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孽生、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数以千百万计的海鸟、企鹅、海豹和鲸类等海洋禽兽最巨大的饲养场之一。
在南极区域生活的动物的特点是:种类稀少,但数量繁多,对自然环境的适应性强;食物链比较脆弱,很容易失去生态平衡。仔细观察和研究南极地区的奇特动物,确会令人感到妙趣横生:没有翅膀的会蹦的弹尾虫;有了翅膀却不会飞的鸟;水生动物在陆上爬行;哺乳动物在水里游泳,有的肥头大鼻,蠢得可笑;有的道貌岸然,滑稽得很,它们的婚姻恋爱、家庭生活和生理特点都有十分耐寻味之处。
南极区域的食物链比较脆弱。从南极辐合带深海处上泛的富含磷酸盐和硝酸盐和其他无机物的营养物质滋养了大批浮游生物;这些浮游生物又滋养了比它们要大的南极虾等甲壳纲动物和鱼类;较小的鱼类和甲壳纲动物又成为较大鱼类和枪乌贼的食物。它们一起又被海鸟、企鹅、海豹和鲸类所吞食,南极的贼鸥又捕吃企鹅的幼禽和蛋;而鲸类中的逆戟鲸又攻击、噬食同类中甚至比它躯体庞大的须鲸等或捕食企鹅、海豹和其他鱼类。这些现象基本上遵循自然界普遍存在的“弱肉强食”的规律。
南极冰山
如果说冰盖的延伸物是冰架,那么,冰山就是冰架的派生物了。在南极周围的海洋——南大洋中,漂浮着数以万计的冰山,其体积之大、数量之多远远超乎人们的想象。据统计,南大洋的冰山约有218300座,平均每个冰山重达10万吨。由于体积大,海面温度低,南大洋的冰山一般可以维持10年左右不会消融。目前已知世界最大的冰山是B15,是2000年3月从南极罗斯冰架上崩裂下来的。
南极的冰块能以2500米/年的速度移向海洋,在它的边缘,断裂的冰架渐渐漂移到海洋中,形成巨大的冰山。这些冰山大小不等,通常是平台状冰山,它起源于陆源冰和冰舌。此外,还有圆顶型、倾斜型和破碎型的冰山。这些巨大的“浮游物”,在海上看起来似乎是静止的,实际上它随着海流的方向移动,在海面上漂移度日。当然,冰山不仅能在海上漂移,还会一系列高难度动作,如分裂、坍塌、翻转等,花样颇多。中国南极中山站周围的冰山群附近,经常会上演各种节目。1998年2月,一个体积巨大的冰山翻转,距离它几千米远的“雪龙”号船左右摇摆了十几度。冰山造成的危险无须多说,仅就发生在北极的悲剧——“泰坦尼克”号沉没,便足以警示我们:珍爱生命,远离冰山。
地球上有很多极度缺水的地方,如西亚、非洲的部分国家。这些缺水的国家不得不打起冰山的主意。
贴士:由于冰山露出水面的部分过小不易发现,所以会对航行造成相当大的威胁。目前一般使用雷达和声纳的方法跟踪冰山,并且要每日向过往船只提供两次报告。
1973年,两位异想天开的人士威克斯和坎贝尔探讨了运送冰山到世界缺水地区的设想。1977年,第一届国际冰山利用会议在美国召开,将冰山拖往干旱地区的设想摆上桌面。但时至今日,也没有哪一个国家付诸行动。因为真要拖运这些冰山绝非易事,拖运船的马力问题、缺水国家的海岸接收问题。更何况,倘若经过气温高的地区,冰山可能会融化得一干二净。《老人与海》里的老人还能拖回一根巨大的鱼骨,要是拖运冰山的话有可能连冰碴也剩不下。
一方面,人们在苦思冥想如何把冰山拖往干旱地区;另一方面,冰山已按捺不住,与其等待拖运,不如自己先行一步。
2009年11月12日,澳大利亚科学家在麦夸里岛附近发现了一座巨大的冰山,长约500米、高约50米。这座冰山向新西兰漂去,途中随时可能分裂成小块,威胁航运安全。紧跟其后,一连串冰山又出现在新西兰南部海域。尽管一些海洋学家认为,这些冰山可能和2006年发现的冰山一样,均为2000~2002年罗斯冰架分裂出的六座巨大冰山的一部分,但人们不禁要问:这些冰山到底为何前来,又将前往何处?
这些冰山的未来或许是碎裂分解,融化消失,但这些离家出走的冰山又引发了一系列问题,如果冰山都走散了,企鹅怎么办?
南极食物链
南极大陆曾经是个草木丰盈、气候温和的大陆,到处是生命力的张扬。经过亿万年的沧海桑田,冰雪渐渐封盖了这块大陆,生命的形态发生了变化,物竞天择,适者生存,灭绝的物种已成过往,能够保留下来的物种经过世代的演变,被南极恶劣的生存环境塑造得坚忍顽强。
贴士:南极磷虾靠食用海冰下的海藻生存,但近50年来,由于全球变暖融化冰雪,使海冰减少,致使南极磷虾数量减少。南极磷虾主要生活在南极半岛,但在过去50年间此地气温上升幅度超过了2.5摄氏度。南极磷虾现在的数量是上世纪70年代的1/5———其数量在大幅下降。
在南极大陆,现存仅340余种植物,其中包括200多种地衣、85种苔藓、28种伞状菌和25种龙牙草。高等植物和开花植物销声匿迹。南极洲沿海区域,有2种显花植物和近千种海藻。在动物方面,南极发现的无脊椎动物共有387种。南极大陆仅有一小部分微生物和少数无脊椎动物生存于植物丛、地衣和泥沼中。
与南极大陆的贫乏相比,南大洋中倒是存在着丰富的生物资源。在这里,有一条相对稳固的食物链:浮游植物—浮游动物—磷虾—鱼类、乌贼—企鹅、鸟类—海豹—鲸。缺少了任何一个环节,南极的食物链都将失去应有的平衡。
北极区的实地边界划分
北极区主要是由中央部分的北冰洋所构成,它占北极区总面积的62%,其周缘分布着欧亚和北美洲大陆的延伸部分。这种势头,虽然造成了北极区的气温偏高,但却为边界的实地划分带来了困难,出现了过渡带,数量上的北纬66°30′只是书本上的理论界线。
贴士:北极地区属是不折不扣的冰雪世界,但由于洋流的运动,北冰洋表面的海冰总在不停地漂移、裂解与融化,因而不可能像南极大陆那样经历数百万年积累起数千米厚的冰雪。
北极区南部边界实地的划分,众说纷纭。地质和生物学家认为,地球表面上终年冰冻的永久性冻土消失带,便是北极区的边界;物理学家则利用地磁现象来、确定。他们的依据是,北极区内具有异常的磁暴现象和无线电波中断的特征。故此,他们将磁性减弱、无线电波微通的地带划为北极区的南部边缘地带;气象学家是根据气温的变化数值来划分,他们把年平均温度在零下10℃为界线,这个界线清楚而明白;也有的以一年中最热月份气温来划分,即陆上为10℃等温线、海洋为5℃等温线为界限;还有的用植物带等自然地理界线做为北极区南边界的划分标志。然而,用植物带来划分北极区的边界是不可靠的,因为它受不同类型的植物干扰。那么,北极区的南边界到底应定在哪里?通常,人们是把北极区的边界与北冰洋的界限等同起来,即被不毛之地和冰封的岛屿所包围起来的北冰洋界线就是北极区的边界。
北冰洋
“北冰洋”一词来源于古希腊语,意思是正对着大熊星座的海洋。荷兰地理学家瓦烈尼乌斯称它为“极北的海洋”、“寒冷的海洋”。1845年在伦敦召开的世界地理学会议上,被正式命名为“北冰洋”,沿用至今。
北冰洋被欧亚和美洲大陆所环抱,分成北极海域和北欧海域两大部分,是地球上四大洋中最小的一个,平均深度1300米左右,面积为1300多万平方千米,海水总体积约1698万立方千米。洋底发育着举世闻名的宽阔大陆架,总面积在500多万平方千米以上,居四大洋的首位。特别在欧亚北部北冰洋大陆架,宽度达500~1000千米。大陆架上发育的岛屿,数目众多,其数量和面积均仅次于太平洋,居第二位。据测定,北冰洋底的大陆架都是周围陆地的延伸,在第四纪冰川后期,由于冰层融化造成海面上升,发生海侵形成。
北冰洋底海盆发育。其面积占北冰洋总面积的60%左右。其中,较深的中极海盆,位于北冰洋的中央部位,最大深度为5180米,一般在3000~4000米。北极点就在此海盆中的海深4087米处(北纬77°19′、西经101°49′)。另外,还有较浅的挪威海盆、最深达4030米的马卡罗夫海盆,以及费拉马(又称阿蒙森或欧亚)海盆等。北冰洋中的第一深海沟——科奇克海沟(5449米)就分布在其中,还有深度为5335米的费拉马海沟。
贴士:2000万年前,北冰洋只是一个巨大的淡水湖,它和大西洋之间有一条狭窄的通道,湖水通过这条通道流入大西洋。后来,也就是在1820万年前,由于地球板块的运动,北冰洋和大西洋之间的那条狭窄的通道渐渐变成较宽的海峡,大西洋的海水开始流进北极圈,今天的北冰洋就慢慢形成了。
北冰洋底的主山脉是1948年由前苏联北极考察队发现的、用俄国著名科学家的姓氏命名的“罗蒙诺索夫海岭”。它从加拿大的北极群岛中埃尔斯米尔岛东北部起,在北冰洋中间沿东经140度线附近穿过北极点,向南延伸到俄罗斯西伯利亚北部的新西伯利亚群岛。长达1800千米,高出海底的平均高度约3000米,宽度在60~200千米不等。上面覆盖有淤泥或泥砂沉积物,发育着火山,有的地方的火山正处在活动时期。据考察,罗蒙诺索夫海岭上的火山活动经历了整个中生代和新生代,大约有2亿3千万年,直到现在火山喷发活动仍在海底发生,反映出此海岭的区域地质构造不稳定性。这个海岭上分布有沉积岩和变质岩层,断裂和褶皱构造发育,且断裂是沿经度线方向伸展。在罗蒙语索夫海岭的东西两侧,矗立着较矮的阿利法海山系和南珊海底山系,它们也横跨北冰洋盆,向大陆延伸,并且南珊山系与北大西洋海岭接壤,从形态和成因上分析,它可能是大西洋海岭在北冰洋中的延续。此外,在北冰洋底还分布有高原、丘陵、海槽、海谷和海沟等各种海底地貌形态,造成起伏不平。
在北极区的周缘发育着一系列大小不同、长短不一的河流,它们从四面八方汇集于北冰洋中。从高空鸟瞰,这些蓝色的河流似蛟龙飞舞,在戏弄着一个绣满白花的大“绣球”——圆形的冰封北冰洋。蛟龙张着纯洁的白口,吐出长长的蓝舌头,刺人绣球的大洋中。这些河流输送着大量的淡水,流入北冰洋的边缘海中,影响着这里的浅水层。但是,它们对整个北冰洋的影响却是微不足道的,单就太平洋,它通过白令海峡流进北冰洋的水,是最大的西伯利亚河流总量的10倍多,只是北大西洋流进北冰洋的(约38万立方千米)的1/15。尤其是北大西洋,以连续不断地墨西哥暖流流入。在斯茨卑尔根西岸与北冰洋水相遇,虽然水温高出4℃,却因盐度较高而沉入北冰洋表层水的下面,且越向北去下潜加深,到达北极海盆时,下潜到北冰洋面以下约600米深处,被夹在冷而呆滞的深层水和冰冷的浅层水之间,形成北冰洋内的一个高温高盐度跃层,对北冰洋的水文造成极大的影响。
北极的气候特征
北冰洋中大量海水的调节作用、北极区地势有利于南方暖气流和暖海流的侵入干扰及影响,使得北极区的气候不及南极寒冷。北冰洋的平均气温只有零下20℃,最低气温也只有零下52℃,南部岛屿的气温有时可达10℃以上,这在南极区难以寻求。
跟随而来的是,北极区的风力较小,平均风速为5米/秒,最大风速也只有18米/秒,并且风速的季节性变化微小。即是在暴风雪的天气里,风也很少将雪吹积到齐人眼高,据统计,这里的暴风雪平均5天才发生一次。
然而,以北冰洋为主导的北极气候,其降水量较大,形成了特殊的北极雨雪气候。这是由于北冰洋面上的冰盖常被撞碎,裸露出来的海水被蒸发到天空中形成雨雪之云,经常降落下来。
贴士:北极的秋季非常短暂,在9月初就结束了。北极的降水集中在近海陆地上,最主要的降水形式是夏季的雨水,其年降水量一般约为100~250毫米,在格陵兰海域可达500毫米。