大陆冰盖

简介

两大冰盖

地球上现存的大陆冰盖有南极冰盖和格陵兰冰盖。这两大冰盖约占全球冰川总面积的97%，总冰量的99%。南极冰盖总面积为13980000平方公里，占全球冰川总面积的86%，总储水量为21600000立方公里，占全球冰川总储水量的90%。南极冰盖的平均厚度约为2000～2500米，

已知最大厚度为4267米。若整个南极冰盖融化，将使世界海平面上升约61米，即使扣除南极大陆的均衡恢复，海平面也要上升约40米。

横贯南极的山脉把南极冰盖分为具有不同特徵的两部分：西南极冰盖大部分地区，底部位于海平面以下，即使冰全部融化，陆地均衡回升后，地面仍在海平面以下，这部分冰盖称海洋冰盖。西南极的大部分冰通过罗斯和龙尼冰架入海。东南极冰盖拥有南极冰盖全部冰量的80%以上，是一个最大高程超过4000米的穹状冰体。除个别小範围地区外，下伏基岩均在海平面以上。格陵兰冰盖总面积为1802400平方公里，总储水量为2340000立方公里，如果全部融化，将使世界海平面上升7米。格陵兰冰盖的平均厚度为1515米，靠近冰盖中心的最大厚度为3408米。格陵兰冰盖最高点海拔3157米，平均高度2135米。

南极

南极冰盖始于渐新世末。至少在距今500万年前就达到目前规模。冰盖绝大部分分布在南极圈内，直径约4500千米，面积约1398万平方千米，约占南极大陆面积的98%。平均厚度为2000～2500米，最大厚度达4000 多米。冰盖的总体积约2450 万立方千米，占世界陆地冰量的90%，淡水总量的70%。冰盖外围发育有面积约为 150多万平方千米的陆缘冰，主要有罗斯冰架、菲尔希纳冰架和埃默里冰架等。在内陆冰盖的补给和推动下，冰架边缘不断崩坍出大量的平顶冰山。

南极冰盖由东、西两部分合成，以横断南极山脉为界 。南极冰盖属于冷冰川。特点是温度低、积累量和消融量小、成冰作用缓长，如高 原站（南纬 79°15′，东经40°30′）成冰过程需3500年，因此相对比较稳定。南极冰盖是地球上最乾寒的地区，高原内部的年平均气温低达－55℃，年降水量小于50毫米，冰面终年不化，成冰过程极慢。冰盖边缘的年平均温度为－10～－15℃，最高、最低气温分别为10℃和－40℃，年降水量 200～500 毫米，夏季（11月～翌年2月）雪冰消融强烈，消融带的海拔高度在1000～1400米以下，雪线高度界于0～100米之间。因此，南极冰盖内陆是典型的极地大陆性冰川，沿海地带和南极半岛则具有极地海洋性冰川特性。南极冰盖是地球上最大的冰库和冷源，其形成与发展对全球气候变化、海面升降和人类生活有重大影响。如果南极冰盖全部融化，世界洋面将升高60米左右。

格陵兰

格陵兰冰盖显示更强的极地海洋性冰川性质。冰盖西南部沿海的年平均气温高达1 ℃，1 月和7 月的平均气温分别为－7.8 ℃和9.7℃，年降水量达1000毫米，雪冰积累量和消融量都很大 。冰盖内部的情况显着不同，年平均气温约－30 ℃，2月和7月的平均气温分别为－47.2 ℃和－ 12.2℃，年降水量仅200毫米，气温低、 降水少，雪冰积累量和消融量较小，成冰过程缓慢，如世纪营地 (北纬77°11′，西经61°10′）成冰过程需125年。

成冰因素

成冰作用

大陆冰盖的成冰作用是在没有融水参与（仅在固相和气相条件）下进行，称为冷型变质成冰作用,或乾燥型变质成冰作用。成冰过程中，以沉陷和凝华再结晶作用为主。形成的冰叫原生重结晶冰，这种冰,气泡很多，颗粒较细（1～3毫米）。乾雪相成冻的时间远比温性冰川长。温性的苏厄德冰川约在13米深处粒雪变成冻的时间仅3～5年。格陵兰的赛特冰川，在66米深处，成冰时间达100年以上。南极东方站在100米深处，成冰时间竟高达4000年。

冰晶组构

冰晶组构指气泡的形态和分布，晶体大小、形态和方位。冰晶组构发育主要受应力类型、总应变和温度控制的假设，已在许多钻孔冰岩心的组构研究中，得到满意解释。一般认为多极大型组构在远低于融点的冰内不能形成，但是，在南极伯德站2164米深钻孔内，约在650～974米深处冰温为-28℃,冰组构有2或3个极大型组合。在大陆冰盖各处，在5米深处与粒雪变成冻的深处之间，晶体以不变的速率生长，此后，晶体生长速率随着温度的下降而降低。很多钻孔的研究表明：在现代冰与最新冰期冻的边界处，晶体尺寸存在明显的缩小现象。在未受应变的冷性冰川冰中气泡一般呈球状，气泡的形态随冰变形而变化。但是，在巴恩斯冰帽边缘，最新冰期的冰川冻的特徵是含有小的球状气泡，即使在邻近冰床处，经强烈剪下的这种冰川冰内的气泡亦呈球形。

物质平衡

高纬地区的气候特徵是气温很低,南极东方站附近年平均气温为-56℃，最低气温记录达-88.3℃。年降水量少，南极约一半地区的净积累量少于10厘米/年。因此，大陆冰盖的积累量小，消融弱，物质平衡水平低。这些冰体比较稳定。据估算，南极冰盖的年物质平衡变化範围为相当于水深+80～-30毫米，但大多数估算为正值。南极冰盖物质消耗主要是冰架边缘的不断崩解和强风把大量积雪吹离冰盖。因为温度低，消融局限于有利部位，在物质支出中居次要地位。格陵兰冰盖物质收支估算亦为正值。平均总积累量为446立方公里/年，总消融量为315立方公里/年水当量。根据127个站点资料,通过纬度、经度和高度分析，表明格陵兰北部年积累量为15～50克/平方厘米，自东北向西南渐增。格陵兰南部最高值(超过90克/平方厘米水当量)出现在东南部沿岸,向西减小。

自然特徵

温度

运动

冰盖与冰川的力学性质没有本质的差异，因此，除了明显的差异（如谷壁对冰川运动的影响）外，冰川运动一般理论仍然适用于冰盖。

冰岩心

降水中氢、氧的重、轻原子的浓度比率取决于温度。因此，冰岩心中同位素比率随深度的变化可以用来解说过去的温度变化，这样的气候记录对于检验气候变化理论和冰期成因是必不可少的。有的冰岩心分析已提供了最近十多万年来最详细的气候信息。400多米钻孔冰岩心分析获得的最近的12万年来的气候记录。冰岩心中还包含少量从大气散落的各种物质，如海盐、花粉、风吹尘埃、火山灰、外层空间物质(陨石等)和自然污染及核试验的痕量元素。工业时代前的痕量元素的浓度可以测量，把它与当前值比较，便可得到世界範围污染物质扩散的信息。有些散落物表现出明显的季节变化，如微粒浓度、痕量元素(Na、Mg、Ca、K、AI)和极地雪中氧、氢同位素比率等。根据这些变化的资料可测定冻的年代和过去的降水率。火山喷发后散落物与气温变化还可以通过冰岩心分析加以测定；冰内气泡提供了过去成冰时大气的样品。

■台北时间12日14时45分，17名中国科考勇士经过长达21天、1286公里的艰难跋涉，成功登上南极内陆冰盖最高点

■这是中国在人类历史上首次通过地面跋涉到达冰穹A之后，再次成功登上南极“冰盖之巅”

“华夏苍穹”雕塑矗立南极“冰盖之巅”

高：1.6米

重：180公斤

由黄铜铸成。

上部为司南，

下部是石琮，

刻有大篆文字

经过长达21天、1286公里的艰难跋涉，中国南极内陆冰盖考察队的17名队员于台北时间12日14时45分，成功登上南极内陆冰盖最高点———海拔4093米的冰穹A。

这是继2005年1月18日中国在人类历史上首次通过地面跋涉到达冰穹A之后，再次成功登上南极“冰盖之巅”。

登顶之后，队员们举行了庄严的升国旗仪式，并竖立了一座“华夏苍穹”纪念雕塑。目前队员们身体状况良好，心情十分激动。而登顶的前一天，队员们的高原反应明显加剧，登顶时间因此被推迟了一天。

获悉队员们成功登顶的讯息后，中国第24次南极科学考察队临时党委立即从长城站给内陆冰盖考察队发去贺电，并将这一喜讯报告给国家海洋局。

内陆冰盖考察队于2007年12月22日从中国南极中山站附近的冰盖边缘出发。今年1月2日，考察队平安穿越距离中山站约330公里至560公里的冰裂隙密集区；1月4日，到达距离中山站806公里的雄鹰营地；1月6日，顺利到达海拔3000米以上的高原地区；1月9日，挺进南极冰穹A核心区。

此次内陆冰盖考察为我国在南极大陆建立第三个科学考察站选址做前期準备，同时执行“国际极地年”中国行动的核心计画———熊猫计画：系统地开展冰川学、地球物理、天文学等数项考察。

考察队计画在冰穹A地区考察20天左右。在该地区实施的一系列科学考察，有望使中国对南极“冰盖之巅”的了解达到一个全新水平。

整个南极大陆95%以上的面积都被厚厚的冰所覆盖，犹如戴了一顶巨大的“白帽”，被称为“冰盖”。位于南纬80度22分、东经77度22分的冰穹A，不仅是南极内陆冰盖的最高点，也被国际社会公认为南极科研的制高点。

在过去12年间，我国科考人员曾5次深入南极冰盖腹地进行科学考察。

焦点

南极冰盖下埋藏多少科学秘密？

作为地球上最大的“冷库”，南极冰盖是科学家研究全球气候变化的关键区域。

□南极冰盖是地球最南端的“冷凝器”

面积达1400万平方公里的南极大陆，95%以上的面积被冰覆盖，犹如头上戴了一顶巨大的“帽子”，被称为“冰盖”。南极大陆冰盖是地球上最大的冰盖，占世界总冰量的90%。它犹如一座安装在地球南端的“冷凝器”，冷却从赤道来的热空气，调节全球热量平衡，影响全球气候变化。

冰穹A不仅是南极内陆冰盖的最高区域，也被国际公认为南极科学研究的至高点。在冰穹A地区开展长期科学观测，对研究全球气候变化具有重要意义。

□南极冰芯是记录地球沧海桑田变化的“档案库”

南极大陆冰盖由积雪挤压而成。科学家通过从冰盖上钻取冰芯样品。冰芯蕴藏着珍贵的古气候和古环境信息，找到年代久远的冰芯，对重建地球历史演化以及预测全球气候和环境演变意义重大。

□南极冰盖高原是地球上理想的天文观测场所

近十多年的科学研究表明，南极是地球表面极佳的毫米波、亚毫米波、射电、红外天文的观测站址。而南极冰穹A因其特殊的地理位置，极有可能是南极地区最好的天文观测站址。

□南极冰盖下面埋藏未知科学秘密

南极冰盖下埋藏了多少未知科学秘密？如冰穹A区域覆盖的“甘伯采夫”冰下山脉，其岩石结构如何？冰盖的底部环境怎样？有没有冰下湖？冰下水繫结构怎样？

我国此次南极科学考察，在寻找深冰芯的同时，科学家将儘可能寻找冰下湖、探察冰下山脉轮廓、冰脊迁移演化和冰穹动力构造理论的证据，以揭示冰穹A内部冰层记录的冰流历史及其变化机制，研究冰盖净积累速率的时空特徵及变化规律，构建南极冰穹A冰层深度与年代关係。

分析

中国极地科考 从大国迈向强国

台北时间1月12日14时45分，中国南极内陆冰盖考察队登上了南极冰盖最高点———海拔4093米的冰穹A。这是人类历史上的第二次，也是中国历史上的第二次，这次“登顶”见证了中国从极地科考大国向极地科考强国迈进的坚实一步。

位居地球最南端的南极洲，是各国竞相展示综合国力的大舞台，也是各国科考队员展示民族精神的科学阵地。从科学考察价值来看，南极一共有4个主要点：极点、冰点、磁点和高点。目前美国已在“南极点”，法国在“南极磁点”，前苏联在“南极冰点”各建立了考察站；2005年，中国科考队终于在南极的最高点 ———冰穹A也建立了自己的考察站。

南极科考，是一项关係到中华民族长远利益的战略决策。儘管在国际南极科考的大舞台上，中国由于历史原因姗姗来迟，但中国在南极科研领域进行了不懈探索，仅在短短20多年时间里，中国的南极科考已经形成了“一船”（“雪龙”号极地科考船）、“两站”（南极长城站、中山站）和“一中心”（中国极地研究中心）的业务支撑体系和科研平台。

资料

“华夏苍穹”矗立南极“冰盖之巅”

矗立在南极“冰盖之巅”的纪念雕塑“华夏苍穹”，出自福州大学厦门工艺美术学院雕塑系艺术家吴曦煌之手。雕塑高1．6米，重180公斤，由黄铜铸成。

“华夏苍穹”雕塑的上部为司南，下部是石琮，刻有大篆文字。中国春秋战国时期发明的司南是一种最早的指示南北方向的指南器，是中国古代四大发明之一———指南针的雏形。石琮内圆外方，它的出现距今有四五千年的历史，是我国古代祭祀用的大礼器之一，代表中国人对天与地的最早理解，即“天圆地方”。

雕塑上刻有24个金光闪闪的大篆体文字，正面文字为“华夏苍穹南极巨人”，两侧分别为“和平科学利用南极”和“造福人类振兴中华”。整个雕塑记载了中华民族对南极、磁场和方向的最早认识，反映了中华民族历史文明的悠久和灿烂。

在雕塑背面，用中英文镌刻了纪念碑文，记录了冰穹A的地理位置、海拔高度以及中国南极考察队的艰难探索过程和科考目的等。

背景中国曆次南极内陆冰盖考察

第一次：1997年，在中国第13次南极考察期间，8名考察队员历时13天，向南极内陆冰盖腹地的冰穹A方向挺进了300公里。

第二次：1998年，8名考察队员历时17天，向冰穹A方向推进了464公里。考察期间最低气温零下44．5摄氏度，所有队员脸部出现不同程度冻伤。

第三次：1999年，10名考察队员进入冰穹A地区。此次冰盖考察历时50天，取得丰硕成果。

第四次：2002年，8名考察队员在距中山站170公里处架设1台自动气象站。

第五次：2005年，13名考察队员在人类历史上首次到达冰穹A最高点，并开展了科学考察工作。

第六次：2008年1月12日，17名中国南极科考队员再次成功登上冰穹A，开展各项南极内陆冰盖考察。