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拉斯曼丘陵
來源:互聯網

拉斯曼丘陵(英文:Larsemann hills),是南極東部伊麗莎白公主地的丘陵區,南緯69°21'~9°28',東經76°00’~76°25',丘陵面積近200km2、陸地面積約40km2,是全新世才形成的無冰區,由4大半島(斯托尼斯半島、布洛克尼斯半島、米洛半島和小半島)和130余個小海島組成,最高峰海拔180m。

1934一1935年,挪威探險家拉斯派米克爾森任船長,率隊深入南極浮冰密集的普里茲灣探險考察,1935年2月,他們登上一片裸巖區,并命名為拉斯曼丘陵;1986年2月,澳大利亞在拉斯曼丘陵的米洛半島建立了該地區第一個夏季科考站—勞基地(Law Base),1986年12月—1987年4月,蘇聯在該區建立了常年科考基地進步一號站,1989年2月26日,中山站在拉斯曼丘陵落成。2007年,中國與澳大利亞、靈鷲山羅馬尼亞王國俄羅斯聯合提請設立的東南極拉斯曼丘陵南極特別管理區獲得批準;在2023年4月,在位于東南極洲大陸拉斯曼丘陵的中山站附近,建成了中國首個南極雪橇式冰雪跑道機場并投入試運行。2024年3月14日,吉林大學科研人員在拉斯曼丘陵地區,利用自主研發的極地深冰下基巖無鉆桿取芯鉆探裝備,成功獲取冰芯及冰下基巖。

名稱由來

從1927年開始,挪威探險家拉斯多次率領探險隊前往南極探險考察。1934一1935年,拉斯派米克爾森任船長,率隊深入浮冰密集的普里茲灣探險考察,該隊首次發現了普里茲灣東海岸,1935年2月,他們登上一片裸巖區,并命名為拉斯曼丘陵,意即“拉斯家族丘陵”。

歷史沿革

拉斯曼丘陵區的地貌形態、結構和組合特征是在南極東部大陸獨特的自然背景下形成的,拉斯曼丘陵區被冰蓋覆沒的時間不晚于始新世中期。冰蓋后退的最早時間不超過一萬年。

從1927年開始,挪威探險家拉斯多次率領探險隊前往南極探險考察,1934一1935年,拉斯派米克爾森任船長,率隊深入浮冰密集的普里茲灣探險考察,該隊首次發現了普里茲灣東海岸,1935年2月,他們登上一片裸巖區,并命名為拉斯曼丘陵,意即“拉斯家族丘陵”。

1986年2月,澳大利亞在拉斯曼丘陵的米洛半島建立了該地區第一個夏季科考站—勞基地(Law Base),1986年12月-1987年2月,澳大利亞學者在該地區進行野外調查采樣。1986年12月—1987年4月,蘇聯在該區建立了第一個常年科考基地——進步一號站,1989年開始建立進步二號站,他們在該區開展了大量的地質學、礦產學、地球物理學、測繪學和氣象學研究。

1989年2月26日,中山站在拉斯曼丘陵落成。這是繼長城站之后中國在南極建成的第二個科學考察站。2007年,中國與澳大利亞、靈鷲山羅馬尼亞王國俄羅斯聯合提請設立的東南極拉斯曼丘陵南極特別管理區獲得批準;2012年2月,中國第28次南極考察在中國南極中山站所在的拉斯曼丘陵地區新建了8個C級全球定位系統(GPS)控制點,這些地理坐標起算點基本覆蓋了拉斯曼丘陵地區,為該地區地形圖更新的測繪工作打下重要基礎。在2023年4月,在位于東南極大陸拉斯曼丘陵的中山站附近,建成了中國首個南極雪橇式冰雪跑道機場并投入試運行,使中國極地航空事業進入機場自主時代,為后續中國極地航空事業的發展打下了良好基礎。

地理概況

拉斯曼丘陵區(南緯69°21'~9°28',東經76°00’~76°25')位于南極東部伊麗莎白公主地,丘陵面積近200km2、陸地面積約40km2,是全新世才形成的無冰區,由4大半島(斯托尼斯半島、布洛克尼斯半島、米洛半島和小半島)和130余個小海島組成。最高峰海拔180m。

氣候特點

拉斯曼丘陵區地處高緯高寒(年平均氣溫-10℃)的永久凍土帶,極端最低溫-39.6℃,極端最高溫為8.9℃。每年地表封凍期長達300天,影響了凍融交替的進程,即使在短暫的消融季節(每年12月下旬到次年2月中下旬),也因氣溫的日較差較小(5-7℃),限制了凍融和凍脹作用的強度。

拉斯曼丘陵區氣候干燥,年平均相對濕度為51%,最高在1月,而最低在7月,據估算,年降雪折合成水深約為250mm。蒸發量相當于降水量的10-15倍。極端干燥使得巖石和松散堆積物孔隙持水量稀少,冰劈作用和凍脹凍融作用的強度大大降低,以致在永久凍土帶中出現較廣泛的冷巖和寒土斑塊。最常見的風力類型為繞極東風和下降風。前者常年存在,以E和ENE方向為主,較穩定。后者則主要出現在11月到次年3月每天的早晨和傍晚,是南極大冰蓋的熱力效應和東南極地形結構相疊加的結果,以SE和ESE向為主,風速極不穩定。

地質特征

拉斯曼丘陵地區是東南極普里茲灣三大基巖出露區之一,巖石出露面積僅次于西福爾丘陵和賴于爾群島,主體構造線方向為北東東—南西西方向,東部米洛半島一帶構造線方向為北北西—南南東向,總體上構成一個復雜的往北東東向翹起的復式向斜構造。主要由兩套巖類組成,一類是復合片麻巖雜巖,包括基性麻粒巖和長英質正片麻巖;另一類是變沉積巖序列,主要為含石墨的矽線石榴片麻巖、長英質片麻巖以及極少量的鈣硅酸鹽巖,與傳統意義上的孔茲巖系相當,間夾輝石黑云斜長片麻巖、黑云斜長片麻巖和少量的花崗偉晶巖脈、混合巖和含榴花崗巖,局部為正長花崗斑巖、二長花崗巖。

極晝極夜

拉斯曼丘陵有55天極晝(11月下旬—1月上旬)和58天極夜(5月下旬—7月上旬),極晝期間晴天多,日照時間長。11月至來年1月日照總數占全年日照總數的50%以上,夏半年(10月至來年3月)占82%。年平均日照時數為4.8h,拉斯曼丘陵地面接收到的太陽輻射能主要集中在暖季,寒季極少。

水資源

拉斯曼丘陵區的湖泊均為淡水湖,近150個,總面積6.3km2,占陸地總面積的3.15%。東部地區湖泊數量少但多深水,西部地區數量多但多淺水湖。按湖盆成因可分為冰蝕湖、雪蝕湖和海跡湖。湖泊水位年中變化很大,一些小湖屬間歇性坑塘,大多數湖夏季(12月至來年2月)被融化,其他季節均為冰封湖,全年封凍期長達300d。長期封凍限制了湖水動力對地貌和沉積物形成的作用強度。湖泊地貌發育初始,湖岸地貌形態不發育,冰雪融水量與湖面蒸發量控制了湖水平衡和湖面變化過程。湖積物厚度小,顆粒粗,分選差,風力混雜堆積作用明顯。

地貌類型

拉斯曼丘陵地區的地貌類型由風力地貌、冰緣地貌、冰川地貌、湖泊地貌、海岸地貌和構造地貌組成,各種堆積地貌形態均不發育,西部地區地貌形態相對年輕,殘存的冰物地表分布特征指示冰蓋后退依東北到西南方向進行,海島、半島及冰陸過渡帶構成該丘陵3個差異明顯的地貌單元。

海岸地貌

拉斯曼丘陵地區的海岸絕大部分是侵蝕海岸,侵蝕營力以浪蝕、海冰刨蝕與掘蝕為主;局部地段終年被冰雪覆蓋,冰蝕和雪蝕也構成岸線發育的動力,海灣段有少量的碎屑物堆積。全區的海岸呈現角侵蝕后退與峽灣輕微淤積相交錯,并向岸線長度縮短、平直的方向發展。海蝕崖和海岸階地,即是海岸侵蝕及基底相對抬升過程的產物,海岸堆積砂礫石(灘)及常年積雪可視為堆積海岸帶的標志。

冰蝕海岸:主要指被現代冰蓋或冰川前緣覆蓋的岸線,冰的刨蝕和掘蝕是塑造該類海岸的主要營力。

雪蝕海岸:受本區風向的影響,主要分布在半島或海島的西南岸。

海蝕海岸:拉斯曼丘陵區陸地近期呈現相對上升的趨勢,除了冰蝕和雪蝕海岸帶外,本區大部分海岸均受海蝕改造。海冰的冰劈和凍拔作用在此類海岸帶的發育中占有很重要的地位,較陡的海蝕平臺及平臺后緣凹壁等不同于一般的海蝕岸線。

海蝕穴:高出海面4-5m的海蝕穴,是波浪、潮汐以及海冰凍拔和冰劈作用共同塑造而成,穴壁呈凹形,且下部稍突出,而上部則急劇凹下,與常態海穴正相反。

一級海蝕階地:海拔高5-8m,分布在米洛半島東岸、布洛克尼斯半島東北岸、斯托尼斯半島北岸以及眾多小海島沿岸地帶。階地面保存較完整,局部地段尚有冰磧漂礫。

二級海蝕階地:海拔高10—12m,分布地區與一級海蝕階地相近,后期外力改造明顯,階地面較破碎。

湖泊地貌

拉斯曼丘陵區大小湖泊150余個,湖泊總面積6.3km2。湖泊的地區分布不均勻,東部湖盆少,但湖泊深而大;西部則以眾多的淺小湖盆為特征。湖盆發育時間短,但湖水理化性狀卻很復雜。從成因上看,有:

構造湖:如內拉湖和長湖,湖盆深大,最深分別為18.2m和11.0m,內拉湖在本區面積最大,約為0.1km2。構造湖湖岸線陡直,湖盆寬深,湖底起伏較和緩。

冰蝕湖:常沿巖性軟弱帶或NE、NW和構造線成串珠狀延展。平面形態為長條狀,湖面較寬闊,但深度較小,如法里斯湖、冰封湖、奧斯卡湖等。冰蝕湖湖岸平緩,常有漂礫殘存,部分湖岸地帶現代冰緣形態非常發育,如法里斯湖岸的石環和多邊形土。

雪蝕湖:由積雪反復凍融拔蝕作用形成。湖盆淺小,但數量眾多,常在冰緣剝蝕坡面上成群出現。雪蝕湖盆的發育過程目前仍可觀察到,許多淺小洼地夏季融雪充水成池塘,夏末當年積雪融化盡時,強烈的蒸發作用使其成干池塘,至次年3月初又為積雪占據,如此周而復始,遂使洼地不斷加深展寬。湖盆形態近圓形。

冰面湖:是夏季融冰化雪水在冰蓋或冰丘表面低洼處儲存而成。湖盆淺平,漲縮變化快,湖泊隨周年凍結、融化循環而呈展寬加深趨勢。

海跡湖:海面相對下降而使原濱海低洼地形成湖。海跡湖湖盆淺平,湖面面積較廣,湖底堆積物夾有海積層,如普·勒古恩湖、4號湖、5號湖、6號湖和7號湖等。海跡湖平面形態近園形。多數湖岸發育有湖蝕崖,部分湖盆尚有3-5級湖岸堤存在,反映湖面收縮下降現象。

冰緣地貌

冰緣過程是本區現代地貌發育中的主要過程,既有繼承性又有新生性,許多冰緣形態是在古冰川或冰蓋塑造的地貌基礎上發育而成。

雪被:是指常年積雪覆蓋的地區,多為低洼地或谷地,下伏形態大都與古冰川作用有關。雪被厚度不等,較厚的雪被下部已有成冰現象。

雪蝕洼地:是由季節性積雪侵蝕而成的低地,部分雪蝕洼地夏季積雪融化并充水成為季節性湖泊。大型雪蝕洼地多是在古冰川侵蝕低地的基礎上發育而成。

石多邊形:分布在松散堆積物覆蓋的低洼地,如濱海低地、近湖洼地、谷地底部等地貌部位,是凍脹作用的產物,本區石多邊形發育初始,分選很差,直徑多介于20-60cm。石多邊形中央部位常下伏有小冰丘。

龜裂地:分布地區與石多邊形相近,是凍裂作用的產物,直徑40-70cm,裂痕較淺,多在5cm左右。

融凍泥流扇:是松散堆積物經冰融蠕動作用而成并逐漸向谷底方向緩慢下移。融凍泥流扇體發育的坡度多在15°-20°范圍內,最典型的見于勞基地東北側,長25m,最寬12m,前緣蠕動舌體高80-120cm,表面形成3-4道蠕流褶坎。

巖屑坡:是冰緣崩解作用形成的,大小石塊覆蓋的坡面,多分布在基巖陡坡地段,規模較小,重力作用及凍脹作用在坡面塊體運動中也占有較重要的地位。

冰緣剝蝕面:是冰緣凍脹力、凍融力的崩解作用及風蝕和雪蝕作用共同塑造的剝蝕面,傾斜度多在5°-15°,表面裸露基巖,鮮有松散碎屑覆蓋。

冰川地貌

由于本區曾廣泛被冰蓋覆沒,并歷經多期冰蓋進退或古冰川作用,部分地區目前仍受冰蓋和冰川作用。形成的地貌形態有:

前進冰舌和后退冰舌:這兩種冰舌的確定依據野外調查、地形圖分析和航空照片判讀,后退冰舌在地形圖上的等高線向冰蓋或冰丘核心凹入,在野外可見到前緣留有一道冰磧物,并有小型儲水洼地成群或呈串珠狀分布。前進冰舌的等高線形態則正相反。本區所見的幾條多是后退冰舌。

冰川擦痕石:是古冰流研磨和刻蝕作用的產物,據野外調查統計,指示本區古冰川古冰蓋流動方向,主要存在兩組:一是NW30°—50°,另一組是NE20°—25°,表明全新世本區主要有兩期冰川進退事件。

漂礫和冰磧物:均是冰蓋或冰川進退的遺跡,漂礫分布較廣,最高位置是143ma.s.l,巖性與本區相同,為近源搬運。許多漂礫表面發育密集的風蝕穴。本區尚有兩道斷斷續續的冰磧條帶,其中見有玄武巖碎塊,源自查爾斯王子山,說明古冰蓋、古冰川活動范圍較廣。

冰原孤丘:是突兀于冰蓋或冰丘表面之上的基巖丘陵,受冰緣風化剝蝕作用明顯、孤丘表面尚有零星冰磧物、漂礫存在。

構造地貌

構造崖:形態高聳陡直,以NE向延伸為主,次為NW向,與本區地質構造走向一致。

構造谷:中央谷地和大峽谷是本區最典型的構造谷地,曾受古冰川改造,目前為各種冰緣過程所代替。構造谷以NE向最為發育,次為NW向,與本區構造主要走向一致。

風力地貌

拉斯曼丘陵區廣泛發育了多種風力地貌(風蝕和風積形態),風砂(雪)流塑造了特殊的地貌形態,如風蝕壁穴、風蝕崖、風積砂地、風積雪壩和雪堆等。

保護與開發

拉斯曼丘陵是東南極的一個后勤中心,也是唯一一個多個國家連續占據南極特別管理區的站點。拉斯曼山不僅在物流方面很重要,而且具有很高的保護價值;一個特別顯著的特點是有150多個湖泊,其中一些湖泊和它們的微型動物已經有13萬年沒有受到干擾了。

2007年,中國與澳大利亞、靈鷲山羅馬尼亞王國俄羅斯聯合提請設立的東南極拉斯曼丘陵南極特別管理區獲得批準;?中國與澳大利亞等國聯合設立的東南極拉斯曼丘陵南極特別管理區,面積40平方公里,地處東南極伊麗莎白公主地普里茲灣東南岸,是南極第二大“綠洲”。由于這類沿岸“綠洲”在南極相當罕見,拉斯曼丘陵屬于典型的生物地理區域,具有重要的環境、科學和后勤價值。

相關事件

央視新聞客戶端記者2024年3月14日從吉林大學獲悉,吉林大學科研人員利用自主研發的極地深冰下基巖無鉆桿取芯鉆探裝備,穿透東南極545米冰蓋,成功獲取冰芯及冰下基巖。吉林大學科研人員張楠、宮達、劉昀忱中國第40次南極科學考察隊成員,圓滿完成科考任務后三人于近日返回長春市。上述成果是他們在參與“東南極拉斯曼丘陵地區冰下地質環境研究項目”中取得的。

參考資料 >

南極東部拉斯曼丘陵區的地貌.中國地理資源期刊網.2024-03-15

管理拉斯曼山的活動.澳大利亞南極雜志 .2024-03-15

403 Forbidden.中國政府網.2024-03-15

403 Forbidden.中國政府網.2024-03-15

極地之窗.中國極地研究中心.2024-03-15

極地鉆探技術重大突破!中國科考隊在東南極穿透545米冰蓋獲取冰芯及冰下基巖.光明網.2024-03-15

海口網:中國第28次南極考察完成拉斯曼丘陵大地控制點測繪,2012年02月07日.www.hkwb.net.2012-02-08

東南極拉斯曼丘陵地區變質雜巖的層序與構造變形過程.地質力學學報.2024-03-15

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