小編整理: 北冰洋是地球上最小、最淺的海洋,位于北極地區(qū),周圍被歐亞大陸和北美大陸環(huán)繞,與太平洋、大西洋相連。其面積1475萬(wàn)平方千米,占世界海洋總面積的4.1%,海水容積1807萬(wàn)立方千米,平均水深1205米,最大水深5527米。
北冰洋 北冰洋( 英語(yǔ) :Arctic Ocean)是世界上面積最小、平均水深最淺且平均溫度最低的海洋,位于北極地區(qū)、66°34′N( 北極圈 )以北;四周被歐亞大陸和北美大陸環(huán)繞,與 太平洋 、 大西洋 相連。北冰洋面積1475萬(wàn)平方千米,占世界海洋總面積的4.1%,海水容積1807萬(wàn)立方千米,平均水深1205米、最大水深5527米(位于利特克海溝),海岸線長(zhǎng)45390千米 。 基本信息
沿岸國(guó)家
俄羅斯、挪威、冰島、格陵蘭(丹麥王國(guó)的領(lǐng)土)、加拿大、美國(guó)
主要島嶼
格陵蘭島、斯瓦爾巴德群島、北極群島、新地島、北地群島、新西伯利亞群島及法蘭士約瑟夫地群島等
發(fā)現(xiàn)及命名 16~17世紀(jì), 歐洲 探險(xiǎn)者 向北航行時(shí),發(fā)現(xiàn)北方海域四周全是海冰、冰山,初次發(fā)現(xiàn)北冰洋;之后的 俄羅斯 ( 俄語(yǔ) :Российская Федерация)探險(xiǎn)家沿著西伯利亞海岸航行,成為首批進(jìn)入北冰洋的歐洲人;1893~1896年, 弗里喬夫·南森 率領(lǐng)前進(jìn)號(hào)船首次穿越了北冰洋 。 北冰洋的 英語(yǔ) 名稱Arctic源于 希臘語(yǔ) ,意為:正對(duì) 大熊星座 的海洋 。1650年, 荷蘭 探險(xiǎn)家 巴倫支 (荷蘭名:Willem Barents)首先把它劃為獨(dú)立的海洋,稱之為“極北的海洋”或“寒冷的海洋”;1845年,倫敦地理學(xué)會(huì)正式命名為“Arctic Ocean”,原意為“正對(duì)著大熊星座的大洋”或簡(jiǎn)化為“大熊星座洋”;中國(guó)清朝的學(xué)者將“Arctic Ocean”譯為“北冰洋”,既表明了這片海洋的方位位置,又提示了它典型的被冰雪覆蓋的特征;1935年6月27日, 前蘇聯(lián) 政府將其定名為“Severnyy Ledovityy Okean”,與中文的北冰洋同義 。
位置境域 北冰洋是世界 四大洋 中面積最小、平均水深最淺的海洋,其北極圈( 英語(yǔ) :Arctic Circle)內(nèi)水域面積加上哈德孫灣(英語(yǔ):Hudson Bay)以及 戴維斯海峽 (英語(yǔ):Davis Strait)、 挪威海 超出北極圈的部分,總面積1475萬(wàn)平方千米(2023年數(shù)據(jù)),約占世界海洋總面積的4.1%;平均水深約1225米,最大深度5527米。北冰洋大陸架面積寬廣,海岸線長(zhǎng)45390千米,海水容積約1807萬(wàn) 立方千米 。
歷史變遷 北半球勞亞古陸的破裂和解體(距今1~2億年),以及亞歐板塊(英語(yǔ):Eurasian Plate)和北美板塊(英語(yǔ):North American Plate)的洋底擴(kuò)張運(yùn)動(dòng)逐漸形成北冰洋 。北冰洋總體上其演化大致可以分為三個(gè)主要階段:晚侏羅世(英語(yǔ):late Jurassic)~早白堊世(英語(yǔ):Early Cretaceous)、晚白堊世(英語(yǔ):Late Cretaceous)~新生代早期(英語(yǔ):Early Cenozoic)、新生代(英語(yǔ):Cenozoic) 。
第一階段,晚侏羅世~早白堊世: 加拿大 海盆(英語(yǔ):Canada Basin)地的擴(kuò)張中心形成、演化與消亡。加拿大海盆的擴(kuò)張從歐特里夫期持續(xù)到阿爾布期和賽諾曼期,成為美亞海盆( 英語(yǔ) :Amerasia Basin)的一部分;海盆洋殼形成的主要的擴(kuò)張階段持續(xù)近50百萬(wàn)年,從140~135百萬(wàn)年至95~80百萬(wàn)年前。第二階段, 拉布拉多 ——巴芬—— 馬卡羅夫 擴(kuò)張中心的形成與演化。中白堊世之后,北冰洋地區(qū) 太平洋 構(gòu)造域的影響基本結(jié)束,取而代之的是 大西洋 構(gòu)造域的作用;在格陵蘭西側(cè)形成擴(kuò)張中心,包括拉布拉多海盆、巴芬盆地和馬卡羅夫盆地三個(gè)分支。第三階段, 洋中脊 的形成和演化,導(dǎo)致歐亞海盆( 英語(yǔ) :Eurasian Basin)形成。古新世開始,大西洋沿格陵蘭的另一側(cè),在格陵蘭—— 巴倫支 陸緣之間開始擴(kuò)張,與 拉布拉多 ——巴芬—— 馬卡羅夫 系統(tǒng)大致平行;同時(shí)北冰洋南森海嶺開始形成,兩側(cè)為 南森 海盆(英語(yǔ):Nansen Basin)和阿蒙森海盆(英語(yǔ):Amundsen Basin) 。
海嶺演化 羅蒙諾索夫海嶺 (英語(yǔ):Lomonosov Ridge)、南森海嶺(英語(yǔ):Nansen Ridge)和 門捷列夫海嶺 (英語(yǔ):Mendeleyev Ridge)統(tǒng)稱為北冰洋中央隆起,羅蒙諾索夫海嶺被認(rèn)為是56百萬(wàn)年前從 巴倫支 陸架裂離的大陸條帶 。晚侏羅世(145百萬(wàn)年前),隨著泛大陸的裂解, 門捷列夫海嶺 開始在 加拿大 陸緣分離,早白堊世(120百萬(wàn)年前)美亞海盆已完全張開,因楚科奇高地與 俄羅斯 北部大陸邊緣碰撞而停止擴(kuò)張,形成現(xiàn)代的 門捷列夫海嶺 。
歐亞海盆演化 歐亞海盆磁條帶清晰,對(duì)海盆構(gòu)造和演化歷史認(rèn)識(shí)爭(zhēng)議最小,其擴(kuò)張可能始于白堊紀(jì)和第三紀(jì)之交(54百萬(wàn)年前),但研究人員對(duì)磁條帶進(jìn)行更詳細(xì)的研究后認(rèn)為海盆大致于58百萬(wàn)年開始擴(kuò)張;歐亞海盆擴(kuò)張速率的特征沿Gakkel 海嶺 方向基本保持一致,在早始新世一中始新世(約53至44百萬(wàn)年前)海盆打開初始階段總擴(kuò)張速率相對(duì)較大;之后,到漸新世至早中新世,擴(kuò)張速率急速下降 ;從20百萬(wàn)年前至2010年,擴(kuò)張速率略有增加 。
美亞海盆演化 美亞海盆的形成有四種學(xué)說(shuō):第一種認(rèn)為美亞海盆張開是 阿拉斯加 轉(zhuǎn)離 加拿大 北極邊緣的結(jié)果;第二種觀點(diǎn)是阿拉斯加沿加拿大北極邊緣剪切導(dǎo)致美亞海盆的擴(kuò)張;第三種認(rèn)為美亞海盆洋殼是多個(gè)微板塊運(yùn)動(dòng)的結(jié)果;第四種觀點(diǎn)認(rèn)為美亞海盆的洋殼原為 太平洋 的一部分,后被捕獲至北冰洋。 加拿大海盆 可能是北冰洋最早形成的海盆,可能是從140~135百萬(wàn)年至95~80百萬(wàn)年隨 新西伯利亞 -楚科奇-阿拉斯加微板塊旋轉(zhuǎn)裂離加拿大北部陸緣形成 。
水文特征
海洋水
洋流 在北冰洋表層環(huán)流中起主要作用的是兩支洋流:一支是 大西洋 洋流的支流——西斯匹次 卑爾根 洋流( 英語(yǔ) :West Spitsbergen Current),這支高鹽度的暖流從 格陵蘭 以東進(jìn)入北冰洋,沿陸架邊緣作逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)。另一支洋流是從 楚科奇海 進(jìn)來(lái),流經(jīng) 北極點(diǎn) (英語(yǔ):North Pole)后又從 格陵蘭海 流出,并注入大西洋的越極洋流(東格陵蘭底層冷水流),它們共同控制了北冰洋的海洋水文基本特征 。 北冰洋表層的洋流運(yùn)動(dòng)及河流注入形式示意圖
融化的冰雪、河流和雨水在北冰洋聚集形成一個(gè)巨大的淡水環(huán)流——波弗特環(huán)流(英語(yǔ):Beaufort Gyre),通過(guò)在海洋表面附近儲(chǔ)存淡水來(lái)保持極地環(huán)境的平衡;環(huán)流緩慢地將這些淡水釋放到 大西洋 中,由于北冰洋海冰迅速融化,其主要洋流更快,更湍急 。 除洋流外,亞、歐、北美三大洲的一些河流注入北冰洋使其水量增多、洋面升高,并以洋流的形式向格陵蘭海和 白令海 流出,形成東格陵蘭寒流、 拉布拉多 寒流和千島寒流,與大西洋和 太平洋 進(jìn)行著水量平衡的交換 。
大西洋洋流 大西洋水( 英語(yǔ) :Atlantic Water)對(duì)于北冰洋的熱量平衡起著特殊作用,一部分沿 挪威 沿岸流向東流過(guò) 巴倫支海 進(jìn)入北冰洋,另一部分向北以西斯匹茨 卑爾根 流的形式穿過(guò) 弗拉姆海峽 (英語(yǔ):Fram Strait)進(jìn)入北冰洋;兩支洋流在 喀拉海 北部相遇混合后受地形控制以一個(gè)狹窄的邊界流形式沿著北冰洋歐亞海盆邊緣逆時(shí)針輸運(yùn)進(jìn)入北冰洋內(nèi)部,年平均流速為1~5厘米每秒,在北冰洋內(nèi)部分布在中層150~1000米的深度 。
波弗特環(huán)流 波弗特環(huán)流不僅是一個(gè)巨大的淡水環(huán)流 ,還是與穿極漂流( 英語(yǔ) :Trans-Polar Drift)一起決定北冰洋現(xiàn)代海冰運(yùn)動(dòng)的風(fēng)驅(qū)漂流,分別控制美亞海盆和歐亞海盆的陸源碎屑沉積;北冰洋風(fēng)場(chǎng)和海冰濃度的雙重作用控制了波弗特環(huán)流的強(qiáng)弱變化,導(dǎo)致北冰洋海冰運(yùn)動(dòng)軌跡和滯留時(shí)間并不嚴(yán)格遵守“冰期~間冰期”旋回 。
水團(tuán) 北冰洋表層平均鹽度小于3.5%、 大洋 中心最高鹽度3.5% 。北冰洋表面溫度恒定,接近海水的冰點(diǎn),由于北冰洋由 鹽水 組成,因此洋面凍結(jié)之前溫度必須達(dá)到-1.8°C ;北冰洋海冰形成的浮冰山與來(lái)自 格陵蘭 等島嶼的冰川及冰架形成的冰山一起,隨海流漂入 大西洋 或 阿拉斯加 外海,個(gè)別冰山可向南漂移 到北緯40° 。北冰洋處于相對(duì)封閉的狀態(tài),其水流系統(tǒng)獨(dú)特而復(fù)雜,溫鹽條件以及海冰的形成和運(yùn)動(dòng)過(guò)程是北冰洋環(huán)流和水團(tuán)形成的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力 。 現(xiàn)代北冰洋的顯著特點(diǎn)之一是海水的分層結(jié)構(gòu),主要分為四大水團(tuán):極地表層水(PSW,水深0~50m,水溫?2~0°C,鹽度32~34psu), 大西洋 水(AW,水深200~1000m,水溫≥0°C,鹽度34.3~34.8psu),北冰洋中層水(AIW,水溫?0.5~0°C,鹽度34.6~34.8psu),以及北冰洋深層水(AODW)。其中AODW分為 加拿大海盆 深層水(CBDW,水深>1500m,水溫?0.5~?0.3°C,鹽度34.95psu)和歐亞海盆深層水(EBDW,水深>2000m,水溫?1.0~?0.6°C,鹽度34.94psu) 。
海冰 距今1300萬(wàn)年前,北冰洋開始出現(xiàn)大范圍海冰,表面的絕大部分終年被海冰覆蓋,海冰平均厚3米。北冰洋海冰按其形成方式可分為當(dāng)年冰和多年冰兩類,由于洋流的運(yùn)動(dòng),北冰洋表面的海冰總在不停地漂移、裂解與融化 。海冰面積變化季節(jié)性規(guī)律明顯 、海冰覆蓋面積呈整體減小趨勢(shì) 。
北冰洋海冰覆蓋范圍最大時(shí),冰封北冰洋的絕大部分海域,從白令海一直延伸到格陵蘭海附近,只有格陵蘭島東側(cè)、斯瓦爾巴群島南側(cè)和北歐北岸,由于受大西洋暖流的影響,海水并未凍結(jié);每年9月海冰覆蓋范圍最小,海冰邊緣線僅在加拿大北極群島與大陸連接 。
北冰洋海冰按其形成方式可分為當(dāng)年冰和多年冰兩類:9月北冰洋海冰為多年冰,3~9月期間融化的海冰為當(dāng)年冰。當(dāng)年冰主要分布在歐亞、北美大陸北岸各海域,海冰厚度在0~1.8米之間,冬季時(shí)高緯海區(qū)的海冰厚度2.5米,夏季則大部分消融,有些未融化的當(dāng)年冰則會(huì)轉(zhuǎn)化為多年冰。北冰洋的多年冰主要分布于北冰洋深水區(qū)、東西伯利亞海和加拿大北極群島附近陸架區(qū),總面積約350~490萬(wàn)平方千米,約占海冰最大覆蓋范圍的28%,其厚度大于季節(jié)性形成的海冰,在多年冰覆蓋區(qū)域厚度3~4米,有些冰脊20米厚 。
冰蓋 北冰洋冰蓋厚度分布不均勻,整體上表現(xiàn)出 北極點(diǎn) 中心冰蓋較厚、向周緣逐漸減薄特征。在部分區(qū)域,如靠近格陵蘭島和加拿大北部的地區(qū),冰蓋厚度達(dá)到最大,最厚冰蓋5米 。其中格陵蘭冰蓋是世界第二大冰蓋,若 格陵蘭冰蓋 全部融化,將會(huì)導(dǎo)致全球海平面上升7.4米 。 格陵蘭冰蓋 在不斷消融,聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)科學(xué)家2012年指出, 格陵蘭冰蓋 由20世紀(jì)90年代每年消失340億噸,截至2012年已經(jīng)升至2150億噸 。
水量 北冰洋海冰面積變化季節(jié)性規(guī)律明顯,冬季生長(zhǎng)、夏季融化。冬季覆蓋海洋總面積的73%,約有1000~1100萬(wàn)平方千米,夏季覆蓋53%,約有750~800萬(wàn)平方千米;中央北冰洋的海冰已持續(xù)存在300萬(wàn)年,屬永久性海冰 。北冰洋1~3月海冰面積最大,7~9月海冰面積最小,春季為融冰過(guò)渡期,秋季為結(jié)冰過(guò)渡期,夏季海冰面積減小量明顯大于冬季海冰面積減小量 。
北冰洋海冰覆蓋面積趨勢(shì)圖(數(shù)據(jù)截至2020年 8月)數(shù)據(jù)來(lái)自美國(guó)冰雪數(shù)據(jù)中心 北冰洋海冰覆蓋面積呈整體減小趨勢(shì),1979~2002年期間,北冰洋每10年海冰覆蓋范圍減少量為36±5萬(wàn)平方千米;近40年來(lái)(2021年數(shù)據(jù)),北冰洋海冰總量呈逐年減小趨勢(shì),且每10年的減少量在3%~4%之間。2012年9月16日,海冰覆蓋面積達(dá)到有觀測(cè)以來(lái)的歷史最低值337萬(wàn)平方千米,次低值是2020年9月15日的374萬(wàn)平方千米。北冰洋海冰厚度的變化總體上和海冰面積呈正相關(guān),在海冰面積逐年減小的同時(shí)海冰厚度也在降低,結(jié)冰期海冰厚度增加量下降明顯,融冰期海冰減小量有輕微增加 。
河流 北冰洋的海水只占全球的1.0%,但擁有占全球徑流量11%的河水輸入,每年從 歐亞大陸 和 北美大陸 進(jìn)入北冰洋的入海徑流(淡水輸入)約為3300 立方千米 ,是北冰洋降水和蒸發(fā)之差的兩倍以上,是迄今為止(2021年數(shù)據(jù))北冰洋最大的淡水來(lái)源,大于北極海洋凈降水或低鹽海水的各種入流,河流總集水面積為2200萬(wàn)平方千米,約為北冰洋面積的1.5倍 。
北冰洋水系的河流總體流向都是自南向北注入北冰洋的,注入北冰洋的河流主要包括亞歐大陸的 鄂畢河 (俄語(yǔ):Обь,英語(yǔ):Ob River)、 葉尼塞河 (俄語(yǔ):Енисе?й,英語(yǔ):Yenisei)、 勒拿河 (俄語(yǔ):Лена,英語(yǔ):Lena River)、 伯朝拉河 (俄語(yǔ):Печора)和 科雷馬河 (英語(yǔ):Kolyma River)等,以及 北美洲 北部加拿大和美國(guó)阿拉斯加的許多河流 。葉尼塞河、勒拿河、鄂畢河和麥肯齊河四條河流占注入北冰洋河流總流量的68% 。
主要河流
勒拿河 勒拿河位于俄羅斯西伯利亞地區(qū)、葉尼塞河流域以東,經(jīng)緯度范圍為:53°N~73°N、105°E~130°E;長(zhǎng)度4400千米,流域總面積249萬(wàn)平方千米,其發(fā)源于貝加爾湖山脈,向北流向勒拿河三角洲,然后流入北冰洋的拉普捷夫海。勒拿河全年冰凍期較長(zhǎng),河水以冰雪融水補(bǔ)給為主,春夏多洪水,冬季水位最低。勒拿河流域每年有524立方千米的淡水流入北冰洋,占流入北冰洋總水量的15% 。
鄂畢河 鄂畢河位于俄羅斯西伯利亞西部 ,發(fā)源于阿爾泰山的比亞河和卡通河,在阿爾泰邊疆 區(qū)的比斯克西南匯流形成鄂畢河,注入北冰洋的喀拉海;以發(fā)源于中國(guó)的額爾齊斯河作為鄂畢河的源頭,長(zhǎng)5410千米;流域面積300萬(wàn)平方千米;鄂畢河從巴爾瑙爾以南開始,結(jié)冰期為每年11月初到次年4月末,而距離河口160千米的薩列哈爾德以下,結(jié)冰期為每年10月底到次年6月;河水主要靠春季融雪度為補(bǔ)給,其次為夏季融冰和降雨,春、夏季洪水期提供了全年絕大部分徑流量 。
葉尼塞河 葉尼塞河位于俄羅斯西西伯利亞平原以東、中西伯利亞高原以西 ;總長(zhǎng)度5539千米,流域面積200多萬(wàn)平方千米;葉尼塞河有大、小葉尼塞河兩個(gè)源頭,小葉尼塞河發(fā)源于蒙古北部,大葉尼塞河發(fā)源于俄羅斯與蒙古邊界的俄羅斯一側(cè),兩條河流匯合于圖瓦共和國(guó) 首府克孜勒,以下河段則稱為葉尼塞河;向北注入北冰洋喀拉海的葉尼塞灣 。葉尼塞河以冰雪融水補(bǔ)給為主,其次為夏秋降雨。上游湍急,多急流、洪水,周圍人口稀少;中下游因地形平坦,凍土廣布,多沼澤濕地;因跨越緯度較大,上、下游封凍和解凍期不同,春季常有凌訊 。
科雷馬河 科雷馬位于俄羅斯西伯利亞?wèn)|北部 ,河長(zhǎng)2600千米,流域面積644000平方千米,科雷馬河自孫達(dá)爾——哈亞塔山向北流入北冰洋東西伯利亞海;蘊(yùn)藏的水能資源為400億千瓦時(shí) ;平均流量3900立方米每秒,河流每年6月初冰面融化,10月初凍結(jié) 。
地理特征
氣候 北冰洋屬于極地氣候(包括苔原氣候和冰原氣候),年均日照量最小,氣候嚴(yán)寒,擁有極晝和極夜現(xiàn)象,具有持續(xù)的寒冷和相對(duì)較窄的年溫度變化范圍的特征 。北冰洋4月至9月為夏季處于極晝,溫度升至0°C以上,旋風(fēng)頻繁、伴有雨雪、多平流霧;冬季10月至次年3月處于極夜,產(chǎn)生五彩繽紛的極光,具有頻繁的低溫反轉(zhuǎn)和穩(wěn)定的天氣 條件 。
氣溫 北冰洋中 北極點(diǎn) 的年平均氣溫為-23°C,在北冰洋極點(diǎn)附近漂流站上測(cè)到的最低氣溫是-59℃,1月份的平均氣溫介于-20℃至-40℃,最暖月8月的平均氣溫-8℃ 。北冰洋按照云量、降水頻率分布和溫度,其氣候區(qū)可以分為大西洋區(qū)和北極中心區(qū),以及冷季(11月至次年4月)和暖季(6月至9月)。
降水 在北極中心區(qū),降水高頻期和多云期在暖季,7月份液態(tài)降水占年降水量50%;大西洋區(qū),降水高頻期和中、高量降水高頻期都在冷季,全年云量比較恒定,各個(gè)月份都有液態(tài)降水,6月至9月占年降水量80%以上(1999年數(shù)據(jù)) 。
氣壓 北冰洋高緯度海區(qū)主要受極地高壓控制,終年嚴(yán)寒、冷空氣聚集下沉;北緯60°N附近的氣壓相對(duì)較低,極地東風(fēng)在這里輻射上升??傮w上北冰洋上氣壓一般維持在1010hPa左右,北極圈以北海區(qū)的氣壓能較長(zhǎng)時(shí)間維持在1020hP(2011年數(shù)據(jù)) 。北冰洋洋面盛行極地東風(fēng),每年12月到次年3月份,由于地球直射南半球,北極地區(qū)寒冷加劇,使得冷空氣活動(dòng)劇烈造成冬季的極地東風(fēng)最為猛烈 。
海霧 北冰洋的海霧主要分為平流霧、輻射霧和蒸汽霧三大類。在北冰洋南部的開闊水域或海冰外緣帶經(jīng)常出現(xiàn)平流霧,其特點(diǎn)是持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、濃度大、范圍廣,對(duì)航海和航空影響較大,形成原因是暖濕空氣流經(jīng)冷的洋面或冰面。73°N以北的北冰洋浮冰區(qū)生成的海霧大部分是蒸汽霧,在北冰洋浮冰區(qū)不穩(wěn)定大氣層結(jié)狀態(tài)下生成,其特點(diǎn)是持續(xù)時(shí)間短、霧層薄、范圍小。北冰洋的輻射霧在較大的浮冰或固定冰蓋大氣層結(jié)狀態(tài)下輻射冷卻形成,其特點(diǎn)是持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、日變化小 。
地質(zhì)
地質(zhì)構(gòu)造 北冰洋地質(zhì)構(gòu)造單元包括各個(gè)時(shí)期地質(zhì)時(shí)期的褶皺帶、洋中脊、海嶺、海盆、地盾、地塊、地臺(tái)等 。 羅蒙諾索夫海嶺 穿過(guò) 北極點(diǎn) 將北冰洋分為歐亞海盆和美亞海盆,南森海嶺 將歐亞海盆進(jìn)一步分為阿蒙森海盆和南森海盆,門捷列夫海嶺 又將美亞海盆進(jìn)一步細(xì)分為加拿大海盆和馬卡羅夫海盆 ;還有褶皺帶:楚科奇褶皺帶、新地島褶皺帶等;地臺(tái):巴倫支海地臺(tái)等;地盾:格陵蘭地盾等 。
北冰洋造山帶包括北極克拉通、貝加爾造山帶、中古生代加里東造山帶、二疊紀(jì)——三疊紀(jì)海西造山帶及早白堊世晚基末利造山帶。
北冰洋造山帶以北極克拉通為主,其分布于巴倫支海、新地島、泰梅爾半島至楚科奇——阿拉斯加——布魯克斯地塊和加拿大北極群島北部。貝加爾期造山帶形成于新元古代~寒武紀(jì)之際,分布于北極克拉通歐洲一側(cè)的南緣;加里東造山帶呈窄環(huán)狀,分布于北極克拉通靠北美與格陵蘭一側(cè)邊緣;海西造山帶主要分布于新地島和泰梅爾半島 。
地層巖石 北冰洋地層結(jié)構(gòu)主要分為三個(gè)地質(zhì)時(shí)期:中泥盆世(390百萬(wàn)年前)、石炭世(350百萬(wàn)年前)、晚二疊世(270百萬(wàn)年前);巖石以砂巖、泥巖、碳酸鹽巖為主 。
中泥盆世古地理環(huán)境以隆起剝蝕區(qū)為主,沉積區(qū)主要是深海相和淺海相沉積,沉積巖巖性以泥巖為主,碳酸鹽巖以及變質(zhì)碎屑巖和碳酸鹽巖的巖性組合次之;拉普捷夫海盆地巖性為砂巖、泥巖、碳酸鹽巖組成的混積巖,泰梅爾——北地群島褶皺帶部分為碳酸鹽巖沉積;東巴倫支海盆地東部、北喀拉海盆地為淺海相碎屑巖沉積;羅蒙諾索夫海嶺—帶為深海相的泥巖沉積;北楚科奇盆地、南楚科奇——霍普盆地為變質(zhì)碎屑巖和碳酸鹽巖沉積 。
石炭世隆起剝蝕區(qū)面積較泥盆紀(jì)減少了三分之一,沉積區(qū)以海相沉積為主,淺海區(qū)、沖積區(qū)面積有所增加,巖性以砂巖、泥巖、碳酸鹽巖組成的巖性組合為主,泥巖和碳酸鹽巖次之;泰梅爾——北地群島褶皺帶、拉普捷夫海盆地為砂巖、泥巖、碳酸鹽巖混積的淺海相;巴倫支海地臺(tái)為淺海相含煤巖系沉積、東巴倫支海盆地為淺海相碳酸鹽巖臺(tái)地;北楚科奇盆地、南楚科奇——霍普盆地為砂巖、泥巖、碳酸鹽巖混積的淺海相 。
晚二疊世隆起剝蝕區(qū)面積達(dá)到最大,淺海區(qū)面積較早二疊世減少了一半,淺海區(qū)主要分布于勞亞大陸北緣,沉積巖巖性以砂巖、泥巖為主,碳酸鹽巖、爍巖、砂巖、泥巖、蒸發(fā)巖、碳酸鹽巖組合次之;拉普捷夫海盆地以砂泥巖沉積為主;北喀拉海盆地以礫巖、砂巖、泥巖組合為主的沖積相;格陵蘭板塊以隆起剝蝕區(qū)為主,僅板塊邊緣盆地發(fā)育沉積地層;羅蒙諾索夫海嶺為淺海相的砂巖、泥巖;北楚科奇盆地、斯沃德魯普盆地南部邊緣、東格陵蘭盆地以礫巖、砂巖、泥巖為主 。
地形地貌 北冰洋洋面的絕大部分終年被海冰覆蓋,其島嶼眾多、總面積約為380萬(wàn)平方千米,均屬大陸島、多分布在大陸架上,其海岸線蜿蜒曲折、類型眾多,有陡峭的巖岸、峽灣型海岸、磨蝕海岸、低平海岸、三角洲及潟湖型海岸等各種類型。北冰洋海底地貌突出特點(diǎn)是大陸架非常寬廣,另一特點(diǎn)是起伏不平,一系列 海嶺 、海盆、海槽和海溝交錯(cuò)分布 。
海嶺 北冰洋略呈橢圓形,洋底地形復(fù)雜且特殊,沿短軸方向相間排列著三條近乎平行的 海嶺 :南森海嶺、 羅蒙諾索夫海嶺 和門捷列夫海嶺 。
南森海嶺 南森海嶺以挪威北極探險(xiǎn)家、海洋學(xué)家和政治活動(dòng)家弗里喬夫·南森命名 ,位于羅蒙諾索夫海嶺的一側(cè),它起自勒拿河口,到格陵蘭島北側(cè),與穿過(guò)冰島而來(lái)的北大西洋海嶺連接,長(zhǎng)約2000千米,寬約200千米;南森海嶺上有許多裂巖,有平行于軸向延伸的磁異常條帶還有垂直于軸向的橫向斷裂帶,是全球洋中脊體系的組成部分 。
門捷列夫海嶺 門捷列夫海嶺從亞洲一側(cè)的弗蘭格爾島(英語(yǔ):Wrangel Island)起,延伸到格陵蘭島一側(cè)的埃爾斯米爾島附近,長(zhǎng)約1500千米,相對(duì)高度比羅蒙諾索夫海嶺小,坡度平緩 。
羅蒙諾索夫海嶺 羅蒙諾言索夫海嶺,高峻而陡峭,它從新西伯利亞群島(英語(yǔ):New Siberian Islands)穿過(guò)北極點(diǎn)附近一直延伸到格陵蘭島北岸,全長(zhǎng)1800千米,高出深海平原2500米以上 ,寬60~200千米,高出洋底3000米,嶺脊距海面約1000米 。
海盆 北冰洋主要?jiǎng)澐譃樗膫€(gè)海盆,羅蒙諾索夫海嶺穿過(guò) 北極點(diǎn) ,將北冰洋分為歐亞海盆和美亞海盆,南森海嶺將歐亞海盆進(jìn)一步分為 阿蒙森海盆 和南森海盆,門捷列夫海嶺又將美亞海盆進(jìn)一步細(xì)分為 加拿大海盆 和馬卡羅夫海盆。環(huán)北冰洋地區(qū)盆地主要以被動(dòng)陸緣為主,其次為前陸與克拉通盆地,被動(dòng)陸緣盆地主要有:伏令盆地、東格陵蘭盆地、東巴倫支海臺(tái)地、楚科齊盆地及西巴倫支陸架,前陸盆地以阿拉斯加北坡盆地、斯維爾德魯普盆地為代表,克拉通盆地主要有東巴倫支海盆地、西格陵蘭盆地及亞馬爾盆地 。
阿蒙森海盆 阿蒙森海盆形狀狹長(zhǎng),是北冰洋的主要海盆之一,也是世界上緯度最高的海盆,北極點(diǎn)就位于阿蒙森海盆與羅蒙諾索夫海脊的交界處;海盆上方對(duì)應(yīng)的海面是常年冰封的海面,人類最北的居住點(diǎn)巴厄諾冰雪帳篷考察站(英語(yǔ):BarneoIceCamp),就建在阿蒙森海盆上方的冰面上 。
加拿大海盆 加拿大海盆長(zhǎng)約1500千米,寬1100千米是北冰洋面積最大的海盆,大部分海域水深為3000~3500米,最深為3879米,海盆底部大部分為平坦的加拿大深海平原,因沉積物覆蓋,沒有明顯擴(kuò)張脊的地貌 。
馬卡羅夫海盆 馬卡羅夫海盆,是以日俄戰(zhàn)爭(zhēng)中曾任俄國(guó)太平洋艦隊(duì)司令的海軍中將斯捷潘·奧西波維·馬卡洛夫(俄語(yǔ):Степа?н О?сипович Мака?ров)的姓氏命名的 。
海溝海槽 北冰洋的利特克海溝,位于斯匹次卑爾根群島以北,最大深度5449米;弗拉馬海溝,位于利特克海溝的東北,最大深度5335米 。圣安娜海槽(英語(yǔ):St. Anna Trough)位于北冰洋喀拉海北部新地群島以北,長(zhǎng)550千米,寬150~200千米,深度600米,是北冰洋內(nèi)水動(dòng)力最活躍的區(qū)域之一 。
大陸架 北冰洋海底地貌突出特點(diǎn)是大陸架非常寬廣,北冰洋大陸架中的亞歐大陸北部大陸架較寬,多數(shù)在400-500千米,最寬處近1700千米(水深50-150米),阿拉斯加以北大陸架較窄,僅20-30千米。這些大陸架大部分原為陸地的一部分,于第四紀(jì)冰期后下沉為淺海 。
生物
植物 北冰洋地處高寒地帶,植物種類較少,主要包括浮冰上的小型植物、表層水中的微藻類、淺海區(qū)的 巨藻 和海草等。北冰洋中部生存著春夏季能夠進(jìn)行光合作 用的冰藻和浮游植物,大型海藻叢中隱藏的多種多樣的端足目小甲殼類生物,它們和翼足目軟體動(dòng)物支撐起了整個(gè)北冰洋生態(tài)系統(tǒng) 。
動(dòng)物 北冰洋的海洋魚類大約為250種,其中具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值或潛在商業(yè)價(jià)值的海洋魚類有鱈科魚類、鯡科魚類、鰈科魚類、鮭魚類、鲇科魚類和香魚。鱈科魚類己成為北冰洋北極海域重要的魚類,具有極高的商業(yè)價(jià)值;香魚是北冰洋北極海域重要的餌料魚類;鮭魚是北冰洋北極海域最具經(jīng)濟(jì)價(jià)值和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的魚類 。主要經(jīng)濟(jì)物種有: 大西洋鱈魚 、格陵蘭大比目魚、圓吻突吻鱈等,但均未有長(zhǎng)期大規(guī)模的捕撈作業(yè)。北冰洋北極海域的磷蝦和其他浮游生物特別豐富,使得北冰洋里有種類繁多的 鯨魚 ,如弓頭鯨(北極露脊鯨)、 灰鯨 、白鯨和一角鯨,后兩種鯨魚是北冰洋所特有的鯨魚種類 。
北冰洋形成的海冰生物群落、冰緣水華維持了數(shù)量龐大的遷徙鳥類和哺乳動(dòng)物;海冰為北極熊、海豹、 海象 、 北極鱈 以及眾多鳥類提供棲息和繁殖場(chǎng)所,同時(shí)也是馴鹿和 麝牛 的重要遷徙途徑 。北冰洋哺乳動(dòng)物包括: 海象 、環(huán)紋海豹、 髯海豹 、 環(huán)斑海豹 、 斑海豹 、 豎琴海豹 、 冠海豹 、 北極露脊鯨 、白鯨、獨(dú)角鯨和北極熊等,而北冰洋中的 海象 和 鯨魚 瀕臨滅絕 。其中,北極熊是北極的象征、北冰洋特有動(dòng)物,共20個(gè)亞種群;北極熊為食肉動(dòng)物,主食分布廣泛的環(huán)海豹,有至少70%的北極熊飲食要依靠海冰上生長(zhǎng)的藻類;春季(3、4月)為北極熊的交配期、冬季(12月至次年1月)進(jìn)行繁殖,且一般為雙胞胎 。
微生物 北冰洋常見原生生物類群有: 變形蟲 超群、后鞭毛超群、陷攝蟲超群、 不等鞭毛類 、SAR超群、泛植物超群等。北冰洋中心海域的囊泡蟲、不等鞭毛類、根足蟲等組成原生生物群落,其結(jié)構(gòu)和多樣性隨季節(jié)改變。夏季,桿狀藻屬(英語(yǔ):Bacillaria)、直鏈藻屬(英語(yǔ):Melosira)等較活躍,而異養(yǎng)型、混合營(yíng)養(yǎng)型類群主要以孢囊等休眠形式存在;秋季,海水中既存在獨(dú)特類群,如 鞭毛藻 、纖毛蟲等,又存在各棲息地共有類群,如甲藻;冬季, 變形蟲 (拉丁學(xué)名:Proteus)超群中的混合營(yíng)養(yǎng)類群是 北極點(diǎn) 附近海水原生生物群落的主要組分 。
主要組成 北冰洋是一個(gè)近乎圓形的盆地,按自然地理特征劃分,斯匹次卑爾根群島(英語(yǔ):Spitsbergen archipelago)以南為北歐海域, 斯匹次卑爾根群島 和阿拉斯加(英語(yǔ):Alaska)、 加拿大北極群島 (英語(yǔ):Canadian Arctic archipelago)之間為北極海域;按水深以及成因劃分,分為邊緣海域和中央海域;以深度1500米的 羅蒙諾索夫海嶺 為界,北冰洋深水區(qū)位于 大西洋 一側(cè)的稱為歐亞海盆、 太平洋 一側(cè)稱為 加拿大海盆 。 北冰洋包括8個(gè)附屬?!?/span>格陵蘭海 、 挪威海 、 巴倫支海 、 喀拉海 (英語(yǔ):Kara Sea)、 拉普捷夫海 (英語(yǔ):Laptev Sea)、 東西伯利亞海 (英語(yǔ):East Siberia Sea)、楚科奇海(英語(yǔ):Chukchi Sea)和 波弗特海 (英語(yǔ):Beaufort Sea) 。 北冰洋還包括格陵蘭島(格陵蘭語(yǔ):Kalaallit Nunaat)、斯瓦爾巴群島(英語(yǔ):Svalbard Archipelago)、北極群島(英語(yǔ):Arctic Archipelago)、 新地島 (英語(yǔ): Novaya Zemlya)、 北地群島 (英語(yǔ):severnaya zemlya)、 新西伯利亞群島 (英語(yǔ): New Siberian Islands)及 法蘭士約瑟夫地群島 (英語(yǔ):Franz Josef Land Islands)等眾多島嶼 。還有兩個(gè)大型海灣——巴芬灣和哈德孫灣,以及 白令海峽 (英語(yǔ):Bering Strait)、弗拉姆海峽和 加拿大北極群島 中的若干海峽 。
主要島嶼
格陵蘭島 格陵蘭島位于加拿大東北方向,北冰洋和大西洋之間,全島面積約216萬(wàn)平方千米,是世界第一大島 。格陵蘭島大部分地區(qū)覆蓋著雪和冰川,其名稱來(lái)源于一個(gè)名叫埃里克·瑟瓦爾德森(英語(yǔ):Erik Thorvaldsson)的冰島殺人犯,他被流放到這座島上,并稱它為“格陵蘭島”(字面意為:綠色土地)。格陵蘭島近四分之一的人口居住在首府努克,格陵蘭島88%的人口是因紐特人或丹麥人以及因紐特人的混血兒,剩下的12%是以丹麥人為主的歐洲血統(tǒng)。1721年,格陵蘭島開始成為丹麥的殖民地;1953年,格陵蘭成為丹麥的一部分;2009年6月21日,格陵蘭島正式自治 。
斯瓦爾巴群島 斯瓦爾巴群島位于挪威本土西北部,在挪威語(yǔ)中意為“寒冷海岸”,經(jīng)緯度:74°~81°N、10°~35°E,由斯匹次卑爾根島、東北地島、埃季島、巴倫支島等組成,總面積約6.2萬(wàn)平方千米。斯瓦爾巴群島上覆蓋著世界第三大的冰帽(次于南極洲和格陵蘭島),冬季、夏季各有100多天的極夜與極晝,群島上冰封雪飄、植被荒蕪,沒有適宜耕種的土地。斯瓦爾巴群島大部分地層屬于前寒武紀(jì)和全新世,地層褶皺和斷層使群島地形多山,最高點(diǎn)海拔為1712米,沿岸多峽灣 。
1611年,荷、英的捕鯨船曾來(lái)此捕鯨,其后法國(guó)、丹麥、挪威、俄國(guó)的捕鯨船亦相繼來(lái)到,狂捕濫殺使這里的鯨魚幾乎滅絕。斯瓦爾巴群島儲(chǔ)藏著豐富的煤、磷灰石、鐵、石油和天然氣等,在1800年捕鯨業(yè)衰退后,這里主要從事煤礦開采,俄羅斯和挪威在這里采煤及輸出。1920年,英國(guó) 、美國(guó)、丹麥、挪威及日本等18個(gè)國(guó)家在巴黎簽訂了《斯瓦爾巴條約》,中國(guó)北洋政府于1925年在條約上簽字;條約規(guī)定所有締約國(guó)的公民,都和挪威人一樣,可以自由進(jìn)入該群島,在這里居住、旅游、打獵、經(jīng)商、開展科學(xué)考察 。
新地島 新地島地處俄羅斯北部的北極地區(qū),介于喀拉海和巴倫支海之間,面積8.26萬(wàn)平方千米,氣候寒冷,終年積雪。1954年,新地島核試驗(yàn)場(chǎng)開始建設(shè),次年,蘇聯(lián)生產(chǎn)制造的第一枚核魚雷在新地島成功發(fā)射爆炸;1961年10月30日,蘇聯(lián)5000萬(wàn)噸TNT當(dāng)量的超級(jí)氫彈——“沙皇炸彈”在新地島成功爆炸,導(dǎo)致亞歐大陸向南推移9毫米;整個(gè)冷戰(zhàn)期間,新地島核試驗(yàn)場(chǎng)上共進(jìn)行了130多次核試驗(yàn),是重要的核試驗(yàn)場(chǎng)、美蘇核競(jìng)賽的主戰(zhàn)場(chǎng)之一 。
主要海域
格陵蘭海 格陵蘭海位于格陵蘭島以東,南部以揚(yáng)馬延島(英語(yǔ):Jan Mayan)和格陵蘭島70.75°N海岸之間的連線為分界線與冰島海(英語(yǔ):Iceland Sea)相連,北部通過(guò)弗拉姆海峽與北冰洋相通,東部緊靠挪威海。格陵蘭海區(qū)淡水收支對(duì)全球大洋環(huán)流的穩(wěn)定性有重要影響,其淡水主要部分來(lái)自北冰洋的海冰輸出,以及陸地冰川融化引起的徑流輸入 。
巴倫支海 巴倫支海的名稱取自荷蘭航海探險(xiǎn)家威廉·巴倫支(荷蘭語(yǔ):Willem Barents)的名字,是北冰洋最大的邊緣海,面積約為140萬(wàn)平方千米,大致等于北冰洋其它6個(gè)邊緣海面積總合,平均水深229米,最大水深600米;其南界為歐洲西北岸(自東向西依次為俄羅斯、科拉半島、芬蘭、斯堪的納維亞半島),北界為法蘭士·約瑟夫群島和斯匹茨卑爾根群島一線,東至新地島,西至熊島。巴倫支海94%的面積位于大陸架之上,大陸架寬1300多米,面積127萬(wàn)平方千米;巴倫支海南部是北冰洋中唯一終年不凍的海域,全年均可通航,俄羅斯在北冰洋上唯一終年不凍的港口——摩爾曼斯克也位于此海域 。
拉普捷夫海 拉普捷夫海,面積約67萬(wàn)平方千米,近70%陸架水深小于20米,平均深度578m,最大深度3385米。海域西側(cè)為泰梅爾半島(英語(yǔ):Taymyr Peninsula)和北地群島、與喀拉海相鄰,東側(cè)與東西伯利亞海相連,北邊界從北極角(英語(yǔ)名:Arctic Cape)延伸到經(jīng)緯坐標(biāo)點(diǎn):139°E,79°N。相比其它邊緣海,拉普捷夫海冬季冰間湖的頻繁生成與閉合,使海域的海冰總面積大小不斷發(fā)生變化,海域北緣附近存在狹長(zhǎng)的開闊水區(qū)域,稱為環(huán)北極冰間水道(英語(yǔ):Circumpolar flaw leads);夏季期間,每天有大量海冰由拉普捷夫海直接進(jìn)入北冰洋中心區(qū) 。
東西伯利亞海 東西伯利亞海位于70°~80°N,140°~180°E之間,西側(cè)與拉普捷夫海相連,東面與楚科奇海相望,北部是北冰洋深海平原,南部與俄羅斯西伯利亞大陸相接 。迪吉爾卡河、科雷馬河、亞納河和勒拿河四條陸地徑流注入東西伯利亞海,但主要是因迪吉爾卡河和科雷馬河兩條河流,四條河流對(duì)該海域的海冰融化具有決定性作用。東西伯利亞海每年的11月初到次年的4月底,為海冰全面覆蓋時(shí)期;6月下旬開始海冰融化,9月中旬左右達(dá)到海冰覆蓋面積最小值,出現(xiàn)無(wú)冰海域的時(shí)間一般在7月底或8月初 。
波弗特海 波弗特海位于北極區(qū)域,其北部為北極中央海域,南靠阿拉斯加,東邊為北極群島,西鄰楚科奇海,具體范圍為65°~80°N,120°~160°W。該海域氣候嚴(yán)寒,海面以多年冰為主,夏季海冰的覆蓋范圍和厚度變化明顯,沿岸會(huì)出現(xiàn)狹窄的無(wú)冰海面;冬季海冰覆蓋范圍變化不明顯、海冰厚度變化明顯,除靠近阿拉斯加附近,波弗特海其他部分均有海冰覆蓋 。
人類活動(dòng)
居住人類 北冰洋范圍內(nèi)的人類居住在其島嶼上,劃分為俄羅斯楚科奇自治區(qū)、丹麥格陵蘭、挪威斯瓦爾巴群島、冰島等行政區(qū)。由于環(huán)境惡劣,人口很少,根據(jù)2006年數(shù)據(jù),楚科奇自治區(qū)50000人、 格陵蘭 56898人、 斯瓦爾巴群島 1721人、冰島307672人 。其中,格陵蘭島多為因特紐人,約50000人,他們終年都在冰雪覆蓋的苔原上生活,在 海里 捕捉海豹、 海象 、鯨魚,在陸地上獵捕馴鹿、鳥類;在河、湖里捕捉鮭魚、鱒魚等,以原始的方式與大自然共生 。
經(jīng)濟(jì)開發(fā) 美國(guó)的北冰洋水域預(yù)計(jì)可產(chǎn)出270億桶 原油 和132萬(wàn)億 立方英尺 天然氣,2015年7月22日, 美國(guó)聯(lián)邦政府 最終批準(zhǔn) 英荷殼牌石油公司 在美國(guó)北冰洋海域的油氣勘探計(jì)劃,獲得在美國(guó)阿拉斯加州西北的 楚科奇海 勘探油氣資源的兩個(gè)鉆探許可證 。但是在投入了超過(guò)25億美元資金奮力爭(zhēng)取在美國(guó)北極水域開采石油權(quán)之后, 荷蘭皇家殼牌公司 、 康菲石油公司 等多個(gè)能源公司,由于遭遇全球石油價(jià)格暴跌、開采成本巨大,于2016年5月1日放棄在該地區(qū)的采油權(quán)利 。 2017年, 中國(guó)國(guó)家發(fā)改委 和國(guó)家海洋局聯(lián)合發(fā)布《 “一帶一路”建設(shè)海上合作設(shè)想 》,積極推動(dòng)共建經(jīng)北冰洋連接歐洲的 藍(lán)色經(jīng)濟(jì)通道 ,將北冰洋納入經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃 。
聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)將北冰洋劃分為北極18漁區(qū),北冰洋的漁業(yè)資源基本處于未開發(fā)狀態(tài),僅在1967年至1970年和2007年至2011年進(jìn)行了漁業(yè)捕撈活動(dòng),并在1968年達(dá)到最大捕撈量——7300噸。
軍事行動(dòng) 2015年, 俄軍 伊萬(wàn)諾沃 和普斯科夫兵團(tuán)空降部隊(duì)與集安條約成員國(guó)快速反應(yīng)部隊(duì),共同在北冰洋浮冰上舉行了首次聯(lián)合大規(guī)模登陸,以提高俄羅斯對(duì) 北極地區(qū) 發(fā)生危機(jī)的反應(yīng)能力、對(duì)北極的影響力,展示俄羅斯對(duì)北極地區(qū)的控制能力,威懾其他國(guó)家 。 2021年3月,執(zhí)行“白熊-2021”北極考察任務(wù)的 俄羅斯海軍 三艘核動(dòng)力潛艇在北冰洋同時(shí)完成破冰出水任務(wù),引起全球軍界和國(guó)際戰(zhàn)略界的關(guān)注;同時(shí)期,由 北美防空司令部 指揮、美國(guó)與加拿大軍方參加的“銀汞飛鏢”聯(lián)合防空演習(xí)在北極舉行。俄、美兩國(guó)在冰冷的北冰洋進(jìn)行激烈博弈 。同年6月,俄羅斯海軍特種核潛艇 別爾哥羅德號(hào) 在北冰洋的邊緣海域白海進(jìn)行首次試航,于北冰洋執(zhí)行戰(zhàn)略巡邏任務(wù),可進(jìn)行海底勘探、偵察等特種任務(wù),幾乎顛覆了傳統(tǒng)攻擊核潛艇的使用方式,被 北約 稱為“末日潛艇” 。
科學(xué)考察
世界科考 現(xiàn)代意義的北冰洋科學(xué)考察始于20世紀(jì)70年代,早期考察多以浮冰上的科學(xué)考察站為載體,系統(tǒng)的北冰洋科學(xué)調(diào)查始于20世紀(jì)90年代,新型調(diào)查設(shè)備和手段的使用使科研人員可以主動(dòng)選擇 研究目標(biāo)和對(duì)象。1993年,美國(guó)海軍和地方科研人員首次利用核潛艇Pargo號(hào)進(jìn)行北冰洋科學(xué)考察,對(duì)北冰洋部分地區(qū)海底地形、地球物理異常、溫度、鹽度、冰筏底部特征等完成測(cè)量。系統(tǒng)的北冰洋科考主要包括:海冰科學(xué)探索項(xiàng)目、北極洋中脊考察航次、南森海嶺熱液硫化物考察、IODP302-L極鉆探航次等 。 2001年7月31日至10月2日,北極洋中脊考察航次(ArcticMid—OceanRidgeExpedition,AMORE2001),此次考察對(duì)南森海嶺7°W至85°E進(jìn)行了詳細(xì)的多波束地形測(cè)量和地質(zhì)采樣,在洋中脊15°E至60°E的區(qū)域開展地震、磁力等詳細(xì)地球物理調(diào)查,并在阿蒙森海盆沿經(jīng)線72°E完成垂直于南森海嶺的地震斷面調(diào)查 。
2013年5月,一支由俄羅斯科研人員組成的探險(xiǎn)團(tuán)隊(duì)在北冰洋一座島嶼上發(fā)現(xiàn)一頭雌性猛犸象尸體,這是全球第一次發(fā)現(xiàn)雌性猛犸象尸體,這頭猛犸象年齡大約為60歲左右,死亡時(shí)間大約為1萬(wàn)年至1.5萬(wàn)年前,特別是它體內(nèi)的血液以液態(tài)形式保留了下來(lái) 。
中國(guó)科考 1999年7月1日,中國(guó)首次北極科學(xué)考察歷時(shí)71天,獲得了一大批珍貴的樣品、數(shù)據(jù)資料等,其中包括北冰洋3000米深海底的沉積物和3100米高空大氣探測(cè)資源數(shù)據(jù)及樣品;最大水深3950米的水文綜合數(shù)據(jù);5.19米長(zhǎng)的沉積物巖芯以及大量的冰芯、表層雪樣、浮游生物、海水樣品等 。
2012年7月2日,中國(guó)第五次北極科學(xué)考察開展,在北冰洋大西洋扇區(qū)開展綜合調(diào)查。這次科學(xué)考察將作業(yè)區(qū)拓展到北冰洋大西洋扇區(qū)的 挪威海 和 格陵蘭海 ,共完成2個(gè)斷面16個(gè)站位的多學(xué)科綜合科考任務(wù),首次在水文大氣、地質(zhì)地球物理、海洋大氣化學(xué)、海洋生物生態(tài)等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域獲得大量關(guān)鍵數(shù)據(jù)和重要樣品,開創(chuàng)了中國(guó)船舶從高緯度穿越北冰洋航行的先河,在我國(guó)極地科考史上具有里程碑意義 。此次科學(xué)考察,是中國(guó)首次完成穿越北冰洋航程,開辟了中國(guó)到歐洲的海上新航線 。 2017年7月20日,中國(guó)第八次北極科學(xué)考察開展,考察隊(duì)乘雪龍?zhí)柨瓶即疾鞖v時(shí)83天,10月10日返回上海,總航程逾2萬(wàn) 海里 。此次考察取得首次開展環(huán)北冰洋考察;首次穿越北極中央航道,并在北冰洋公海區(qū)開展科學(xué)調(diào)查等重要成果 。
中國(guó)北極科考船雪龍?zhí)?/span>
航?;顒?dòng)
航線 北極航線開發(fā)最早源于9世紀(jì),公元870年,古斯堪的納維亞貴族奧特駕船駛?cè)氚缀?,成為有記載的人類最早的北極探險(xiǎn)活動(dòng);1594~1597年,荷蘭探險(xiǎn)家巴倫支三赴北極,后人將巴倫支走過(guò)的海域——新地島、斯瓦爾巴群島和熊島之間的海域命名為巴倫支海;1914~1915年,俄羅斯極地探險(xiǎn)家安德烈·維利基茨基第一次實(shí)現(xiàn)了北冰洋自東向西航行,完成了北冰洋航線開辟 。
北冰洋上有兩條海上航道—— 北極東北航道 和北極西北航道,北極東北航道是指北歐國(guó)家經(jīng)北冰洋沿岸往東、途徑俄羅斯北冰洋沿海、到達(dá) 白令海峽 和 太平洋 的航線;西北航道是指從格陵蘭島經(jīng)加拿大北部群島、到達(dá)白令海峽和太平洋的航線 。 北極航道 理論上還有一條中央航道,這條航線從白令海峽出發(fā)、直接穿過(guò)北冰洋中心區(qū)域到達(dá) 格陵蘭海 或 挪威海 。 大航海時(shí)代(15世紀(jì)至17世紀(jì))至19世紀(jì)中期,西歐的探險(xiǎn)家們多次前往北極試圖穿越北冰洋,由于對(duì)北極的地理認(rèn)知逐漸完整,人們意識(shí)到北冰洋冰情嚴(yán)峻,尚不具備成為貿(mào)易航道的條件 。1893~1896年,弗里喬夫·南森率領(lǐng)前進(jìn)號(hào)船首次穿越了北冰洋 。1958年8月,美國(guó)海軍 鸚鵡螺號(hào)核潛艇 前往北極,在北冰洋開拓出一條冰下航線 。2008年,北冰洋上 北極東北航道 和北極西北航道通航,代表人類歷史上首次可繞過(guò)北極航行 。
2013年和2015年中遠(yuǎn)集團(tuán)的永盛輪,就做了兩次經(jīng)東北航道的運(yùn)輸航行,比原來(lái)節(jié)約22天的時(shí)間到達(dá)北歐港口 。2021年6月30日,中國(guó)航海者 翟墨 和兩名船員從上海啟航,歷時(shí)504天、總航程28000余 海里 ,于2022年11月15日完成中國(guó)人首次駕駛帆船不??凯h(huán)航北冰洋的航程 。
港口 蘇聯(lián)在北冰洋沿岸建設(shè)了一批軍用港口,如普羅維杰尼亞、烏厄連、佩韋克、季克西、下?lián)P斯克等。其中,普羅維杰尼亞港面積是0.127平方千米、有3個(gè)碼頭、碼頭長(zhǎng)度是321.4米;2014年碼頭的吞吐能力是34.54萬(wàn)噸,其中包括2.5萬(wàn)噸液體和30萬(wàn)噸干貨以及0.17噸集裝箱;室內(nèi)倉(cāng)庫(kù)面積是3630平方米,露天倉(cāng)庫(kù)面積為11200平方米,石油儲(chǔ)備庫(kù)可以儲(chǔ)備25000噸石油以及石油產(chǎn)品;普羅維杰尼亞的飛機(jī)場(chǎng)建于二戰(zhàn)期間,機(jī)場(chǎng)跑道長(zhǎng)2000米,寬50米,可以飛的機(jī)型有:運(yùn)輸機(jī)安-2、安-12等 。
烏厄連位于66°9`N、169°48`W的楚科奇半島最東端的俄美交界處,扼守白令海峽,面積為166.35平方千米,是東亞地區(qū)北上走北極航線的必經(jīng)要道,同時(shí)也是北極東北航線的東部起點(diǎn);通航期為每年的7~10月 。
季克西港位于71°38`N、128°52`E,勒拿河入???,有海、河、江匯聚效應(yīng),區(qū)位優(yōu)勢(shì)明顯,通航期為每年的7~10月;港口有4個(gè)集裝箱碼頭、9個(gè)起重機(jī)、6個(gè)漂浮起重機(jī)、4個(gè)履帶起重機(jī)、30臺(tái)自動(dòng)裝貨車以及50臺(tái)汽車;港口的露天倉(cāng)庫(kù)面積為52900平方米,室內(nèi)倉(cāng)庫(kù)面積為3800平方米,液體儲(chǔ)存面積為38000噸 。
薩別塔港位于71°15`N、72°6`E,處于鄂畢河入海口,通航期為每年的7~10月;是一個(gè)大規(guī)模的建設(shè)營(yíng)地,可以容納三萬(wàn)多名建設(shè)者,港口上有俄羅斯最大獨(dú)立天然氣生產(chǎn)商諾瓦泰克公司投資的亞馬爾LNG項(xiàng)目;薩別塔港建設(shè)有現(xiàn)代化的國(guó)際機(jī)場(chǎng)。機(jī)場(chǎng)跑道長(zhǎng)2704米,寬46米 。
摩爾曼斯克位于68°58`N、33°05`E,是終年不凍港,北極航線俄羅斯部分的最西端,是通過(guò)北極航線俄羅斯部分進(jìn)入歐洲的西部“咽喉要道”;摩爾曼斯克港是一個(gè)綜合性港口,有3個(gè)港口組成:漁港、貨運(yùn)港和客運(yùn)港,摩爾曼斯克機(jī)場(chǎng)是一個(gè)綜合性的大型國(guó)際機(jī)場(chǎng),跑道長(zhǎng)2500米,寬45米 。
劃界爭(zhēng)端 截至2022年,北冰洋中央海域200 海里 外 大陸架劃界 問(wèn)題是 北極地區(qū) 最敏感、復(fù)雜的 地緣政治 議題之一。劃界爭(zhēng)端主要涉及俄羅斯、丹麥、加拿大和美國(guó)四個(gè)國(guó)家。其中俄羅斯、丹麥、加拿大三國(guó)作為《 聯(lián)合國(guó)海洋法公約 》締約國(guó),均向大陸架界限委員會(huì)提交了涉及北冰洋中央海域的外 大陸架劃界 案, 三國(guó) 都以北冰洋洋底脊?fàn)盥∑馂楸緡?guó)陸地領(lǐng)土自然延伸這一主張?zhí)岢隽舜蠓秶?/span>大陸架劃界 申請(qǐng),且互相存在大面積的重疊地域。美國(guó)雖未提交劃界案,但對(duì)其他三國(guó)都發(fā)出外交照會(huì)并多次就實(shí)質(zhì)的科學(xué)證據(jù)問(wèn)題發(fā)表意見,其對(duì)未來(lái)三國(guó)提交的劃界案是否被采納具有關(guān)鍵影響 。
環(huán)境問(wèn)題和保護(hù)
環(huán)境問(wèn)題
核污染 1986年,切爾諾貝利核電站事故釋放出的核廢料被前 蘇聯(lián) 傾倒在北冰洋,核廢料污染量達(dá)到數(shù)億 倫琴 。前蘇聯(lián)的車爾雅賓斯克 核武器 生產(chǎn)企業(yè)、新地島核武器試驗(yàn)地以及眾多規(guī)模不一的核電站,其所產(chǎn)生的核廢料也直接或間接傾倒入北冰洋。此外,前蘇聯(lián)海軍大量的核潛艇反應(yīng)堆廢棄后,也直接扔入北冰洋 。
垃圾污染 前蘇聯(lián)時(shí)期較繁榮的地區(qū)沿岸或建設(shè)極地氣象站等設(shè)施的地方,有很多垃圾遺留,例如,被毀壞的建筑物和建筑構(gòu)造、大量用于存放汽油的舊桶等。俄羅斯北極地區(qū)的垃圾和廢棄物對(duì)該地區(qū)動(dòng)植物的生存構(gòu)成嚴(yán)重威脅,尤其是來(lái)自北冰洋沿岸國(guó)家的廢棄漁具、塑料、瓶子和包裝,導(dǎo)致 微塑料 進(jìn)入海水中,海洋動(dòng)物體內(nèi)的微塑料含量不斷提高 。
海冰消融 在全球氣候快速變化條件下,北冰洋北極海域環(huán)境特征也發(fā)生了巨大而快速的變化,包括海水表層溫度升高、海冰大面積消融退縮、 海洋酸化 加劇、洋流輸運(yùn)路徑異常、生物的向北遷徙與種類變化、初級(jí)生產(chǎn)力提高等 。由于硅藻、金藻、絲足蟲等原生生物種類更偏好于海冰棲息,氣候變暖導(dǎo)致北冰洋海冰覆蓋面積降低的同時(shí),將減少原生生物的冬季棲息地 。
2004年和2009年,世界病毒感染的幾率是其他年份的9.2倍,這與當(dāng)年海冰的消融有關(guān)。由于氣候變化導(dǎo)致北冰洋海冰融化速度加快,致命的海豹瘟熱病毒(PDV)開始在動(dòng)物間傳播,對(duì)海豹、 海獺 和海獅產(chǎn)生了近乎毀滅性的打擊。研究人員通過(guò)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),海豹瘟熱病毒的傳染和暴發(fā)高峰與北冰洋北極海域的海冰減少相吻合 。
中國(guó)及美國(guó)的科學(xué)家于2012年共同撰寫了《北極報(bào)告》,指出北冰洋冰川融化造成了2012年全球氣候極端,導(dǎo)致各國(guó)氣候異常,呈現(xiàn)“冰火兩重天”的情形,也衍生了無(wú)數(shù)水災(zāi)、暴雨、風(fēng)暴等嚴(yán)重災(zāi)害,大批災(zāi)民遇難或無(wú)家可歸 。
海水酸化 根據(jù)中國(guó)九次北極科考數(shù)據(jù),北冰洋酸化水體以每年1.5%的(2018年數(shù)據(jù))速度快速擴(kuò)張,比在 太平洋 或者 大西洋 觀測(cè)到的結(jié)果要快4倍以上,并預(yù)估酸化水體將在本世紀(jì)中葉覆蓋整個(gè)北冰洋。2013年發(fā)布的《北極海洋酸化評(píng)估:決策者摘要》,指出北極海洋正在酸化,并對(duì)海洋生物和漁業(yè)資源構(gòu)成威脅 。
環(huán)境保護(hù)
政府措施 2013年2月,俄羅斯總統(tǒng) 普京 批準(zhǔn)《2020年前俄羅斯聯(lián)邦北極地區(qū)發(fā)展與國(guó)家安全保障戰(zhàn)略》,要求對(duì)廢棄物長(zhǎng)期累積導(dǎo)致環(huán)境受損的情況進(jìn)行評(píng)估和處理。2015年至2017年之間俄羅斯實(shí)施專項(xiàng)行動(dòng),由國(guó)防部特殊部門——環(huán)境清潔小組負(fù)責(zé)俄羅斯軍隊(duì)在俄北極地區(qū)進(jìn)行了一次大規(guī)模清理行動(dòng),收集并清理了超過(guò)1.6萬(wàn)噸廢金屬,并測(cè)算出在北冰洋沿海地區(qū),有400萬(wàn)噸工業(yè)和建筑廢料以及1200萬(wàn)只鐵桶。之后在2017年至2019年之間, 俄國(guó)防部 又組織完成了另一次大規(guī)模清理行動(dòng) 。
2017年12月,美國(guó)、加拿大、俄羅斯、 挪威 、丹麥、中國(guó)、日本、冰島、韓國(guó)9個(gè)國(guó)家和 歐盟 (包括28個(gè)成員國(guó))同意禁止在北冰洋公海上的商業(yè)捕魚行為,通過(guò)《防止中北冰洋不管制公海漁業(yè)協(xié)定》,并且禁捕期至少要持續(xù)16年 。中國(guó)作為《防止中北冰洋不管制公海漁業(yè)協(xié)定》十方之一,深度參與了該協(xié)定談判全過(guò)程,為其最終達(dá)成作出了重要貢獻(xiàn) 。
社會(huì)措施 2014年,北極環(huán)保組織——“綠色北極”注冊(cè)成立,同時(shí)成立的還有“極地兄弟會(huì)”和“北極志愿者組織”。截至2021年,“綠色北極”由組織了來(lái)自俄羅斯23個(gè)行政區(qū)和奧地利、保加利亞、德國(guó)、以色列、中國(guó)等11個(gè)國(guó)家的230名志愿者共進(jìn)行了11次志愿考察和清理行動(dòng),期間共收集了約1900噸金屬?gòu)U物,還救助了一只北極熊幼崽 。
相關(guān)文化
出版書籍
《情系北冰洋》 2006年由中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社出版,作者趙進(jìn)平,屬于環(huán)境保護(hù)科普讀物,講述作者1995年、1999年、2003年連續(xù)三次深人北冰洋,參與中國(guó)北極科學(xué)考察的歷經(jīng) 。
《北冰洋的幻想》 凡爾納經(jīng)典科幻系列作品之一,2009年由譯林出版社出版,作者儒爾·凡爾納(Jules Gabriel Verne) ,是凡爾納根據(jù)工程師阿爾貝·巴杜羅的作品《現(xiàn)代泰坦》改寫的一部小說(shuō) 。
《破冰北極點(diǎn)》 2017年由湖南文藝出版社出版,作者畢淑敏,講述作者乘坐俄羅斯“50年勝利號(hào)”核動(dòng)力破冰船,穿越北冰洋到達(dá)北極點(diǎn)的記錄過(guò)程 。
《北冰洋研究》 2019年出版第一輯,截至2022年共出版五輯,該系列出版書籍由聊城大學(xué)北冰洋研究中心主辦,是中國(guó)第一部關(guān)于北冰洋研究的學(xué)術(shù)集刊 。集刊由中心主任曲楓教授擔(dān)任主編,由德國(guó)專家邁克爾·克努佩爾(德文名:Michael Küppel)教授擔(dān)任副主編,由著名人類學(xué)家、南京大學(xué)教授范可,美國(guó)著名考古學(xué)家、史密森學(xué)會(huì)北冰洋研究中心主任威廉·菲茨休(英語(yǔ)名:William Fitzhugh)等國(guó)內(nèi)外權(quán)威學(xué)者擔(dān)任編輯委員會(huì)委員,刊發(fā)北冰洋國(guó)家或地區(qū)的歷史學(xué)、人類學(xué)、考古學(xué)、民族學(xué)、地區(qū)發(fā)展學(xué)及其他領(lǐng)域的研究性文章,同時(shí)譯介國(guó)外最新研究成果 。
《你好!北冰洋》 2022年由人民郵電出版社出版,作者史衍成,本書分為三冊(cè):《勇敢的因紐特父子》《海豹柯迪遇險(xiǎn)記》《堅(jiān)強(qiáng)的海象哨兵》 ,內(nèi)容包括人類與霸主北極熊的狩獵者故事、海豹媽媽保護(hù)幼崽、海象群哨兵、追逐光明的精靈北極燕鷗等故事 。
影視作品
電影
《貝德福德軍變》 1965年上映,由詹姆斯·B·哈里斯(英語(yǔ):James B. Harris)導(dǎo)演,理查德·威德馬克(英語(yǔ):Richard Widmark)、西德尼·波蒂埃(英語(yǔ):Sidney Poitier)、詹姆斯·邁克阿瑟(英語(yǔ):James MacArthur)主演;英國(guó)、美國(guó)制作的驚悚電影,又名北冰洋潛艇戰(zhàn),講述丹麥海峽中的故事 。
《驚險(xiǎn)之旅》 1994年上映,由彼得·馬斯特森(英語(yǔ):Peter Masterson)導(dǎo)演,魯格·豪爾(英語(yǔ):Rutger Hauer)、迪倫·沃爾什(英語(yǔ):Dylan Walsh)、萊亞·吉斯特德(英語(yǔ):Rya Kihlstedt)等主演;美國(guó)、加拿大制作的動(dòng)作、驚悚電影,故事發(fā)生于北冰洋 。
《北冰洋行動(dòng)》 2014年上映,由格雷特·博伊·瓦爾(意大利語(yǔ):Grethe B?e-Waal)導(dǎo)演,拉爾斯·阿蘭茲·漢森(英語(yǔ):Lars·Arentz·Hansen)、尼克萊·克萊夫·布洛奇(英語(yǔ):Nicolai Cleve Broch)等主演;挪威制作的家庭、冒險(xiǎn)電影,故事發(fā)生于北冰洋斯匹次卑爾根島 。
《北極》 2018年上映,由喬·佩那(英語(yǔ):Joe Penna)導(dǎo)演,麥斯·米科爾森(英語(yǔ):Mads Mikkelsen)、瑪麗亞·塞爾瑪·瑪拉多提爾(冰島語(yǔ):Maria Thelma Smáradóttir)主演,冰島制作的冒險(xiǎn)電影,在冰島取景 。
紀(jì)錄片
《荒野之謎第四季》 2004年播出,紀(jì)錄片由日本制作,第六集內(nèi)容為北冰洋 。
《北極熊:冰上偵探》 2010年播出,由約翰·唐納(英語(yǔ):John Downer)導(dǎo)演,大衛(wèi)·田納特(英語(yǔ):David Tennant)擔(dān)任旁白講解,紀(jì)錄片由英國(guó)制作,在北冰洋的斯瓦爾巴群島和挪威拍攝 。
《北極》 2012年播出,由格雷戈·邁吉里弗雷(英語(yǔ):Greg MacGillivray)導(dǎo)演,梅麗爾·斯特里普(英語(yǔ):Meryl Streep)擔(dān)任旁白講解,美國(guó)制作組分7次前往北極,用8個(gè)月的時(shí)間拍攝北極范圍內(nèi)北冰洋以及其他水域的冰面和海洋 。
《北極熊:一個(gè)夏天的奧德賽》 2012年播出,由薩拉·羅伯森(英語(yǔ):Sarah Robertson)導(dǎo)演,大衛(wèi)·鈴木(英語(yǔ):David Suzuki)擔(dān)任旁白講解,加拿大制作,又名北極熊:夏季遠(yuǎn)行、Eisb?ren 3D 。
《北極,北極!》 2016年播出,由余敬中、趙謙、郝莉等導(dǎo)演,中國(guó)大陸制作,共分8集:《一路向北》《極北人家》《危險(xiǎn)溫度》《冰封寶藏》《航道破冰》《對(duì)話之地》《天下留白》《守望北方》 。
《北極的天空下》 2017年播出,由克里斯·伯卡德(英語(yǔ):Chris Burkard)導(dǎo)演,由美國(guó)制作,講述極限攝影師ChrisBurkard在冰島西峽灣沖浪的紀(jì)錄短片 。
《北極熊》 2022年播出,由艾雷斯泰·法瑟吉爾、杰夫·威爾森導(dǎo)演,凱瑟琳·基納擔(dān)任旁白講解,由美國(guó)制作,記錄成年雌性北極熊與其幼崽的故事 。