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南极冰盖为何会消融 科学家试解南极四大谜团

  中国测绘院士南极考察团一行八人,在经智利前往南极乔治王岛进行了为期五天的考察访问后,日前顺利返回国内。图为考察团成员在柯林斯冰盖合影。(为资料图片) 中新社发 朱宜萱 摄

  今年3月,被科考界称为国际南北极科学考察“奥林匹克”盛会的“国际极地年计划”将正式启动。这项耗资近10亿美元,涉及六大洲,50多个国家和地区由数千名科学家共同参与的年度活动,是全球科学家共同策划参与的又一次大规模极地科考活动。

国际极地年活动自1882年至今仅组织了3次,而本次2007-2008为时一年的计划是国际极地年的第四次活动,也是中国首次参加并参与科考活动的核心研究计划。

  曾多次跨越地球南北两极的科考者、中国南极测绘中心主任鄂栋臣教授日前向媒体透露,未来数年内,南极科考研究将主要围绕四大待解之谜。

  1.冰封千万年的淡水湖泊中是否生有独特的生物物种?

  南极厚厚的冰盖下有一些已经被冰封了千百万年之久的湖泊,这些湖泊由活水河流网连在一起。到目前为止这样的湖泊已经发现了150个,但总共预计可达到数千个。而南极最大的地下水体被称为沃斯托克湖,长250千米,宽40千米,深400米。南极冰盖下的湖泊被认为是在这个大陆全面冻结时期的“时间囊”。科学家相信,湖泊中的一些独特的物种在其中不断繁衍进化。对于湖泊中的生命研究可能有助于我们了解其他星球上的极端严酷环境,例如像木卫二上的冰封海洋。

  鄂栋臣介绍,“由于冰盖将湖泊与外面的世界隔绝至少1500万年,因此这里的每一滴水都是无价之宝,是属于全人类非常珍贵的淡水资源。目前,各国科学家面临的最大疑团就是沃斯托克湖还有没有我们所不知道的生物物种,这个谜又必须在不打开冰盖即不做出任何难以挽回的破坏的前提下来揭开,难度之大可想而知。”

  2.臭氧洞为什么在北极上空没有出现,而偏偏在南极上空出现?

  众所周知的南极上空的臭氧空洞,据推测其形成原因可能就是人类大量使用作为制冷剂和雾化剂的氟利昂。每年的8月下旬至9月下旬,在20千米高度的南极大陆上空,臭氧总量开始减少,10月初出现最大空洞,面积达2000多万平方公里,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。其实,所谓臭氧空洞,并不是说整个臭氧层消失了,只不过是大气中的臭氧含量减小到一定程度而已。

  研究发现,南极洲上空的臭氧空洞对海洋生物有很大的影响。强烈的紫外线可以穿透海洋10-30米,使海洋浮游植物的初级生产力降低了3/4,抑制了浮游动物的生长,从而对南大洋的生态系产生不利影响。

  自从1985年英国南极考察科学家发现南极上空的臭氧空洞以来,南极臭氧空洞留给人们的未解之谜还很多。

  鄂栋臣分析说,臭氧洞与全球气候息息相关已被科学家们所证实,但还有一些谜团没有彻底解开。比如,为什么在人类活动相对较多的北半球的北极上空没有出现臭氧洞,而偏偏在南半球的南极上空出现呢?这个问题和“为什么北极只有北极熊而南极只有企鹅”一样,看似简单,却令人费解。

  3.南极板块运动会给地球带来怎样的影响?南极与全球环境变化的关系究竟怎样?

  除此以外,南极板块运动会给地球带来怎样的影响和南极与全球环境变化的关系是另两大未解之谜,科学家们对此有许多猜想甚至预言,但都需要深入研究。

  南极板块运动监测是国际南极地学界多年来关注的大尺度、长周期研究计划,对研究南极的环境变化有着重要意义。

  鄂栋臣教授介绍,在1997年至2005年期间,他们运用GPS卫星跟踪,对位于西南极的长城站和位于东南极的中山站进行了精确观测,揭示长城站年均运动量为1.85厘米,中山站年均运动量为0.87厘米。综合利用其他国家GPS观察站的观测资料得出,目前在南极洲上,年均运动量最大的是位于南极半岛地区的巴西费拉兹站,每年要“走”2.27厘米。

  4.而南极冰盖为什么会消融?与全球环境之间有什么关系?

  至今还是一些需要深入研究的难题。鄂栋臣说:“这个问题在北极同样存在,有些科学家认为极地冰盖消融的变化是周期性的,但有些科学家则认为是趋势性的,如果是后者,那么人类赖以生存的地球环境将十分令人担忧。(孙燕燕)

(责任编辑:史少晨)

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