为什么南极的冰比北极多?

281 2024-06-03 04:23

为什么南极的冰比北极多?

地球自转轴与地球表面相交的两点,称为“地极”,在北半球的称为“北极”,在南半球的称为“南极”。南北极是地球上最为寒冷的地区,也是冰川的“汇集地”。

南极和北极都是地球上最冷的地方,一年到头都是寒风呼啸,气温很低,以致那里冰天雪地,成为一个银白色的世界。但这两处比较起来,南极常年呈冰川状态的冰要比北极多得多。

据考察,南极平均冰层厚度约1700米,最厚的地方超过4000米,冰山的总体积约2800万立方千米,所以被称为“冰雪世界”;而在北极地区,冰川的分布面积要比南极小得多。冰层厚度一般约2~4米,冰川的总体积,不到南极的1/10。

南极和北极纬度高低是一样的,都位于地球的两极,太阳照射的角度和时间长短也是一样的,但为什么南极的冰比北极的多呢?

原来在南极地区是一块很大的陆地,面积约1400万平方千米,号称世界“第七大陆”,陆地储热能力差,夏季获得的太阳热量,很快就辐射掉了。而北极地区北冰洋占去了很大面积,约1310万平方千米,水的热容量大,能够吸收较多的热量,然后慢慢释放出来。

因此,南极的天气比北极还要冷。南极是世界上最冷的陆地,在大陆中部年平均气温只有零下56℃,最低气温曾达到过零下88.3℃,最冷月(7月平均气温是零下70~零下20℃;最暖月(1月平均气温也在0℃以下。而在北极呢,北极海区最冷月(1月平均气温在零下40~零下20℃,7~8月是暖季,平均气温多在8℃以下。北冰洋中部的气候比边缘还要温和,最冷的地区在格陵兰岛中部和西伯利亚的勒拿河下游以东,俄罗斯的维尔霍扬斯克最低气温达零下68℃。

所以南极冰比北极多。南极大陆的冰川从高处向四面移动,在海边断裂成许多巨大的冰块,然后漂浮在大陆周围的海洋上,形成高大的冰山和冰障。北极的冰绝大部分是积存在格陵兰岛上。

有人计算,整个地球上有冰覆盖的面积差不多有1600万平方千米,仅南极就占了4/5以上。如果南极的冰全部融化,世界海洋的水平面将上升70米左右。

南极超级地下湖里隐藏着多少秘密?

在南极4000米厚的冰层下,静静地躺着一个巨大的湖泊,厚厚的冰盖将它与外面的世界隔绝长达数千万年。因此,这里可能是我们所不知道的很多种生物的家。我们能否不进行任何的破坏而揭开它们隐藏的秘密呢?

南极最大的淡水湖

南极大陆坐落在一处冰冻地带,它被好几千米厚的冰层覆盖,这层冰雪已经将其他生动鲜活的生物圈与它隔绝了千百万年。在2007年国际极地年期间,科学家希望从这座神秘的不为人知的世界里发现一些亮点。他们面临的其中一个大疑团是,在南极这座被冰雪封冻的大陆下,被封冻在一处大约是约克郡面积的两倍的地面下的南极巨湖里是否有生命存在?

这个湖名叫沃斯托克湖,被封冻在4000米的冰层下,它是俄罗斯科考站在30多年前发现的,但直到20世纪90年代初期才通过人造卫星和地震测量法证明它的存在。直到这时,它那广阔的面积才成为众所周知的事情。沃斯托克湖比安大略湖的面积更加广阔,据估计,它大约有500米深,它是如此庞大,打个比方,它可以源源不断地为伦敦提供5000年全部的淡水!但是沃斯托克湖最最有趣的一方面却是,它似乎已经与外界隔绝至少1500万年(从它被埋入地下的那一天开始算起)。

沃斯托克湖是目前已知的被覆盖在南极洲庞大冰盖下的150个冰下湖中的一个,但它是目前已知的最大淡水湖,科学家对它产生了非常浓厚的兴趣,希望从它身上发现一些南极未知生命的秘密。南极东部这块世界最大的冰层产生的巨大压力使沃斯托克湖免遭冻结。据猜测,仅是巨大冰层底部的湖表面几英尺的地方被冻结,冰盖下这层冰被称为积冰。厚厚的冰盖让日光无法射进湖中,因此湖中的任何生命要想在这个漆黑的世界中生存,必须借助一系列化学能量。

科学家认为,湖底排放的地热可能为湖里的微生物提供了热能。但是没有来自湖中的直接样本,这些都只是一种猜测。说来也巧,这口湖就静静的躺在俄罗斯科考站的所在地沃斯托克。这座科考基地是在冷战期间建立的,在它建立很久后前苏联科学家才意识到这口湖的存在。凑巧的是沃斯托克科考站也是地球上最冷的地方,冬天的温度可降至零下80摄氏度。

有望明年钻透积冰

很多年以前,俄罗斯科学家就开始利用一种可造成污染的方法钻穿湖上的冰层,这些方法包括向钻孔中填充煤油以防止它再次冻结(煤油的凝结点比水低)。8年前,这些科学家钻到离液态水还差几米的地方,在钻头碰到冰层下的积冰时,他们终止了钻孔活动。

他们的行为可以理解,因为他们和其他南极科学家都担心钻孔过程中的煤油和和任何来自未经消毒的钻孔设备的细菌都有可能污染这个大湖。对积冰样本的分析显示,它反映出微生物生命存在的迹象。但这些发现还未被证实。在8年的间歇后,去年来自俄罗斯和法国的一支科考队再次利用一种不同的方法——用消过毒的“液体缓冲器”钻孔,这种液体比煤油更重,这种方法的设计目的是使这种液体沉到钻孔底部,防止污染湖水。

科学家希望在明年钻透最后几英尺积冰,从表面取出固态样本,对微生物生命进行测验。这是一个具有挑战性的计划,但并不是所有的人都对这项工作感到满意。英国南极调查局的科学家柯南·埃利斯·埃文斯说:“在南极工作要遵循的第一条原则是这项工作是否会给南极洲的任何事物带来破坏,目前这项工作就会。他们说他们的方法将不会污染这口湖,但这是任何一项工作都妄想实现的目标。”

然而,还有另一个原因可以说明有关这个钻探计划为什么不是一个好主意。对沃斯托克湖提出的基本假设是它已经与其他生物圈隔离了数百万年。假如这样的话,在以前的一段很长时期内这个湖中的任何生命都在一个比其他已知微生物所处的更孤立的环境中慢慢进化。但英国科学家在去年发现,南极洲的地下湖并不是孤立的,它们通过江河网络彼此连接,因此可能与其他生物圈有联系。人们除了对是否这口湖中的生命是在孤立环境中进化存在疑问外,他们还不得不对是否会因为一口湖的灾祸而使整个水域网络受到污染问题予以考虑。

湖与湖之间有河流连接

由伦敦大学学院的邓肯·温汉姆博士领导的一个科研组发现,在南极的像泰晤士河一般大的地下河可能有好几百英里长,它们在这些冰层下从一个湖流向另一个湖。他说:“以前认为在冰下运动的水的流速非常慢,但是这个最新数据显示,这些冰层下的大湖常常会像香槟酒瓶塞喷出一样快速奔流。喷涌而出的水会流向很远的地方。”

这个英国科研组包括来自英国自然环境研究理事会极地观测和模型中心的研究员,他们在观测中发现南极洲地下河地区的冰层表面下沉,其他地方的冰层隆起。这种变化显然是由冰层下面巨大体积的水流在突然和急速的运动时造成的。温汉姆博士解释说:“这些湖就像绳子上的一串珠子,这里的湖都是由一根线连着的珠子。通常,这一串湖间的流动很缓慢。然而,如果其中一口湖所承受的压力超过限度,汹涌的洪水就会突然注入这条线上的另一口湖中。一旦这根‘锁链’开始流动,它上面的冰层就会很快被溶掉,这将是个无法控制的局面。是否紧接着会在这条线上发生连锁反应,或者是否不久后这些湖会从这里消失也是一个我们至今还不知道答案的至关重要的问题。”

这一新发现也引出了一些新问题,如利用无法保证无菌的设备钻穿沃斯托克湖。像温汉姆博士所说:“这种作法可能会引入新的微生物。我们的数据显示,任何污染都不只局限在一口湖中,而是随着时间的流逝,逐渐延伸到整个江河网络中。我们曾经只将这些湖看作孤立的生物学实验室,现在我们必须重新考虑一下了。”

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