色山脈、巨大的冰蓋、冰山、成群結(jié)隊(duì)的企鵝……這是很多人對南極的第一印象。也有人會好奇,這片神秘的冰雪大陸為何不下雪?由于南極日照時(shí)間和強(qiáng)度不足,導(dǎo)致氣溫低、空氣干燥,因此很難有濕熱的水汽上升形成雨雪。
你對南極的第一印象是什么?高聳的白色山脈?巨大的冰蓋、冰山?還是成群結(jié)隊(duì)的企鵝?這片神秘的冰雪大陸都有哪些秘密?
南極大陸年平均氣溫零下28℃左右,最低溫度紀(jì)錄只有零下89.2℃。
很多人認(rèn)為南極大陸冰雪資源豐富,所以降水量也一定很大,其實(shí)南極是降水量極少的地區(qū)。相關(guān)數(shù)據(jù)表明,南極洲平均年降水量僅為55 毫米,南極最干旱的地區(qū)在昆侖站附近,年平均降水量約為21 毫米。
為何南極的降水量如此少?一方面,南極受極地高壓控制,盛行下沉氣流,不易形成降水,所以降水量少。另一方面,由于南極日照時(shí)間和強(qiáng)度不足,加上南極冰雪反照率較高,因此并不會吸收太多的太陽熱量,所以南極氣溫非常低,空氣也十分干燥,導(dǎo)致很難有濕熱的水汽上升形成雨雪。
在南極考察隊(duì)中流傳著這樣一句話:“南極的冷不一定能凍死人,但南極的風(fēng)能殺人?!蹦蠘O是世界上風(fēng)力最大的地區(qū),有些地方每年平均8 級以上的大風(fēng)有300 多天,年平均風(fēng)速19.4 米/秒,被稱為地球的“風(fēng)極”。澳大利亞莫森站曾觀測到的最大風(fēng)速為82 米/秒,法國迪爾維爾站曾觀測到風(fēng)速達(dá)100 米/秒的颶風(fēng)。
南極的風(fēng)之所以如此強(qiáng)勁,原因在于南極大陸特別是南極冰蓋中心區(qū)域表面溫度低,附近的空氣迅速被冷卻收縮而變重,密度增大。南極地形又以高原為主,中間高、四周低、斜坡多,變重了的冷空氣從內(nèi)陸高處沿斜面急劇下滑,到了海岸地帶,因地勢驟然下降,使冷氣流下滑的速度加大,因此形成了強(qiáng)勁的、速度極快的下降風(fēng)。
冰芯是人類在冰蓋上鉆孔獲得的連續(xù)冰層。冰芯就像樹木的年輪,人類可以通過冰芯破解周圍區(qū)域甚至全球氣候和環(huán)境變化的秘密。例如,冰芯中記錄的冰雪累計(jì)量,可以反映降水變化。冰芯中的塵埃含量、氣泡等,可以反映當(dāng)時(shí)的大氣環(huán)境。冰芯中水穩(wěn)定同位素的比率可以反映溫度的高低。南極內(nèi)陸降水少,冰雪累積速度慢,數(shù)千米厚的冰蓋記錄了百萬年時(shí)間尺度的地球氣候變化信息。因此,南極內(nèi)陸的冰芯被稱為地球古氣候的“年輪”,目前科學(xué)家已獲取具有83 萬年歷史的冰芯。
你是不是從沒想過在冰天雪地的南極還能吃上新鮮的蔬菜?現(xiàn)在中國科考站可以實(shí)現(xiàn)。中國科考站的研究人員把種菜當(dāng)成“副業(yè)”,借助LED 植物照明、嵌入式溫室控制系統(tǒng)等技術(shù),把新鮮蔬菜瓜果從溫室搬上餐桌,讓中國的科考工作者們實(shí)現(xiàn)了“蔬菜自由”。
按照板塊漂移學(xué)說,北極圈并非是一塊獨(dú)立的大陸,許多大陸板塊都在北極圈內(nèi)。在地球歷史上的冰期,巨大的冰面也將北冰洋和陸地連接在一起。一些生活在北半球高緯度地區(qū)皮毛厚、能夠抵御北極嚴(yán)寒的熊適應(yīng)了這種自然條件,在冰面和陸地間生活,便成了如今的北極熊。
與北極截然不同,如今的南極是一塊單獨(dú)的大陸。根據(jù)板塊漂移學(xué)說,以前的南極大陸原本是與多個(gè)大陸板塊銜接在一起,受到地球內(nèi)部驅(qū)動(dòng)力,最終分崩離析瓦解成了現(xiàn)在的孤立的大陸。當(dāng)時(shí)的南半球幾乎沒有熊,而且熊也不擅長游泳,難以跨越大洋,所以南極一直就沒有熊這個(gè)物種的存在,也就不可能進(jìn)化出“南極熊”。
截至2021 年3 月,在南極洲發(fā)現(xiàn)的隕石占全球隕石總數(shù)的六成以上。從概率上來講,隕石墜落到地球上各處的概率是一致的,為什么在南極隕石這么“富?!蹦??
首先是氣候決定的,南極具有低溫、干燥的氣候特點(diǎn),墜落在南極冰蓋的隕石被封存于冰層中,避免了液態(tài)水對隕石的侵蝕和污染,為隕石長期保存提供了重要的條件。其次是地質(zhì)影響,南極冰蓋中央厚,四周薄冰在重力作用下向四周流動(dòng),根據(jù)冰流的運(yùn)動(dòng)方向可以劃分出冰流域,隕石隨著冰流向南極四周的海洋運(yùn)動(dòng)。一旦隕石遇到山脈的阻擋,冰流速減緩、匯集后發(fā)生消融,隕石就被富集在了南極的山脈周圍。因此,南極四周的山脈所在地都是潛在的隕石富集區(qū)。最后是“環(huán)境色”,深色的隕石和藍(lán)白色冰蓋對比度高,當(dāng)然就很容易辨別了。