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南极的淡水



    南极洲面积广阔,淡水资源相当丰富,全球约68%的淡水资源以冰雪的形式分布于南极。

    四种形式

    南极的淡水资源主要分布于冰盖(又称大陆冰川)、冰架(从冰川或冰盖延伸入海、浮于海上的冰体)、湖泊和降雪。

    冰盖主要指覆盖在南极大陆陆地表面、面积超过5万平方千米的冰体(小于5万平方千米的称为冰帽)。地球上最大的两块单一冰体分别为南极冰盖和北极格陵兰冰盖。其中,南极冰盖面积约为1230万平方千米,总冰量超过2654万立方千米,平均冰厚为2.1千米(最大厚度约4.8千米),质量约为25000万亿吨,是地球上体量最大的单一冰体。南极冰盖始于2300万年前的渐新世末,至少在距今500万年前已达到当前的规模。

    南极洲目前共计有约300个冰架,总面积约为150万平方千米,占南极洲总面积的13%,其厚度一般为几百米到几千米不等。由于冰架厚度空间变化较大,因此很难准确评估其质量。例如,位于罗斯海的罗斯冰架面积约47万平方千米,纵深近900千米,厚度从前缘的几十米增加到末端的近1千米。延伸入海的冰架边缘在断裂、崩解后,就成为漂浮于海上的巨大冰山。

    南极湖泊有多种类型。一种是位于南极大陆岩石圈和冰层(冰盖)之间的冰下湖,这是南极湖泊的主要类型。其冰盖上面的温度低至-80℃,但可能受地热影响,冰下湖水体平均水温依然能够保持-3℃。南极冰下湖最早于20世纪60年代被发现,目前已探明的有675个,湖泊长度从不足1千米到250千米不等,主要位于山谷区域,且往往被冰层覆盖了数百万年之久。南极最大的冰下湖为俄罗斯东方站附近的东方湖(面积约12500平方千米)。南极的另一种湖泊是只有在夏季湖面冰层融化后才会出现的季节性湖泊,例如中国南极长城站北面的西湖、中山站的莫愁湖。南极的第三种湖泊是即使冬季也不冻结、湖水盐度较高的咸水湖。

    南极洲每年以降雪的形式获取的淡水累积量超过2000亿吨,相当于每年将3个青海湖(中国最大内陆湖,约含有700多亿吨湖水)体量的水倾泻在南极大陆,换算为水体积相当于全球海平面6毫米左右的波动。

    气候变暖的影响

    在全球气候变暖背景下,南极逐渐升温,南极的冰雪正不断减少。2020年2月在南极半岛测到了18.3℃的高温,南极点地区在过去的30年间也呈现显著升温趋势。覆盖在南极大陆上的冰盖,由于周围空气温度较低,其损失主要为受重力作用从内陆向海岸滑动入海、断裂崩解入海和从固态冰雪升华为气态水。在过去的30年,南极冰盖已经损失了约2.72万亿吨,年损失量从20世纪70~90年代的400亿吨/年剧增到2010年的2500亿吨/年左右。冰架由于位于南极大陆最外围的冰海交界处,因而受温暖海水和空气的侵蚀更为显著,其损失主要为断裂崩解入海、海水侵蚀使冰架底部变薄和受冰盖挤压运动入海。例如,自20世纪50年代以来,南极半岛区域冰架总面积减少22%,阿蒙森海的沿岸冰架厚度减少了18%。

    南极冰雪(淡水资源)的减少不但是人类可饮用水的巨大损失,而且冰雪入海引起的海平面上升,将威胁全球范围内人口密集的沿岸城市的生存。按目前的升温趋势,80年后由南极冰雪入海导致的海平面上升幅度最高能达到1米。如果南极冰雪完全融化(需要8000年左右),全球海平面将上升近59米,诸如中国北方环渤海区域的山东省、河北省和天津市,东部长三角区域的江苏省、上海市,南部珠三角等都将变为一片泽国。

李栋/撰文 摘自《十万个为什么》2024.3

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