古氣候和古環境的檔案室
由於南極大陸的冰蓋厚度深達幾百至幾千米，而且氣候極其寒冷，成冰過程中無融化現象，因而，冰川學家在研究南極大陸冰蓋的年齡及其形成的歷史過程時，采用了鉆取冰巖芯樣品的方法來測定冰川的年齡和形成過程。他們發現，從冰川的冰巖芯樣品中，不僅能測定冰川的年齡及其形成過程，還可以得到相應歷史年代的氣溫和降水資料，以及相應年代的二氧化碳等大氣化學成分含量，開辟了恢復古氣候和古環境的新的道路。
記載表明，從南極大陸冰蓋獲取的冰巖芯樣品，至今已超過2 000米，獲得了15萬年以前的古氣候和古環境資料。
怎樣從冰巖芯中獲取古氣候和古環境資料呢？
首先，談談怎樣獲取冰齡的資料。南極大陸冰蓋是由積雪本身的重量長年擠壓而成，稱作重力冰。在南極地區，由於氣溫低，積雪不融化，每年的積雪形成壹層層沈積物，年覆壹年，從底部至上逐漸形成壹層層的冰層，越向上年代越新。冬季氣溫低，雪粒細而緊密；夏季氣溫高，雪粒粗而疏松；因而，冬夏季積雪形成的冰層之間具有顯著的層理結構差異，宛如樹幹的年輪壹樣，用這種直觀的方法只可辨認約90米厚的冰層，代表近500年的冰沈積。
要測定100米以上深度的冰層年齡，必須采用氧同位素方法。
所謂氧的同位素，即同屬氧元素(O)但具有不同質量數的氧原子，如160，170和180就是氧的三種同位素。氧元素符號左上角的數就是它的質量數，顯然，180的質量大於160。180不易蒸發，160易蒸發。因而，在夏天高溫時，水中所含160減少，故180/160的值增加；冬天低溫時，180/160的值減小。據此，測定冰巖芯中各冰層的180/160值的變化，即可確定冰層的年齡，其比值的每壹起伏為壹年。
有了冰層的冰齡資料，再進壹步確定各冰齡的氣溫和降水，便有了歷史氣候的最基本資料了。
原則上，可以根據各年冰層厚度來確定當年降水量。其條件是，必須選取風速很小地區的冰巖芯資料才能排除風吹雪的影響。如在南極內陸區域，由於風速小，冰芯資料最理想。
用冰巖芯提取古代氣溫資料的方法，可通過如下途徑來進行。
首先，實際測定壹組現代南極冰蓋上某點的氣溫以及相應時間降雪中180/160的值，得到南極地區氣溫與180/160值關系的曲線；之後，把過去某壹年冰層中180/160值與上述曲線比較，即可知道當年的氣溫。
原蘇聯科學家利用這種方法，測定了南極東方站0～2 038米的冰巖芯樣，從中提取了15萬年以來全球氣溫的變化資料。獲取古環境資料的方法可根據不同的大氣化學成分而定。
二氧化碳與氣候的密切關系，早為世界關註。因此，獲取二氧化碳歷史資料的問題首先得以提到日程。
在南極地區降雪堆積並擠壓成冰層的過程中，總會保留下冰間空穴，保存著當年的空氣。在分析冰巖芯樣品時，分析冰芯中滯留氧泡的大氣化學成分，即可測得其二氧化碳的含量。有了上述測定冰齡的前提，二氧化碳的歷史演變資料即可得到。
依照同樣方法，還可分析得到諸如甲烷、氮等氣體的歷史資料。
從冰巖芯樣品中還可分析其他各種元素成分的歷史資料，如硫，砷，氟，鉀……這些都是研究環境變化的重要依據。同鉆取冰巖芯樣品分析古氣候和古環境資料的思路壹樣，從南極地區的湖底沈積中鉆取巖芯，也可得到古氣候和古環境的歷史資料。
南極自然環境
南極洲，位於南極點四周，為冰雪覆蓋的大陸，周圍島嶼星羅棋布。南極洲的面積，包括南極大陸及其島嶼面積***約1 400萬平方千米，占世界陸地面積的10%，與美國和墨西哥面積之和相當，是中國陸地面積的1.45倍，是澳大利亞陸地面積的2倍，為世界第五大陸。
南極洲四周圍繞著多風暴且易結冰的南大洋，為大西洋、太平洋和印度洋的延伸，面積約3 800萬平方千米，為方便研究，被稱為世界第五大洋。
南極洲距離南美洲最近，中間隔著只有970千米的德雷克海峽。距離澳大利亞約有3 500千米；距離非洲約有4 000千米；與中國北京的距離約有12 000千米。
南極洲是由岡瓦納大陸分離解體而成，是世界上最高的大陸，平均海拔2 350米。橫貫南極山脈將南極大陸分成東西兩部分。這兩部分在地理和地質上差別很大。東南極洲是壹塊很古老的大陸，據科學家推算，已有幾億年的歷史。它的中心位於難接近點，從任何海邊到難接近點的距離都很遠。
南極洲有藏量豐富的礦物資源，目前已經發現的就有220多種，包括煤、鐵、銅、鉛、鋅、鋁、金、銀、石墨、金剛石和石油等。還有具有重要戰略價值的釷、鈈和鈾等稀有礦藏。據科學家估計，在羅斯海、威德爾海和別林斯高晉海蘊藏著150億桶的石油和3萬億立方米的天然氣。南極洲煤的蘊藏量大約有5 000億噸。在東南極洲的維多利亞地以南煤的蘊藏量極為豐富，煤田面積達2萬平方千米。
在南極大陸的巖石或陡坡上惟壹發現到的植物是最低等的植物，它們面北朝著太陽生長。生物學家在大陸的邊緣及附近的島嶼，已經發現約400種不同的苔蘚植物。在南極洲最溫暖的南設得蘭群島以外和南極半島的北部，也發現了兩種粉紅色的顯花植物。在夏天解凍的池塘裏，還發現了200種淡水藻類。在雪地上也有藻類生長。
南極地區的動物主要有鯨、海豹和企鵝。它們從陸地周圍的海水中覓取食物。在20世紀50年代，南極海域的捕鯨量曾達到世界捕鯨量的70%左右。所捕獲的最大藍鯨，身長37.8米，為目前所知世界上最大的動物。南極海域生產名貴毛皮的海豹慘遭捕殺，現有6種海豹。生活在南極地區的企鵝有4種，即帝企鵝、阿德利企鵝、金圖企鵝和帽帶企鵝。帽帶企鵝大部分分布在南極半島。帝企鵝體型最大，高約122厘米，重達41千克；阿德利企鵝是南極洲最常見的鳥類，高約48厘米，重約5千克。南極洲的許多島上也有其他種類的鳥，包括雪鳥、信天翁、海鷗、賊鷗和燕鷗。南極洲還有壹些不會飛的昆蟲。在南極點的483千米範圍內發現有粉紅色的小蟲生長。南極海域的特色之壹是浮遊生物如甲殼動物豐富，其中磷蝦的蘊藏量就有10億～50億噸。有些科學家認為，如果每年捕獲1億～1.5億噸，不會影響南大洋的生態平衡。
南極大陸的98%被冰雪覆蓋著。經過科學家多年的測量計算，南極冰蓋的總體積為2 800萬立方千米，平均厚度為2 000米，最大厚度為4 800米。最厚的冰蓋位於東南極洲的澳大利亞凱西站以東510千米處。南極大陸常年被冰雪覆蓋著，使得南極大陸，特別是東南極洲形成壹個穹狀的高原，平均高度為2 350米，成為地球上最高的大陸，比包括青藏高原在內的亞洲大陸的平均高度要高2.5倍。但是如果不計這巨大的冰蓋，南極大陸的平均高度僅有410米，比整個地球上陸地的平均高度要低得多。南極洲的冰和雪是世界上最大的淡水庫，全球90%的冰雪儲存在這裏，占整個地球表面淡水儲量的72%。南極洲有眾多的冰川。其中，蘭伯特冰川是世界上最大的冰川，這條冰川充填在壹條長400千米、寬64千米、最大深度為2 500米的巨大斷陷谷地中。它以每年平均350米的流速流註入海。南極洲四周的冰障有10多座。在羅斯冰架臨海的羅斯冰障長達900千米。平均高出海面50米，是南極洲最大的壹座冰障。據專家測定，冰障在不斷地移動，羅斯冰障的前端壹般每天移動3米，最快達4米。在南極大陸的毛德皇後地和阿黛利地的冰舌，向海中伸出100多千米，寬度達50多千米，高度20～30米。由於海冰從海岸向大洋延伸，南極大陸面積冬季和夏季相差甚大。科學家測定，在格林尼治子午線上，夏季南極大陸的直徑為3 600千米，而冬季可達5 400千米。
移動的島嶼
在南極周圍的海洋——南大洋中，漂浮著數以萬計的冰山，其體積之大，數量之多，遠遠超乎人們的想象。
冰山和浮冰不同，浮冰是海水凍成的海冰，冰山卻是從南極冰蓋分離出來的。每年都有數以萬計的冰山從陸緣冰的邊緣分裂出來，成為南極海域獨具特色的象征。據統計，南大洋的冰山大約有218 300座，平均每個冰山重10萬噸。
南大洋的冰山壹般長幾百米，高出海面幾十米。大的冰山長度達到170千米。有的臺狀冰山高出水面達到450米。1956年美國人觀測到壹座罕見的大冰山，長333千米，寬96千米。這樣巨大的冰山，難道還不是移動的島嶼嗎？實際上，它的面積遠遠超過了大洋中的壹些小島。像1987年10月初，羅斯冰架斷裂出壹座冰山，長140千米，寬約40千米，高出水面225米，它的面積達到6 400平方千米。
冰山，在海上看起來似乎是靜止的，實際上它在移動，隨著海流的方向移動。由於南大洋的冰山體積大，海面溫度低，壹般壽命可以維持10年左右才會慢慢消融，而北冰洋的冰山平均壽命僅有2～4年。
南大洋飄泊的大量冰山，雖然美麗壯觀，給大洋增色不少，但是對於航行在海上的船只來說，冰山始終是可怕的威脅。尤其是在大霧迷漫、能見度很差的天氣，或者是夜航期間，船只必須小心翼翼地避開冰山。現代化的考察船和其他船只，配備了雷達裝置，能夠及時發現冰山，因而減少了和冰山相撞的危險。
白色的沙漠
南極是世界上最幹燥的大陸。
不同於撒哈拉大沙漠高溫少雨的典型熱帶沙漠氣候，南極大陸的幹旱卻是因為低溫寒冷造成的。據觀測記錄，整個南極大陸的年平均降水量只有55毫米。降雨量的多少從沿海向內陸呈明顯下降的趨勢。沿海地區，冷暖氣流的交匯，降水量較多，每年可達300～400毫米，但這些降水量較多的地區都處在南極大陸的邊緣。南極大陸由於覆蓋廣袤的冰原，它的上空常年為高壓冷氣團控制，從海洋上吹來的暖濕氣流根本無法進入南極內陸，而且在寒冷冰原上空的冷空氣異常幹燥，含有的水蒸氣極少，所以越往南極內陸，降水的機會越少。年平均降水量只有30毫米，南極點附近只有5毫米，幾乎沒有降水現象。
由於氣候寒冷，南極大陸降下來少量的水，也不是液態的雨水，而是紛紛揚揚的雪花或雪粒。除了南極半島北端以及較低緯度的壹些島嶼，在暖季有降雨現象，整個南極大陸實際上看不見降雨。到南極大陸進行科學考察的科學家，最明顯的感覺是空氣幹燥，在最初的頭幾個星期，差不多所有的人嘴唇都會幹裂。
正因為如此，人們把南極大陸稱作白色的沙漠。
極度的幹燥，使各國科學站對防火視為性命攸關的大事。因為他們知道，幹燥，加上風大，哪怕有壹點點小火星，都會釀成難以挽回的大禍。澳大利亞在南極大陸東部瀕臨紐康姆灣的凱西站，就曾在壹場大火中毀於壹旦。
為了防禦可能發生的火災，各國科學站的房屋都註意保持壹定的間隔，對易燃物品如木料、油桶的存放尤其小心。中國南極長城站的各棟房屋之間都保持相當距離，貯存燃料的油庫特意建在距離站區很遠的海濱高地，這都是預防火災的措施。此外，各國都十分重視建築材料的防火性能，中國在南極建成的第壹個科學站——長城站，室內的天花板、四面的墻壁采用的是石膏板，室內地板、房門和地毯也經過防火處理，目的都是為了杜絕火災事故。有“南極第壹城”之稱的美國麥克默多基地對防止火災也很重視，不僅對每個新來乍到的人反復進行防火教育，基地還有壹支專職的消防隊，所有的電話機上都標有火警的電話號碼，以防萬壹。
南極的各國科學站如此重視防止火災，不是沒有原因的，這不僅是因為南極是地球的風極，大風的天氣會容易釀成火災，而且南極是世界上最幹燥的大陸，又缺乏水源，壹旦著火，必定造成可怕的災難。
殺人風
在南極考察隊員中流傳壹句：南極的冷不壹定能凍死人，南極的風能殺人。
南極被稱作世界的“風極”，有人稱南極是“暴風雪的故鄉”。而寒冷的南極冰蓋則是孕育暴風的產床，它像壹臺制造冷風的機器，每時每刻都用冰雪的軀體冷卻空氣，孕育風暴。由於南極大陸是中部隆起向四周傾斜的高原，壹但沈重的冷空氣沿著南極高原光滑的表面向四周俯沖下來，頓時狂風大作，天昏地暗，壹場可怕的極地風暴便大施淫威了。這時，雪冰夾帶著沙子從滑溜溜的冰坡鋪天蓋地滾來，簡直像壹道無形的瀑布，像壹股飛奔而來的洪流，人在暴風中不過像迅猛流水中的壹片葉子和壹粒石子，休想站住腳。日本的壹位考察隊員就在暴風雪中被吹得卡在冰柱中失去了生命。
那麽南極的風究竟有多大呢？
我們通常所說的12級臺風，風速達到32.6米/秒，可南極的狂風常常超過12級臺風。在南極半島、羅斯島和南極大陸內部，風速常常達到55.6米/秒以上，有時甚至達到83.3米/秒!
在南極的各國科學站，都經常遇到暴風襲擊的情景。尤其是寒冷而黑暗的冬季，呼嘯的狂風，將房屋摧毀，推倒通訊鐵塔，卷走車輛，甚至將壹座科學站變成壹片廢墟的事時有發生。
因此，為了考察人員的安全，南極各國科學站都有嚴格規定，大風時絕對禁止外出，壹切室外活動都是不能允許的。平時外出壹定要兩人結組同行，並給每人壹個登山包，裏面裝高頻電話、食品、鴨絨睡袋、海綿墊、鐵鏟等物品，以維持個人的生存。在各國南極科學考察站周圍，都建有大小不壹的“避難所”。裏邊備有食品、飲料、燃料、通訊設備、小型發電機、取暖爐、睡袋等日常生活必需品。在外考察的科學家壹旦碰上突如其來的暴風雪，壹時又趕不回站的，均可就近躲進避難所。避難所的門是不上鎖的，也不分國籍，“南極人”可以進任何國家的避難所食宿，離去時只需留字致謝。
為了保障考察人員不致迷失方向，科學站的主要建築物之間的道路上，必須埋設標樁，拉上粗粗的繩子。遇上暴風雪時，隊員們可以扶著繩索行走，以防被暴風雪刮走。所以南極考察隊員把這些繩索叫做“南極救命繩”。
奇寒
南極是世界上最寒冷的地方，堪稱“世界寒極”。南極點附近的平均氣溫為-49°C，寒季時可達-80°C。
南極沒有春夏秋冬四季之分，只有暖季和寒季之別。即使是11月到次年3月的暖季，南極內陸的月平均溫度也在-34°C～-20°C之間。至於每年4月到10月的寒季，南極內陸的氣溫壹般在-40°C～-70°C之間。
如此寒冷的天氣對人類和壹切生命都是可怕的威脅。在南極，因寒冷而凍傷致殘的事例是經常發生的。
美國國家科學基金會為南極考察隊員專門編寫的《南極生存指南》特別警告：“如今的南極作業，面部凍傷(組織凍傷)是最常見的，而手、腳和其他暴露皮膚的部位也會凍傷。”
南極為什麽會這樣寒冷呢？這是由於南極冰蓋猶如壹面巨型反射鏡，把太陽輻射的熱量的90%反射回宇宙空間的緣故。在南極的寒季，太陽幾乎很少露面，南極的大地吸收的熱量微乎其微，但是到了暖季，雖然太陽終日在地平線上徘徊，可是，雪白的冰蓋表面又拒絕接受太陽的熱量，結果南極終年是九天寒徹、大地封凍的荒涼景象。
《南極條約》和保護南極條約體系
《南極條約》是由美國、蘇聯、英國、法國、日本、比利時、挪威、新西蘭、澳大利亞、阿根廷、智利和南非等12個國家於1959年12月1日在華盛頓簽訂的，1961年6月23日生效。該條約***14條，主要內容是南極的利用只限於和平目的，禁止進行壹切軍事活動和任何核爆炸或處理放射性廢物等。我國於1983年5月9日加入南極條約組織，1983年10月7日被接納為協商國。
《南極條約》的簽署，對緩和有關國家對南極的領土紛爭，促進各國在南極考察方面的合作，發揮了重要的作用。為了保護南極的資源和生態環境，南極條約協商國又於1964、1972、1980年先後簽訂了《保護南極動植物議定措施》、《南極海豹保護公約》和《南極生物資源保護公約》。1988年6月又通過了《南極礦產資源活動管理公約》的最後文件。《南極條約》和上述公約以及歷次南極條約協商國通過的140余項建議措施，被稱為南極條約體系。