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《科学24小时》

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冷沙漠:南极荒芜中的奇地

2013-04-10 19:56:20


马志飞

问大家一个问题:世界上最干旱的大洲是哪个大洲?是非洲吧,那里有撒哈拉大沙漠。肯定大多数人都会给出这样的答案。其实,这是错误的,正确的答案应该是南极洲,因为南极大陆的年平均降水量为55 毫米,甚至在南极点附近,年降水量近于零,比撒哈拉大沙漠的降水量还稀少……

 

一提到“沙漠”,大家首先想到的会是“夜穿棉袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”的场景,脑海中浮现出的画面就是漫天的黄沙、滚烫的地面、高大的骆驼以及偶尔可见的小块绿洲。实际上,这只是最典型的一种沙漠,被流沙或沙丘所覆盖的地区。

这样的沙漠是如何形成的呢?说白了,沙漠就是地区降水量与蒸发量“较量”失败的结果,就像游泳池一样,一边往里注水,另一边往外排水,只有进出平衡才能保持区域气候环境的平衡。

深居内陆远离海洋的地方,大气中缺少水分,也就难以凝结成雨,易于形成沙漠。一般来说,如果某地的年平均降雨量小于250 毫米,植被稀疏,水流又极少,风力作用明显,就会产生这种独特的地貌型态。

按照这个逻辑,我们就不难想象,不一定只有在炎热的地方会形成沙漠,在寒冷的地方同样也会。

 

诡异的极地环境

这种奇特的“冷沙漠”就出现在圣洁的南极大陆上。南极洲不仅是地球上最寒冷、最干燥,同时也是风力最大和平均海拔最高的一块大陆。与其他大陆相比,她还是最孤立的一片土地,性格“孤僻”,与众不同。

首先,那里是地球上最冷的地方,比北极还要冷得多。科学家曾在那里测到了全球最低温的记录:零下89℃。

其次,那里的土壤很贫瘠,严格来说那里几乎就没什么土壤,因为南极洲98%的地域终年被冰雪所覆盖,平均厚度至少在1600 米以上,最大厚度竟然达到了4800 米。

再其次,大气中缺少水汽,难以形成降水。据观测记录,整个南极大陆的年平均降水量只有50 毫米左右。且极地气流运动十分强烈,平均风速可达22 /秒,风速最大的地方可以达到87 米/秒,相当于12级飓风风速的两倍以上,这些在一定程度上加大了地面蒸发率。我们从电视上看到南极洲也会飘雪花,其实,这一般不是从天而降的,而是地上的冰雪被风吹起来的。

最后,南极洲缺少足够的光照。这里的夏季,太阳不升不落,只是沿着地平线简单地绕圈圈,虽然是24小时照射,但太阳的位置很低,抵达地面的能量非常少。除了短短几个星期的春天和秋天,然后就是更加寒冷的冬季,太阳不再升起,整个南极圈以内都笼罩在长时间的黑暗之中。

在以上种种条件综合作用下,生物的生长受到了抑制,所以人们只能偶尔见到一些苔藓、地衣等植物,陆地上的动物也几乎全是无脊椎动物,更没有永久居住的居民,只有一些国家的科学考察站内短期驻扎的科研人员。

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神秘的极地沙漠

1903 年,一位探险家在南极发现了一处很奇怪的地方,他曾写道:“山谷是褐色的,到处都是粗砂和砾石,没有植物,看不到任何生命的迹象,甚至连苔藓和地衣都没有。”因此这位探险家称它是“死亡谷”。

这就是被称为泰勒干谷的地方。泰勒干谷长33千米,宽12 千米,海拔在1000 米到2000 米之间,是南极洲三个最大的干谷之一。另外两个是赖特干谷和维多利亚干谷。

泰勒干谷的典型特征就是:温度低、降水少和风力大。那里夏季平均气温在-10℃到5℃之间,冬季平均气温是-40℃到-8℃;那里常年不下雨,也很少下雪,降雪量大约相当于25 毫米的年降雨量。即使下雪,也会被强劲的山谷风吹走;那里四季刮风不止,冬季最高风速可以达到320 千米/ 小时,强劲的风力进一步加剧了水分流失,导致那里极度干燥。如果有动物偶尔闯入,它们死后的尸体能够保存数百年,因为那里的低温环境恰恰就像是一个天然的大冰箱。

基于这些因素的影响,泰勒干谷几乎是没有冰雪覆盖的大地。它是南极最大的一块无冰区,占据了南极大陆2%的面积。泰勒干谷是冰川塑造的产物,在谷底覆盖着大量的卵石和砾石,它们都是花岗岩、大理石、辉绿岩、片麻岩等岩石风化后的产物。此外,在某些地方还有大片的基岩裸露。

走进泰勒干谷,地质学家发现了很多形状怪异、棱角分明的岩块。研究发现,这些岩块有的是一条棱、有的是两条棱,还有的是三条棱,原来它们都是强风的磨蚀作用造成的,在地质学上,大家称之为风棱石。由于强大的风力昼夜不停,所挟带的沙、石吹过地表时缺少植被的阻挡,就会不断冲击、磨损软弱的岩块,从而形成很多奇特的微地貌,如风蚀穴、风蚀塔、风棱石等。风棱石具有明显的棱,表面因磨光显出光滑的面,它可以是单棱石、双棱石和三棱石。单棱石是砾石下方固定,上方受定向风磨蚀所形成的。双棱石或三棱石是砾石可以滚动或风向不定磨蚀成的。在我国内蒙古自治区西北部及新疆塔里木、准噶尔和青海柴达木盆地边缘的戈壁中也会发现这样的风棱石。

尽管泰勒干谷十分干燥,但那里居然还存在着9个已经命名的湖泊和一些未命名的小湖泊,只不过这些湖泊都被35 米厚的冰层永久覆盖,而且盐度极高,属于典型的盐湖。几乎没有生物能够在这样的环境下生存。

后来,新西兰和加拿大的科学家在南极干谷深处还是发现了生命迹象——一些真菌群体——它们都隐藏在土壤甚至岩石里面。研究人员认为:那里有地球上最简单的生态系统,也是地球上最像火星环境的一片地方。通过研究那里的生态系统,可以帮助我们了解其他星球的生物状况。


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