征航南極圈(H)~穿越“魔海”威德爾海

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    二月二十一早飯後六點三十六分,潛龍帶領著中國科考小分隊全體隊員會同澳俄法三國科考隊乘坐著俄羅斯北極科考船“列寧二十號”又再次踏上了新的海上探險之旅,向著威德爾海航行。
    南極半島漸行漸遠,那連綿橫亙高聳雄奇的冰川白色森林在遠方熠熠生輝,閃爍著獨特的光芒,散發著遠古悠悠的氣息韻味。    在這個海域曆史上曾經發生過航海事故,那是在1914年,沙克爾頓爵士的“堅忍號”就是在威德爾海被流冰圍困並最終沉沒海底的。
    威德爾海edde sea)位於南極洲的邊緣,是南大西洋的一部分,其具體地理經緯度坐標大致在南緯73°和西經45°之間。這片海域深入到南極大陸海岸,形成了一個凹入的大海灣,南邊臨接南極半島,東邊接連科茨地,總麵積大約有280萬平方公裏,是南極洲最大的邊緣海,也是世界上最大的邊緣海之一。威德爾海的海冰覆蓋情況顯著,尤其是在冬季,幾乎整個海域都會被厚厚的海冰所覆蓋著。而到了南極夏季,海冰又會隨著洋流向北漂流,最北可以到達南緯60°左右的海域。
    威德爾海是南極洲附近的重要海域,其獨特的地理位置和生態環境使其成為科學研究的重點區域。在威德爾海的科考發現及其意義就是對威德爾海豹的研究,威德爾海豹是南極生態係統中的關鍵物種,其種群數量和分布變化對南極海冰狀況和食物鏈變化具有重要意義。由於測量難度大,科學家過去難以準確掌握其數量。
    在種群數量研究中通過高分辨率衛星圖像,科學家首次測準了南極威德爾海豹的種群數量。新西蘭坎特伯雷大學的研究團隊估算,南極洲約有20.2萬隻成年和亞成年雌性威德爾海豹,這一數據僅為此前預期數量80萬隻)的40。
    在研究方法上,科學家利用衛星圖像和誌願者協助,克服了傳統測量方法的局限性,顯著提高了估算的準確性。
    對威德爾海豹進行研究的生態意義在於,威德爾海豹是衡量南極海冰狀況和食物鏈變化的重要指標,其數量的變化趨勢反映了南極生態環境的演變。
    另外在海冰變化特征上~威德爾海的海冰麵積和變化周期是研究南極氣候和環境變化的重要指標。1周期性變化~研究表明,威德爾海的海冰麵積存在27個月、35個月、75個月和120個月的周期性變化。其中,夏季海冰麵積呈現顯著增加趨勢,每年增加大約0.15x105平方公裏。2在季節性特征上,春、秋、冬季的海冰麵積變化趨勢不顯著,但夏季的變化尤為明顯,可能與區域氣候條件和海洋動力過程有關。3研究意義~這些數據有助於科學家更好地理解南極海冰的動態變化及其對全球氣候的影響。
    3.水動力環境演變~威德爾海的北部水動力環境在過去百年間經曆了顯著變化。研究發現威德爾海北部的水動力環境受到多種因素的影響,包括氣候變化、海冰變化和海洋環流模式。這些因素共同作用,導致區域水文特征和水動力環境發生演變。在研究方法上科學家通過曆史數據分析和現代觀測技術,重建了威德爾海北部的水動力環境變化過程。
    這些研究為預測未來南極地區的海洋環境變化提供了科學依據,有助於應對全球氣候變化帶來的挑戰。
    在地球物理與構造研究上,威德爾海的地質構造和重磁場特征也為科學研究提供了重要線索。在重磁場特征上,研究揭示了威德爾海的重磁場分布及其構造意義,表明該區域的地質構造與南極大陸的演化密切相關。
    在研究意義上,這些研究為理解南極洲的地質曆史和構造演化提供了重要信息,有助於科學家進一步探索南極地區的地質資源。
    總之,在威德爾海的科考發現涵蓋多個領域,從生態研究如威德爾海豹種群數量)到環境變化如海冰周期性變化),再到地質構造如重磁場特征)。這些研究不僅深化了我們對南極生態係統的理解,還為應對全球氣候變化和資源開發提供了科學依據。這些成果的取得得益於現代技術的應用如衛星圖像、海洋數據記錄設備)以及國際科學家的合作。
    威德爾海海洋地質狀況就是海底地形複雜,其海底存在著多處深海平原和海山。此外,威德爾海是南極洲冰架係統的重要組成部分,與菲爾希納冰架和龍尼冰架相鄰,這些冰架對全球的氣候係統都具有深遠的影響。
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    威德爾海的地質構造形成是一個複雜的過程,與岡瓦納大陸的裂解、板塊運動以及相關的構造事件密切相關。其地質構造形成的主要過程如下
    1.岡瓦納大陸的裂解
    威德爾海的地質構造形成與岡瓦納大陸的裂解密切相關。岡瓦納大陸是地球上曾經存在的一個超級大陸,由南極洲、南美洲、非洲、印度和澳大利亞等大陸組成。大約在1.8億年前,岡瓦納大陸開始裂解,並逐步形成了現今的各大洲和海洋。
    早期裂解約1.8億年前):岡瓦納大陸開始沿著南極洲和非洲之間的邊界發生裂解,形成了一些初始的海盆和裂穀。
    中期裂解約1.5億年前):裂解過程進一步加劇,南極洲與非洲和南美洲逐漸分離,威德爾海的原始海盆開始形成。
    2.南北向張裂與東西向擴張
    威德爾海的地質構造形成經曆了兩個主要階段的構造運動
    南北向張裂約1.5億年前)~隨著南極洲與非洲、南美洲的分離,威德爾海區域發生南北向的張裂,導致地殼拉伸並形成新的海盆。東西向擴張約1.4億年前)~隨後,該區域又經曆了東西向的擴張,最終形成了現代威德爾海的構造格局。
    現代構造格局的形成~現代南極洲、非洲和南美洲的分布格局~到了大約1.2億年前,威德爾海的構造演化基本完成,南極洲、非洲和南美洲的分布格局基本確立。
    鯡骨式結構異常脊的形成~這一階段,威德爾海內部還形成了獨特的鯡骨式結構異常脊,這些地質特征記錄了區域構造演化的曆史。
    地質構造的意義~威德爾海的地質構造不僅記錄了南極洲與周邊大陸的分離過程,還為研究南極洲的地質曆史和構造演化提供了重要線索。同時,其構造特征對南極地區的氣候、洋流以及生態係統也產生了深遠影響。
    通過研究威德爾海的地質構造,科學家能夠更深入地理解南極大陸的演化曆史,並為南極地區的環境保護和資源開發提供科學依據。
    威德爾海的地質構造對氣候的影響主要體現在以下幾個方麵
    1.地形地貌對氣候的調控作用
    威德爾海的地形地貌特征顯著影響了南極地區的氣候。例如地形變化:威德爾海的南側和西側呈現出陸架、陸坡、深海平原的典型地形變化特征。這種地形變化對氣候的影響包括陸架和陸坡區域容易形成局部的氣候係統,如局地環流和溫度差異。
    深海平原則可能影響洋流路徑,進而調節熱量和物質的輸送。
    冰架和冰山:威德爾海毗鄰菲爾希納冰架和龍尼冰架,這些冰架不僅影響局地氣候,還對全球氣候有重要意義。例如,冰架的融化可能加劇海平麵上升,而冰山的脫離如2023年a23a冰山)則可能改變局部海洋的流動和熱量分布。
    2.洋流路徑與氣候調節
    威德爾海的地質構造對洋流路徑有重要影響,而洋流是氣候係統的重要組成部分。
    構造特征對洋流的影響:威德爾海的地形特征,如海溝和海脊,對洋流的分布和流動速度起到控製作用。例如,深海平原的“鯡骨式結構”可能導致洋流的分支和匯聚,從而調節熱量和鹽度的分布洋流對氣候的調節作用:洋流不僅影響威德爾海區域的熱量平衡,還通過全球洋流係統影響其他地區的氣候。例如,威德爾海附近的海流可能參與南極繞極流a),對全球氣候係統產生重要影響。
    3.在冰川與氣候變化上,威德爾海地區的冰川活動對氣候有顯著的反饋作用
    冰川融化與海平麵上升:威德爾海沿岸的冰川融化會釋放大量淡水進入海洋,可能影響海水的鹽度和密度,進而影響洋流和氣候模式。
    冰山脫離與氣候效應:冰山的脫離不僅影響局地海洋環境,還可能通過改變海洋表麵的反射率即反照率)影響氣候。例如,冰山的覆蓋減少了海洋對太陽輻射的吸收,從而對局部氣候產生冷卻效應。
    4.極地氣候變化的放大器效應
    威德爾海作為南極洲的一部分,其氣候係統對全球氣候變化非常敏感。
    增溫與極端事件:近年來,南極地區的氣溫呈上升趨勢,尤其是南極半島和西南極地區,增溫速率高於全球平均水平。這種增溫效應可能進一步加劇冰川融化,形成正反饋機製。
    極端冷暖事件:威德爾海地區也表現出極端冷暖事件並存的態勢,這種不穩定性可能與地質構造和洋流路徑的複雜性有關。
    威德爾海的地質構造通過影響地形地貌、洋流路徑、冰川活動等,對南極地區的氣候產生了深遠的影響。這些影響不僅局限於局地氣候,還通過全球洋流和氣候係統對全球氣候產生調節作用。研究威德爾海的地質構造和氣候關係,對於理解全球氣候變化及其影響具有重要意義。
    威德爾海是一個資源非常豐富的海域,這是一個極端寒冷並且生態係統獨特的區域。其中最引人注目的就是這裏所擁有著獨特的生物資源,這就是冰魚繁殖地。在威德爾海發現冰魚繁殖地的科學家來自德國,這一重要發現發生在公元二十一世紀的2021年2月,發現這一冰魚繁殖地的科學家研究團隊是由德國不來梅港的阿爾弗雷德·魏格納研究所afred egenerinstitute)所主導的,主要研究人員包括深海生物學家autunpurser,他領導了“極地之星號”(poarstern)科考船的水下成像工作。德國科學家們利用“極地之星號”科考船,攜帶著一種名為ofobs海底觀測和水深測量係統)的大型拖曳裝置,對威德爾海的海底進行了詳細細致的調查。ofobs被拖拽在海底上方1.5至2.5米的高度,以每小時1至4公裏的速度行駛著,記錄了海洋視頻和聲學數據。通過這次海底細致全麵的科考,這個研究團隊發現了世界上最大、最密集的冰魚繁殖地,大約覆蓋了至少240平方公裏的海洋區域。他們根據科考數據並估計出大約有6000萬個活躍的冰魚巢穴,每個巢穴由一條成年冰魚守衛,並包含多達1700至2100多個冰魚卵。冰魚的特殊性在於其具有透明的頭骨和血液,這是為了適應極寒環境而進化出來的特殊抗凍蛋白。這一重要發現的生態意義就是揭示了威德爾海生態係統的重要性,冰魚及其卵可能是當地食物網中的關鍵組成部分。研究還發現,冰魚巢穴的平均水溫比周圍海床高出2c,這可能是吸引冰魚產卵的原因之一。
    冰魚是一種特殊魚類,體內缺乏紅細胞和血紅蛋白,其血液呈現透明狀。這種適應性使冰魚能夠在極寒的海水中生存。此次發現不僅展示了冰魚的獨特生態行為,還為威德爾海生態保護提供了新的科學依據。這些冰魚能夠產生類似防凍劑的化合物,適應了極端寒冷的海洋環境。
    此外,威德爾海的生態係統具有獨特性,威德爾海這裏的生態係統高度依賴海冰和底層暖水上湧,這些條件為冰魚等海洋生物提供了豐富的食物來源。此外,威德爾海豹等掠食者動物也會聚集在這片海域覓食。
    威德爾海因為其獨特的自然環境和豐富的資源,成為了科學家們的重要研究區域。
    為了對冰魚生態係統進行全麵完整的探索,德國阿爾弗雷德·魏格納研究所的研究團隊在威德爾海發現大規模冰魚繁殖地的所在海域裏,部署了水下監控係統,進一步研究這一獨特生態係統的運作方式。
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