南极洲
本地圖使用正投影、近極點方位。南極在接近中心位置,亦即經線會合處。 南極洲洲旗
面积1400万平方公里[1](冰覆蓋區域:1372萬平方公里;無冰區域:28萬平方公里)
人口約5,000人(非永久居民)
时区無(即使用GMT),唯葛拉汉地(Graham Land)屬於UTC-3
TLD.aq

南极洲(英語:Antarctica)是地球最南端的,位於南半球的南極區,是地理南极的所在地。南极洲大部分区域都在南極圈内,四周被南冰洋环绕。南极洲是世界上的第五大洲,其面积约为1400万平方公里,仅次于亞洲非洲北美洲南美洲,是大洋洲的两倍。除了南极半岛最北端的部分区域之外,全洲約98%的地方都被平均厚度1.9公里[2]的冰层覆盖着。

南極洲是地球上最寒冷、乾燥、多風的大洲,是唯一橫跨所有經線的洲,也是平均海拔最高的大洲[3]。它沿岸地区的年降水量仅有200毫米,内陆地区更少[4]。一年中最寒冷季节南极洲的平均温度低至-63℃,最低温度可達-89.2℃。南極洲的本地物种有各类藻類细菌真菌植物(包括苔藓)、原生生物以及一些可以适应寒冷环境的动物,例如企鵝海豹線蟲緩步動物等。南极洲沒有永久居民,但每年居住在這裡的科研人员有一千至五千人。[5]

儘管很久之前已經有關於「未知的南方大陸」(拉丁語Terra Australis)的神話故事與臆想,但直至1820年,俄羅斯探險家米哈伊尔·拉扎列夫法比安·戈特利布·馮·別林斯高晉乘着沃斯托克號和平号英语Mirny (sloop-of-war)战船来到芬布爾冰架时,人类才第一次目睹它的真容。由於南极洲氣候惡劣、資源缺乏以及地理孤立性,南極洲在十九世纪并沒有引起人們的注目。

南极洲现在是法律意义上的共管领土,由南极条约体系成员国协商管辖。1959年,12个国家签署《南极条约》,随后有38个国家签署。該條約意在支持科學研究及保護南極生物地理分布区,并禁止在南极洲进行的一切军事活动、核爆炸试验以及处理放射物的行为。截至2016年,南极洲已建有135座常设科學考察站,陆续吸引四千多名来自世界各地的科學家到這裡進行科學實驗。

命名和辞源

在南極洲的阿德利企鵝

南極洲的英文名稱「Antarctica」源自羅馬化希腊语的陰性複合詞「antarktiké」(希臘語:ἀνταρκτική),意指「北极的對面」。[6][7]

大約在公元前350年,亚里士多德在自己的著作《天象論》裏提及了「Antarctic region」(南極地區)[8]。據說在公元二世紀,泰爾(今属黎巴嫩)的馬利納斯英语Marinus of Tyre在他的世界地圖中用了這個名稱。古罗马作家许癸努斯阿普列尤斯(公元1–2世紀)則使用了羅馬化希腊语「polus antarcticus」描述南極[9][10]古法語词「pole antartike」(現代法語為「pôle antarctique」)在1270年被证实起源于此。该词的中古英语衍生词「pol antartik」(現代英語為「Antarctic Pole」)则首次出现在1391年杰弗里·乔叟编写的科技论文中[11]

在被赋予真正的地理意义之前,这些词语常被用于形容廣義的南方[12]。例如在十六世紀时法国在巴西設立的短期殖民地就被叫做「France Antarctique」,即「法属南部领地[13]

1890年,蘇格蘭地圖學家約翰·喬治·巴塞洛繆英语John George Bartholomew使「Antarctica」一詞成为南极洲的正式的地理学术语。[14]

地理

南极洲是地球上最南邊的大陆,大部分位於南极圈內,四周被南冰洋包围,南冰洋之外是太平洋大西洋印度洋的南部,同時也位於世界洋的最南部。南极洲面积超过1400萬平方公里[1],超过欧洲大约30%,為世界第五大洲。南極洲的海岸线长为17,968公里[1],其主要特征与冰的样貌密切相关,如下表所示:

南極洲海岸類型[15]
類型 所占比率
冰棚 44%
冰牆 38%
冰流、注出冰川 13%
岩岸 5%
總計 100%

南極洲有98%的面積被冰蓋所覆蓋,冰的厚度平均至少1.6公里。南極洲擁有全世界大約90%的冰和70%的淡水,如果這些冰全部融化,那麼海平面將上升约60米[16]。在南極洲內陸,大部分地區的降水量非常小,年降水量僅有20mm。不過在少數藍冰棚英语Blue ice (glacial)地區降水量少於蒸發量,使得當地的冰逐漸減少。而麦克默多干燥谷是極其乾燥的地方,也是南極洲唯一沒有冰雪覆蓋的地方,呈現荒漠狀。[17]

地形

哈勒特角望向赫歇爾山海拔3335米)

南极洲边缘海有属于南太平洋的别林斯高晋海罗斯海阿蒙森海和属于南大西洋的威德尔海等。主要岛屿有奥克兰群岛布韦岛南设得兰群岛南奥克尼群岛阿德莱德岛亚历山大岛彼得一世岛南乔治亚岛爱德华王子群岛南桑威奇群岛[18][19]

南极大陆的地形可分成两种:一种是由暴露于地表的岩石和冰组成的可见地形,一种是通过地震技术或遥感技术测知的冰下基岩地形。罗斯海威德尔海附近的横贯南极山脉把南极洲分为东部南极洲西部南极洲兩部分,该山脈大致与格林尼治子午線平行,全长3000多千米。

南极大峡谷是世界上最大的峡谷,位于南极洲伊丽莎白公主地,长度约1000公里,某些地方的深度达1000米。[20]

威德尔海以西和罗斯海以东的部分为西部南极洲;其余部分为东部南极洲,占整个南极的大部分。[21]西部南极洲被西南極冰蓋所覆蓋。近幾年人們十分關心西南極冰蓋的情況,因為它不斷崩塌會導致海平面上升。約10%的冰蓋會化為冰流英语ice stream,並到海岸邊形成冰棚[22]东部南极洲是印度洋和横贯南极山脉之間的部分,大部分位於東半球,由科茨地毛德皇后地恩德比地麦克罗伯特森地威尔克斯地维多利亚地組成。東部南極洲主要被東南極冰蓋所覆蓋。[23]

文森山是南极洲最高的山峰,高度達到4892米,屬於埃爾斯沃思山脈。南极洲擁有許多山峰,這些山峰位於南極洲大陸和周圍島嶼之上。位於羅斯島埃里伯斯山是世界最南邊的活火山。另一個知名的火山位於欺骗岛,它因1970年火山爆發而被世人關注。另外,南極洲的其他休眠火山仍有重新活躍的可能[24]。2004年,一個在南極半島可能活躍的水下火山被美國加拿大科學家所發現[25]

南极洲山脉
名称 最高海拔 说明 地图
阿勒代斯山脈 2934米 南乔治亚和南桑威奇群岛 Antarctica.svg
騰格里山脈 1700米 利文斯頓島
毛德王后山脈 4068米 屬於橫貫南極山脈的一部分,包括布什山脈英聯邦山脈多明尼昂山脈哥德山脈赫伯特山脈奧拉夫王子山脈休斯山脈支持者山脈
阿德默勒爾蒂山脈 4165米 屬於橫貫南極山脈的一部分。
黑邁弗朗特山脈 2711米 毛德皇后地
彭薩科拉山脈 2150米 屬於橫貫南極山脈的一部分
薩爾韋森山脈 2330米 南乔治亚和南桑威奇群岛
埃爾斯沃思山脈 4892米 南極洲最高的山脈,最高峰文森山
甘布爾澤夫山脈 3500米 位於南極洲東部的

极昼期间,南极洲沿岸较为暖和的区域会有冰雪融化,融化的雪水汇集成一些涓涓细流。南极大陆上的最大河流是地处东南极洲怀特岩的奥尼克斯河。在大陆周围的岛屿上,夏季的冰雪水也能汇集成季节性时令溪流入海。无论在南极的哪一个地方,一到冬季,所有的河流就消失了。[27]

南极大陆上有众多的湖泊,有淡水湖也有咸水湖(盐湖)。淡水湖分布于南极大陆的边缘。另一种咸水湖为南极大陆独有,例如维多利亚地赖特符中的萬塔湖泰勒谷中的邦尼湖[28]。其特点是湖水上淡下咸,湖表冻结着一层2~3米厚的冰,湖水含盐量随深度的增加而增加,形成分层次现象,底层水的含盐量比表层水高约10倍;湖水温度也随深度的增加而升高,在年平均气温零下20度的环境中,湖底水温仍高达25℃。

東南極大陸冰蓋下面約有70個大型的冰下湖泊,總面積估測14000平方公里,而且構成了完整的淡水生態系統[29]。1966年,人們在俄國沃斯托克站下發現了沃斯托克湖(东方湖),面積約8000平方公里,冰蓋厚度是4公里。它是目前發現的最大的冰下湖泊英语subglacial lake。人們曾經認為這些湖泊已經被冰封住了五十萬至一百萬年。然而,最新的研究表明,每隔一段時間就會有大量的水在不同湖泊之間流動。[30]根據水線上400米鑽取的冰芯英语ice core的證據顯示,沃斯托克湖湖水中可能有微生物存在。凍結的湖面與木卫二性質相似,如果此湖泊裡有生命現象,說明木卫二上也可能有生命存在[31][32]。2008年2月7日,NASA的團隊到溫特塞湖展開研究,試圖尋找生存在高鹼性水中的嗜鹼生物,如果能找到這些生物,將为地外生物能否生存在極端寒冷且富含甲烷的環境中提供證據[33]。其後的研究結果亦顯示那裏的確存在一些新的品種,如菌株UL7-96mG[34]

气候

坐落于横贯南极山脉弗里克塞尔湖藍冰覆盖着。弗里克塞尔湖的冰川是由来自加拿大冰川和其它小冰川的冰川融水汇聚之後凝固形成的。
十二月的沿海地区看起来很温和

南极洲是地球上最寒冷的大洲,年平均气温−25 °C(−13.0 °F),內陆冬季的温度可达−80 °C(−112 °F)以下,沿海地區夏季的温度约为5 °C(41 °F)至15 °C(59 °F)。1983年7月21日,前苏联在南极洲设立的沃斯托克站曾測得−89.2 °C(−128.6 °F)的低溫。这是人类有气象记录以来在地面观测站记录到的最低气温[35]。這個溫度比乾冰在一個大氣壓下發生昇華的溫度(−78.5 °C(−109.3 °F))還低[a]。而卫星观测结果表明南极冬季最低气温的極值可能比这一记录值更低[36]。南极洲是降雨量极少的冰冻荒漠,全洲年平均降水量小于200毫米[37]

冰穹C的雪面和南极大陆其它地方的雪面差不多。

受到高原地形的影响,南极大陆边缘常遭受南極高原刮来的强烈下降风侵襲,大陆内部則往往没有大风出现。终年不断的下降风使得湿热气流很少进入南极内陆,这造成大陸中央寒冷且乾燥[b],沿海地区則相对温和湿润:南極內陸地區年平均溫度為−40 °C(−40 °F)至−50 °C(−58 °F),年降水量僅30毫米左右,但極點附近幾乎無降水;沿海地區的年平均溫度為−17 °C(1 °F)至−20 °C(−4 °F),且時常降下大雪,年降水量可以达到500毫米左右,而且曾有48小时內降雪1.22米的紀錄。此外,由于南极洲東部海拔高,气候較西部冷得多。[1][38]

有三個因素导致了南极洲比北极地区還要寒冷:第一,南极大部分地区海拔高度都在3000米以上,而整个北极地区几乎都处于海平面附近[c];第二,北极地区大部分是北冰洋,而南极地区大部分都是陆地。由于陆地比热小,升温和降温都比較快,南极在夜间降温更快;第三,地球在7月份的时候达到远日点,在1月份的时候达到近日点[d],日地距离的变化使南极处于冬季时接受到的辐射相较北极处于冬季时更少。其中前两者为主要原因,后者为次要原因。[39]

南极大陆全年皆为冰雪所覆盖,这导致南极地区的反照率非常高。由於雪面几乎反射了全部的紫外线曬傷白內障是身處南極時常見的健康問題[37]。南极地處高纬,具有长期的极昼极夜,这对生活在其它地方的人们是相當陌生的。在夏天晴朗的日子里,由於南极大陆全天24小时都有日照,日平均太阳辐射功率密度比赤道地区还大。南极附近的夜空中有时候会出现南极光[e]。在南极的地面附近有时会看到一种由微小冰晶形成的云。这种云被称为“鑽石塵”,是南極的一个独特的景观。由于「鑽石塵」只在晴朗或接近晴朗的天氣才會產生,有時它也被称为「晴空降水」。此外,在南极也可观察到幻日现象[f][37]

南极气候平均数据
月份 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 全年
历史最高温​℃(℉) −14
(7)
−20
(−4)
−26
(−15)
−27
(−17)
−30
(−22)
−31
(−24)
−33
(−27)
−32
(−26)
−29
(−20)
−29
(−20)
−18
(0)
−12.3
(9.9)
−12.3
(9.9)
平均高温​℃(℉) −25.9
(−14.6)
−38.1
(−36.6)
−50.3
(−58.5)
−54.2
(−65.6)
−53.9
(−65)
−54.4
(−65.9)
−55.9
(−68.6)
−55.6
(−68.1)
−55.1
(−67.2)
−48.4
(−55.1)
−36.9
(−34.4)
−26.5
(−15.7)
−46.3
(−51.3)
平均低温​℃(℉) −29.4
(−20.9)
−42.7
(−44.9)
−57.0
(−70.6)
−61.2
(−78.2)
−61.7
(−79.1)
−61.2
(−78.2)
−62.8
(−81)
−62.5
(−80.5)
−62.4
(−80.3)
−53.8
(−64.8)
−40.4
(−40.7)
−29.3
(−20.7)
−52.0
(−61.6)
历史最低温​℃(℉) −41
(−42)
−57
(−71)
−71
(−96)
−75
(−103)
−78
(−108)
−82
(−116)
−80
(−112)
−77
(−107)
−79
(−110)
−71
(−96)
−55
(−67)
−38
(−36)
−82.8
(−117)
每月平均日照时数 558 480 217 0 0 0 0 0 60 434 600 589 2,938
来源 #1:
一只南极帝企鹅(学名:Aptenodytes forsteri)跳出水面。

动物

只有少数的陆栖脊椎动物生活在南极洲[42]。无脊椎動物大多是些微生物,包括线虫动物缓步动物轮形动物磷蝦彈尾目类(如南极甲螨)。南极洲特产的南极蠓,是一种没有飞行能力的蠓类,其体型可达6毫米,是南极洲体型最大纯陆栖生物[43]。在南极洲繁殖的鸟类只有三种,雪鹱是其中之一[44]

很多海洋动物都直接或间接地依靠浮游植物生存,其中包括企鹅蓝鲸虎鯨大王酸漿鱿海狗。聚集成大群的南极磷虾以浮游生物為食,是南冰洋生态系统关键物种,也是鲸鱼、海豹、豹海豹、海狗、乌贼银鱼、企鹅、信天翁和其他许多鸟类重要的食物。[45]

企鵝是南極地區的代表性物種,常見的企鵝種類包含皇帝企鹅國王企鵝阿德利企鵝南極企鵝巴布亞企鵝[46]跳岩企鵝的眼周有一圈浓密的毛,这使得它们显得更为独特。除了跳岩企鹅主要聚集在南极外部的福克兰群岛以外,大部分企鹅都在南极洲繁殖。其中皇帝企鹅是唯一一種在南极洲的冬天进行繁殖的企鵝,而阿德利企鵝则在比其他企鹅更靠南的地方繁殖。

南極附近海域生活有多种水生哺乳動物,例如,在18至19世纪間,南极毛皮海狮因其皮毛而遭受了来自美国和英国海豹猎杀者的大规模猎杀;威德尔海豹以到威德尔海遠征的隊伍的指挥官詹姆斯·威德尔爵士的名字命名;食蟹海豹生活於南極附近海域,以常見於嘴邊的黃色污漬得名。

国际极地年期间,大约500名研究人员参与了一项海洋生物普查,其结果于2010年公布。这项研究是全球海洋生物普查英语Census of Marine Life(Census of Marine Life,缩写CoML)的一部分,其中的很多发现都值得关注。研究结果表明超过235种海洋生物在两极地区都有分布,这已经跨越了12,000公里(南極至北極的距離)。部分鸟类和大型动物如鲸类每年都会在两极之间往返。出人意料的是,一些小型生物如海参和自由游动的蜗牛在南北两极也都有分布。据推测,原因可能是深海区域两极与赤道的温差不大,基本小于5℃,而且洋流系统像一个海洋传送带那样把生物的卵和幼虫输送到各个地方。[47]

植物

南极洲的气候使得植被无法大量形成。环境寒冷、土壤质量差、缺乏水分和阳光不足的限制条件抑制了植物的生长。这導致植物多样性非常低,而且分布极为有限。南极洲有七百多种藻类,绝大多数是浮游植物。到了夏季,在海岸边多种颜色的极地雪藻矽藻种类更加丰富[48]。大陆上的植物相大部分是由苔藓植物组成的。南極洲有大约100种苔藓植物和25种地钱。但是,南极大陆只发现3种被子植物,它们分別是南極髮草英语Deschampsia antarctica南极漆姑草英语Colobanthus quitensis和非本地生的早熟禾[49]。植物的生长被限制在夏天的几个星期[48][50]

其他生物

真菌
南极乔治王岛的西瓜雪

南极洲已发现大约1,150种真菌,其中大约750种是非地衣型的真菌,400种是地衣型的真菌[50][51]。由于它们是在极端条件下进化,所以有些品种是穴生的,并且在麦克默多干燥谷和周围的山脊形成了的形态特别的岩石。真菌简单的形态,和几乎不能辨别清楚的结构,使得它们的新陈代谢系统和酶在很低的气温下仍然保持活性,再加上缩短了的生命周期,使得它们特别适合在像麦克默多干燥谷那样苛刻的环境中生存。它们的厚细胞壁和强烈的黑色素使得它们具有对紫外线的抵抗力。藻类和藍綠藻植物也具有以上的特征,这表示他們能够适应南极洲的环境。有人以此推测,如果生命曾经在火星上出现,那么它的構造可能类似于南极真菌(例如Cryptomyces minteri英语Cryptomyces minteri(一種絲菌英语Cryptomyces))[52]。此外有些真菌是南极洲独有的,例如某些粪栖物种。在物种的发展过程中,它们必须通过进化来应对双重挑战:在粪便中生长时适应极度寒冷的环境、进入温血动物的肠道以保证生存[53]

细菌
泰勒冰川,红色的液体形成了血瀑布,而液体呈红色是因为富含鐵氧化物

人们已经发现在極寒冷又黑暗的冰下800米深处有细菌生存[54]

生态保护

1992年,在俄罗斯别林斯高晋站倾倒废物,其中包含老旧车辆。自1998年环境保护议定书生效后,在南极倾倒废物等破壞环境的行为已被禁止。

1998年,與环境保护有關的《南极条约》(又称《环保协议》或《馬德里議定書》)生效,这是保护和管理南极洲生物多样性的主要手法。环境保护委员会就南极环境保护问题提出了《南极条约》协商会议。该委员会的主要关注點之一是关注意外引入的外來物种对南极洲原有生態所造成的风险。[55]

美國在1978年通過的《南极洲保护法英语Antarctic Conservation Act》對在南极洲的活動帶來了一些限制。向南极洲引入外來植物或動物將会受到刑事處罰,如同捕捉任何南极洲的本地物種一樣。由於有人過度捕捉在南極生態系統中發揮很大作用的磷蝦,政府官員制定了相关的漁業法規。由南極海洋生物資源養護委員會(the Conservation of Antarctic Marine Living Resources,CCAMLR)所制定並於1980年生效的條約,要求所有南冰洋漁民考慮自身行動對整個南極生態系統的潛在影響[1]。但即使落实了這些新法案,缺乏监管和不合法规的捕漁行为仍然是一個嚴重問題,尤其是對小鱗犬牙南極魚(在美國作為智利鱸魚出售)的捕捉行为。齒魚的非法捕魚量一直在增加,在2000年估计捕鱼量已達32,000噸(35,300美噸)[56][57]

2016年10月,南極海洋生物資源養護委員會成員國同意在南極設立面積達155萬平方公里的海洋保護區,其中112萬平方公里將禁止捕魚,有望成為截至當時全世界最大的海洋保護區[58]

地质

南極大陸的岩床地形是瞭解冰蓋動態運動的關鍵。
南極洲冰蓋底層岩床下的地形水深
上图展现出了南极洲冰盖下的地貌形态。在左侧的图例中,蓝色的部分代表位于海平面以下的大陆,其它颜色则表示高于海平面的部分。相邻颜色间的高度差是760米。图片上的高度未修正南极冰盖融化可能带来的海平面上升和地壳均衡回弹英语isostatic rebound所产生的影响。
在移除冰蓋、修正地殼均衡回彈和海平面上升影响之后的南極洲地形圖。因此,该图表示了三千五百萬年前地球足够温暖以至于不会产生大规模冰盖时候南极洲的樣子。

地质学历史和古生物學

一億七千多萬年前,南极洲是冈瓦那超大陆的一部分。随着时间的推移,冈瓦那超大陸隨着板块运动逐渐解体。现在所称的南极洲形成于2500万年前。南极洲并不总是寒冷干燥,千里冰封。在一段時期內,南极洲的位置比现在偏北许多,因此也曾具有热带和温带气候,而且也是很多古生物的栖息地。[59]

古生代(5.4億年–2.5億年前)

寒武纪时期的冈瓦那超大陸气候温和。當時西部南极洲有一部分處于北半球,大量的砂岩石灰岩页岩也在此时期沉积。东部南极洲则位于赤道——孕育了无脊椎动物三葉蟲的海床的所在区域。從4.16亿年前的泥盆纪開始,冈瓦那超大陸漂移到了更往南的地方,气候也逐渐变冷,不过化石证明当时陸地上仍有植物生长。在此期间,大量的淤泥沉积在现今的埃爾斯沃思山脈霍利克山脈彭薩科拉山脈。冈瓦那超大陸的冰期始于3.6億年前的泥盆纪末期,那时超大陸的中心已到达到南极点,气候更为寒冷,但此时大陸上仍有植物群二叠纪时期,陸地上的植物以种子植物为主,如舌羊齒屬植物(一種長在沼澤裡的种子蕨)。隨着時間推移,这些溼地变成了横贯南极山脉下的煤层。二叠纪末期,冈瓦那超大陸的大部分地区因为气候的持续转暖而变得燥热。[60]

中生代(2.5億年–6600萬年前)

气候的持续转暖导致极地冰盖融化,岡瓦那超大陆的大部分区域成为沙漠。这时东部南极洲出现了許多種子蕨,并有大量砂岩和页岩沉积。三疊紀早期,類似哺乳類的合弓綱動物在南極洲很常見,這當中也包括了水龍獸南極半島侏儸紀(2.06–1.46億年前)時開始形成,周圍島嶼也開始浮出海面。银杏松柏本勒蘇鐵木賊真蕨蘇鐵在此時期都相當繁茂。針葉林占据西部南極洲的时期长达整個白垩纪(1.46–0.66億年前)。此外南青冈科植物在白堊紀末期也越來越繁盛,菊石在南极洲周圍海域也很常見。南極洲上面也有恐龍,但目前只發現三個冰脊龍屬冰河龍屬[61]南極甲龍屬[62]。此外,岡瓦那超大陸是从这个时代開始分裂的。

然而,部分迹象顯示,白堊紀时期的南極洲依旧存在海洋性冰川运动。[63]

岡瓦那大陸解體(1.6億年–2300萬年前)

由于大陆扩张,原本在赤道与极地间运行的沿经线方向的洋流,开始转变为沿纬线方向流动。这一变化使得洋流功能从原本的有利于赤道与极地间的热量交换,开始转变为保持甚至加大二者之间的温差。伴随着这一变化,南极大陆开始逐渐变冷。

在侏罗纪期间(距今约1.6亿年),非洲大陆从南极大陆中分离;随后在白垩纪期间(距今约1.25亿年),印度次大陆也脱离南极大陆。直到距今约6600万年的白垩纪末期,南极洲(当时尚与澳洲相连)仍具有亚热带的气候类型和植被特点,有袋类动物群也分布于其上[64]。进入新生代后,在距今约4000万年前的始新世,澳大利亚-新几内亚与南极洲相分离。这一变化导致沿纬线方向运行的洋流将澳大利亚与南极大陆分隔开来,南极洲的气温进一步受到影响,冰层开始出现。同时,在距今约3400万年前的始新世-渐新世灭绝事件英语Eocene–Oligocene extinction event中,温室气体二氧化碳的含量也降至760 ppm[65],低于较早地质年代中超过1000 ppm的水准。

距今约2300万年前,南极洲与南美洲之间的德雷克海峡终于完全分离,这导致了南极绕极流的形成。这股强烈的沿纬线方向运行的海流最终将南极洲与低纬度温暖的海水完全分隔开来。模型显示,同期大气中二氧化碳含量的进一步下降也对南极大陆的气温产生了明显影响[66]。由此,南极大陆的冰层覆盖面积开始扩大,原有的森林渐渐为冰盖所取代。

新近紀(2300萬年前–5萬年前)

自約1500萬年前,南极大陸大部分地區已經被冰覆蓋。[67]

梅爾沙漠生物相

天狼星地層組中的梅爾沙漠植物群留有南青岡科植物的化石,顯示多明尼昂山脈遲至300至400萬年前(上新世中晚期)仍有間歇性的暖化期,使得南青岡科植物仍然能留存在山脈上[68]更新世之後,冰河期再度襲捲整個南極大陸,並導致所有主要的植物滅絕[69]

現状

NASA拍摄的南极洲正投影图像。

南极洲表面覆盖了厚厚的冰层,但长期以来关于南极洲的地質學研究几乎是空白。然而,目前这一情况已经有了较大的改观,通过透地雷达卫星影像遥感技术,南极洲冰下的结构被人们逐步揭示出来。[70]

从地质學角度来讲,西部南极洲很像是南美洲的安地斯山脈[60]南极半岛古生代晚期和中生代早期的抬升和海床沉积物变质作用英语metamorphism形成。这种沉积物隆起伴随着火成侵入火山活动。在西部南极洲地区,最常见的岩石是侏罗纪时期形成的安山岩流纹岩这两种火山岩。在玛丽·伯德地亚历山大一世岛一带同样发现了火山喷发的证据,这样的喷发甚至一直持续到南极冰盖形成以后。埃爾斯沃思山脈则是西部南极洲地质结构唯一反常的地区,这里的地层情况与东部南极洲更为接近。

东部南极洲的地质结构更加多样化。对前寒武纪地质进行测定,发现一些岩石形成于30多亿年前,这些岩石主要是变质岩火成岩,它们构成了这块区域地盾的基底。[71]在这层基底之上是各种岩石,比如砂岩灰岩、以及形成于泥盆纪和侏罗纪时期的构成横贯南极山脉页岩等,而且有煤層存在。在临海地区,如沙克尔顿山脉维多利亚地也出现了一些断层

矿产资源

南极大陆已探明的矿产资源主要是[67]。最早的記錄是弗兰克·怀尔德英语Frank Wild尼姆罗德探险期间在比爾德摩爾冰川附近发现煤的存在。現在人们已经知道低级煤在横贯南极山脉中有着非常广的分布。南极洲主要的矿产资源大多分布在近海地区。铁矿是南极大陆所发现的储量最大的矿产,主要位于东南极洲查尔斯王子山脉。其铁矿蕴藏量,初步估算可供全世界开发利用200年[72]。除铁和煤之外,还有南极半岛的铜、钼以及少量的金、银、铬、镍和钴;南极横贯山脉地区的铜、铅、锌、银、锡和金;东南极洲的铜、银、锡、锰、钛和铀等有色金属等已发现的矿床、矿点100多处。[73]南极洲的石油储存量约500亿~1000亿桶,天然气储量约为30000亿~50000亿立方米,主要分布在罗斯海威德尔海别林斯高晋海以及南极大陆架[74][75][76]

對於這些礦產資源,南极条约环境保护议定书禁止开采科學研究除外),有效期從1998年起計50年,但无交代50年有效期完了後又怎样。[77]

人口

一些國家在南极洲設置了常駐研究站。在冬季,位於南极洲大陸及附近島嶼從事科學研究或其他相關工作的人員約有1,000人,到了夏季人數則是5,000左右,因此南极洲的人口密度在冬季和夏季分別是每百萬平方公里70人和350人。許多研究站全年有人驻守,在南极过冬的人员通常都是执行持續一整年的任务。2004年,俄羅斯的别林斯高晋站設立了一座俄羅斯正教會三一教堂英语Trinity Church (Antarctica),每年會有一兩位司祭輪流驻守[78][79]

洛克羅伊港英语Port Lockroy博物館

最早在南极洲附近(南極幅合帶以南)半永久居住的人是從1786年起在南乔治亚和南桑威奇群岛驻留一年以上的英國和美國的海豹獵人[71]。在捕鯨时期,夏季島上人數超過一千(有時甚至超過兩千),冬季則是200左右,直到1966年才結束。在捕鯨獵人中挪威人佔大多數,而英國人也逐渐增多。他們的居住地包括古利德維肯利斯港英语Leith Harbour爱德华国王角斯特羅姆內斯胡斯维克英语Husvik奧拉夫王子港海洋港戈德蘇爾灣。捕鯨站的主管及資深人員經常和家人同住,其中包括葛利特維根基地的創始人卡爾·安東·拉森船長。他是著名的挪威捕鯨人及採險家,在1910年與家人一同獲得英國公民身份。

第一個在南極幅合帶出生的人是挪威女嬰佐尔法伊格·雅各布森·貢布約爾格英语Solveig Gunbjørg Jacobsen。她於1913年10月8日在葛利特維根出生,並由南乔治亚和南桑威奇群岛的官員为她登記出生。她的父親是捕鯨站的副主管弗里達特約夫·雅各布森,母親是克拉拉·奧萊特·雅各布森。雅各布森在1904年來到該島,並在1914年至1921年期間担任葛利特維根的主管,他有兩個孩子在該島出生[80]

埃米利奧·馬科·斯帕爾馬英语Emilio Marcos Palma則是第一位出生在南纬60度线南极条约体系中訂定的南极洲邊界)以南的人[81],也是第一個出生在南極大陸的人。1978年,他在位於南極半島頂點的埃斯佩蘭薩基地英语Esperanza Base出生[82][83]。他的父母和另外七個家庭由阿根廷到达南極,其目的是確定南極是否適合居住。1984年,胡安·巴勃羅·卡馬喬(Juan Pablo Camacho)在爱德华多·弗雷·蒙塔尔瓦总统基地出生,成為第一位在南極洲出生的智利人。現在,南極洲已有幾個基地擁有帶小孩的家庭,這些小孩在研究站內設立的學校上學[84]。截至2009年,已有11個小孩在南极洲出生(南纬60度线以南),其中八人出生在阿根廷的埃斯佩蘭薩基地[85],另外三人出生在智利的弗雷蒙塔爾瓦基地[86]

政治

自2002年以来南极条约的徽章。
29個國家南極計劃共同支持在南極洲的科研(2009年)

一些國家聲稱在南极洲的某些地區擁有主權,其中有些國家互相承認對方的主張[87],但這些領土主張的有效性並不受普遍承認[1]

1959年,苏联英國阿根廷智利澳大利亚美国等12個國家簽訂了《南极条约[88],该条约及一系列相关协议被称作南极条约体系。条约规定:南极洲包括南纬60°以南的一切陆地和冰架;在上述范围内,可以进行科学研究和环境保护,禁止任何军事行为。此條約是冷戰時期第一個進行軍備控制的條約。自签订以来,一切主权声索均被搁置。雖然如此,2015年時,挪威仍然宣布将毛德皇后地与南极点之间的地区并入辖区[89]

1983年,南極條約诸締約國协商規範南極洲的采矿业[90]。以绿色和平[91](在罗斯海地区建有世界公园站英语World Park Base[92],每年都会进行探险以评估人类对南极洲环境的影响。[93])為首的一些國際組織[94]联手公开施压,要求禁止在南極洲进行礦業開採。1988年,《南极矿物资源活动管理公约》(CRAMRA)正式通过[95]。然而次年便因澳大利亚和法国声称不予认可而陷入尴尬境地。两国转而提出一个综合框架,以确保南极环境问题得到协商[96]。《关于环境保护的南极条约议定书》(即《马德里议定书》)为其他国家所效仿,并于1998年1月14日正式生效[96][97]。《马德里议定书》禁止在南极洲的一切开采行为,将南极洲定位成一个“致力于和平和科学的自然保护区”。

《南極條約》禁止任何南極洲軍事活動,包括設立軍事基地防禦工事、進行軍事演習、測試軍備等。軍人或軍備只允許為了科學研究或其他和平的目的進入南極洲[98]。唯一一次有記載的南極洲陸上軍事演習是阿根廷軍隊九十行動英语Operación 90[99]

美军設有南極洲服務獎章,授獎對象是在南极洲服役的軍人或平民。此獎章設有「越冬橫槓」,頒發給整個冬季期間留在南极洲的人員。[100]

领土争端

年份 國家 領土 範圍 圖示
1908年  英國  英属南极领地 20°W至82°W Antarctica, United Kingdom territorial claim.svg
1923年  新西蘭 新西兰 罗斯属地 150°W至160°E Antarctica, New Zealand territorial claim.svg
1924年  法國 法属南部和南极领地 阿黛利地 142°2'E至136°11'E Antarctica, France territorial claim.svg
1929年  挪威 挪威 彼得一世岛 68°50′S 90°35′W / 68.833°S 90.583°W / -68.833; -90.583 (Peter I Island) Antarctica Peter I Island.png
1933年  澳大利亚 澳大利亚 澳大利亞南極領地 160°E至142°2'E和
136°11'E至44°38'E
Antarctica, Australia territorial claim.svg
1939年  挪威 挪威 毛德皇后地 44°38'E至20°W Queen Maud Land in Antarctica.svg
1940年  智利 南極智利省 智利南极领地 53°W至90°W Antarctica, Chile territorial claim.svg
1943年  阿根廷  阿根廷属南极地区 25°W至74°W Antarctica, Argentina territorial claim.svg
无争端地区
玛丽·伯德地
90°W至150°W
(不含彼得一世岛
Antarctica, unclaimed.svg

阿根廷英國智利在南極的領土主張構成重疊,引起了領土爭端。2012年12月18日,英國外交及聯邦事務部將一片尚未命名的土地命名為伊利沙伯女皇地,以作為伊丽莎白二世钻禧的貢品[101]。2012年12月22日,阿根廷政府傳召英國駐阿根廷大使約翰·弗裏曼英语John Freeman (diplomat)抗議該領土主張[102]。不過,阿根廷和英國之間的關係英语Argentina–United Kingdom relations早已因兩國對福克兰群岛的主權爭議而破裂,而且當時正值福克蘭戰爭三十周年。

澳大利亞紐西蘭從英國獨立前,上述澳大利亞的聲稱領土紐西蘭的聲稱領土均為英國的領土。英國澳大利亞紐西蘭法國挪威均互相認可對方的領土主張。目前,澳大利亞在南極洲的聲稱領土是當中面積最大的一幅。

其他《南極條約》的成員國亦對南極洲的土地有興趣,但該條約並不允許这些国家在條約生效時提出領土主張。[103][104]