书城科普长满灌木的南北极(星球保卫战)
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第12章 极地宝藏—地球最后的“宝库”(1)

南极洲腹地存在着丰富的煤、铁、石油与天然气。煤资源主要存在于南极横断山脉,为二叠纪煤,贮相较浅,煤块呈凹凸状。铁矿贮存于东南极的因德比地到威尔科斯地之间的地区,此外,南极洲还有金、银、铂、铬、锡、铅等多种金属矿藏。同时,海洋里也充满了生机,那里有海藻、珊瑚、海星和海绵,大海里还有许许多多叫做磷虾的微小生物,磷虾为南极洲众多的鱼类、海鸟、海豹、企鹅以及鲸提供了食物来源。

§§§第一节 极地中的天然宝库

南极大陆的绝大部分都为冰雪所覆盖,出露岩石的地区总面积还不到整个大陆的2%,而且,即使是这有限的出露地区,由于恶劣环境的限制,地质学家们能到达的地方也不足岩石出露区的 10%。那么,人们会问,既然如此,科学家们是怎样知道南极大陆会有矿产存在的呢 ?在地质学中,解决这类问题有一个十分有效的方法,那就是类比法。即从科学的、逻辑的、合乎事物演化规律的角度去客观地分析和比较,从而找出未知问题的客观答案。

由于南极大陆曾与澳洲大陆、美洲大陆、非洲大陆等连在一起,在漫长的地球演化过程中漂移至此。所以,在上述其他大陆上发现的某种矿产,对原来本是一体的南极大陆,也完全有可能存在。例如,安第斯山脉和南极半岛在地质构造上非常相似,而安第斯山脉的矿产十分丰富,它中段的铜矿,往北一直延续到北美洲西部。据此,地质学家推测,向南也应追踪到南极半岛。果然,在 20世纪 70年代末有人在那里发现了各种小型有色金属矿,包括铜矿、金银矿、钼矿等,它们与安第斯山脉中段典型的矿床类型相似。在南极大陆上,孔雀石(一种翠绿色的含铜矿物)十分常见,这说明,南极大陆铜矿石可能分布很广。在所见到的矿点中,绝大多数都受到严重侵蚀,只是在南极半岛以西的岛屿上,发现了较有价值的矿脉。由于在南极地区进行矿产勘查的难度较大,所以还不能完全排除该地区蕴藏有重要铜矿床的可能性。

在 20世纪 70年代末期,有人在南极半岛发现了与斑岩铜矿相伴生的铝矿。另外,除了与铜相伴生的钼矿矿苗外,在其他地区也相继发现了广泛存在的钼矿。但由于规模极小,不具备开采价值。在某些岩浆岩中,可能还有镍和钴等矿物的存在;在东南极的阿黛利地和维多利亚地的片麻岩和片岩中,已经发现了锡、钨、金、铜等矿苗。

据科学家们推测,南极大陆冰盖下蕴存着极其丰富的有色金属矿产资源。虽然现在人类还难以开发它,但随着科学技术的进步,南极大陆可能会成为人类不可多得的“聚宝盆”。

黑色金属是包括铁、锰、铬等一类金属元素的总称。在南极,黑色金属矿产,特别是铁矿极其丰富,它是迄今为止在南极大陆所发现的储量最大的矿产。

1966年,前苏联地质学家在南极查尔斯王子山脉南部的鲁克山以北发现了厚 70米,宽 5~ 10千米,延伸 120~ 180千米的带状磁铁矿,矿石平均品位为 32.1%,虽然属于贫矿(铁含量比较少),但据推算,仅这一个矿带的铁矿,就足够全世界使用200年。这个铁矿的矿石类型与我国辽宁鞍山铁矿是一样的,由于含铁量比较少,所以需要大型的选矿设备,把贫铁矿石精选为含铁品位高于65%,二氧化硅含量低于5%的精矿,才能进行冶炼。

自前苏联科学家发现这座大型铁矿山之后,事隔 11年,美国人利用航空磁测的方法又在鲁克山以西地区发现有铁矿显示。据推测,这可能是冰盖下面的两条带状磁铁矿引起的。它应该是前苏联科学家所发现的那个带状铁矿在冰下的延伸。另外,在查尔斯王子山脉的南部地区还发现了一些低品位的带状铁矿。1977年,澳大利亚的地质学家在恩德比地区古老的沉积地层里也发现了带状铁矿。这个铁矿长 750米,宽 150米,厚 20米,平均含铁量是34.4%。

南极大规模铁矿的发现让那些正为资源前景感到忧虑的人们兴奋无比。但是,在目前的状况下,南极大陆的铁矿还难以开采,主要的原因是:开采这种低品位的铁矿成本很高,选矿厂需要大量的电能来维持,而现在南极大陆还不具备建造大型发电厂的条件;运输十分困难,而且成本很高,把南极大陆的铁矿石运送到其他大陆的难度很大;世界其他大陆的此类铁矿资源目前并不短缺。所以,至少在今后几十年内,还不太可能到南极大陆去开采铁矿。也许,当世界上其他地区的富铁矿消耗完了的时候,南极铁矿对人类来说将是非常重要的了。

非金属矿产是能供工业上提取某种非金属元素,或直接利用矿物的某种工艺性质的矿物资源。

自然界中价值最高、最宝贵的非金属矿物就是天然钻石。据地质学家们分析,南非与南极曾是近邻,具有相似的地壳演化特征。南非及扎伊尔、加纳等国家都发现了储量居世界前列的钻石矿床,因此,在南极大陆上也应该有钻石矿床。但因为有冰层的覆盖,所以要通过钻孔来找到它们是极其困难的。

一般来说,钻石赋存于一种叫做金伯利岩的岩石当中,而这种岩石则是形成在高温、高压的条件下。这种条件只有在岩浆运移或爆发之前才能含有钻石的金伯利岩具备。所以,金伯利岩和金刚石一般在岩浆上升的火山通道中才能找到。当这种岩浆通道在地表遭到剥蚀破坏之后,钻石也被水流等带走,停留在河床中或海岸带。在纳米比亚的海岸上,就有这种类型的钻石砂矿。

在南极,冰同样可能将原有的岩浆通道破坏,使钻石等有用矿物随冰川的运动而移至大陆边缘。所以,目前科学家们正在致力于这种大陆边缘冰川沉积物中的矿产寻找。到目前为止已经找到了红宝石、蓝宝石、电气石和石榴石等。在南极漫长的冰缘线上能有如此收获已经十分不易,要知道,在南极从事地质工作的科学家是屈指可数的。所以,我们相信,那些晶莹华贵的钻石一定还沉睡在南极大陆,等待着人们去唤醒它。

在东南极的许多地方,人们找到过绿色透明的绿柱石晶体(宝石学上称为祖母绿)。在毛德皇后地中部的亨伯尔特山西北发现了大理石矿和水晶矿床。在格雷厄姆地旁的赫克托利亚冰川地区也发现了一个规模为 200米 ×100米的白色大理石矿。另外,南极洲许多地方有蒸发盐,一般分布在沿海地带的湖泊内。在彭萨科拉山脉的砂岩中有厚达 1米的磷酸盐矿。

从目前的研究成果看,南极的矿产资源具有极其广阔的前景,它激起了人类极大的兴趣和热情。但是人类似乎应该警醒,南极的矿产资源如果有一天被开发了,它应该为人类的和平服务,为全人类所共享。

南极洲 93%的面积常年被厚实盖总面积的 90%,它的平均厚度为的冰盖所覆盖。冰盖的面积占全球冰2450米,最大厚度达 4800米,总冰量达 2800万立方千米,储存了全球可用淡水的72%。除冰盖外,在南极大陆周围的海洋里还漂浮着数量可观的冰山和冰块。仅冰山每年就保持在22万余座,体积约 1.8万立方千米。一座冰山就是一座淡水库。有人估算,南极洲的冰盖和冰山若被人类开发利用,可供全球人口使用 7500年之久。这个惊人的数字说明,那里是世界上最大的淡水基地。是人类取之不尽、用之不竭的淡水资源库。

据科学测定,南极冰盖在 1万多年以前就形成了。冰的纯净度极高,水质极好,不仅清纯甘洌,而且在融解时冰晶中的气泡溢出会发出清脆的响声,美妙悦耳。如果用南极冰盖的冰制成饮料,可以毫不夸张地说,它是世界上最上等的纯净饮料。有人估计,如果把漂浮在南大洋上的冰山的10%,拖运到缺水的干旱地区,可足以浇灌 1000万公顷的农田,或者供 5亿人口的饮用。这不仅对那些干旱缺水国家有很大的吸引力,就是那些淡水资源相当丰富的国家也垂涎三尺。

在现代,世界上一些淡水不足或严重干旱的国家,都在研究开发利用南极冰山的可能性与技术方法问题,一些有雄才大略的科学家提出了“向南极冰山要淡水”的计划,并拟定了多种运冰方案和设想。但是,拖运冰山谈何容易,先不说南极地区恶劣的自然条件,单是那遥远的路程就令人一筹莫展。若把长 10多千米,宽两三千米的冰山,从南极洲的近海经过强风暴区和浩瀚的大洋拖至非洲或南美洲,途中要使冰山不随波逐浪或随风漂流,还要使它不发生崩裂或融化,这就需要有效的防范措施和很大马力的动力设备来牵引。有的科学家设想把动力设备和导航设备直接安装在冰山上,驾驶冰山到目的地。冰山的水下部分一般都很大,水上、水下的比例是 1 ∶ 3~ 1 ∶ 5,一座高出水面 60~ 70米的冰山,其水下部分达 240~ 350米,这就很难把这个庞然大物运到缺水国家的近海岸边,因为那里的大陆架深度一般都在 200米以下,冰山靠不了岸,运送淡水就成了问题。冰山到了目的地后,怎样把人们常说石油是工业的血液。其实,石油对于现代社会的重要性远不止如此,可以说各行各业、人们的衣食住行都和它有着直接和间接的关系。如果说石油就像水对于人类一样重要的话,一点儿都不过分。

在全世界的石油消耗量越来越大,而这种不可再生的资源却越来越少的情况下,人们自然想到了南极这块广阔的大陆和沿海的大陆架。那么,南极究竟有没有石油和天然气呢 ?回冰川下含有丰富的石油资源国的“格拉玛挑战者号”钻井船在南极大陆周围钻了 28个孔,其中有 4个是钻在罗斯海约 600米深的地方,并从 4个钻孔中发现了乙烷、甲烷和乙烯。虽然在深海钻探中甲烷是比较常见的,但乙烯却是与石油相伴而生的,就是说,南极地下有石油。最近,德国科学家在南极半岛也发现了有石油的证据。据美国人声称,他们在设计这 4口井的位置时,有意避开可能含石油、天然气的构造部位,以免真的钻出油来不可收拾,造成南极污染。对打出乙烯等碳氢化合物的几口井,为了防止井喷和污染,也立即往钻孔中充填水泥,把它们封了起来。

南极大陆发现油气显示的消息传出,立刻在国际上引起轰动。在随后的几年里,科学家们对进一步搞清南极石油的分布情况做了大量的工作。他们认为,罗斯海和南极大陆其他沿海区域有石油和天然气。许多物理探测资料表明,罗斯海和威德尔海大陆架的含油气地层厚度达 3~ 4千米。据粗略估计,仅这两个区域的石油储藏量可超过 500亿桶。这是一个十分诱人的数字,无论是经济学家和政治学家,都会对它感兴趣。

目前,要想在南极开采石油,从经济上来说是不现实也是不合算的,因为南极恶劣的自然条件束缚着人们。那里气温很低,洋面上漂浮着大量的冰山,输油管道和储油罐可能被冻裂,导致严重的漏油事故。钻井平台或钻井船也可能被冰山撞毁。所以,在当前的技术水平条件下,开采南极的石油是非常困难和危险的。当然,随着日新月异的科技逐渐进步,南极石油的开发也并非遥遥无期。

§§§第二节 南北极地生物资源

南极大陆寒冷、干燥、大风的恶劣条件,严重限制了陆地植物的生长和发育,高等植物根本无法在南极大陆上生存。但是,在南极短暂的“夏季”,在占南极大陆面积 5%的大陆边缘沿海地区,一些低等、耐寒的植物,抓住时机,迅速发芽、生长、开花和结果,形成了白色沙漠上的绿洲。它们种类不多,但却为南极动物提供了生存的基础。迄今为止,人们发现的南极洲植物有 850多种,多数为地衣、苔藓和藻类等低等植物,其中在沿海地区有 3种开花植物属于高等植物。让我们一同来认识这几类顽强的植物吧!

1.南极稀有的开花植物

地球上开花植物的南界约在南纬64°,南极半岛的北端和南极大陆的一些岛屿刚好在“开花植物线”的北侧,从而成为开花植物在南极洲幸运的生存地。

南极洲的开花植物共有 3种,一种是垫状草,另外两种是形态近似于禾本科植物的发草属植物。它们的共同特点是:生命周期和花期都很长,属多年生草本植物,通过大量分蘖来增加生物量和积蓄能量,对南极环境有较强的适应能力。

2.最古老的南极植物——地衣

地球上的植物是随着地球自然条件的改善而逐渐由低等向高等发展、进化的,越是高等植物对环境的要求也越苛刻。在比沙漠还干燥、比冰窟还冷的南极环境中,只有地球上最原始、最低等的植物才能生存下来。地衣是地球上最古老的植物之一,也是分布最广、种类最多的南极土著植物,主要分布于南极大陆的绿洲和时有冰雪覆盖的岩石表面,甚至接近南极点的高纬度岩石上,也有它的踪迹。

南极洲的地衣有 350余种,形态各异,有的像松针,有的像海石花,有的则像金思菊。地衣的颜色也是五颜六色的,灰白、褐色、绿色、古铜色等各色地衣,在南极短暂的夏季形成了天然的“花地毯”。大多数地衣“个头”较小,大的有 10~ 15厘米高,而小的只有几毫米。

由于气候寒冷,地衣的生长速度特别缓慢,即使个体最大、生长速度较快的种类,每 100年也才生长 1毫米。所以,当你在南极看到只有几厘米高的地衣时,千万别小看了它,因为它们的寿命可能比我们五千年的文化历史还长。