南极也有绿洲? 揭开南极绿洲面纱

文/中国科学院南海海洋研究所

提到南极,第一印象肯定是茫无边际的冰天雪地。其实,在这块神秘的大陆上,“藏匿”着为数不少的极地“绿洲”,浮游植物、磷虾、企鹅等在那里构成了一条非常典型的食物链。借助于卫星观测数据,美国科学家们最近仔细研究了这些通常难以发现的“绿洲”。

小“绿洲”大角色

与草木葱郁的沙漠绿洲概念截然不同,南极“绿洲”实际上是指南极地区一些未被冰雪覆盖的、相对温暖的露岩水域。它们分布在冰封万里的南极海域,在坚冰之中形成一片片巨大开阔水面,又称为无冰区或“白色沙漠绿洲”。

美国斯坦福大学科学家最近发表报告说,这些开阔水域营养丰富,日照相对充足得多,生长着众多的浮游植物。这些浮游植物是绿洲食物链的最底层一环,南极大名鼎鼎的磷虾即以此为食,而磷虾又是企鹅、海鸟、海豹、鲸等食物链上层大型动物的主要食物。

科学家惊奇地发现,“绿洲”浮游植物的数量与南极阿黛利等企鹅的兴衰存在“强烈相关性”。浮游植物越丰富,磷虾就越多,企鹅的生存状况也就越好。有了充足的磷虾为食,企鹅们可以高枕无忧地待在一处,免去了为“生计”长途奔波之苦,这也减少了它们遭遇天敌及各种危险的机会。

与整个南极大陆相比,“绿洲”所占比例极小,但这弥足珍贵的“绿洲”却在整个极地生态系统中扮演着“大角色”。研究发现,在南极东部区域,那里超过90%的阿黛利企鹅都以“绿洲”为家,“绿洲”的生态环境很大程度上决定了周边企鹅群体的兴衰。

卫星——惟一观测途径

这些“绿洲”在地理学上被称为“冰间湖”(意为“冰冻海洋里的湖泊”),湖本身的面积大小甚至可以和一些小型的海洋相媲美。这些冰间湖四周都被巨大的冰原环绕,尽管面积很大,人们还是很难发现它们,而一般乘坐南极考察船只又很难到达。也正是因为从陆地和水面上都难以到达,卫星观测在这里派上了大用场。

此次研究,美国国家科学基金、美国科学家们主要借助了两颗卫星的观测数据。有了这些卫星观测数据,整个研究工作就简单多了。科学家们利用卫星可以测定冰间湖的位置、大小,观察湖中自由流动的浮游植物分布情况及其繁殖速度。

此外,两颗卫星每周还对冰间湖的叶绿素和温度两项指标进行测量,然后将测量数据输入计算机模型,通过另外一个特殊公式测算湖中浮游植物的丰富程度。

科学家们称,这次观测到的最大的一个冰间湖位于南极罗斯海海域,面积达39.65万平方公里,差不多相当于美国加利福尼亚州的面积;最小冰间湖位于西拉扎列夫海,面积为1040平方公里。其余大部分的冰间湖面积都在2万平方公里以下。每年2月份时,由于气候原因,这些湖都会达到全年最大面积。

绿洲成因的假说

南极大陆大部分区域被冰雪覆盖,即使在短暂的夏季,也只有5%的无冰雪覆盖裸露基岩。南极考察人员长年累月生活、工作在冰天雪地的白色世界里,单调、乏味、枯燥的环境使他们非常向往多彩世界。当他们发现没有冰雪覆盖的地方时,不禁倍感亲切,于是便将这些地方称为“南极绿洲”。这是“绿洲”名字由来的一个富有人情味的说法。“绿洲”之中的各种生物繁衍、生息,给南极这块凄凉、冷漠的大陆带来了勃勃生机。

但从科学角度解释“绿洲”的成因,科学家们还不能形成一致的看法。其中有一种观点认为,“绿洲”的位置都在火山活动区,应该与火山有关,如目前已经发现的“麦克默多绿洲”就在著名的埃里伯斯火山附近。火山喷发及伴生的地热活动,是形成“绿洲”的重要原因。当然,也有科学家说,“绿洲”的形成还与太阳辐射和岩石的颜色有关。如南极“半岛绿洲”地处极圈外,日照时间长,气温较高,加上这里基本是赤褐色的火成岩区,有形成“绿洲”的最佳条件。

有人说南极的强风吹走了海冰,露出了海岸上的开阔水面;也有人说流动的冰原被冰架等障碍物阻隔后产生裂缝逐渐形成冰间湖……各种各样的关于“绿洲”成因的说法似乎都有自己的道理。神秘的南极“绿洲”还有待于科学家进一步探索,美国的卫星也许只是给研究南极“绿洲”打开了一扇窗。科学家认为,宝贵的南极“绿洲”是探索南极生物的一把“金钥匙”,具有重大意义。

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