北极的海域、气候和四季

虽然同为极地，北极和南极却有一点可谓天壤之别：南极有一块大陆，北极却只是一片海洋。这片海洋叫北冰洋。北冰洋面积１４７５方平方公里，约占世界海洋总面积的４１％。北冰洋按自然地理特点可分为北欧海域和北极海域两大部分。北冰洋海域的表层，广覆着海冰；冬季海冰最大的覆盖面积约占北冰洋总面积的３／４，即使在暖季，海冰覆盖面积最小时也近一半。北冰洋还分布有冰山和冰岛，它们是由各岛屿上的冰川、冰盖及冰棚滑落入海而成。其中的冰岛表面较平坦，面积较大的可达６００－７００平方公里；厚３０－５０米，露出水面１０－１２米…     

深海秘境——无脊椎动物的乐园

2005年,一个由多国科学家组成的考察小组进入北冰洋最鲜为人知的区域——加拿大深海盆地。展开生物多样性考察活动加。加拿大深海盆地位于北冰洋中部，终年为冰层所覆盖，是人类涉足最少的地方之一，曾被认为是生命的”荒遵”今天．借助声波探测等技术，科学家发现这里的生物分布密集程度远比事前预测的要高得多，甚至在冰层中和大洋底也有大量的浮游生物存在，科学家形容说，北冰洋的深海水域其实是“无脊椎动物的乐园”。     

北冰洋科学考察

在过去的２０年里,北冰洋温度有明显的增加,科学家们对其原因和后果都不是很清楚。一是由于气候问题本来就很难理解,二是因为我们对北冰洋的了解一直就比其他海洋落后几十年。由于冰层的覆盖,北冰洋实际上无法通航,只有核动力潜艇才能够游弋于它的冰层之下,偶尔进行一次科学考察。冷战的结束为北冰洋的探索打开了一扇新的大门。从２０世纪９０年代初期开始,由美国海军和美国科学基金会领头发起,利用核潜艇的强大航行能力,开展了代号为“北冰洋科考”的大规模系列科学考察活动。最近,“霍克贝尔号”核潜艇再次肩负起科学研究的使命…     

破冰之旅：北冰洋今昔谈

2004年,综合大洋钻探IODP 302航次在北冰洋的深海钻探发现：五千万年前的北冰洋曾是个亚热带淡水湖泊,沉积物具有优越的生油条件。2007年俄罗斯“和平－1”号深潜器将俄国旗插到北极的四千米深海海底,引起了北冰洋资源归属的国际之争。这些“破冰之旅”是在北冰洋海冰迅速减少的全球变暖背景下进行的,使得“西北航道”开启的前景逐渐逼近,北冰洋的国际竞争正在升温。     

北冰洋海洋酸化和碳循环的研究进展

海洋响应大气CO_2升高,引起海水pH和碳酸钙饱和度下降,这一过程称为海洋酸化.海洋酸化可能会对海洋生物和生态系统造成严重危害.在过去的20年中,全球气候变化引起北冰洋发生一系列快速变化,包括:海表温度上升、海冰快速后退、太平洋入流水增多、北冰洋和大气环流异常、淡水储量增加、初级生产力变异等.全球气候变化所诱发的北极快速变化预计将放大北冰洋海洋酸化,通过CO_2吸收和碳输送,北冰洋在响应气候变化较其他大洋更快速和显著.本文以北冰洋近岸碳吸收和碳封存研究,海盆区域表层海水p CO_2变异机理研究,20年来西北冰洋的酸化水体扩张现象为主线,综述了北冰洋快速融冰背景下的区域碳循环研究进展,并分析了其酸化水体增长与过去20年的环境和气候变化之间的联系.     

始新世北冰洋的表层海水淡化事件

据英国Nature，2006，441：606报道．2004年．为了研究北冰洋的古环境气候。一个由多国科学家组成的北极钻探考察队（ACEX）。利用三艘破冰船在北极附近对北冰洋海底沉积层进行了钻探．多次在海底以下大约390米的岩层位置提取钻孔岩心样本．后来还在距离北极大约250公里的地方．成功穿透了海底以下410米深的岩层。并获取了岩层下古老的罗蒙诺索夫山脊的岩石。     

北冰洋环境快速变化与生态响应*

随着全球变暖的加剧,北冰洋环境正在发生快速变化,水温升高、夏季海冰覆盖面积和海冰储量下降、淡水输入增加、盐度下降、海水酸化现象初现,导致原本依托海冰生存的北冰洋生态系统遭受前所未有的冲击。已有研究表明,与冰相关生物的生存状况正在恶化,初级生产者个体呈现小型化趋势,冰藻减少影响底栖生物产量,亚北极种入侵。由于北极环境和生态系统变化远超预期,而人类对生态系统、特别是北冰洋中心区的了解非常有限,如何尽快建立观测体系、加强对生态系统的了解、预测潜在的变化成为未来的重要课题。     

海冰不存，生命焉附

由于气候变化的影响,北冰洋的海冰正在消退。根据美国宇航局（NASA）2009年的观测数据预测,如果全球变暖不能及早“刹车”,20年之后北冰洋将无冰覆盖。对于远洋运输、石油勘探等产业而言,这或许是个好消息,但对于习惯了冰天雪地的北极生物而言,这却是一场灾难。看上去,北冰洋正变得干疮百孔,人们想象中的北极,也正变得面目全非……     

北极的冰是否会减少?

温室气体的增加预示着高纬度的全球性变暧对北冰洋的冰会产生举足轻重的影响。冰的融化使其厚度及面积减少,冰川间隙加大。有关资料多是潜艇在冰下通过声纳测得的,它们还不足以能证实冰的大面积变薄,要想确定其具体趋势则需要更多的资料。海水与冰的复杂混合使得北冰洋成为全球气候系统的一个重要组成部分。海冰的地理分布及厚度决定着北冰洋与大气的热量、温度和动量交换。气候模式假定大气中CO_2增加会引起极地海冰的明显变化,它反过来又影响海气的相互作用,并对北半球气     

北极植物——北极陆地生命的基础

游离在美国本土之外的阿拉斯加州位于冰天雪地的北极圈附近，它的地形南北高而中间低，像个马鞍子。南面的阿拉斯加山脉，是太平洋板块往北挤压的结果。北面则是古老的布鲁克斯山脉，它是北冰洋板块活动留下的痕迹。中间则是低缓的平原，到处是如茵的茫茫草原和低矮的原始森林，这就是地处亚北极的泰加林带。越过布鲁克斯山脉，就进入了北极地区。在布鲁克斯山和北冰洋之间，有一片很大的冲积平原，是爱斯基摩人聚居的地方，行政上叫做“北坡自治区”。由于地下是几百米厚的永久性冻土层，树根扎不下去，所以这里只有草，没有树，形成了北极…     

北冰洋: 生物生产力的“沙漠”?

利用14C吸收法、3H吸收法、234Th/238U不平衡法和210Pbex测年法分别测定了北冰洋的初级生产力、细菌生产力、颗粒有机碳输出通量及沉积物有机碳埋藏速率. 结果表明, 北冰洋水柱积分生产力介于3.8~197.1 mmol C/m2@d, 高于早期的报道值, 其中楚克奇陆架区初级生产力水平高于深海盆地. 积分细菌生产力与初级生产力的比值大于0.5, 表明在北冰洋寒冷的水体中细菌活动并未受到明显限制. 由234Th/238U不平衡获得的234Th亏损程度、溶解态与颗粒态234Th停留时间、颗粒有机碳的输出通量均证实, 北冰洋深海盆地仍存在一定的颗粒清除、迁出作用. 夏季期间楚克奇陆架沉积物有机碳埋藏速率为25~35 mmol C/m2@d, 占水柱初级生产力的59%~82%, 表明有机碳的输送与埋藏是非常高效的. 上述证据均表明, 至少在夏季期间, 北冰洋并非生物生产力极其贫瘠的海洋"沙漠", 它存在相对活跃的海洋碳循环过程, 重新评估北冰洋在全球碳循环中的作用显得更为重要.     

无脊椎动物的乐园

2005年,一个由多国科学家组成的考察小组进入北冰洋最鲜为人知的区域--加拿大深海盆地,展开生物多样性考察活动. 加拿大深海盆地位于北冰洋中部,终年为水层所覆盖,是人类涉足最少的地方之一,曾被认为是生命的"荒漠"今天,借助声波探测等技术,科学家发现这里的生物分布密集程度远比事前预测的要高得多,甚至在冰层中和大洋底也有大量的浮游生物存在科学家形容说,北冰洋的深海水域其实是"无脊椎动物的乐园".     

西北冰洋及白令海沉积物颜色旋回与成因

利用沉积岩芯重建高纬海区古环境变化的瓶颈在于微体生物化石的缺乏限制了有孔虫氧同位素地层学在北冰洋的应用.一些北冰洋岩芯中发现的富Mn褐色旋回沉积似可成为建立冰期尺度年代地层的新手段,但仍存争议.我国多次的北极科考在西北冰洋及白令海的不同海区采获了众多沉积岩芯.对代表性的14根岩芯的测试分析发现,采于西北冰洋陆坡至海盆内的岩芯均有颜色的旋回变化并基本可用颜色反射率参数a*/b*值来指示.a*/b*与Mn,Mn与Mo之间具有较密切的相关变化,沿陆坡向洋盆中央方向,深褐色沉积层中的MnO含量逐渐降低;而采于白令海、北冰洋陆架及近岸深海的岩芯均未出现颜色及Mn含量的旋回变化,且a*/b*与Mn,Mn与Mo之间无任何相关性,同时,MnO含量总体很低.结合部分岩芯的地层年代框架推测,间冰期时,大量风化的陆源Mn元素经陆架被搬运至洋盆,并随洋流分布到氧化环境较强的海区沉积,形成了深褐色沉积层;冰期时,因陆架封冻、海冰覆盖率增高导致还原性沉积环境,造成北冰洋洋盆内形成土黄色或深灰色沉积.在排除成岩作用的影响后,颜色及Mn元素含量的旋回变化应能指示冰期/间冰期旋回变化.     

解密“核潜艇坟场”

位于俄罗斯西北部边境以及北冰洋沿岸的科拉半岛，距莫斯科1300km，毗邻芬兰、瑞典和挪威。半岛上有一个不大的港口名叫科拉港，在港口码头的最北边有一处满目荒凉、寸草不生的货运场，这里停放着一排又一排堆积如山的大型钢制储料罐。     

北极地区与全球变化

北极并不仅限于北极点,通常称北极地区,是指地球北极圈(北纬66°33')以北的广大区域,包括北冰洋的绝大部分水域、格陵兰岛、冰岛等岛屿以及欧亚大陆、北美大陆的北部地区.总面积约2 200万公里2,其中陆地面积约800万公里2,北冰洋面积约1 470万公里2.北冰洋是由环北极的欧洲、亚洲和北美洲的大陆所包围、近于封闭的冰冻海洋,为世界第4大洋,有许多边缘海,如挪威海、格陵兰海、巴伦支海、喀拉海、拉普捷夫海、东西伯利亚海、楚科奇海和波弗特海等.     

短讯

挪威极地研究所所长斯凡得鲁普(H.U.Suerdr-up)于1957年8月下旬逝世。斯凡得鲁普是当代海洋学大师,对北冰洋海洋学、海浪预报、大气与海洋的交互作用以及近地面层大气物理都有很大贡献。     

地球在变暖中呻吟

全球变暖,格陵兰加速消融、北冰洋航线贯通……随着海平面的上升,图瓦卢等南太平洋一些岛国即将消失,居民将被迫撤离世代生活的家园。请听——     

罕见的多层湖

内陆湖水,由于风和水流的带动,常常上下搅动,溶合一起。可是,世界上有些内陆湖泊,却水层分明,保持着明显的分界线。美国阿拉斯加北部有个巴罗角,伸进北冰洋中。这里有个纽瓦克湖,北部有一条狭长的陆地同北冰洋分隔,爱斯基摩人早就发现了它。湖水分两层,上层是淡水,生活着淡水鱼类;下层是略带苦味的咸水,栖居着各种海洋生物。纽瓦克湖长180米,深约6米,水层的分界线在距湖面2米处。     

追踪北极巨兽--海象

当我们的小船朝那些慢慢漂过北冰洋的浮冰块呼呼地开去时,海象瞪着它们红红的圆球样的眼睛探询地凝视着我们这些千里迢迢的来客……     

通向北极的门户——巴罗

濒临北冰洋的巴罗,是美国阿拉斯加最北端的一个小镇,位于北纬71°23′,西经156°29′,也是北极地区因纽特人聚居地之一,许多国家的探险队从这里出发向北极点挺进。