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森林在遠方熠熠生輝,閃爍著獨特的芒,散發著遠古悠悠的氣息韻味。
威德爾海是因為英國探險家詹姆斯·威德爾(Jas Weddell)於1823年首次到達該海域而得名的。這片海域之所以被稱為“魔海”,原因在於這裡擁有極端的冰,夏季流冰群和冰山連一片,構了迷宮一般的航道,船隻在這裡航行極其危險。此外,這裡的氣候條件惡劣,冬季暴風雪肆,氣溫會降到零下18攝氏度,使得被困的船隻冰凍而難以險。
在這個海域歷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(Weddell Sea)位於南極洲的邊緣,是南大西洋的一部分,其地理經緯度座標大致在南緯73°和西經45°之間。這片海域深到南極大陸海岸,形了一個凹的大海灣,南邊臨接南極半島,東邊接連科茨地,總面積大約有280萬平方公里,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系統中的關鍵種,其種群數量和分佈變化對南極海冰狀況和食鏈變化有重要意義。由於測量難度大,科學家過去難以準確掌握其數量。
在種群數量研究中過高解析度衛星影像,科學家首次測準了南極威德爾海豹的種群數量。紐西蘭坎特伯雷大學的研究團隊估算,南極洲約有20.2萬隻年和亞年雌威德爾海豹,這一資料僅為此前預期數量(80萬隻)的40%。
在研究方法上,科學家利用衛星影像和志願者協助,克服了傳統測量方法的侷限,顯著提高了估算的準確。
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。
另外在海冰變化特徵上~威德爾海的海冰面積和變化週期是研究南極氣候和環境變化的重要指標。①週期變化~研究表明,威德爾海的海冰面積存在27個月、35個月、75個月和120個月的週期變化。其中,夏季海冰面積呈現顯著增加趨勢,每年增加大約0.15×105平方公里。②在季節特徵上,春、秋、冬季的海冰面積變化趨勢不顯著,但夏季的變化尤為明顯,可能與區域氣候條件和海洋力過程有關。③研究意義~這些資料有助於科學家更好地理解南極海冰的態變化及其對全球氣候的影響。
3.水力環境演變~威德爾海的北部水力環境在過去百年間經歷了顯著變化。研究發現威德爾海北部的水力環境到多種因素的影響,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,導致區域水文特徵和水力環境發生演變。在研究方法上科學家通過歷史資料分析和現代觀測技,重建了威德爾海北部的水力環境變化過程。
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。
在地球理與構造研究上,威德爾海的地質構造和重磁場特徵也為科學研究提供了重要線索。在重磁場特徵上,研究揭示了威德爾海的重磁場分佈及其構造意義,表明該區域的地質構造與南極大陸的演化切相關。
在研究意義上,這些研究為理解南極洲的地質歷史和構造演化提供了重要資訊,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(如海冰週期變化),再到地質構造(如重磁場特徵)。這些研究不僅深化了我們對南極生態系統的理解,還為應對全球氣候變化和資源開發提供了科學依據。這些果的取得得益於現代技的應用(如衛星影像、海洋資料記錄裝置)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,其海底存在著多深海平原和海山。此外,威德爾海是南極洲冰架系統的重要組部分,與菲爾希納冰架和龍尼冰架相鄰,這些冰架對全球的氣候系統都有深遠的影響。
威德爾海的地質構造形是一個複雜的過程,與岡瓦納大陸的裂解、板塊運以及相關的構造事件切相關。其地質構造形的主要過程如下:
1.岡瓦納大陸的裂解
威德爾海的地質構造形與岡瓦納大陸的裂解切相關。岡瓦納大陸是地球上曾經存在的一個超級大陸,由南極洲、南洲、非洲、印度和澳大利亞等大陸組。大約在1.8億年前,岡瓦納大陸開始裂解,並逐步形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,形了一些初始的海盆和裂谷。
中期裂解(約1.5億年前):裂解過程進一步加劇,南極洲與非洲和南洲逐漸分離,威德爾海的原始海盆開始形。
2.南北向張裂與東西向擴張
威德爾海的地質構造形經歷了兩個主要階段的構造運:
南北向張裂(約1.5億年前)~隨著南極洲與非洲、南洲的分離,威德爾海區域發生南北向的張裂,導致地殼拉並形新的海盆。東西向擴張(約1.4億年前)~隨後,該區域又經歷了東西向的擴張,最終形了現代威德爾海的構造格局。
現代構造格局的形~現代南極洲、非洲和南洲的分佈格局~到了大約1.2億年前,威德爾海的構造演化基本完,南極洲、非洲和南洲的分佈格局基本確立。
鯡骨式結構異常脊的形~這一階段,威德爾海部還形了獨特的鯡骨式結構異常脊,這些地質特徵記錄了區域構造演化的歷史。
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歷史和構造演化提供了重要線索。同時,其構造特徵對南極地區的氣候、洋流以及生態系統也產生了深遠影響。
過研究威德爾海的地質構造,科學家能夠更深地理解南極大陸的演化歷史,併為南極地區的環境保護和資源開發提供科學依據。
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