第七章 南北極
當我們的科考船一直向南或向北行駛時、當我們踏上人跡罕至的南極大陸或北極冰川時，我們不禁為地球母親的博大而震撼；當我們看見南極企鵝憨態可掬的肥胖的身軀、當我們看見北極海豹晶瑩閃亮的大眼睛時，我們又不禁為地球母親的養育而欣慰。白雪皚皚的南極與北極，帶給我們無限多的神秘與遐想…….
南極“無雪幹穀”中的秘密
周圍是被冰雪覆蓋的大約在1500～ 2500米之間山嶺，山上的冰川向著穀地裏邊流落而去，形成了冰瀑。但是這些冰瀑流落到山穀兩旁的時候就消失了。在山穀中，沒有冰，也沒有雪，隻有**的岩石，還有岩石下麵那一堆堆海豹等獸類的遺骨，這就是“無雪幹穀”。
在南極洲羅斯海海域的西南端有一座羅斯島。從羅斯島朝著東北方向走去，就可以到達一個叫麥克默多的海灣。無雪幹穀就位於麥克默多灣的東北部。無雪幹穀主要是三個依次向北排列著的山穀：維多利亞穀、賴特穀、地拉穀，無雪幹穀西側是南極橫斷山脈。無雪幹穀周圍是被冰雪覆蓋的山嶺，這些山嶺的海拔高度大約在1500～ 2500米之間，而且這些山上的冰川向著穀地裏邊流落而去，形成了冰瀑。不過，這些冰瀑流落到山穀兩旁的時候就消失了。冰川到達不了的地方，一年四季都不下雪，“無雪幹穀”就因此得名。由於無雪幹穀地區一年到頭都沒有任何降水，因而氣候顯得特別幹燥。
謎題之一：死亡之穀之謎
長期以來，無雪幹穀地區一直無人涉足，因而這塊無雪之地也從不為人所知。最早走進這個無雪幹穀地區的人是著名極地探險家斯科特。當斯科特走進無雪幹穀地區的時候，他被穀中的景象驚呆了。他看到，這裏沒有冰，也沒有雪，隻有**的岩石，還有岩石下麵那一堆堆海豹等獸類的遺骨。斯科特心想：這裏看不到任何生命，生命在這裏都被扼殺了。看起來，這裏邊有許多難解之謎呀！於是，斯科特就給這個地方起了個名字叫“死亡之穀”。從那以後，人們也稱這個無雪幹穀為“死亡之穀”。
後來，又有好多科學家及探險者到達過這個無雪幹穀地區，他們看到岩石下一堆堆海豹和獸類的遺骨，也是百思不得其解：這個地方離最近的海岸也有數十千米，遠一點兒的要有上百千米，海豹這種在海岸邊生活的動物不應該到這麽遠的地方來，可眼前的這些海豹遺骨，卻偏偏說明有些海豹違背了通常的生活習性，來到了這裏。那麽，是什麽促使海豹要從那麽遠的海岸往這裏爬呢？
對此，科學家們提出了不同的意見。
有的科學家說，這些海豹是因為在海岸上迷失了方向才到了這裏。這個無雪幹穀地區裏沒有冰雪，海豹們沒有了可以飲用的水分，不等它們爬出穀地就已經沒有了一點兒力氣，最後就被活活地渴死了。
有的科學家根據世界上曾經出現過鯨類自殺的現象，認為這些海豹也像鯨類一樣，跑到這無雪幹穀地區來自殺。可是，科學家們又找不到海豹自殺的理由。要不，這些海豹就是受到了什麽驚嚇，被一種什麽東西驅趕到了這裏。那麽，在過去的年代裏邊，是什麽東西讓海豹如此恐懼？又是一種什麽樣的東西將它們驅趕到了這裏呢？這不能不讓人疑竇叢生。
這隻是科學家們毫無依據的猜想而已。在確鑿的證據出現之前，這些海豹的遺骨隻能是一團迷霧。
謎題之二：範達湖之謎
隨著科學家們研究的不斷深入，他們發現無雪幹穀地區有著很多不為人知的秘密。
在這個無雪幹穀的腹地，新西蘭建立起一座“範達考察站”。考察站的旁邊有一個湖，叫做“範達湖”。從那以後，這個無雪幹穀地區再也沒有以前那種淒涼的情景；1960年，日本的一些科學家實地考察了無雪幹穀裏的範達湖，他們發現範達湖存在奇異的水溫現象，在三四米厚的冰層下，水溫是0℃左右。在15～16米深的地方，水溫升到了7.7℃。到了40米以下，水溫竟然可以升到 25℃，這種水溫已經跟溫帶地區海水的溫度相當。範達湖這種深度越大水溫越高的奇怪現象，讓科學家們興奮不已，他們紛紛跑到這裏進行考察研究。
那麽，範達湖的這種奇怪現象到底是怎麽形成的呢？這種現象應該怎麽解釋呢？科學家們又有了不同的觀點。這當中有兩種主要觀點：一種是太陽輻射觀點，另一種是地熱活動觀點。
認為是地熱活動觀點的科學家們的理由是：範達湖與羅斯海相距50千米，羅斯海附近有墨爾本火山和埃裏伯斯火山。前者是正處於休眠期的活火山，後者現在仍然在噴發著。這就可以表明，這一帶的岩漿活動得很劇烈，會產生很高的地熱。範達湖的水溫上冷下熱的現象就是因為地熱的作用形成的。
然而，讓這種觀點也無法在科學界立足的理由是：有很多證據都表明，在無雪幹穀地區並沒有任何地熱在活動。
認為是太陽輻射觀點的科學家們說：南極地區夏季的光照時間較長，範達湖湖麵接受太陽輻射的能量就比較多；而冬天的時候，湖麵幾米厚的冰層使湖水含的鹽分增高，所以水的密度就會變大。這樣，即使夏天水溫升高的時候，由於表麵水的密度大於中層和底層水的密度，導致溫暖的表層水下沉，從而形成了範達湖奇特的水溫現象。
太陽輻射的觀點提出後，遭到了人們的反對。有人說：南極在夏天的時候，太陽輻射的時間雖長，但光照卻不足，總是陰沉沉的，到達地麵的太陽輻射就顯得比較弱了。不僅如此，範達湖的冰麵又反射了90％的太陽輻射能量，能夠到達水麵酌輻射就變得更少了，不可能使表麵的水溫升得很高。
另外，假設暖水下沉的觀點真的成立的話，通過水的熱傳遞，整個湖水的水溫即使升高也是均勻的，不可能隻有底層的水溫增高。況且南極的極夜時間足足有半年，範達湖不可能升到25℃！這樣看來，太陽輻射的觀點又怎能讓人信服？
那麽，關於範達湖的爭論，究竟孰是孰非？沒有人敢輕易下結論，所以範達湖給本來就充滿神秘色彩的無雪幹穀地區又留下了一道不容易解釋的謎。
謎題之三：永凍之湖之謎
無雪幹穀地區範達湖的謎還沒有解開，探索者們又發現了另一個不易解開的謎。
從範達湖往西10千米的地方，有一個叫“湯潘湖”的小湖泊。湯潘湖的直徑也就是數百米，而且湖水淺得不像“湖”——隻有30厘米。湯潘湖的湖水含鹽度比較高，如果把一杯湖水潑到地上，眨眼之間就會在地麵析出一層薄薄的鹽。科學家們對湯潘湖湖水的冰點進行了研究，發現湖水就是到了-57℃的時候也不會結冰，所以湯潘湖又有“不凍之湖”之稱。
關於湯潘湖的湖水不結冰的研究結論也不統一。有的研究者認為湖裏的鹽分比較高，它就不會結冰了。有的科學家說，湯潘湖在那麽冷的情況下不結冰，不僅僅是因為湖水鹽度太高，可能還由於周圍的地熱在起作用。
與“不凍之湖”形成鮮明對比的是“永凍之湖”。這個湖也位於南極洲無雪幹穀地區，叫“皮達湖”。人們在對這個湖的冰麵鑽探後發現，整個湖幾乎是一個特別完整的大冰塊。那麽，這個湖的冰為什麽一年之中都沒有融化的時候呢？這又是一個謎。
南極冰川的形成
雖然見過冰川的人不多，但在許多方麵，冰川對人類今後在地球上生存的重要性，不亞於海洋和空氣。如果地球的氣候發生了往日曾有過的現象，大為轉冷，南極洲和格陵蘭的冰原就會擴大，使海麵降低，就會帶來災難。反之，如果這些冰原進一步融解，海水就會上漲，全世界瀕海地區必然受到嚴重破壞。
冰川威脅著人類，卻也帶給人類豐富的資源。全世界約3/4的淡水，即約700萬立方英裏，都結成冰儲存起來。據科學家估計，儲存量約等於全球66年的雨量。世界上的大河，從隆河到哥倫比亞河，從亞馬遜河到恒河，多半都發源於冰川。
謎題之一：冰川是怎樣形成的
冰川是怎樣產生的？簡單說來，每遇冬天下降的雪超過夏天融解的雪，就形成冰川。剩餘的雪積聚起來，便逐漸變成冰。第一步變化是從雪片變為微小的冰晶，稱為“萬年雪”或“永久冰雪”。雪暴接連降落，積雪日深，精致的冰晶便會越來越緊密，而重新結晶成為近乎球形的堅硬冰粒。隨著積雪逐年增加，冰塊逐漸增大，並且越來越堅硬。
這種像岩石般的大冰塊怎會移動？冰川學家有幾個學說，彼此還在爭論中，但他們大致同意冰塊厚度達到100～150英尺時，便起變化。晶狀冰在冰川深處遭受重大壓力時，變為半可塑性，受到地心引力開始流動。可是，無人知道冰川在什麽地方和在什麽溫度就會流動。科學家鑿隧道深入格陵蘭的冰塊裏麵，發覺冰川與地麵堅實地凍結在一起，但距地麵l～30英尺的冰卻在移動。
許多世紀以來，冰川已使地球麵貌大為改觀。冰川挾萬鈞之力衝鑿地麵，挖成北美洲五大湖和挪威沿海的峽灣，鑿成阿爾卑斯山高聳的馬特杭峰，以及掘成珞磯山脈那些驚險的峽穀。
不管真正的構因如何，大多數冰川每天隻移動一英寸或一兩英尺（有些冰川全不移動）。但也有移動速度驚人的。1966年，有一位機師在加拿大育空區飛越史提爾山時，看見一條極壯觀的冰川，每小時移動兩英尺——每天幾達50英尺！那條冰川長22英裏、寬l英裏有餘，有規律地向前衝行，所向披靡，一切東西都被它衝毀帶走。
那麽，冰川怎樣做出這些傑作呢？冰川沿著峽穀向前移動時，一路上把兩旁和穀底的大小岩石及泥土都挖了起來。岩塊碎石隨著冰川前進，又把下麵的基岩磨蝕，使冰蝕槽擴寬加深。上次冰期在1800年前達到最高點時，地球陸地大約有30％給許多冰原覆蓋了。其中兩個至今猶存，一個在格陵蘭，一個在南極洲。全球約97％的冰川都在這兩個地方。南極洲麵積約550萬平方英裏，比歐洲還大。整個南極洲都給堅冰蓋著，有許多地方露出阿爾卑斯山那樣高的山脈，又有些地方冰原厚達12000英尺。
地球上第二大冰冠在格陵蘭，占地70.8萬平方英裏。巨大的冰山從險峻的格陵蘭高原崩裂下來，滑入海洋，漂流數百英裏之外。1912年4月14日晚上，這樣的一座冰山漂在大西洋上，竟然把號稱“不沉之船”的英國豪華客輪“泰坦尼克”號撞沉。地球上其餘的冰川在北美洲、歐洲、南美洲、亞洲、非洲和新西蘭。這些冰川雖也可觀，但比起格陵蘭和南極洲的卻小得多。總括起來，地球的地麵目前約有10％為冰川所掩蓋。
現代的冰川研究起源於瑞士科學家亞加齊的好奇心。100年前，他著手測量阿爾卑斯山高處冰川移動的實況。今天，大批冰川學家在探測各地的冰川，研究冰川進退的原因、冰川流動的構因、新冰期發生的可能性和時機，以及其他有關的問題。
南極洲是進行冰川研究的主要地方。來自十餘國的科學家利用大批新儀器和新技術，集中在那裏從事廣泛的測量調查。1969年，一隊科學家和工程師在南極西部拜爾德站鑽探冰原，鑽到7000多英尺深處。他們用設計特別的旋轉式鑽機，取出一條連續不斷的冰岩石，直徑4英寸，可以清楚看到極地簡史，從而窺見地球的過去，實在令人興奮。
舉例來說，把2.5～10萬年前結在冰裏的氧加以分析，可研究當時地球大氣的成分。在10000～14000年前的堅冰裏，發現了幾層火山，大概是古代一場大災變後沉落的。約850英尺深處，發現耶穌在世時期所降的雪結成的冰；在最上麵的冰層裏，又認出染有原子時代放射塵埃的冰。鑽探人員在7100英尺深的冰孔下麵發現水，表示壓力作用加上地球本身的熱力使冰融解。
科學家為什麽對南極洲的冰川發生如此濃厚的興趣呢？主持鑽探工作的美國國家科學基金會說：“南極洲冰冠對世界氣候有極大的影響。這個大淡水庫若有任何重大變化，就會引起海麵、雨量、河流和湖麵的變動，因而影響人類的生存環境。”
美國地理學會的著名冰川學家費爾特說：“南極洲占有世界冰量約90％，事實上是一個超級的冷凍係統。假如南極冰冠全部溶解，目前各海洋的水麵就可能升高200英尺，足以淹浸沿海地區和世界各大港口城市。”
謎題之二：上一次冰期是什麽時候
上次冰期是怎樣形成的？科學家的意見並不一致。他們確實知道，幾百萬年前，地球開始轉冷。4個巨大的冰原相繼侵襲北半球。在歐洲，斯堪底納維亞半島積冰高逾8000英尺。冰原向南推進，掩蓋了英格蘭北部和德國，還向東推進，幾乎到達莫斯科。在北美洲，積冰到處伸展，一直到把過半大陸掩蓋了才停止。冰原厚一英尺，南邊遠達俄亥俄和密蘇裏河穀。上次冰期的冰約在13000年前開始迅速消退。溶解後的水使各海洋的水麵上升400英尺上下，達到目前的水平。
科學家對這次氣候極端變化的成因，有幾個假設，大家爭論得很激烈。根據“太陽輻射”說，太陽輻射放出的能量有所改變，地球上的氣候也隨之改變。因此，在太陽輻射強度減弱的時期。地球就可能變冷，冷得足以引起一次冰期。
第二個學說也跟輻射有密切關係。這個學說認為地球大氣成分中許多原因不明的變化，例如雪層增厚，可能擋住一部分太陽輻射，地球的氣溫因而降低。空氣汙染和火山塵也會產生相似的效果。此外，在地球與太陽之間的太空凝聚的隕星碎石或其他物質，都可能產生同樣影響。不管是什麽原因，整個問題極為複雜，可變的因素太多，連電腦也無法處理。人類還需要一段極長的時間才能查明真相。
南極洲的保護神——冰架
遙遠的南極洲一片蒼茫，冰雪覆蓋，冰川、冰山像衛士一樣保衛著這片淨土，這些冰架能擋住人們探索的腳步嗎？我們拭目以待……
古希臘人曾斷言南半球一定有一塊大陸，以平衡北半球的歐亞大陸，但長期以來，南極地區一直未被探索。古希臘人的這種觀點反映在早期的地圖上，荷蘭著名地圖繪製家麥卡托（1512～1595年）繪製的地圖上，在南極附近畫了一塊大陸。不過，1578年德雷克爵士航海時被風暴吹到遙遠的南方，並未發現任何陸地跡象。
200年後，庫克船長花了3年時間（1772～1775年）尋找這塊大陸，越過南緯70°，還未找到蹤影。但他仍確信南極附近有塊大陸，它是流入南極海洋的冰川之源。
19世紀初，這一地區日益受到海豹捕獵者重視。1820年，一艘英國皇家測量船發現了南極半島，次年就有獵人來此。19世紀末，捕鯨業取代了捕海豹業。這一地區的科學探察和捕鯨活動迅速開展起來，但布滿浮冰的海洋仍是通往南極的一大障礙。
1841年1月5日，一支英國海軍探險隊乘坐兩艘特別加固的三桅木船，穿過通往南極洲的太平洋浮冰區，企圖確定地球南磁極的位置。4天後，他們駛出浮冰區，一心希望前麵的航道暢通無阻，不料1月11日，迎麵遇見一堵碩大無比的冰壁擋住去路，麵積約52萬平方公裏，四周冰壁陡峭，險峻非凡。
探險隊長羅斯爵士驚呼道：“要穿越這道冰壁猶如穿越多佛懸崖，絕無可能！”1831年，羅斯曾找到北磁極位置。之後兩年，他一直尋找通往南磁極的航道，卻徒勞無功。現在，這座擋住他去路的南極巨大冰架，就以他的姓氏命名。
羅斯冰架填滿南極一個巨大海灣，其麵積與法國相近，位於愛德華七世半島與羅斯島之間，東西長約800公裏，南北最寬約970公裏，冰架靠海邊緣高60公尺，接近陸地的邊緣，最厚達750公尺。冰架宛如一個巨大的浮筏，在港灣漂浮，以每天1.5～3公尺的速度向海洋伸展，幾條大冰川從遙遠山脈流來，在冰架後部施壓，增加其體積；冰架下極冷的海水，則不斷凍結，增加其厚度。冰架靠近陸地處形成的裂隙，寬達幾公裏，待裂隙伸展割裂巨大冰塊時，就形成巨大的冰山。已發現的最大冰山麵積為31000平方公裏。
南極洲覆蓋的冰原，厚度達3500公尺，它是世界海拔最高的大陸，一半地區高達2000公尺，有許多活火山，最大的是羅斯島上的埃伯斯火山。南極還是世界上最幹旱的大陸，比撒哈拉沙漠還要幹燥。內陸年降雪量隻有50厘米，沿海為500厘米，同時南極是世界最冷的地方，可冷到使潑出去的沸水立刻結冰。
換位的南北極磁場
乍看起來，這似乎是一個不該問的問題，因為在20世紀60年代以前，一切常識或高深的理論幾乎都告訴我們：地球有磁場，磁場有南北極，南北極的位置是同定不變的，這些似乎都成了定論。然而，地球南北極磁場會調換位置的問題，已使一些科學家困惑了半個多世紀。
早在1916年，法國的古地磁學家布容發現古老岩石的化石磁場（古地磁場所造成的岩石的永久磁性）所指示的磁場方向相反。後來，又有一係列的類似發現，這使得許多地磁學家大惑不解，但是那時幾乎沒有人敢於設想地磁南北極會互換位置。多數科學家都把主要精力放在研究岩石冷卻時是怎樣獲得磁性的，以及在這個過程中是否有可能產生與外界磁性相反的磁場。到了20世紀50年代，科學家們又發現了一些類似的特殊礦場，這就迫使古地磁學家尋求新的解釋方法。於是，開始出現了地磁場南北極曾互易位置的大膽假設。
當循著這一似乎異想天開的假設去研究這個問題時，結果卻出乎意外的令人滿意。20世紀60年代初，科學家們對美國加利福尼亞和夏威夷的火山岩同時進行了大量的古地磁和同位素年齡的測量。其結果表明：如果地磁場方向有可能倒轉的話，那麽這種現象在地質史上就一定發生過多次。當然，上述的地磁資料在整個浩如煙海的古地磁資料中，猶如鳳毛麟角。要推翻人們幾千年形成的對地磁場的見解，還顯得過於薄弱。
1955～1965年的10年間，科學家對大西洋和太平洋的洋底進行了較大麵積的航磁測量，其結果更加明白無誤地表明，地球磁場和南北極在地質時期曾多次互換位置。在最近的400多年中，至少有兩個時期與我們現今的磁場方向相反。
南極的六大謎團
“冰城”、“臭氧空洞”、巨型冰雕、植物萌芽……這裏充滿著神奇和詭秘，迄今為止仍有六大令人費解的謎團。
生命奇跡之謎：美國和俄羅斯發射的人造衛星發現，在南極的冰原上竟然有一個隱藏著的城市——“冰城”。“冰城”建築在一個圓拱形空間內，城市使用某種類似核能的能源，足以容納2000人居住。美國航空及宇宙航行局的科學家們正在研究：“冰城”內的生命是否是宇宙人的後代
臭氧空洞之謎：20世紀80年代末，科學家們發現在南極上空的臭氧層出現了一個大洞，這就是“臭氧空洞”。人們一直認為臭氧層的減少，是工業汙染和人類不注意環境保護的結果。然而，在南極洲，1000多萬平方千米的大陸人跡罕至，何來汙染？簡直令人不可思議！
動物冰雕之謎：探險家們發現，在南極洲接近印度洋的地方有許多巨型冰雕，它們是海豚，海獅等多種動物的造型。南極動物冰雕究竟是天然形成的，還是人工雕鑿的，目前仍然是個謎
植物發芽之謎：英國南極考察隊的科學家們發現，南極的夏季在延長，冰川在後退。南極洲那些長期被冰凍的種子，竟然解凍發芽，而且許多新的植物正在萌芽。
飛碟出沒之謎：南極洲無疑是地球上報道的飛碟出現最頻繁的地區，世界各國設在南極洲的科學考察站均有關於飛碟的紀錄。
淡水湖泊之謎：英國和俄羅斯科學家們發現，在南極洲有一個大小與安大略湖相仿，存在已有100萬年的淡水湖泊。
南極冰蓋埋藏的秘密
從高空俯瞰，它是一個高原，中部隆起，向四周逐漸傾斜，巨大而深厚的冰層就像一個銀鑄的大鍋蓋，將地麵罩得嚴嚴實實。當冬季來臨的時候，周圍海洋中的海水全部都凍成了海冰，大陸冰蓋與海冰連為一體，形成一個巨大的白色水源，麵積超過了非洲大陸，達3300平方千米。這就是神奇的南極冰蓋。
地球上最冷的地方非南極莫屬，這裏的平均氣溫為-79℃。地球上有記錄的最低溫度就是在這裏產生。前蘇聯科學考察隊員曾測到一個令人吃驚的低溫：-88.3℃！如此低的氣溫是南極終年為冰雪所覆蓋的主要原因。南極大陸總麵積約為1400萬平方千米，**山岩的地方還不到整個南極大陸的7％，其餘超過 93％的地方全都覆蓋厚厚的冰雪。因此，南極大陸上的冰層又被人們形象地稱為冰蓋。南極冰蓋最厚的地方甚至達到了4800米，平均厚度也有2000米。
謎題之一：南極資源之謎
由於南極大陸的真麵目被嚴嚴實實地掩藏在冰蓋之下，人類想要了解它就更加困難了。但人類的探索欲望是非常強烈的，許多國家都投入了大量的人力和物力組織實施南極科考活動，並取得了一些具有重要科學意義的成果。
經過考察，人們發現南極大陸蘊藏著很多寶貴的資源。人們陸續在這裏發現了約200餘種礦物，包括金、銅、鉑、鉛、鎳、鉬、錳等金屬和鈷、鈾等放射性礦物。1973年，美國在羅斯海大陸架上發現了石油和天然氣。據說南極石油儲量十分驚人，僅南極大陸西半部分所蘊藏的石油就可能是目前世界年產量的2～3倍。
科學家們認為，既然南極有如此豐富的資源，那麽南極大陸在地球早期肯定不會是如此寒冷，那時的氣候肯定非常溫暖。對於此種推測，科學家們是這樣解釋的：在1億年前，地球上存在著一塊更大的陸地——岡瓦納大陸，這塊大陸包括現在的南極洲等許多地方。這裏氣候溫暖，成片茂密的熱帶雨林隨處可見。後來，海底擴張，大陸漂移，一部分大陸變成了今日的非洲、南美洲、澳洲、塔斯馬尼亞島、印度次大陸和馬達加斯加島；而另一部分則繼續向南漂移，成為現在的冰雪世界——南極大陸。
謎題之二：冰層之謎
人們發現，在南極冰層中還隱藏著無數的秘密。各國的科學家們每次到南極考察都有不少的收獲。 他們曾在冰層裏發現了來自宇宙的類似於宇宙塵埃的宇宙空間物質、實驗原子彈時的人工反射性降落物、隕石以及各個時期人類留下的垃圾等。為了弄清楚這些物質的分布狀態，人們對冰層的各部分進行垂直取樣。通過分析，發現了許多極具研究價值的信息，為人類研究地球和宇宙的關係，以及近年來地球的汙染程度提供了科學依據。
南極冰蓋是在低溫環境下經過千萬年的日積月累形成的。 因此，人們在這裏可以發現大量的地球演變信息。他們通過對從南極冰蓋2083米深處取出的冰芯進行分析，得出了其中的氧同位素、二氧化碳、塵埃以及微量元素等信息，揭示了最近16萬年中地球氣候變化的情況。
此外，科學家們還可以通過分析冰層中所含的氣體成分，了解地球古代和現代空氣的成分及其變化等情況。我們常常可以看到媒體對科學家赴南極考察的報道會用到這麽一個詞——“鑽取冰核”。為什麽要在南極冰原上鑽取冰核呢？原來，各個“冰期”以及火山噴發、風雨變化都會在冰原中留下痕跡。科學家認為，如果能充分地了解這些信息，那麽人類就可以預測以後的命運了。
更為神奇的是，科學家在冰層中居然找到了細菌的影蹤。美國科學家宣布，他們在南極腹地很深的冰層下找到了細菌生存和繁衍的證據。這種類似於放線菌的菌種是在南極孚斯多克湖上麵的冰層裏被發現的，這裏也是前蘇聯科考人員測量到地球上最低氣溫的地方。科學家認為，這種細菌通常生活在土壤裏，可能是隨著小塊土壤被風刮到湖泊裏並被埋在了那裏，或者它們原本就長在湖裏，後來被冰凍結在那裏，永遠也出不來了。據介紹，這些細菌可能已在湖裏呆了50萬年以上了。
謎題之三：南極水資源之謎
冰雪的覆蓋給人類了解南極造成了很大的困難，那麽，如果冰減少或消失是否就會改變這種情況呢？如果真的發生了這種情況，那對人類來說將是一場巨大災難。根據科學家的計算，如果南極冰蓋完全融化，那麽海平麵將平均升高50～60米。如此一來，地球上許多沿海的低海拔地區將會成為一片澤國。近年來，地球變暖的問題引起了人們的關注。人們對此進行了各方麵的探討，南極——地球的冰庫自然也在人們的考慮範圍之內。人們擔心南極冰層是否會因大氣變暖而融化消失。
在整個20世紀，地球的平均氣溫上升了0.6℃～1.2℃。南極大部分地區的溫度升高得更快，變暖情況更為嚴重。其中，溫度升高最快的是與南美洲毗鄰的南極半島。這片向南美洲方向延伸、長度超過1500千米的狹長陸地，氣溫竟然上升了約10℃，是地球平均水平的10倍！南極變暖的情況在過去的50年裏尤為嚴重，南極半島上至少有7個大冰架已消失了，其中包括一個存在了2000多年的冰架。
科學研究表明，現在南極大陸與2萬年前的冰川活動極大期相比，西部的冰層減少了約2／3，全球海平麵因此升高了11米；而在南極大陸的東部冰層厚度則沒有多大變化，既沒增多，也沒減少。盡管導致冰層減少的因素很多，但有一個重要因素幾乎已經為全世界所公認，那就是全球變暖。
對此，一些科學家發出了嚴正警告：南極洲一些地區的冰層正在飛快地消失，人類從事的過度的工業活動違背了自然規律，導致地球氣候變暖的情況越來越嚴重，這樣下去後果將不堪設想。
目前，全世界的海平麵每年都以2毫米的速度上升，各國科學家紛紛對此進行了研究。美國哥倫比亞大學拉蒙特多然蒂地球觀測站的斯坦?雅各布認為，導致海平麵上升的一個重要原因就是南極冰層的融化。如果真像這些科學家所推斷的那樣，氣候變暖造成了海平麵的大幅度上升，那麽，南極西部冰原終將受此影響而坍塌。
美國地球物理學家蘿伯特?賓德斯查德勒多年來一直在研究冰川。據他猜測，南極西部冰原數千年來一直處於坍塌的過程中。同時他還承認，南極西部冰原的坍塌並非雜亂無章，而是呈有序性；並旦他還預測，西部冰原會在一兩千年後完全坍塌。
冰原坍塌的過程早已開始的觀點也得到很多研究人員的認同。美國科羅拉多州博爾德國家冰雪研究中心的研究人員泰勒?斯坎姆分析了衛星圖像後說：“我看到一個冰原正在坍塌。”不過，他認為造成冰原坍塌的還有許多未知因素，各種變化隻有經曆數千年的時間才會顯現出來。以上各種論斷孰是孰非，目前科學界尚無權威定論。
在研究了過去150年的氣候之後，科學家說：“氣候是頭憤怒的野獸，我們正在惹它發火。”這絕對不是危言聳聽。雖然探索冰層下的秘密很重要，但是，假如南極冰層真的因大氣變暖而完全融化，那麽全球海平麵至少要上升50米，世界將會變成一片汪洋，從而淹沒地球上的絕大部分耕地，後果真是不堪設想。
發現北方航線
體型巨大，但頭部相對比較小，周身覆蓋著厚厚的白毛，但皮膚卻是黑色的，有時還會四仰八叉地趴在冰麵上，這就是可愛的北極熊，生活在神秘美麗的北極地區。
公元前325年，亞曆山大時代的一位天文學家、航海家畢塞亞斯最早進入北極圈，進行有目的的考察，測量了緯度和地磁偏差。到了15世紀末，西方資本主義萌芽迅速發展，為了掠奪東方的富饒資源，迫切要求取道北冰洋的“北方航線”。根據這一設想，西方各國的探險家們，便組織探險隊進行北冰洋探險。1846～1848年，英國人約翰?富蘭克林深入到加拿大北海一帶的島嶼區，順利地探察了“北方航線”。
征服北極之前，探險工作中最有成效的人，要算是挪威探險家弗裏蒂奧夫?南森。1893年南森等一行13人乘“弗臘姆”號船沿亞歐大陸北岸航行，向新西伯利亞群島進發。在這之前，他根據探險遇難者的一些殘物漂流的路線，推斷在西伯利亞群島以西有一股洋流，向北流過北極，再流到格陵蘭東岸，進入大西洋。於是，他們到達新西伯利亞群島之後，將船凍結在浮冰上，隨浮冰一起，向北極漂流。1895年，“弗臘姆”號漂流到北緯85。57自勺海域，這是有史以來人類第一次到達北冰洋中心區，北冰洋神秘的麵紗終於被揭開。原來大洋中心區是一片冰雪海洋，沒有任何陸地，北極是在大洋之中。他們還發現在冰層和極地冷水下麵，有一股大西洋暖流，同時還探測了大洋中心區的水深。南森之行，第一次證實了北極有一個北冰洋，他撰寫了許多生動的北極區探險著作。
長期以來，人們認為，美國著名探險家羅伯特?皮利是最早到達北極的人。1909年9月6日，皮利發出了一份到達北極的電報，其中有這麽一句：“星條旗已在北極升起”。然而，當皮利回到美國後，一個名叫弗雷德裏克?庫克的美國醫生已經宣布，他於1908年4月21日已經到達北極。於是，在北極探險史上，誰最早到達北極，奪取了這項王冠的大爭論就由此開始了。
庫克在青年時代就迷上了北極探險的書籍，他曾經參加過皮利的第二次北極地區探險，同皮利一起，在格陵蘭北部度過了1891、1892年度的冬季。他於1909年9月1日，向《紐約先驅報》編輯部發了電報，宣告他到達北極的消息。皮利得知庫克比他早一年到達北極後，十分生氣，他指責庫克在撒謊。庫克受到了報界和社會輿論界的巨大壓力，得了神經衰弱症，憤然離開了美國。從此，皮利被認為是最早到達北極極點的人，而庫克被人們遺忘了。但是近年，一些研究北極的專家，開始注意到庫克對北極的許多論據。例如，庫克描述了極地不是一塊大陸，而是向西漂流著的浮冰島。這符合如今稱之為“冰塊向西漂流”的海洋學現象。他還發現了埃爾斯米爾島附近的一個“冰群島”。近年，空中攝影證實了“冰群島”的存在，而且正好在庫克向極地進發途中穿越過的地區，緩慢地按順時針方向漂流。因此，許多科學家認為，這些符合事實的描述，對論證庫克首先到達北極是很有利的。
於是，庫克的一些擁護者要求消除對庫克的不公正行為，而且在紐約州成立了“庫克協會”，主張正式承認庫克的北極探險功績。同時，協會成員們在紐約州立曆史博物館開設了一個紀念庫克的陳列館。
長期以來，西方各國的探險家和航海家，為了尋找“北方航線”，前仆後繼，奔向北冰洋和北極。但是，人類開始征服北冰洋和北極，還是近百年來的事。近幾十年來，北冰洋近海大陸架相繼發現了儲量豐富的石油和天然氣資源，而且它又地處歐亞大陸和北美大陸、大西洋和太平洋之間，因此，它在戰略上和國際航空運輸上的地位日益重要。
危險的南極“魔海”
船隻在魔海中航行，就好像在夢幻的世界裏飄遊，絢麗多姿的極光和變化莫測的海市蜃樓，它那瞬息萬變的自然奇觀，既使人感到神秘莫測，又令人魂驚膽喪。你是不是也迫不及待的想去看這神奇的魔海了？
威德爾海就是南極的“百慕大”，它是南極的邊緣海，南大西洋的一部分。位於南極半島同科茨地之間，最南端達南緯83°，北達南緯70°至77°，寬度在550千米以上。它因1823年英國探險家威德爾首先到達於此而得名。
絢麗多姿的極光和變化莫測的海市蜃樓，是威德爾海的一魔力。有時船隻正在流冰縫隙中航行，突然流冰群周圍出現陡峭的冰壁，好像船隻被冰壁所圍，擋住了去路，似乎隨入了絕境，使人驚慌失措。霧時，這冰壁又消失得無影無蹤，使船隻轉危為安。有的，船隻明明在水中航行，突然問好像開到冰山頂上，頓時，把船員們嚇得一個個魂飛九霄。還有當晚霞映紅海麵的時候，眼前出現了金色的冰山，倒映在海麵上，好像向船隻砸來，給人帶來一場虛驚。在威德爾海航行，大自然不時向人們顯示它的魔力，戲齊著人們，使人始終處在驚恐不安之中。經查實，才知是大自然演出的一場鬧劇。正是這一場場鬧劇，不知將多少船隻引入歧途，有的竟為避虛幻的冰山而與真正的冰山相撞，有的受虛景迷惑而陷入流冰包圍的絕境之中。
魔海威德爾海的魔力還在於它流冰的巨大威力。南極的夏天，在威德爾海北部，經常有大片大片的流冰群，這些流冰群像一座白色的城牆，首尾相接，連成一片，有時中間還漂浮著幾座冰山。有的冰山高一兩百米，方圓二二百平方千米，就像一個大冰原。這些流冰和冰山相互撞擊、擠壓，發出一陣陣驚天動地的隆隆響聲，使人膽戰心掠。船隻在流冰群的縫隙中航行異常危險，說不定什麽時候就會被流冰擠撞損壞或者駛入“死胡同”，使航船永遠留在這南極的冰海之中。1914年英國的探險船“英迪蘭斯”號就被威德爾海的流冰所吞噬。
在威德爾的冰海中航行，風向對船隻的安全至關重要。在刮南風時，流冰群向北散開，這時在流冰群之中就會出現一道道縫隙，船隻就可以在縫隙中航行，如果一刮北風，流冰就會擠到一起把船隻包圍，這時船隻即使不會被流冰撞沉，也無法離開這茫茫的冰海，至少要在威德爾海的大冰原中呆上一年，直至第二年夏季到來時，才有可能衝出威德爾海而脫險。但是這種可能性是極小的，由於一年中食物和燃料有限，特別是威德爾海冬季暴風雪的肆虐，使絕大部分陷入困境的船隻難以離開威德爾這個魔海，而永遠“長眠”在南極的冰海之中。所以，在威德爾及南極其他海域，一直留傳著“南風行船樂悠悠，一變北風逃外洋”的說法。直到今天，各國探險家們還倍守著這一信條，足見威德爾海的神威魔力。
在威德爾海，不僅流冰和狂風對人施加**威，而且鯨群對探險家們也是一大威脅。夏季，在威德爾海碧藍的海水中，鯨魚成群結隊，它們時常在流冰的縫隙中噴水嬉戲，別看它們悠閑自得，其實凶猛異常。特別是逆戟鯨，是一種能吞食冰麵任何動物的可怕鯨魚，有名的海上“屠夫”。當它發現冰麵上有人或海豹等動物時，會突然從海中衝破冰麵，伸出頭來一口吞食掉。它那細長的尖嘴，貪婪地吞噬海豹和企鵝，其凶猛程度，令人毛骨悚然。也正是逆戟鯨的存在，使得被困威德爾海的人難以生還。
極地火山的形成
南極洲的燈塔和路標，在午夜太陽的照耀下，籠罩著玫瑰紅與鬆石綠的光暈，噴出的蒸汽遠飄數裏，飄過冰封的羅斯島上空，它們是矗立在極地的火山——特羅爾火山和埃裏伯斯火山。
冰火相伴的埃裏伯斯火山矗立在地球上人跡罕至的大洲上。山下有美國人建立的麥克默多站，不遠處有幾間小屋，小屋現已破舊，但陳設仍保留原樣。罐頭食物、留聲機都放在原來地方，在嚴寒中保存完好。是當年斯科特、沙克爾頓所率領的探險隊度宿處。20世紀初期的探險家簡直把埃裏伯斯火山視為“良師益友”，一次次外出勘察地形或做科學考察，都有賴埃裏伯斯火山引導返回營地。
特羅爾火山和埃裏伯斯火山是地球上已知區域最南端的兩座火山。一聽“特羅爾”和“埃裏伯斯”這兩個名字，好像頗有含義，尤其是“埃裏伯斯”在希臘文中意指陰冥。其實這是羅斯上校麾下兩艘船的名字。1841年1月，他指揮這兩艘船穿過浮冰，尋找磁南極。一天早晨，看見一座雄偉的山峰峰頂有東西飄揚，起初以為是雪花隨風亂舞。細看原來是一座火山正在噴發，噴出大量火和蒸汽。在萬裏冰原中有此景象，實在令人驚訝。羅斯上校以船名把這座火山命名為埃裏伯斯；以另一船名命名附近一座較小的休眠火山為特羅爾。
羅斯上校始終找不到磁南極。南下的路被後來被命名為羅斯冰架的冰架阻擋，大如法國。雖找不到磁南極，但此行已是了不起的成就。190l～1904年，斯科特率領一支探險隊又來到這裏。直到1907～1909年，沙克爾頓又在此尋找磁南極和地南極時，登山時環境惡劣，山坡的藍色冰層近乎垂直，上覆薄雪，氣溫零下33℃，空氣稀薄，呼吸困難，他們登山經驗又不足，一名隊員的腳凍傷了，然而最後終於登上了峰頂。發現峰頂地形奇特，4個火山口一個疊一個，地麵散布完整的長石晶體，大多豎立，狀如鬼怪，似在迎接他們。他們起初大惑不解，後來發現地麵有好些噴氣孔，噴出蒸汽柱，蒸汽噴出不久就冷凝，凍成這些形狀。那個活火山口深275公尺，噴出一團團含硫煙霧，把熔岩像炮彈似的射上半空。
1978年，在南極新西蘭斯科特站工作的野外求生專家蒙提斯報道說：“數十枚熔岩飛彈一邊打轉，一邊在我們頭麵高處盤旋，像電影裏的慢鏡頭。有些‘轟隆’一聲從天空墜落，其他自我們中間飛過，有的快，有的慢。大多數如茶壺，少數比茶壺大得多……紛紛落在主火山口中，融掉積雪，激起熱水和蒸汽嘶嘶噴上半空。”
盡管埃裏伯斯火山的噴發景象令人膽戰心驚，但1975年以前從沒有人受到傷害。1979年11月，一架新西蘭飛機載遊客飛到火山邊觀光，遇上噴發，257名乘客與機員全部罹難。他們可說主要死於“乳白天空”現象：那是極地一種極其危險的大氣光象——大地與天空呈現一片均勻的白色輝光，雲和地平線難以分辨，無法辨訓方向和景物。出事飛機的殘骸仍散布在冰雪中，提醒大家南極洲雖然美麗多姿，但也很危險。
南極北極——誰更冷
南極和北極是地球的兩個極點，都是常年冰雪覆蓋，可是我們不禁要問：到底哪個更冷一些呢？這其中的原因是什麽呢？
觀測發現南極要比北極冷一些，這其中的原因是什麽呢？下麵我們就一起揭示了其中的秘密。
由於地球的南北極比地球的熱帶和中度緯度地區接受更少的陽光照射，因此南北極相對來說都比較冷一些。而且在南北極太陽升起的高度從來就沒有超過地平線23.5度，並且都要經過漫長的、為期6個月的極夜時期。除此之外，大多數的太陽光照射到兩極後，又被兩極的冰層反射回太空了。
同是位於地球的兩極，緯度高低相同，太陽照射的時間長短和角度也一樣，南極的冰卻比北極的多。北極地區北冰洋占去了很大麵積，約1310萬平方千米。水的熱容量大，能夠吸收較多的熱量再慢慢地發散出來，所以冰比南極少，冰川的總體積隻及南極的1/l0，而且大部分冰是積存在格陵蘭島上。
南極號稱世界“第七大陸”，陸地儲熱能力不及海洋，夏季獲得的有限的熱量，很快就輻射掉了，而且南極所環繞的海流，盡屬寒流，使氣候酷寒，所以冰多。由於南極地勢高，空氣稀薄不保暖，雖有幾個月全是白晝，但太陽隻是在地平線上盤旋，太陽光斜射，巨大的冰原，像鏡子一樣，能反射幾乎全部的太陽光，因而，所獲熱量極少，氣溫進一步降低，造成終年酷寒。由於氣候酷寒，南極的降水隻能是以冰霰的形式降落下來，終年不化。這裏年平均降水量不過55毫米，但由於氣溫低，蒸發弱，逐年積累，終於形成了巨大的冰原。
為什麽南極的氣溫要比北極更冷一些呢？這是因為南極地區是一塊大陸，儲藏熱量的能力較弱，巨厚的冰層使南極洲的平均海拔高度達到2600米，比地球上其他六大洲的平均高度要高出大約1500米。夏季獲得的熱量很快就輻射掉了，結果造成南極的年平均氣溫隻有-56℃。 相比之下，北極地區陸地麵積小，大部分為北冰洋，其冰層的厚度僅僅是1英尺左右。由於海水的熱容量大，能吸收較多的熱量，所以北冰洋還有一個作用，那就是有效的蓄熱池，它能夠在冬天的時候利用夏天儲存的熱能為北極加熱。而且熱量散發比較慢，所以那裏的年平均氣溫比南極要高，在8℃左右。
南極大陸的氣候變化
上帝早就遺忘了南極大陸，為什麽人們還要對它這樣關注？值得花這麽大力氣去研究它嗎？十幾年前提出的這些問題，如今再也聽不到了。然而現在並不是每個人都了解，南極大陸與人類的命運密切相關。
根據勘探和估計，南極洲的礦物資源應是相當豐富的，而且其中包括對現代工業來講是十分貴重的礦物，如鑽石和放射性物質，另外在南極洲大陸也發現了含油特征。除此以外，南極大陸還有另一豐富資源——淡水。南極洲表麵覆蓋的冰層占全世界淡水總量的80％。
如果考慮南極洲對地球氣候的調節作用，南極大陸的覆冰對人類的未來是至關緊要的。因此，人類已經利用一切可能手段對南極覆冰進行了多年研究，這絕不會是徒勞無益的。
幾千萬年以前，地球上大陸的分布情況與今天完全不同，當時由於來自赤道一帶的暖洋流，南極大陸並不那麽寒冷。那個時候南極洲剛剛開始向南極遠征，隻是到了大約2500萬年以前，南部洋麵的寬闊海峽才溝通，從此對南極洲的“供暖”開始中斷，於是南極大陸蓋上了一層“冰被”。現在冷水從這裏流向各大洋，大大降低了海洋的水溫。
南極洲的嚴寒是決定地球未來命運的一個重要因素，它使地球上的氣候帶進一步發生了變化，從而使生物的生存條件變得多樣化。這就促進了生物的進化。因此，從這一意義上講，可以說是先有了南極嚴寒才有了人類。
直至今日，南極對維持大地氣候仍然十分重要，它維持著我們所習慣的生存條件。計算表明，如果南極洲由南向赤道漂移，它就可能失去自己一身的冰鎧冰甲。這完全有可能的，因為各個大陸並不會牢牢釘死在原地的。不過，根據地球物理資料，在最近幾百萬年內還不會出現這種情況，所以我們不必為此阻憂。
不過有跡象表明，當代技術的迅速發展有可能對南極大陸的覆冰造成影響。一些人認為：如果世界燃料的消耗按目前的速度增長，那麽50年後大氣中的二氧化碳將會增長一倍。它至少會使南極大陸的氣溫升高數攝氏度。這就會使羅斯海、菲爾希內爾海、羅雷海的冰塊融化，接著南極洲西部的覆冰也會出現融化。其結果是全世界海洋的水位將上升5米，許多沿海城市都將遭到今天威尼斯城的命運。
這種情況可能出現嗎？前蘇聯南極考察隊試圖對這一問題做出回答，隻是目前還不能下最後結論。不過南極大陸變暖，這一點是完全有可能的。為了對這一點做出正確估價，在南極進行考察的科學家們，正日以繼夜地工作著，密切注視著南極洲的凍結情況。
南極熱水湖
在素有“白色大陸”之稱的南極洲一個水溫很高的熱水湖，該湖水溫高達25℃，最深處66米，鹽類含量為海水的6倍多，其中氯化鈣的含量更是高得嚇人，是海水的18倍。這究竟是什麽原因呢？
南極幹冷世界中出現的這一十分溫暖的湖泊，給科學界帶來了難解之謎。日本、英國、美國、新西蘭等國的南極考察隊從各個不同角度對這一疑謎加以解釋，各國爭論不休。其中有兩種學說頗為盛行的兩種是“太陽輻射說”和“地熱說”。
說法之一：太陽輻射說
他們認為熱湖來自太陽輻射的積蓄。夏天，當強烈的太陽直射湖麵，太陽光中的短波光線透過冰層和湖水，把湖底、湖壁烘暖了，剩餘的輻射幾乎都被底層鹹水所吸收、蓄積，湖麵的冰層也產生一種“溫室效應”，阻止了湖內熱量的散發。而氯化鈣這類的鹽類濃溶液能有效地蓄積太陽熱，南極熱水湖恰恰就是這種鹽類蓄熱的巨大的天然裝置。但持反對意見者認為：南極夏季日照時間雖然長，但陰天非常多，實際到達地麵的輻射能很少，且冰麵又反射了90％以上的太陽能。在這種情況下，不可能使表麵水溫升得很高。另外，暖水下沉後，必然使整個水層的水溫升高，而不可能僅僅使底層的水溫增高。
說法之二：地熱活動說
認為範達湖距羅斯海50千米，而羅斯海附近有活動的墨爾本火山和正在噴發的埃裏伯斯活火山，表明這一帶地底岩漿活動是非常劇烈的，岩漿上湧現象很嚴重，受地熱的影響，湖水的溫度就會出現上冷下熱現象。但是，科學家們發現範達湖所在的賴特幹侶區中並沒有地熱活動，這一學說也就宣告失敗了。
這樣一來，太陽輻射說就比較有權威了。這一學說的主力派的代表——美國學者威爾遜和日本學者鳥居鐵經過多年的研究，提出了新的論點：雖然南極陰天多，地麵收到的太陽輻射能很少，但是冰是有一定透明度的，對太陽光有一定的透射率。這樣，表麵以下的冰層也或多或少會獲得太陽輻射的能量。加上這個地區風特別大，冬天的積雪被風吹走，積雪層很薄，多為**的岩石，使得夏天地麵吸收的熱量增多，氣候較為溫暖。日積月累，表層及以下冰層的溫度便有所上升，最後到了融化的程度。由於底層含鹽度較高，密度較大，不會升至表層，結果就使高溫的特性保留下來。同時，底層水則依靠上麵水層的保護，失熱微小，表層水冬天有失熱現象，因而底層水溫特別高。近來，人們觀測到底層水溫有緩慢升高的趨勢，為這一理論提供有說服力的依據。
持地熱說者雖然沒有站住腳，但也不同意威爾遜和鳥居鐵的說法，他們認為上述說法有許多想象成分。例如這些透過冰層的陽光使冰層融化並使水溫升到這樣高的程度，有什麽科學依據？幾十米厚的冰層究竟能透過多少陽光？如果事實真的像威爾遜、鳥居鐵所說的那樣。那麽類似範達湖這樣的湖泊就會有很多，可實際情況並非如此。持地熱說者並不甘心自己的失敗，他們正在尋求新的論據。