西南极利文斯顿岛火山岩地质

本文综合近年研究中新获得的资料和证据，对利文斯顿岛火山岩的地质特征和火山作用特点作了综合性的介绍。百耳斯建造是该岛最老的火山岩地层，由晚侏罗世至早白垩世生成的玄武岩、玄武安山岩质熔岩和火山碎屑岩、集块岩以及泥岩、页岩等组成，分布在岛西部的百耳斯半岛。中白垩世的鲍勒斯山组主要出露在岛的中部，是由安山岩质熔岩和火山碎屑岩夹层组成的一套蚀变火山岩系。汉那角剖面的火山碎屑岩和熔岩及史莱夫角的橄榄玄武岩均具有中白垩世的年龄。晚白垩世火山活动的产物以粗玄岩为代表，集中出露在西多斯角一带。伴随着火山活动，始新世英云闪长岩侵入白垩系火山岩地层。更新世至现代则有依诺特角组橄榄玄武岩在岛的东北部产出。上述火山活动随时间演进而自北西向南东不断迁移的特点，与整个南设得兰群岛火山作用的发展趋势相符。岩石化学和地球化学资料表明，百耳斯半岛熔岩、史莱夫角的橄榄玄武岩和西多斯角的粗玄岩等白垩纪火山岩基本属于钙碱性岩系并且具有低钾低镁的特点。早第三纪的英云闪长岩继承了橄榄玄武岩和粗玄岩的成分特点，同是南设得兰群岛岩浆弧中生代－新生代火山作用的产物，在钙碱性岩系岩浆演化的晚期生成。而鲍勒斯山组的熔岩和汉那角的熔岩表现出岩相学和岩石化学性质上的     

西南极利文斯顿岛火山岩多种成因过程的地球化学证据

利文斯顿岛火山岩是南极南设得兰岩浆弧的一部分。对岩石的Ｓｒ、Ｎｄ、Ｐｂ同位素组成以及８７Ｓｒ／８６Ｓｒ与１／Ｓｒ、Ｒｂ、Ｋ和ＳｉＯ２关系的研究表明,利文斯顿岛火山岩具有不同的源区特征。百耳斯半岛和史莱夫角的火山岩、西多斯角的粗玄岩和第三纪的英云闪长岩显示出同成因的特点,和依诺特角第四纪橄榄玄武岩一样,它们均具有原生地幔的同位素组分,源区岩浆可能直接来自上地幔。汉那角和中利文斯顿岛火山岩岩浆则受到地壳成分的混染。不相容元素对Ｌａ／Ｓｍ－Ｌａ和Ｃｅ／Ｙｂ－Ｃｅ的研究进一步显示出,上述不同产地的岩石分别为不同源岩浆不同程度部分熔融的产物。结合岩相学和岩石化学特征的研究,提出百耳斯半岛和史莱夫角的火山岩以及西多斯角的粗玄岩是上地幔发生部分熔融所生成的玄武岩岩浆从深部岩浆囊沿构造薄弱带直接喷出形成的。古生代基底岩系的存在对中利文斯顿岛和汉那角火山岩的成因过程有重要的影响,即来自深部岩浆囊的原始岩浆在上地壳中的浅部岩浆囊受到了壳源物质混染。更新世－现代火山岩的源区岩浆直接自上地幔部分熔融生成,火山作用与晚新生代时该区的拉张构造有关。     

南极拜尔斯半岛企鹅粪土沉积物元素地球化学特征

拜尔斯半岛位于南极利文斯顿岛最西部,是南设得兰群岛中最大的无冰区。对采自拜尔斯半岛的一根长55 cm的企鹅粪土沉积柱P1进行了元素和同位素地球化学分析。通过对沉积物C/N、有机质来源和δ15N的分析,发现P1沉积剖面中有机质主要来源于企鹅粪。利用富集系数、相关性分析、主成分分析等统计分析方法,识别出该沉积剖面中P、F、Cu、Hg、As、S六种元素具有共同的来源,与企鹅粪的输入密切相关,并且这些元素与TOC和δ15N显著正相关,说明沉积剖面中这些元素含量主要受控于企鹅粪的输入程度。通过与长城站区阿德雷岛、东南极戴维斯站加德纳岛企鹅粪土沉积物的标型元素特征比较,发现上述三个地区的标型元素组合大体上一致,反映了整个南极地区企鹅粪土沉积物生物标型元素组合的共性。研究结果为进一步恢复该地区的企鹅种群数量演化,及其对气候变化的响应提供了可能。     

西南极利文斯顿岛百耳斯半岛火山岩的同位素年龄

以Ｋ－Ａｒ稀释法和４０Ａｒ／３９Ａｒ阶段加热法对利文斯顿岛百尔斯半岛的熔岩和次火山岩测定了同位素年龄。新的年龄数据表明,该区火山活动在晚侏罗纪末即已开始,一直持续到晚白垩世,存在着三期火山活动的产物。侏罗纪末～早白垩世初的火山活动除有熔岩（１４６Ｍａ,１３７Ｍａ）喷出外,还发育有辉长岩侵入体（１３５Ｍａ）和辉绿岩岩墙（１２９Ｍａ）等次火山岩。安山岩（１１４Ｍａ）和石英斑岩（９４Ｍａ）则是早白垩世火山活动的结果。半岛东部具沉积夹层的玄武岩（７１Ｍａ）是区域上晚白垩世～早第三纪火山活动的代表。     

西南极利文斯顿岛中部中生代－新生代火山岩岩石化学研究

出露在利文斯顿岛中部的白垩纪火山岩为玄武岩－玄武安山岩－安山岩－英安岩组合，基本属于钙碱性系列，但具有低钾拉斑玄武岩的某些特点。岩石富集Ｒｂ、Ｔｈ、Ｂａ，轻度亏损Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｎｂ，较强亏损Ｃｒ和Ｎｉ，而且随着岩浆从基性向酸性成分的演化，富集（或亏损）程度加大。岩石的轻稀土元素中度富集，岩石的（Ｃｅ／Ｙｂ）ＣＮ比值较低。白垩纪火山岩形成在一个造山环境，是南设得兰岩浆弧的一部分。然而，在利文斯顿岛不同地区出露的岩石其化学性质有所区别，因此认为它们可能源于不同的岩浆体系。在晚古生代至早中生代，利文斯顿岛中部处于一个独特的浊积扇的构造环境。主要产在利文斯顿岛中部和汉那角的鲍勒斯山组火山岩与其它地点的中生代火山岩相比，无论岩相学特征还是岩石化学性质均有所不同。因此认为它们的产生同时受到太平洋板块的俯冲作用和该地构造位置所控制。史莱夫角的橄榄玄武岩成分中碱高硅低，并且通常表现出高铝的特点，这些性质与百耳斯半岛的玄武岩极为相似。区域上火山活动不断发展，活动中心逐渐向北东迁移，导致粗玄岩岩颈和岩席生成，最后是英云闪长岩的侵入。更新世至现代的依诺特角组橄榄玄武岩以化学成分中的低硅高碱含量区别于中生代火山岩。岩石的高Ｍ值     

南极菲尔德斯半岛海鸟与种群分布

2000/2001-2002/2003南极夏季期间,对中国南极长城站所在地乔治王岛菲尔德斯半岛及邻近区海鸟群落组成与种群分布特征进行了观测研究。本文报道了对该地区三次考察期间记录的海鸟共11科25种。其中,有繁殖活动的海鸟12种,优势种有白眉企鹅(Pygoscelispapua)和黄蹼洋海燕(Oceanitesoceanicus),常见种有纹颊企鹅(Pygoscelisantarctica)、巨鹱(Macronectesgiganteus)、花斑鹱(Daptioncapenis)、南极燕鸥(Sternavittata)和灰贼鸥(Catharactaantarctica)等。     

南极考察站废弃物对贼鸥食性的影响

对南极乔治王岛菲尔德斯半岛贼鸥的食性生态进行观测与研究 ,结果表明 ,本区贼鸥的食物结构中 ,自然生态类食物百分组成 ,棕贼鸥 (C .s.lonnbergi)占 63.4% ,灰贼鸥 (C .maccormic ki)占 77.8%。同期 ,取自考察站的人类废弃物中垃圾食物的百分组成分别为 36.6%和 2 2 .3%。贼鸥食性对考察站废弃物有一定的依赖性 ,与本区环境质量下降 ,尤其考察站对废弃物的疏于管理有着直接的关系。由此表明 ,强化南极考察人员环境意识 ,建立封闭式废弃物管理系统 ,对保护南极环境有重要意义     

西南极利文斯顿岛含砾泥岩层的发现及其地质意义

西南极南设得兰群岛利文斯顿岛赫德半岛中分布的一套主要由复理石相岩石组成的低级变质沉积岩（迈尔斯陡崖组）被认为是中－ 新生代火山岩的基底（晚古生代－ 早中生代？）。以前含砾泥岩在迈尔斯陡崖组局部地点曾有零星报道,但详细的地质填图确认此地有四层含砾泥岩分布。研究表明,这些含砾泥岩可能是水下碎屑流沉积,其生成环境可能是海底扇中扇的水道。对比在南极半岛所发现有大量的含砾泥岩,则进一步表明利文斯顿岛早期地质特征可与南极半岛相比,两者在中－ 新生代岩浆弧形成之前处于相同的构造环境。     

南极半岛西北海域表层沉积物中硅藻的初步研究

本文对南极半岛西北海域22个表层沉积物中的硅藻进行了初步研究,鉴定出硅藻82种.根据硅藻的数量分布和生态特征,将本区硅藻分为三个组合;1.Yhalassiosiraantarctica—Charcatia actionchilus—Eucampia balautium组合.2.Th.antarctica——Nitzschiakerguelensis—Coscinodiscus lentignosus组合.3.Coscinodiscus lentiginosus——Eucampiabalaustium—Nitzschia kerguelesis—Schimperiella antarctica组合.文章还通过沉积物中和水体中硅藻的对比,水动力状况,以及海水对硅藻壳体的溶解作用等特征.讨论了区内硅藻壳体的沉积作用.     

用GPS技术监测南极半岛地区形变的结果初步分析

“全南极 GPS国际联测”已经进行了 6期观测。我们选取了位于西南极乔治王岛地区的 7个 GPS站 ,并加入 2个 IGS站 ,分别对 1 995、1 996、1 998年的同期 (GPS年积日 0 2 0 - 0 4 0 )观测数据进行了基线处理 ,相对精度可达 1 0 - 8- 1 0 - 9。并对 GAMIT软件解算得到的松弛解和强约束解分别进行了网平差处理 ,结果证明该地区比较稳定 ,总体上有 1 0 mm/a左右向西南方向的运动趋势。     

LICHENOMETRY ON ADELAIDE ISLAND, ANTARCTIC PENINSULA: SIZE-FREQUENCY STUDIES, GROWTH RATES AND SNOWPATCHES

This paper presents new lichenometric population data from the Antarctic Peninsula (67°S), and describes a new approach to lichen growth-rate calibration in locations where dated surfaces are extremely rare. We use historical aerial photography and field surveys to identify sites of former perennial snowpatches where lichen populations now exist. As an independent check on lichen mortality by snowkill, and the timing of snow patch disappearance, we use a positive-degree day (PDD) approach based on monthly climate data from Rothera Research Station. We find that maximum growth rates for lichens <40 mm in diameter on Adelaide Island are around 0.8 mm/yr. Furthermore, we propose that our combined methodology may be more widely applicable to the Polar Regions where the construction of lichenometric dating (age-size) curves remains a problem.     

Arctic microbial ecosystems and impacts of extreme warming during the International Polar Year

As a contribution to the International Polar Year program MERGE (Microbiological and Ecological Responses to Global Environmental change in polar regions), studies were conducted on the terrestrial and aquatic microbial ecosystems of northern Canada (details at: http://www.cen.ulaval.ca/merge/). The habitats included permafrost soils, saline coldwater springs, supraglacial lakes on ice shelves, epishelf lakes in fjords, deep meromictic lakes, and shallow lakes, ponds and streams. Microbiological samples from each habitat were analysed by HPLC pigment assays, light and fluorescence microscopy, and DNA sequencing. The results show a remarkably diverse microflora of viruses, Archaea (including ammonium oxidisers and methanotrophs), Bacteria (including filamentous sulfur-oxidisers in a saline spring and benthic mats of Cyanobacteria in many waterbodies), and protists (including microbial eukaryotes in snowbanks and ciliates in ice-dammed lakes). In summer 2008, we recorded extreme warming at Ward Hunt Island and vicinity, the northern limit of the Canadian high Arctic, with air temperatures up to 20.5 °C. This was accompanied by pronounced changes in microbial habitats: deepening of the permafrost active layer; loss of perennial lake ice and sea ice; loss of ice-dammed freshwater lakes; and 23% loss of total ice shelf area, including complete break-up and loss of the Markham Ice Shelf cryo-ecosystem. These observations underscore the vulnerability of Arctic microbial ecosystems to ongoing climate change.     

极地微生物低温适应性的分子机制

极地由于其独有的地理及气候特征 ,生存于其中的微生物具有独特的分子生物学机制和生理生化特性。极地的低温对生存于其中的微生物产生广泛而深刻的影响 ,人们对于极地微生物对这一环境因子的适应机制研究得也最为详尽。本文从酶分子水平、细胞膜、细胞质等各个角度简述了近年来国内外有关极地微生物低温适应性的分子机制 ,以期进一步阐述极地微生物对生存环境的适应机制     

The Kråkenes late-glacial palaeoenvironmental project

Kråkenes is the site of a small lake on the west coast of Norway that contains a long sequence of late-glacial sediments. The Younger Dryas is well represented, as a cirque glacier developed in the catchment at this time. This site offers unique opportunities to reconstruct late-glacial environments from independent sources of evidence; physical evidence (glacial geomorphology, sedimentology, palaeomagnetism, radiocarbon dating), and biological evidence from the remains of animals and plants derived from both the terrestrial and aquatic ecosystems. This report describes the background to the site, and the international multidisciplinary project to reconstruct late-glacial and early Holocene environmental and climatic changes at Kråkenes.     

南设得兰群岛早第三纪火山岩古地磁学及其构造意义

从南极半岛南设得兰群岛地区的４３个采样点采集了３３４个定向火山岩样品进行古地磁研究。火山岩层的地质时代为早第三纪。火山岩样品的古地磁学研究表明，早第三纪时，南设得兰群岛及南极半岛已经处于或接近于现今的地理位置。早第三世以来，本区未有明显的相对运动。古地磁资料还表明，古新世南极半岛的北缘出现了小规模的逆时针转动（约１５°）。这与南美板块与南极板块的相对移动有关。随着南大西洋的扩张，南美板块向西漂移，南极半岛北部受此西向漂移的带动，出现了小规模的逆时针转动     

人类活动对南极乔治王岛菲尔德斯半岛环境的影响

人类活动对南极环境的影响主要表现为全球性人类活动的影响和南极局地人类活动的影响两方面。本文在对南极乔治王岛菲尔德斯半岛环境进行调查和采样分析的基础上,明确了南极环境中存在源于北半球中高纬地区人类核活动产生的人工放射性同位素１３７Ｃｓ：土壤表层（０～５ｃｍ）、苔藓活体层、枝状地衣、壳状地衣体中１３７Ｃｓ比活度分别为６．０～１４．８、２５．１、２９．０和５８．１Ｂｑ／ｋｇ;而中国北方地区土壤表层（０～１０ｃｍ）、壳状地衣体中１３７Ｃｓ比活度分别为６．４～３７．３和２９４．０～３１２．０Ｂｑ／ｋｇ,可见这类全球陆地表面广泛分布的壳状地衣是监测人工放射性核素长期扩散影响极为敏感的信息载体。南极科学考察活动对局地生态系统和地表冻融过程有一定程度的干扰,南极生物体（特别是地衣体）和水体是对人类活动影响极为敏感的环境信息载体,考察站区周围的生物体和水体中Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｚｎ等污染物含量明显偏高。菲尔德斯半岛作为南极科学考察站最为密集的地区之一,其环境与陆地生态系统受人类活动影响较为明显,故加强本区环境和生物保护工作已成为当前南极环境科学研究的重要方面     

The identification and comparison of the bio-elements of the penguin ornithogenic sediments sample from Davis Station and Great Wall Station

During CHINARE-22 in austral summer of 2005-2006,a lake sediment core named DG4,which is impacted by penguin droppings,was retrieved from a lake catchment in Gardner Island of Vesffold Hills,East Antarctica.In this study,the concentrations of characteristic elements in the core,local bedrocks and fresh penguin guanos were determined.P,Se,F,S,As,Sr and Cu in DG4 were identified as the bio-element assemblage by R-clustering analysis and compared with those in the local bedrocks and fresh guanos,the results are similar to Y2 in Ardley Island,Antarctic Peninsula.On this basis,P and Se were identified as the optimum bio-elements in DG4 and F,P and S were identified in Y2,respectively.This work will provides the foundation for reconstructing the past penguin populations in Gardner Island of Vest- fold Hills,East Antarctica and comparing the penguin population dynamics between East Antarctica and Antarctic Peninsula.     

Small unmanned aerial vehicles for aeromagnetic surveys and their flights in the South Shetland Islands,Antarctica

We developed small computer-controlled unmanned aerial vehicles (UAVs, Ant-Plane) using parts and technology designed for model airplanes. These UAVs have a maximum flight range of 300–500 km. We planned aeromagnetic and aerial photographic surveys using the UAVs around Bransfield Basin, Antarctica, beginning from King George Island. However, we were unable to complete these flights due to unsuitable weather conditions and flight restrictions. Successful flights were subsequently conducted from Livingston Island to Deception Island in December 2011. This flight covered 302.4 km in 3:07:08, providing aeromagnetic and aerial photographic data from an altitude of 780 m over an area of 9 × 18 km around the northern region of Deception Island. The resulting magnetic anomaly map of Deception Island displayed higher resolution than the marine anomaly maps published already. The flight to South Bay in Livingston Island successfully captured aerial photographs that could be used for assessment of glacial and sea-ice conditions. It is unclear whether the cost-effectiveness of the airborne survey by UAV is superior to that of manned flight. Nonetheless, Ant-Plane 6-3 proved to be highly cost-effective for the Deception Island flight, considering the long downtime of the airplane in the Antarctic storm zone.     

南极长城站及附近岛屿南极发草的形态特征与分布

南极发草是本研究地区常见的种子植物，作为南极极少的维管束植物成员之一，它在南极陆地生态系统中有着特殊的作用。本文对南极发草的分类特征和分布进行了描述，并讨论了环境变化可能影响植被发展的问题。     

国际南北极地区文献数据库的检索方法与极地文献统计分析

通过分析南北极地区文献数据库 ( AAR CD- ROM) ,极地文献数量、极地主要学科文献数量、极地冰川学科及其分支的文献数量在不同时期的发展变化情况 ,得出的主要结论有 :自 1 70 3年有第一篇极地文献到 1 90 0年间 ,极地文献数量不多 ,1 90 0年左右时间的文献量有一个增量 ,从1 957～ 1 958年的国际地球物理年以来 ,南极研究得到很大发展 ,北极研究则是在 1 970年以来有更大的发展 ,这样的发展势头继续保持着 ;极地研究的有大量的极地冰川文献 ,其次是极地海洋、极地地质、极地生物等学科文献 ;南极地区学科侧重点有天文、大气、地质、生物等学科 ,北极地区侧重在海洋、资源、环境等学科 ;南极研究中发展最快的学科有环境科学、信息科学 ,在北极地区 ,环境科学、生物科学、信息科学和医学的发展较为迅速 ;极地冰川学科与其它学科产生交叉研究 ,出现了一些新的分支 ,学科交叉发展和分支现象在极地的其它极地学科领域也普遍存在 ,也是极地学科发展变化的趋势之一。