摘要 格罗夫山位于东南极伊丽沙白公主地内陆冰盖,包括 6 4座冰原岛峰,面积 3 2 0 0 k m 2 位于南纬7 2 ' 2 0 ' - 7 3 0 1 0 ' , 东经 7 3 0 5 0 '- 7 5 0 4 0 ' ,距离中山站( 6 9 0 2 2 'S , 7 6 0 2 2 'E ) 大约4 5 0 k m 该地区属于东南极内 陆高原下降风区,由 于年降水量少, 极端的低温,一直被认为不可能有土壤的形成中国第 1 6次南极科学考察队于 1 9 9 9 - 2 0 0 0 年科学考察中,在格罗夫山的一个冰原岛峰哈丁山的南岭发现了三个 土壤地点 这是人类首次在东南极内陆发现的土壤, 属于南极冷荒漠土壤 另外 在哈丁山附近又发现了几处冰债堤 本文主要论述土壤学特征以及与之相关的环 境特征 土壤学特征: 1 ) 三个土壤地点的地表都有一层砾石层平铺在土壤的表面, 称 之为漠境砾幕 漠境砾幂是指在典型的荒漠地带缓慢形成的由砾石和粗大的碎屑 组成的地表覆盖层 砾石为次棱角状, 呈杂色 这些地表的砾石是由大风夹着冰 粒和小的砂粒对基岩和巨砾等进行磨蚀,大风的选择性搬运作用、 冻融作用,以 及盐类风化对岩石的影响等等各种因素, 使岩石崩解成小的碎块, 平铺在土壤的 表面, 形成漠境砾幕, 保护着地表下面的土壤不被风吹走。
漠境砾幂是南极大陆 无冰区土壤的典型特征本地区还发育有风棱石和荒漠岩漆 2 ) 地表的 岩石被氧化, 表层呈暗灰色和暗红色等 土壤剖面上部的 染色作用 也比较显著, 是由于土壤母质中含铁矿物的氧化作用造成的 土壤的红化作用是 南极土壤的一个重要成土特征 在南极寒漠土壤中, 红化作用表现为土壤剖面中 游离铁含量的相对集中,土壤越老,土壤剖面染色的深度和程度也越强 3 ) 土壤中 含有丰富的盐分 盐分或者呈结壳状附 着在地表岩石底部; 或者呈 不连续状分布在土壤剖面的其中一层, 厚度约几个厘米; 或者不均匀地分散在整 个上壤剖面中用 X 粉晶衍射分析,可溶盐的主要成分是:五水泻盐 ( M g S 0 4 - 5 H 2 0 ) 、 六水泻盐 ( M g S 0 4 -6 H 2 0 ) . 磷钙披石 ( C a B e 2 ( P 氏h)等,主要是硫酸盐. 白 钠镁矾 ( N a 2 M g ( S 0 4 ) 2 -4 H 2 0 ) . 可溶盐用 1 : 5 土壤与水的提取液分 析, 土 壤中 主 要的 阳 离 子为M g 2 + 和N a ` ,含有少量的C 扩 坏 口 K 十 S 0 4 2 - , 少量的C l - . N 0 3 1 H C 0 3 。
在土壤 剖面的 最大盐分层中 ,阴离子主要为 S 0 4 2 一和M g 2 + } N a + 的含量最高C a C O ; 的含量向 地表逐渐加大,石膏分布于土壤的表层土壤 表面岩石底部附着的盐分结壳的成分为四水白铁矾 ( F e S 0 4 .4 H 2 0 ) ,圭轻铬矿 ( C r 2 0 3 ' 1 .5 H 2 0 ) , 和四 水泻盐 ( M g S 0 4 -4 H 2 0 ) e 4 ) 土壤中出 现了 细 粒物质 ( 粘 粒) 的 聚 集, 这些细粒物质的分 布层大约与 土 壤中水分最大层和盐分最大层一致 土壤中主要的粘土矿物是伊利石, 蒙皂石也 比较常见. 伊利石是由云母水化而来的, 进一步转化, 变为蛙石 水云母类矿物 处于风化的初级阶段, 蒙皂石的出现, 反映了本地区富含镁元素, 是没有强烈淋 溶、 寒冷千旱的弱酸性环境 土壤中含有海泡石, 是在千早寒冷的环境下形成的 5 ) 三个土壤剖面 水分 状况: 地点1 中可以 看到少量的小 冰晶 胶结, 但松散 干 燥; 地点2 中整个土壤剖面非常千燥, 没有冰晶胶结, 土壤剖面底部为基岩, 未 见任何冰冻层;地点3 中土壤剖面上部1 2 c m是松散干燥的土壤,下部为冰胶结 的 冻 土。
属于 极 端 千 早 土壤e N a + 和M 广离 子的 含量 可能 与 土壤中 的 水 分 含 量 有 关 水 分 高, N a + 含 量 高; 无 水 分, M 犷含 量 高, N a + 的 含 量 则 很 低; K + 和C a 2 + 的含量与土壤的水分关系不大,在土壤剖面中分布稳定,变化趋势不明显 环境特征:1 ) 根据土壤的发育特征, 土壤的年龄应该在距今至少0 .5 - 3 .5 Ma a 2 ) 据土壤地点发育的海拔高度和哈丁山周围冰啧物所到达的位置,至少 0 . 5 Ma 年以来,格罗夫山地区的冰川作用没有达到过目前土壤发育的地点,即使 是在末次盛冰期哈丁山附近西堤上的冰硫物的热释光年龄大约是在2 . 5 2 10 . 1 9 万年左右,说明大约在2 . 5 2 10 . 1 9万年左右, 格罗夫山地区有一次冰川作用,冰 川到达的高度比现在当地冰面高 1 1 0 m左右 3 ) 根据土壤母质的特征,其母质是附近基岩的片流沉积形成的. 4 ) 对土 壤和冰硕物进行抱粉分析, 其中 含量最 高的种属为松属 和桦属等, 根 据抱粉的形态和种属, 抱粉产出的年代可能是在上新世。
说明在上新世时东南极 可能有一次大暖期 A b s t r a c t T h e G r o v e 3 2 0 0 k m 2 i n t h e Mo u n t a i n s , i n c l u d i n g 6 4 n u n a t a k s , i s s i t u a t e d o na n a r e a a b o u t i n l a n d i c e c a p o f e a s t ( 7 2 0 2 0 '- 7 3 0 1 0 ' S , 7 3 0 5 0 '- 7 5 0 4 0 ' E ) , An t a r c t ri c a 书 们 叫h a n b e 协 刀 e en Zh朋罗hb e t w e e n Z h o n i n P r i n c e s s E l i z a b e t h l a n d s t a t i o n a n d D o m e A , a b o u t 4 5 0 k m a w a y fr o m Z h o n g s h a n s t a t i o n ( 6 9 0 2 2 ' S , 7 6 0 2 2 'E ) . Ma n y w o r k e r s t h o u g h t t h e r e w a s n o p e d o g e n e s i s i n t h e a r e a s b e c a u s e o f t h e le s s p re c i p i t a t i o n a n d e x tr e m e l o w e r t e m p e r a t u r e . H o w e v e r , d u r i n g t h e a u s t r a l s u m m e r in 1 9 9 9 - 2 0 0 0 , t h e C h i n a e r 1 6 w A n t a r c t i c e x p e d i t i o n t e a m s e n t e r e d t h e i n l a n d E a s t A n t a r c t i c a a n d f o u n d s p o t s i n t h e S o u t h e rn M o u n t H a r d i n g , G r o v e M o u n t a in s , E a s t A n ta r c t i c a . I t t h r e e s o i l i s t h e f a s t c a s e t h a t s o i l s a r e d i s c o v e r e d in t h e i n l a n d i n E a s t A n t a r c t i c a . I n t e re s t i n g ly , t h e s o i l s i n t h i s a r e a s h o w c l a y fr a c t i o n m i g r a t i o n , w h i c h i s d i ff e r e n t fr o m o t h e r c o l d d e s e rt s o i l s . I n a d d i t i o n , s e v e r a l m o r a i n e b a n k s a r e d i s c o v e r e d a r o u n d t h e Mo u n t H a n d i n g . T h e s o i l p r o p e r t i e s 1 ) D e s e rt p a v e m e n t1 a r e d i s c u s s e d a s b e l o w. c o m m o n l y o c c u r s o n t h e t h r e e s o i l s i t e s u r f a ces , w h i c h i s c o m p o s e d o f p e b b l e s a n d fr a g m e n t s f o r m e d s l o w l y in t y p i c a l d e s e rt p e b b le s a r e s u b r o u n d a n d v a r i e g a t e d . T h e s e p e b b l e s a r e f o r m e d 勿a b e a s n o t o n l y w i n d a n d w i n d s e l e c t i v e t r a n s p o r ta t i o n , b u t a l s o s a l t w e z o n e . Ma n y t o c a u s e d b y 2 h e r i n a a n d t h a w - f r e e z i n g a c t i o n o n r o c k s . T h e w i n d b l o w s t h e b o u l d e r s a n d b e d r o c k s w i t h s n o w g r a msa n d s m a l l s a n d s . T h i s r e s u l t s i n r o c k d i s i n t e g r a t i o n , p a v e d o n t h e s o i l s u r f a c e , f o r m i n g d e s e rt p a v e m e n t , w h i c h p r o t e c t s t h e u n d e r g r o u n d s o i l fr o m w i n d - b l o w . T h e d e s e rt p a v e m e n t i s the ty P i c alf e a t u r e i n i c e fr e e z o n e i n A n t a r c t i c a . T h e re d e v e lo p e dt h e d e s e rt v a rni s h a n d v e n t i f a c t s i n t h i s a r e a 2 ) R u b i f i c a t i o n i s a d o m。