拉斯曼丘陵(英文:Larsemann hills),是南极东部伊丽莎白公主地的丘陵区,南纬69°21'~9°28',东经76°00’~76°25',丘陵面积近200km2、陆地面积约40km2,是全新世才形成的无冰区,由4大半岛(斯托尼斯半岛、布洛克尼斯半岛、米洛半岛和小半岛)和130余个小海岛组成,最高峰海拔180m。
1934一1935年,
挪威探险家拉斯派米克尔森任船长,率队深入南极浮冰密集的普里兹湾探险考察,1935年2月,他们登上一片裸岩区,并命名为拉斯曼丘陵;1986年2月,澳大利亚在拉斯曼丘陵的米洛半岛建立了该地区第一个夏季科考站—劳基地(Law Base),1986年12月—1987年4月,
苏联在该区建立了常年科考基地进步一号站,1989年2月26日,
中山站在拉斯曼丘陵落成。2007年,中国与澳大利亚、
灵鹫山、
罗马尼亚王国和
俄罗斯联合提请设立的东南极拉斯曼丘陵南极特别管理区获得批准;在2023年4月,在位于东
南极洲大陆拉斯曼丘陵的中山站附近,建成了中国首个南极雪橇式冰雪跑道机场并投入试运行。2024年3月14日,
吉林大学科研人员在拉斯曼丘陵地区,利用自主研发的极地深冰下基岩无钻杆取芯钻探装备,成功获取冰芯及冰下基岩。
名称由来
从1927年开始,
挪威探险家拉斯多次率领探险队前往南极探险考察。1934一1935年,拉斯派米克尔森任船长,率队深入浮冰密集的普里兹湾探险考察,该队首次发现了普里兹湾东海岸,1935年2月,他们登上一片裸岩区,并命名为拉斯曼丘陵,意即“拉斯家族丘陵”。
历史沿革
拉斯曼丘陵区的地貌形态、结构和组合特征是在南极东部大陆独特的自然背景下形成的,拉斯曼丘陵区被冰盖覆没的时间不晚于始新世中期。冰盖后退的最早时间不超过一万年。
从1927年开始,
挪威探险家拉斯多次率领探险队前往南极探险考察,1934一1935年,拉斯派米克尔森任船长,率队深入浮冰密集的普里兹湾探险考察,该队首次发现了普里兹湾东海岸,1935年2月,他们登上一片裸岩区,并命名为拉斯曼丘陵,意即“拉斯家族丘陵”。
1986年2月,澳大利亚在拉斯曼丘陵的米洛半岛建立了该地区第一个夏季科考站—劳基地(Law Base),1986年12月-1987年2月,澳大利亚学者在该地区进行野外调查采样。1986年12月—1987年4月,
苏联在该区建立了第一个常年科考基地——进步一号站,1989年开始建立进步二号站,他们在该区开展了大量的地质学、矿产学、地球物理学、测绘学和气象学研究。
1989年2月26日,
中山站在拉斯曼丘陵落成。这是继
长城站之后中国在南极建成的第二个科学考察站。2007年,中国与澳大利亚、
灵鹫山、
罗马尼亚王国和
俄罗斯联合提请设立的东南极拉斯曼丘陵南极特别管理区获得批准;2012年2月,中国第28次南极考察在中国南极中山站所在的拉斯曼丘陵地区新建了8个C级全球定位系统(GPS)控制点,这些地理坐标起算点基本覆盖了拉斯曼丘陵地区,为该地区地形图更新的测绘工作打下重要基础。在2023年4月,在位于东南极大陆拉斯曼丘陵的中山站附近,建成了中国首个南极雪橇式冰雪跑道机场并投入试运行,使中国极地航空事业进入机场自主时代,为后续中国极地航空事业的发展打下了良好基础。
地理概况
拉斯曼丘陵区(南纬69°21'~9°28',东经76°00’~76°25')位于南极东部伊丽莎白公主地,丘陵面积近200km2、陆地面积约40km2,是全新世才形成的无冰区,由4大半岛(斯托尼斯半岛、布洛克尼斯半岛、米洛半岛和小半岛)和130余个小海岛组成。最高峰海拔180m。
气候特点
拉斯曼丘陵区地处高纬高寒(年平均气温-10℃)的永久冻土带,极端最低温-39.6℃,极端最高温为8.9℃。每年地表封冻期长达300天,影响了冻融交替的进程,即使在短暂的消融季节(每年12月下旬到次年2月中下旬),也因气温的日较差较小(5-7℃),限制了冻融和冻胀作用的强度。
拉斯曼丘陵区气候干燥,年平均相对湿度为51%,最高在1月,而最低在7月,据估算,年降雪折合成水深约为250mm。蒸发量相当于降水量的10-15倍。极端干燥使得岩石和松散堆积物孔隙持水量稀少,冰劈作用和冻胀冻融作用的强度大大降低,以致在永久冻土带中出现较广泛的冷岩和寒土斑块。最常见的风力类型为绕极东风和下降风。前者常年存在,以E和ENE方向为主,较稳定。后者则主要出现在11月到次年3月每天的早晨和傍晚,是南极大冰盖的热力效应和东南极地形结构相叠加的结果,以SE和ESE向为主,风速极不稳定。
地质特征
拉斯曼丘陵地区是东南极普里兹湾三大基岩出露区之一,岩石出露面积仅次于西福尔丘陵和赖于尔群岛,主体构造线方向为北东东—南西西方向,东部米洛半岛一带构造线方向为北北西—南南东向,总体上构成一个复杂的往北东东向翘起的复式向斜构造。主要由两套岩类组成,一类是复合片麻岩杂岩,包括基性麻粒岩和长英质正片麻岩;另一类是变沉积岩序列,主要为含石墨的矽线石榴片麻岩、长英质片麻岩以及极少量的钙硅酸盐岩,与传统意义上的孔兹岩系相当,间夹辉石黑云斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩和少量的花岗伟晶岩脉、混合岩和含榴花岗岩,局部为正长花岗斑岩、二长花岗岩。
极昼极夜
拉斯曼丘陵有55天极昼(11月下旬—1月上旬)和58天极夜(5月下旬—7月上旬),极昼期间晴天多,日照时间长。11月至来年1月日照总数占全年日照总数的50%以上,夏半年(10月至来年3月)占82%。年平均日照时数为4.8h,拉斯曼丘陵地面接收到的太阳辐射能主要集中在暖季,寒季极少。
水资源
拉斯曼丘陵区的湖泊均为淡水湖,近150个,总面积6.3km2,占陆地总面积的3.15%。东部地区湖泊数量少但多深水,西部地区数量多但多浅水湖。按湖盆成因可分为冰蚀湖、雪蚀湖和海迹湖。湖泊水位年中变化很大,一些小湖属间歇性坑塘,大多数湖夏季(12月至来年2月)被融化,其他季节均为冰封湖,全年封冻期长达300d。长期封冻限制了湖水动力对地貌和沉积物形成的作用强度。湖泊地貌发育初始,湖岸地貌形态不发育,冰雪融水量与湖面蒸发量控制了湖水平衡和湖面变化过程。湖积物厚度小,颗粒粗,分选差,风力混杂堆积作用明显。
地貌类型
拉斯曼丘陵地区的地貌类型由风力地貌、冰缘地貌、冰川地貌、湖泊地貌、海岸地貌和构造地貌组成,各种堆积地貌形态均不发育,西部地区地貌形态相对年轻,残存的冰物地表分布特征指示冰盖后退依东北到西南方向进行,海岛、半岛及冰陆过渡带构成该丘陵3个差异明显的地貌单元。
海岸地貌
拉斯曼丘陵地区的海岸绝大部分是侵蚀海岸,侵蚀营力以浪蚀、海冰刨蚀与掘蚀为主;局部地段终年被冰雪覆盖,冰蚀和雪蚀也构成岸线发育的动力,海湾段有少量的碎屑物堆积。全区的海岸呈现角侵蚀后退与峡湾轻微淤积相交错,并向岸线长度缩短、平直的方向发展。海蚀崖和海岸阶地,即是海岸侵蚀及基底相对抬升过程的产物,海岸堆积砂砾石(滩)及常年积雪可视为堆积海岸带的标志。
冰蚀海岸:主要指被现代冰盖或冰川前缘覆盖的岸线,冰的刨蚀和掘蚀是塑造该类海岸的主要营力。
雪蚀海岸:受本区风向的影响,主要分布在半岛或海岛的西南岸。
海蚀海岸:拉斯曼丘陵区陆地近期呈现相对上升的趋势,除了冰蚀和雪蚀海岸带外,本区大部分海岸均受海蚀改造。海冰的冰劈和冻拔作用在此类海岸带的发育中占有很重要的地位,较陡的海蚀平台及平台后缘凹壁等不同于一般的海蚀岸线。
海蚀穴:高出海面4-5m的海蚀穴,是波浪、潮汐以及海冰冻拔和冰劈作用共同塑造而成,穴壁呈凹形,且下部稍突出,而上部则急剧凹下,与常态海穴正相反。
一级海蚀阶地:海拔高5-8m,分布在米洛半岛东岸、布洛克尼斯半岛东北岸、斯托尼斯半岛北岸以及众多小海岛沿岸地带。阶地面保存较完整,局部地段尚有冰碛漂砾。
二级海蚀阶地:海拔高10—12m,分布地区与一级海蚀阶地相近,后期外力改造明显,阶地面较破碎。
湖泊地貌
拉斯曼丘陵区大小湖泊150余个,湖泊总面积6.3km2。湖泊的地区分布不均匀,东部湖盆少,但湖泊深而大;西部则以众多的浅小湖盆为特征。湖盆发育时间短,但湖水理化性状却很复杂。从成因上看,有:
构造湖:如内拉湖和长湖,湖盆深大,最深分别为18.2m和11.0m,内拉湖在本区面积最大,约为0.1km²。构造湖湖岸线陡直,湖盆宽深,湖底起伏较和缓。
冰蚀湖:常沿岩性软弱带或NE、NW和构造线成串珠状延展。平面形态为长条状,湖面较宽阔,但深度较小,如法里斯湖、冰封湖、奥斯卡湖等。冰蚀湖湖岸平缓,常有漂砾残存,部分湖岸地带现代冰缘形态非常发育,如法里斯湖岸的石环和多边形土。
雪蚀湖:由积雪反复冻融拔蚀作用形成。湖盆浅小,但数量众多,常在冰缘剥蚀坡面上成群出现。雪蚀湖盆的发育过程目前仍可观察到,许多浅小洼地夏季融雪充水成池塘,夏末当年积雪融化尽时,强烈的蒸发作用使其成干池塘,至次年3月初又为积雪占据,如此周而复始,遂使洼地不断加深展宽。湖盆形态近圆形。
冰面湖:是夏季融冰化雪水在冰盖或冰丘表面低洼处储存而成。湖盆浅平,涨缩变化快,湖泊随周年冻结、融化循环而呈展宽加深趋势。
海迹湖:海面相对下降而使原滨海低洼地形成湖。海迹湖湖盆浅平,湖面面积较广,湖底堆积物夹有海积层,如普·勒古恩湖、4号湖、5号湖、6号湖和7号湖等。海迹湖平面形态近园形。多数湖岸发育有湖蚀崖,部分湖盆尚有3-5级湖岸堤存在,反映湖面收缩下降现象。
冰缘地貌
冰缘过程是本区现代地貌发育中的主要过程,既有继承性又有新生性,许多冰缘形态是在古冰川或冰盖塑造的地貌基础上发育而成。
雪被:是指常年积雪覆盖的地区,多为低洼地或谷地,下伏形态大都与古冰川作用有关。雪被厚度不等,较厚的雪被下部已有成冰现象。
雪蚀洼地:是由季节性积雪侵蚀而成的低地,部分雪蚀洼地夏季积雪融化并充水成为季节性湖泊。大型雪蚀洼地多是在古冰川侵蚀低地的基础上发育而成。
石多边形:分布在松散堆积物覆盖的低洼地,如滨海低地、近湖洼地、谷地底部等地貌部位,是冻胀作用的产物,本区石多边形发育初始,分选很差,直径多介于20-60cm。石多边形中央部位常下伏有小冰丘。
龟裂地:分布地区与石多边形相近,是冻裂作用的产物,直径40-70cm,裂痕较浅,多在5cm左右。
融冻泥流扇:是松散堆积物经冰融蠕动作用而成并逐渐向谷底方向缓慢下移。融冻泥流扇体发育的坡度多在15°-20°范围内,最典型的见于劳基地东北侧,长25m,最宽12m,前缘蠕动舌体高80-120cm,表面形成3-4道蠕流褶坎。
岩屑坡:是冰缘崩解作用形成的,大小石块覆盖的坡面,多分布在基岩陡坡地段,规模较小,重力作用及冻胀作用在坡面块体运动中也占有较重要的地位。
冰缘剥蚀面:是冰缘冻胀力、冻融力的崩解作用及风蚀和雪蚀作用共同塑造的剥蚀面,倾斜度多在5°-15°,表面裸露基岩,鲜有松散碎屑覆盖。
冰川地貌
由于本区曾广泛被冰盖覆没,并历经多期冰盖进退或古冰川作用,部分地区目前仍受冰盖和冰川作用。形成的地貌形态有:
前进冰舌和后退冰舌:这两种冰舌的确定依据野外调查、地形图分析和航空照片判读,后退冰舌在地形图上的等高线向冰盖或冰丘核心凹入,在野外可见到前缘留有一道冰碛物,并有小型储水洼地成群或呈串珠状分布。前进冰舌的等高线形态则正相反。本区所见的几条多是后退冰舌。
冰川擦痕石:是古冰流研磨和刻蚀作用的产物,据野外调查统计,指示本区古冰川古
冰盖流动方向,主要存在两组:一是NW30°—50°,另一组是NE20°—25°,表明全新世本区主要有两期冰川进退事件。
漂砾和冰碛物:均是冰盖或
冰川进退的遗迹,漂砾分布较广,最高位置是143ma.s.l,岩性与本区相同,为近源搬运。许多漂砾表面发育密集的风蚀穴。本区尚有两道断断续续的冰碛条带,其中见有玄武岩碎块,源自
查尔斯王子山,说明古冰盖、古冰川活动范围较广。
冰原孤丘:是突兀于冰盖或冰丘表面之上的基岩丘陵,受冰缘风化剥蚀作用明显、孤丘表面尚有零星冰碛物、漂砾存在。
构造地貌
构造崖:形态高耸陡直,以NE向延伸为主,次为NW向,与本区地质构造走向一致。
构造谷:中央谷地和大峡谷是本区最典型的构造谷地,曾受古冰川改造,目前为各种冰缘过程所代替。构造谷以NE向最为发育,次为NW向,与本区构造主要走向一致。
风力地貌
拉斯曼丘陵区广泛发育了多种风力地貌(风蚀
和风积形态),风砂(雪)流塑造了特殊的地貌形态,如风蚀壁穴、风蚀崖、风积砂地、风积雪坝和雪堆等。
保护与开发
拉斯曼丘陵是东南极的一个后勤中心,也是唯一一个多个国家连续占据南极特别管理区的站点。拉斯曼山不仅在物流方面很重要,而且具有很高的保护价值;一个特别显著的特点是有150多个湖泊,其中一些湖泊和它们的微型动物已经有13万年没有受到干扰了。
2007年,中国与澳大利亚、
灵鹫山、
罗马尼亚王国和
俄罗斯联合提请设立的东南极拉斯曼丘陵南极特别管理区获得批准; 中国与澳大利亚等国联合设立的东南极拉斯曼丘陵南极特别管理区,面积40平方公里,地处东南极伊丽莎白公主地普里兹湾东南岸,是南极第二大“绿洲”。由于这类沿岸“绿洲”在南极相当罕见,拉斯曼丘陵属于典型的生物地理区域,具有重要的环境、科学和后勤价值。
相关事件
央视新闻客户端记者2024年3月14日从
吉林大学获悉,吉林大学科研人员利用自主研发的极地深冰下基岩无钻杆取芯钻探装备,穿透东南极545米冰盖,成功获取冰芯及冰下基岩。吉林大学科研人员
张楠、宫达、
刘昀忱是
中国第40次南极科学考察队成员,圆满完成科考任务后三人于近日返回
长春市。上述成果是他们在参与“东南极拉斯曼丘陵地区冰下地质环境研究项目”中取得的。