美国国家地理学会2021年6月宣布,南极洲周围海域被定名为南大洋(Southern Ocean,又译南冰洋、南极海),正式承认南大洋与太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋并称为地球的第五大洋。

不过在学术界依旧有科学家认为依据大洋应有其对应的中洋脊而不承认“南冰洋”这一称谓。我们中国普遍就不承认南冰洋,我国出版的课本、地图等(如2009年中国地图出版社出版的《世界地图集》)均不标记南冰洋。

500年历史

大洋没有特别精确的定义,一般就是指大片广袤的海洋水体。

南冰洋包括南冰洋洋流(环绕南极洲的西风洋流)、德雷克海峡的一部分、斯科舍海、威德尔海、哈康七世海、拉扎耶夫海、里瑟-拉森海、宇航员海、英联邦海、戴维斯海、莫森海、德乌维尔海、索莫夫海、罗斯海、阿蒙森海以及别林斯高晋海(顺时针方向)。

国际海道测量组织定义南冰洋为以南纬60度为界的经度360度内,包围南极洲的海洋,主要有罗斯海、别林斯高晋海、威德尔海、阿蒙森海,部分南美洲南端的德雷克海峡以及部分新西兰南部的斯克蒂亚海,面积2196万平方公里,海岸线长度为1万7968公里。海洋学家对此定义仍有不少异议,澳大利亚的地图将澳大利亚和新西兰以南的洋面都标注为南冰洋,而不是印度洋。

在三千万年前,当南极洲和南美洲分离时,环绕南极洲的洋流才开始出现,因此南冰洋是一个非常年轻的大洋。南极洋流和北方暖水的汇合处,是南冰洋的天然边界,南极洋流在新西兰南部维持在南纬60度左右,在大西洋部分,由于强西风带的作用,可到达南纬48度的地方。

南冰洋同其他大洋不同的一点在于,其最大的边界——北部边界,并不是邻接着陆地,而是同大西洋、印度洋、太平洋相连。这让人质疑为何地理学家要将南冰洋单独区分开来,而不将其视作是其它三大洋的南部延伸(中国即采此说)。其中一个原因是,南冰洋的海水特性同其他三大洋并不相同。由于存在南冰洋洋流,南冰洋的海水运动速度相对较快,例如在新西兰南部的海水特性就同南美洲南部海水更为相近,而非其附近太平洋的海水。

美国国家地理学会1915年出版的世界地图被认为是第一套现代世界地图,当时地图上显示覆盖地球表面的水体被不同的大陆洲分隔,分别标注为太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋。南极洲冰封雪盖,周边海域与三大洋南端水体相连,但地图上没有单独标注也没有名称。

但它其实是有名字的,就叫南大洋(Southern Ocean),命名的人是16世纪早期第一个进入这片水域的西班牙探险家巴斯克·努涅斯·德·巴尔波亚(Vasco Nú?ez de Balboa)。不过制图师和标准制定机构一直没有接受这个名称,主要原因是人们对这片海域了解很少,没有发现有别于其他大洋的特性、特征。

在18世纪70年代进行的航行中,詹姆斯·库克船长发现在南半球高纬度地区海水成环流状。自此以后,南冰洋有过多种称呼,包括“南大洋”、“南极洲洋”、“南冰洋”、“南极洋”以及“奥斯特拉尔洋”等等。

它不同其他大洋的最大特点是水体不以陆地为界,没有大洋脊,而是以自西向东贯穿太平洋、大西洋和印度洋的南极洋流为界,可这在许多人看来正是不符合大洋资质的证据。

到了1937年,世界海图标准化的权威机构国际海道测量组织(IHO)承认了南大洋这个名称、定义和概念,将它纳入正式文件和标准。此举引起极大反弹,争议激烈,IHO在1953年宣布撤销这项认可决定。

但是,因为各种原因,这个没有正式名分的概念一直被科学界沿用,而且使用者越来越多。

1999年,美国地名委员会开始使用南大洋这个未经权威认证的名称。

2000 年,国际海道测量组织将大西洋、印度洋和太平洋的南部划为一体,将南极洲海岸以北一直到南纬60度之间的水域定义为南大洋,成为世界五大洋之一。

2021年2月美国国家海洋和大气管理局宣布正式承认南大洋,6月8日世界海洋日,国家地理学会宣布正式承认南大洋。

自此,全球海域按面积大小排列,依次为太平洋、大西洋、印度洋、南大洋和北冰洋。

独特的生态系统

近年来,大量研究显示南极环极流(ACC,又译南极绕极流)在全球海洋环流中起着至关重要的作用。

南极环流形成于大约3400万年前,在南纬35°~65°区间自西向东环绕南极大陆流转,横贯太平洋、大西洋和印度洋南端,是地球上最长的洋流、也是唯一一支与其他所有洋流都有关联的洋流。

洋流中海水温度和含盐量比北侧的海水低,冷暖水交汇处形成南极辐合带,环抱的水域则是地球上唯一不以大陆为界的大洋。

洋流水体从海面垂直延伸到海底,携带的水量比任何其他洋流都多,超过地球上所有河流水量总合的150倍。

南极环流绕南极大陆流动,一路行来,就像传送带一样在全球范围内散发热量,而洋流中较冷、密度较大的水则会携带溶解的二氧化碳沉入海洋深处。

南极辐合带会随季节而变动,但包含了一个自成体系的水体和独特的生态区域,区域内海水富含养分,为海洋植物提供了适宜的生存条件,反过来又促进了生物多样化和海洋动物物种更丰富。

南冰洋的大陆边缘可能蕴藏有大量的石油及天然气。南冰洋的漂砂沉积中也可能含有贵重金属(如:金),其原因是因为沉积作用中的重力分离。

南冰洋中可能也蕴藏着锰结核,锰结核是在海底形成的岩石,由同心多层的铁、锰氢氧化物所构成。其核心可能非常的小,而且可能因为结晶已完全转换为锰矿。由于对于多种金属矿开探潜力的兴趣,在1960及1970年代有许多大型的矿产公司参与锰核的开采。

南冰洋每年形成的冰山足够世界上每一个人使用数个月。

南冰洋有许多动物,都直接或间接的以海中的浮游植物为食物来源。南冰洋动物群包括企鹅、鲸鱼、大王酸浆鱿、海狗、磷虾、鱼和海星等。皇帝企鹅是唯一冬季在南极洲生长的企鹅,之外则以阿德利企鹅生长的环境纬度最高,跳岩企鹅在眼睛附近的羽毛十分显著,感觉像是睫毛。国王企鹅、南极企鹅和巴布亚企鹅也生长在南极。

在十八世纪和十九世纪时,南极毛皮海狮因为其毛皮而遭到美国及英国猎人的大量猎杀。韦德尔氏海豹得名自詹姆斯·威德尔,是英国在韦德尔海 海豹探险任务的指挥官。南极磷虾常常成群聚集,是南冰洋生态系的关键种,是鲸鱼、海狮、海豹、豹海豹、鱿鱼、南极鱼科、信天翁及其他鸟类的重要食物来源。

海底底栖的生物群高多样性,密度也高,每平方米约有155,000个动物。南极洲附近海底的环境都相当类似,可以找到数百种的生物,这是少见如此大型分布的生物群。

但是,由于地球升温,南大洋和南极环流的水也在升温,很可能加速南极冰层的融化,破坏极地生态环境,威胁极地动植物的生存。

“末日冰川”的秘密 

南极最大、移动速度最快的两个冰川是思韦茨冰川和松岛冰川。

思韦茨冰川(Thwaites Glacier)位于南极大陆西部,厚约4千米,面积超过18万平方公里,略小于英国,有极有“末日冰川”之称。

2020年,专业期刊《冰冻圈》(The Cryosphere)发表英美科学家的研究报告,揭秘冰川加速融化的元凶 —— 潜入冰川底部和基岩之间的暖流,水温摄氏2度。这股海底暖流被喻为有数百万年历史的思韦茨冰川的阿基利斯之踵。

各种探测数据显示,思韦茨冰川前端底部悬空,海洋暖流由一个巨大的通道进入大陆架和冰川底部之间;暴露在水中的冰面越大,融化就越多,而涌入的暖流水量更大,如此形成恶性循环。

冰川底部的这个空隙比以前认为的更深,大约600米,相当于六个足球场首尾相连。

如果思韦茨以现在的速度持续融化,则冰架最终崩塌不可避免,地球的海洋和大气循环系统将被严重扭曲,后果极其堪忧。