极地在地球的南北两端（即南极和北极），纬度 66.5以上，为长年白雪覆盖的地方。终年白雪覆盖大地，气温非常低，以至于几乎没有植物生长。极地最大的特征就在昼夜长短随四季的变化而改变。当我们从太空望向地球时，可看到南北极的地形完全不同。南极是一块广大的陆块，称作南极洲；而北极则是一片汪洋，称作北极海。
§§§第一节 冰雪大陆—南极
南极风光
众所周知，地球有南极和北极，但对我们绝大多数人来说，南极和北极天寒地冻、人迹罕见，是那么遥远和神秘，那么，它们究竟在哪里呢 ？
地球最南边的一个点，叫做南极点，它位于南极大陆上，人们在那里建立了永久性的标志物。但我们通常说的南极并不是指这一个点，而是指南极圈以内的地区，即南纬 66°33′线圈以内，包括南极洲及它周围的海岛和海洋，总面积达 2100万平方千米，其中大陆面积约 1420万平方千米，海域面积为 680万平方千米。
南极圈是南温带和南寒带的分界线，南极圈以南的区域，阳光斜射，虽然有一段时间太阳总在地平线上照射（极昼），但正午太阳高度角却很小，因而获得太阳热量很少，称为南寒带。事实上，南极圈是南半球上发生极昼、极夜现象最北的界线。
南极区，尤其是南极洲，终年被冰雪所覆盖，冰层的平均厚度达 2450米。冰块在自身重量的作用下，从南极区端点的最高处向下缓缓地滑动，可穿过高山峻岭、越过平原，在滑行中逐渐减小自己的厚度，到达周缘海岸的冰只有 1600米厚，却仍然属于巨大的冰块类型。巨大的冰块漂浮在海面上，形成海洋冰山，又称浮冰。因此，在南极大陆四周的海域内，不仅在 4～ 12月的季节里存在着 50米厚、160～ 1600千米宽的冰丛带，就是在夏季，虽因气温升高而导致冰块大量地融化，也仍漂浮着许多残存的冰块，既是现代化的船舶也难以在这一带海域里航行。在其他的季节里，南极海域整体冰封，探险的船只被冰冻在这里，狗拉的雪橇和履带式拖拉机成为这里的主要运行工具。近来，航空运输已大量的介入。
北极是地球最北端的一个点，叫做北极点，它在北冰洋的中心海域里，一年四季都被冰雪覆盖着，巨大的冰山经常会突然裂开、然后顺着海流漂移。所以，人即使到达了北极点，想确定它，也很不容易，直到现在，北极点也没有实际的标志物。不过，我们现在通常所说的北极，指的是北极圈以内的整个地区即北纬 66°33′这条线以北的地方，由北冰洋以及周边陆地组成，其陆地部分包括了格陵兰、北欧三国、俄罗斯北部、美国阿拉斯加北部以及加拿大北部。岛屿很多， 区。极区几乎长年被冰雪覆盖，从最大的是格陵兰岛。 它们的表观景致，又被称为 “极区”我们把南极区和北极区统称为极“冰原”。
南极区北部的理论界线为南纬 蓝色海面上。如何在实地确定这条界 66°33′线圈。这一数量上的明确位 线，可是一件棘手的事。不过，南极 置，却落在了南极边缘海域无标志的 区特殊的气候环境与它北部毗邻地区的差异性，在它们之间形成了南极区边缘辐合带，也称“南半球极地锋面带”，这就是南极区的边界线。
造成这条南极区边界标志的决定性因素是温度。由于南极区海域表层水不仅低温，而且密度高，当它到达南部边缘水温较高、密度相对变小的海区时，以其自身的重力作用，迅速沉降到暖水层下。在大洋中构成巨大的经向环流系统、形成影响地球气候的寒流，并于南极区北部边缘地带产生了明显的海水辐聚现象，形成了辐聚带，即辐合带。这里便是南极区北部边缘的实地界限。辐合带的位置具有可变性，它随季节性的时间变更发生移动，其宽度 30～ 50千米，明显地表现出海洋特征。
1955年，英国探险家瓦利·赫伯特第一次去南极探险后。在他的探险录中写道：“当我们穿过雾障，来到天气晴朗的海域时，发觉海水改变了颜色，温度计上的读数下降了好几度，海洋中的生物出现了显著的差异，海水化学成分明显不同，气候和盘旋在海面上空的鸟类等，一切都发生了变化，呈现出崭新的景致。”
海水表层的辐合带是南极区边界的现场划分线，辐合带上空笼罩的云雾也是南极航海者进入南极区的直观标志。它们都是南寒带与南温带的分界线。
南极大陆几乎包括整个的南极洲，它地处地球的最南端，四周濒临太平洋、印度洋和大西洋，面积为1420万平方千米，占世界上陆地总面积的9％左右，属地球上的第五块大陆。上面除了千余名的南极科学考察者和一些捕鲸人的临时活动外，还没有发现有长期居民户，可说是无人居住的大陆。
南极洲是世界上最高的洲，平均高度为 2100～ 2400米。整个大陆几乎被冰雪终年覆盖着，冰层的厚度有1950米左右。除掉冰层，实际大陆的平均高度只有 300多米。可见，南极大陆最高的原因是由冰层造成。它的最高处恰巧位于地球上最寒冷的南极端点，即南极洲罗斯陆缘冰以南约480千米处，海拔高度达 2992米，冰厚 2699米，地壳的表层高度却仅有293米。由于季节性气温的变化，造成南极冰褥中冰的厚度变化，导致了南极大陆的高度随时间性变动，这种不同于一般陆地的情形和特性，在大规模的无冰区陆地上不见踪影。
剥开冰层，宏观考察一下南极大陆的地质情况。它在地质构造上并非一体，而是被一条北西向伸展的山链分隔成东西两部分。东部是面积较大、地质年代较古老而稳定的“南极地盾”，板块学说中称为的“冈瓦纳古陆”主体，行政区划中的“冈瓦纳省”。从这里采集到的岩石标本揭示，其地层的年龄超过了 15亿年，隶属前寒武纪地层；西部则是地质年代较年轻的“安第斯省”，由 15亿年以后的岩层构成了陡山、高原和盆地的基底。在构造上，它与中生代（即230～ 70百万年前）褶皱带、第三纪（70～ 3百万年前）地槽等基本吻合，是南美洲大陆中安第斯褶皱山脉的延伸部分，具有秀丽的自然景色。接壤东、西两部分的、位于南极大陆中央的山链，宛如人体的脊椎骨，弯弯曲曲。它从维多利亚开始，一直延伸到毛德地的西海岸，包括有沙克尔顿、彭萨科拉、霍利克、亚历山大、不列颠、艾伯特、阿德默勒尔蒂等一系列山脉，总长度达 4000千米左右。在山地中发现有大量的煤炭资源，据估计，可能是世界上最大的煤藏之一。还发现了原始的淡水两栖类和爬行类及其他动物的化石。在山麓中，一些国家已建立了研究站，准备开发山上的煤层。山链的东侧是一条狭长的沉降带，名曰“罗斯威尔地堑”，它从罗斯海延伸到威德尔海，长约 3200千米，宽800千米左右。
科学地推测，在 700多万年前，由于第三纪的隆起作用，不仅使一条约 3000千米的水下山岭，即苏格提亚隆起带与南美洲的尾端连接起来，而且，还使南奥克尼岛、南桑德伟奇岛及南乔治亚岛，以岛屿的形式从海底露出海面。
地质调查工作具有重大的科学价值，它开拓人类对地球认识的新领域。近些年来，许多国家在南极的考察工作中，从南极大陆上发现了不同年代的植物化石和其他建造，从中推测出它们的地质发展历史。现已根据生活于第四纪上新世及其以前的亚热带气候条件下的大叶蕨类植物化石印痕，推断出南极大陆冰川的形成时间晚于上新世，最早也得在上新世末期，即南极大陆冰川300万年以后，因天气变冷而形成；从安第斯省 1.5亿前的侏罗纪地层中采集到大量的植物化石、在 2.5亿前的二叠纪地层发现的树干化石和煤线、于南极半岛北端的费芬罗山上找到的厚 10～ 100米的富含植物化石层中，在与相邻大陆的相关对比后，分析出：在 2.7亿年前，南极大陆与临近的大洋洲、南亚洲等大陆连为一体，组合成当时的一个巨大的南半球大陆，即“冈瓦纳大陆”。冈瓦纳大陆到 2.7亿年后的古生代末期，开始分裂、漂移而解体，逐渐形成现在的大陆布局，使南极大陆分离出来。
南极洲的自然环境十分恶劣，气候酷寒，日照微弱，风暴肆虐。南极大陆有95％以上的地区被终年不化的冰雪所覆盖，在茫茫冰原上，自然景观比沙漠地区还要荒凉的多，除了冰雪什么也找不到。只有在占总面积不到 5%的岩石裸露区，才有可能发现生命的踪迹。这些无冰盖区，多位于大陆的边缘，如南极半岛，罗斯海西侧维多利亚地的南极横断山脉，以及东南极洲沿海的山地和丘陵地区等，它们被南极考察队员称为“绿洲”。但是，这种“绿洲”与沙漠绿洲是无完全不见树木，甚至连开花植物也很少见到。迄今为止，南极地区已辨认出的植物包括地衣 400种、苔藓 75种、藻类 360多种。另有 4种开花植物，分布在纬度较低的地区。
法相提并论的，因为这种“绿洲”内，生长在南极任何植物，如要正常生长，都必须要有一定的阳光、空气、水分和某些矿物质作为保证，缺少其中任何一种，植物便不能生存。严寒是影响植物生存的最大因素，因为当气温降低到0℃以下时，光合作用和植物生长的复杂生物化学过程便停止了。所以像地衣、苔藓和藻类这些南极地区最原始的植物，也要求每年至少有几天气温在0℃以上，高等植物则需要有一个月以上的无霜期。
南极的地衣、苔藓和藻类这些低等植物，它们的构造都很简单，连根、茎、叶等营养器官都分不开，更没有花、果、粒等繁殖器官。它们或趴在地上顽强地生长，或泡在水里尽可能繁殖，利用一年中太阳不落且气温在0℃以上短短的暖季，匆匆地完成整个生命过程，并靠孢子传宗接代。
藻类生活在南极大陆“绿洲”中的一些池沼和湖泊之中，此外，在大陆四周的浅海和大洋里，它的生长和繁殖能力十分惊人。其中最有名的一种叫硅藻，它的生命力极强，凡有光线、水分、二氧化碳和必要养料的地方，硅藻几乎随处可长。甚至在存放很久之后，在已经有些干枯的硅藻表面洒上一些水，它又可以奇迹般地起死回生。硅藻适合于在低温海水中生活，所以，南冰洋中硅藻含量巨大，十分丰富，1升海水中，硅藻个体可达几十万，甚至几百万个，常常能将成万平方千米的海洋表面改变颜色。
硅藻的繁殖能力也非常强，远远超过一般的绿色植物。在寒季，南冰洋处于封冻状态，它能够休眠；在暖季，海冰化开，光照充足，即使在温度很低的情况下，硅藻也能迅速地进行光合作用，大量地繁殖自己，有的每隔 4～ 8小时就繁殖一次，10天之内便像几何级数一样地递增到 10亿个。
硅藻含有丰富的维生素和蛋白质，而且具有鲜草那样的芳香气味，是南极磷虾最好的饵料。硅藻为南大洋中的海洋动物提供了大量的、基本的食物，是南大洋生物链中至关重要的一环。
在美国南极麦克默多考察基地附近两个湖常年被冰雪覆盖的弗里克塞尔湖、霍尔湖内发现了一种大片丛生的藻类——蓝藻的“近亲”品种，据研究，这种藻类对环境具有很强的适应能力，它能在长达 8个月的极夜漫长昏暗环境中生活，只利用短期的微弱阳光进行光合作用，而且只需要有水面上1‰左右的阳光透进湖底，就足够它进行光合作用了。
南极大陆气候严酷，不能生长高等植物，低等植物也很少，不能为动物提供食物，所以南极大陆也没有土生土长的高等动物，同样地，低等动物也很少。在南极圈以南的广大南极地区，各类动物加起来不到 70种，其中属于昆虫类的就有 40多种。昆虫主要生活在南极大陆上，如南极半岛上就有无翅蝇和弹尾虫等，但令人奇怪的是，它们都不会飞翔。除了昆虫以外，在南极的沿海地区、“绿洲”之中和近岸岛屿上，还发现了棘皮动物、节肢动物和腔肠动物等。
与南极大陆不同的是，南冰洋四周的海洋生物极其丰富而稠密，主要原因是因为这些生物不是依靠陆地稀罕的动植物为生，而是适应那里的海洋环境，以捕食南冰洋的磷虾之类的甲壳纲动物为生。尤其在南极辐合线两侧的辐合带水域，动植物更是繁茂。
南极辐合带线南有一个较浅的冷水层，线北有一个较深的暖水层，线两侧不仅浮游生物大不相同，就是上空大气变化也有明显差别。一线之隔两个洋面的水温竟相差两三度。就在这寒暖洋流的交汇之处，南冰洋本来平静寒冷的海水受到突然南下的三大洋暖流的侵扰，结果形成了一股强大的上升流。这股上升流往往夹带着由磷酸盐和硝酸盐等无机物组成的丰富的营养物质。南冰洋的面积仅占世界大洋面积的5％，但它所进行的光合作用却占世界海洋的20％。因此，它的营养补给也相应比较多。上升流夹带的丰富营养物质滋养了在充分的光合作用下滋生、繁殖的大量浮游生物，为南极虾（又名磷虾）等海生小动物的生存和繁殖提供了充足的饵料，使这一带海域成为世界上不计其数的海鸟、企鹅、海豹和鲸类等海洋禽兽最巨大的饲养场之一。
