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南极点滴

2008-12-01 15:20:00 来源:书摘 □ 刘书燕 陈立奇 编著  我有话说

冰的一生

挪威、英国、瑞典三国联合于1949~1952年在毛德皇后地连续两年越冬,进行了内陆冰厚的测量。测量冰厚前,他们认为南极大陆冰的冰厚只有数百米左右。而三国联

合队在南极内陆发现了海拔高2400m,冰厚达2000m的地区,2000m的冰厚着实让人们大吃一惊。测得结果如下:东南极的中心地区冰的表面高程超过4000m,冰厚达3000m,威尔克斯地冰厚超过4000m。东南极的平均高程2500m,冰厚1980m。西南极分别为1290m和1440m。整个南极大陆高程2300m,冰厚1890m。

南极大陆的降雪量最终成为冰的累积,冰的累积量根据地区和年份的不同而不同。内陆地区1~2cm到10cm,沿岸地区10~20cm,大体上是稳定的。

南极点附近的冰厚是2700m,冰的年累积估计是5~9cm。假定每年以7cm同样比例的冰累积,基岩上的冰估计是4万年前降下的雪。

美国的帕默站,从雪表面到底部2164m的打钻取得冰芯,底部冰是7.5万年前那个时代的雪。南极大陆的基岩附近的冰是从数万年前到10万年前古时候降的雪。而且这个古代冰从大陆的中央向沿岸移动。移动的速度根据地点不同有很大的变化。内陆地区一年从数米到数十米非常缓慢地移动。在沿岸速度快达数百米,移动快的冰川年间可达1~2km。

从海岸向海里跨出的大陆冰形成冰架,受到重力、潮汐和海流作用断裂成冰山,浮流入海,也有的地方的冰川向海里扩张不形成冰架而马上断裂成冰山。

从内陆到海岸有1000km。即使平均一年移动1OOm,内陆降的雪变成冰山的时间也超过l万年,故南极冰山又称为万年冰。冰山的平均寿命是12~14年。从变成冰山到消失的时间与它以前的历史相比实在是太短了。

南极海的食物链

地球上,小到病菌、细菌等微观生物,大到须鲸等大型哺乳动物,所有生物生长都要依靠太阳能,但只有植物能把太阳能储存,动物生长所必要的能是从植物中取得的。动物嚼食植物摄取能量,这就是自然界的食物链关系。

第一个储存太阳能的是硅藻等浮游植物,它依靠海洋中丰富的营养盐和强的太阳辐射能进行繁殖,通过光合作用把太阳能储存在藻类中,这是依靠太阳能进行的第一次生产。夏季日照达24小时的南极海,可以说是世界中最富有生产力的海洋。

在这里生长着浮游植物,而草食浮游动物捕食浮游植物,在草食的浮游动物中也包括有磷虾。这个阶段也是被储存太阳能的第一次消费。接着,肉食性的浮游动物捕食草食性的浮游动物。磷虾及其伙伴是这种浮游动物,是第二次消费者。鲸、食蟹海豹、企鹅、鱼类食取第二次消费者磷虾,这就到了第三次消费者的阶段,肉食动物互相残杀也开始了。

作为南极海食物链的终端是豹海豹、鱼。太阳能就是这样一个链一个链地往下传递。

生物死去,尸体沉入海底,被那里的细菌分解。残体的养分,也就是太阳能被储存在细菌中。细菌回到海面,再进行光合作用。

人类食取鲸和鱼是第四消费者。这就意味着和豹海豹是同处一个链级,但近来人类也成为吃磷虾的第三次消费者,有时也成为第二次消费者。

为什么南极陨石那么多

南极陨石是在南极发现的陨石总称。1969年在大和山脉南侧广阔的蓝冰地区,日本南极观测队发现了9块陨石,4年后又发现了12块陨石。

日本南极观测队发现陨石之前,在南极只发现了4块陨石,此时正是美国阿波罗计划探测月球实施阶段,对宇宙的兴趣正在增长的时候。因陨石是从地球外飞来的物质,它含有有关其他天体和宇宙间的重要信息。

继两次发现陨石,日本队在大和山脉调查地质的同时进行了陨石探测,又成功地采集了970块陨石。

根据日本队发现的陨石,美国得到了启发,也决定在南极探查陨石。从1979年以来的3年间以麦克默多站为根据地,实施了日美联合陨石调查计划,成功地发现了586块陨石。其后,美国独自继续进行探查。从1980年开始,日本从大和山脉向别尔吉卡山脉扩展,采集了多达3000块陨石,成为世界陨石保存国。现拥有13000多块南极陨石。

降落到地球上的陨石以一天一块的比例,一年也有300多块,但一般见不到那样多的数量。那么,为什么在南极能发现如此多的陨石呢?

据统计,每日落到地球上的陨石包括微小尺寸的宇宙尘有100~1000吨,但是,这些陨石落到哪里,哪里多哪里少还没有人能说得清楚。

在南极以外的地方发现陨石,经常是那里有人居住,人们偶然目击落下的陨石。而落到旷野的陨石,随着洪水暴雨进入溪河,最后汇入大海。

南极被大量发现的陨石被认为是富集而来的。

南极被称为是冰的大陆,人们往往认为它到处被冰覆盖着,实际上它接近表面lOOm是雪。南极大陆的冰是雪压缩而成的,只有积雪达lOOm以上,其下部才结冰,因此冰直接露出的地方是不多见的。发现陨石多的地方仅限于内陆山脉周围的裸冰。南极大陆平均冰厚2200m,最厚的地方高达4000m,这里的冰向低处流,最后形成冰川向海里流动。流动的冰碰到山脉被阻挡在那里,即使是夏天,温度也只有-10℃。由于强风和日照,冰是每年以lOcm速度消耗,若陨石和冰一起流动,冰升华损耗,陨石则不熔化,这样,陨石就在冰上留下来了。这就是陨石富集的假说。

同样机制,低于1500m的裸冰上就见不到陨石,因为,低于1500m的高度,温度变高,夏天日照增强,陨石变暖,热把它正下方的冰融化而下陷入冰中。

海拔最高的地方称为分冰岭,从分冰岭起,冰盖向低的方向移动,因此分冰岭的内侧是落下陨石的富集地。

中国南极考察队于l997年在南极格罗夫山发现了4块陨石,l999年收集了28块陨石,2002年又收集了4448块陨石,共计4480块,其中有2块极其珍贵的火星陨石。

臭氧空洞

大气中的臭氧是紫外线作用于氧分子(O2)和相应的氧原子(O),使氧分子和氧原子结合形成臭氧(03)。臭氧大部分存在于平流层(10-50km高度上),通常,其最大密度位于大约20km的高度。臭氧的总量还不到地球大气总分子数的l00万分之一。但是,臭氧能吸收太阳光中危害生命的紫外线,因此臭氧扮演地球生命保护神的角色。

1985年,英国科学家首次报导了南极上空发现了臭氧层空洞现象,引起了全球的关注。每年的8月下旬至9月下旬,在20km高度的南极大陆上空,臭氧总量开始减少,l0月初出现最大空洞,1998年发现面积达2700万km2,覆盖整个南极大陆及南美的南端,11月份臭氧才重新增加,空洞消失。

研究证明,人类活动大量用作制冷剂和雾化剂的氟氯烃,在平流层中经光分解成氯原子,氯原子使臭氧分解。在南极上空,在20km高度,因温度非常低易生成云,这种云加剧了氯的催化作用,所以在南极臭氧空洞形成过程中,大气中的化学反应和大气运动相辅相成,紧密相关。12月臭氧浓度大体恢复到正常值,其原因是含有臭氧多的空气从低纬度流入混合在一起,另外积存氯气的极地平流层云消失了。

南极的文明

我们在山上架设帐篷的时候应该考虑的是什么?首先想到的应是水和厕所。在南极也同样,怎样确保生活用水,厕所的污物怎样处理是个大问题。看一个站的文明程度时,水和厕所是一个重要的尺度。

在选站址时,我们把解决水的问题放在十分重要的地位,中山站和长城站站区都有湖泊,将不用为水而烦恼,周围一些国家的站都十分羡慕。

在我们建站初期,没有上下水道和厕所,夏季用雪融水形成的小溪里的水,冬季用潜水泵将湖水打到水箱然后使用。由于水箱小,使用时问短,所以频繁地泵水是不可避免的。碰上暴风雪天气,泵水失败是常有的事。

现在站上供水系统得到很大改善。供水系统随时将水送到食堂、洗澡间、洗手间和厕所。污水经污水处理系统后排海。

初期包括美国的麦克默多站和日本的昭和站,小便用大桶,大便也使用防水袋或汽油桶替代。现在主要的建筑物全部用漂亮的冲洗马桶。新西兰斯科特站新建的建筑物,男女洗手间、洗澡间和厕所也都分开,南极各站正在进入新的文明时代。

  (摘自《南极小百科》,海洋出版社出版,定价:18.00元)

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