在南极大陆上覆盖着巨厚的冰盖，它的面积达1398万平方千米，最厚的地方4200为米。南极冰盖的总体积多达2450立方千米，如果全部融化，全球洋面将升高60米，地球上的陆地面积将因此而缩小2000万平方千米。这将会给世界上人口相对稠密的低海拔地区造成巨大灾难。
由于南极大陆的冰盖厚度深达几百至几千米，而且气候极其寒冷，成冰过程中无融化现象，因而，冰川学家在研究南极大陆冰盖的年龄及其形成的历史过程时，采用了钻取冰岩芯样品的方法来测定冰川的年龄和形成过程。 他们发现，从冰川的冰岩芯样品中，不仅能测定冰川的年龄及其形成过程，还可以得到相应历史年代的气温和降水资料，以及相应年代的二氧化碳等大气化学成分含量，开辟了恢复古气候和古环境的新的道路。
记载表明，从南极大陆冰盖获取的冰岩芯样品，至今已超过2 000米，获得了15万年以前的古气候和古环境资料。
怎样从冰岩芯中获取古气候和古环境资料呢？
首先，谈谈怎样获取冰龄的资料。南极大陆冰盖是由积雪本身的重量长年挤压而成，称作重力冰。在南极地区，由于气温低，积雪不融化，每年的积雪形成一层层沉积物，年覆一年，从底部至上逐渐形成一层层的冰层，越向上年代越新。冬季气温低，雪粒细而紧密；夏季气温高，雪粒粗而疏松；因而，冬夏季积雪形成的冰层之间具有显著的层理结构差异，宛如树干的年轮一样，用这种直观的方法只可辨认约90米厚的冰层，代表近500年的冰沉积。
要测定100米以上深度的冰层年龄，必须采用氧同位素方法。
所谓氧的同位素，即同属氧元素(O)但具有不同质量数的氧原子，如160，170和180就是氧的三种同位素。氧元素符号左上角的数就是它的质量数，显然，180的质量大于160。180不易蒸发，160易蒸发。因而，在夏天高温时，水中所含160减少，故180/160的值增加；冬天低温时，180/160的值减小。据此，测定冰岩芯中各冰层的180/160值的变化，即可确定冰层的年龄，其比值的每一起伏为一年。
有了冰层的冰龄资料，再进一步确定各冰龄的气温和降水，便有了历史气候的最基本资料了。
原则上，可以根据各年冰层厚度来确定当年降水量。其条件是，必须选取风速很小地区的冰岩芯资料才能排除风吹雪的影响。如在南极内陆区域，由于风速小，冰芯资料最理想。
用冰岩芯提取古代气温资料的方法，可通过如下途径来进行。
首先，实际测定一组现代南极冰盖上某点的气温以及相应时间降雪中180/160的值，得到南极地区气温与180/160值关系的曲线；之后，把过去某一年冰层中180/160值与上述曲线比较，即可知道当年的气温。
原苏联科学家利用这种方法，测定了南极东方站0～2 038米的冰岩芯样，从中提取了15万年以来全球气温的变化资料。获取古环境资料的方法可根据不同的大气化学成分而定。
二氧化碳与气候的密切关系，早为世界关注。因此，获取二氧化碳历史资料的问题首先得以提到日程。
在南极地区降雪堆积并挤压成冰层的过程中，总会保留下冰间空穴，保存着当年的空气。在分析冰岩芯样品时，分析冰芯中滞留氧泡的大气化学成分，即可测得其二氧化碳的含量。有了上述测定冰龄的前提，二氧化碳的历史演变资料即可得到。
依照同样方法，还可分析得到诸如甲烷、氮等气体的历史资料。
从冰岩芯样品中还可分析其他各种元素成分的历史资料，如硫，砷，氟，钾……这些都是研究环境变化的重要依据。同钻取冰岩芯样品分析古气候和古环境资料的思路一样，从南极地区的湖底沉积中钻取岩芯，也可得到古气候和古环境的历史资料。
南极自然环境
南极洲，位于南极点四周，为冰雪覆盖的大陆，周围岛屿星罗棋布。南极洲的面积，包括南极大陆及其岛屿面积共约1 400万平方千米，占世界陆地面积的10%，与美国和墨西哥面积之和相当，是中国陆地面积的1.45倍，是澳大利亚陆地面积的2倍，为世界第五大陆。
南极洲四周围绕着多风暴且易结冰的南大洋，为大西洋、太平洋和印度洋的延伸，面积约3 800万平方千米，为方便研究，被称为世界第五大洋。
南极洲距离南美洲最近，中间隔着只有970千米的德雷克海峡。距离澳大利亚约有3 500千米；距离非洲约有4 000千米；与中国北京的距离约有12 000千米。
南极洲是由冈瓦纳大陆分离解体而成，是世界上最高的大陆，平均海拔2 350米。横贯南极山脉将南极大陆分成东西两部分。这两部分在地理和地质上差别很大。东南极洲是一块很古老的大陆，据科学家推算，已有几亿年的历史。它的中心位于难接近点，从任何海边到难接近点的距离都很远。
南极洲有藏量丰富的矿物资源，目前已经发现的就有220多种，包括煤、铁、铜、铅、锌、铝、金、银、石墨、金刚石和石油等。还有具有重要战略价值的钍、钚和铀等稀有矿藏。据科学家估计，在罗斯海、威德尔海和别林斯高晋海蕴藏着150亿桶的石油和3万亿立方米的天然气。南极洲煤的蕴藏量大约有5 000亿吨。在东南极洲的维多利亚地以南煤的蕴藏量极为丰富，煤田面积达2万平方千米。
在南极大陆的岩石或陡坡上惟一发现到的植物是最低等的植物，它们面北朝着太阳生长。生物学家在大陆的边缘及附近的岛屿，已经发现约400种不同的苔藓植物。在南极洲最温暖的南设得兰群岛以外和南极半岛的北部，也发现了两种粉红色的显花植物。在夏天解冻的池塘里，还发现了200种淡水藻类。在雪地上也有藻类生长。
南极地区的动物主要有鲸、海豹和企鹅。它们从陆地周围的海水中觅取食物。在20世纪50年代，南极海域的捕鲸量曾达到世界捕鲸量的70%左右。所捕获的最大蓝鲸，身长37.8米，为目前所知世界上最大的动物。南极海域生产名贵毛皮的海豹惨遭捕杀，现有6种海豹。生活在南极地区的企鹅有4种，即帝企鹅、阿德利企鹅、金图企鹅和帽带企鹅。帽带企鹅大部分分布在南极半岛。帝企鹅体型最大，高约122厘米，重达41千克；阿德利企鹅是南极洲最常见的鸟类，高约48厘米，重约5千克。南极洲的许多岛上也有其他种类的鸟，包括雪鸟、信天翁、海鸥、贼鸥和燕鸥。南极洲还有一些不会飞的昆虫。在南极点的483千米范围内发现有粉红色的小虫生长。南极海域的特色之一是浮游生物如甲壳动物丰富，其中磷虾的蕴藏量就有10亿～50亿吨。有些科学家认为，如果每年捕获1亿～1.5亿吨，不会影响南大洋的生态平衡。
南极大陆的98%被冰雪覆盖着。经过科学家多年的测量计算，南极冰盖的总体积为2 800万立方千米，平均厚度为2 000米，最大厚度为4 800米。最厚的冰盖位于东南极洲的澳大利亚凯西站以东510千米处。南极大陆常年被冰雪覆盖着，使得南极大陆，特别是东南极洲形成一个穹状的高原，平均高度为2 350米，成为地球上最高的大陆，比包括青藏高原在内的亚洲大陆的平均高度要高2.5倍。但是如果不计这巨大的冰盖，南极大陆的平均高度仅有410米，比整个地球上陆地的平均高度要低得多。南极洲的冰和雪是世界上最大的淡水库，全球90%的冰雪储存在这里，占整个地球表面淡水储量的72%。南极洲有众多的冰川。其中，兰伯特冰川是世界上最大的冰川，这条冰川充填在一条长400千米、宽64千米、最大深度为2 500米的巨大断陷谷地中。它以每年平均350米的流速流注入海。南极洲四周的冰障有10多座。在罗斯冰架临海的罗斯冰障长达900千米。平均高出海面50米，是南极洲最大的一座冰障。据专家测定，冰障在不断地移动，罗斯冰障的前端一般每天移动3米，最快达4米。在南极大陆的毛德皇后地和阿黛利地的冰舌，向海中伸出100多千米，宽度达50多千米，高度20～30米。由于海冰从海岸向大洋延伸，南极大陆面积冬季和夏季相差甚大。科学家测定，在格林尼治子午线上，夏季南极大陆的直径为3 600千米，而冬季可达5 400千米。
移动的岛屿
在南极周围的海洋——南大洋中，漂浮着数以万计的冰山，其体积之大，数量之多，远远超乎人们的想象。
冰山和浮冰不同，浮冰是海水冻成的海冰，冰山却是从南极冰盖分离出来的。每年都有数以万计的冰山从陆缘冰的边缘分裂出来，成为南极海域独具特色的象征。据统计，南大洋的冰山大约有218 300座，平均每个冰山重10万吨。
南大洋的冰山一般长几百米，高出海面几十米。大的冰山长度达到170千米。有的台状冰山高出水面达到450米。1956年美国人观测到一座罕见的大冰山，长333千米，宽96千米。这样巨大的冰山，难道还不是移动的岛屿吗？实际上，它的面积远远超过了大洋中的一些小岛。像1987年10月初，罗斯冰架断裂出一座冰山，长140千米，宽约40千米，高出水面225米，它的面积达到6 400平方千米。
冰山，在海上看起来似乎是静止的，实际上它在移动，随着海流的方向移动。由于南大洋的冰山体积大，海面温度低，一般寿命可以维持10年左右才会慢慢消融，而北冰洋的冰山平均寿命仅有2～4年。
南大洋飘泊的大量冰山，虽然美丽壮观，给大洋增色不少，但是对于航行在海上的船只来说，冰山始终是可怕的威胁。尤其是在大雾迷漫、能见度很差的天气，或者是夜航期间，船只必须小心翼翼地避开冰山。现代化的考察船和其他船只，配备了雷达装置，能够及时发现冰山，因而减少了和冰山相撞的危险。
白色的沙漠
南极是世界上最干燥的大陆。
不同于撒哈拉大沙漠高温少雨的典型热带沙漠气候，南极大陆的干旱却是因为低温寒冷造成的。据观测记录，整个南极大陆的年平均降水量只有55毫米。降雨量的多少从沿海向内陆呈明显下降的趋势。沿海地区，冷暖气流的交汇，降水量较多，每年可达300～400毫米，但这些降水量较多的地区都处在南极大陆的边缘。南极大陆由于覆盖广袤的冰原，它的上空常年为高压冷气团控制，从海洋上吹来的暖湿气流根本无法进入南极内陆，而且在寒冷冰原上空的冷空气异常干燥，含有的水蒸气极少，所以越往南极内陆，降水的机会越少。年平均降水量只有30毫米，南极点附近只有5毫米，几乎没有降水现象。
由于气候寒冷，南极大陆降下来少量的水，也不是液态的雨水，而是纷纷扬扬的雪花或雪粒。除了南极半岛北端以及较低纬度的一些岛屿，在暖季有降雨现象，整个南极大陆实际上看不见降雨。到南极大陆进行科学考察的科学家，最明显的感觉是空气干燥，在最初的头几个星期，差不多所有的人嘴唇都会干裂。
正因为如此，人们把南极大陆称作白色的沙漠。
极度的干燥，使各国科学站对防火视为性命攸关的大事。因为他们知道，干燥，加上风大，哪怕有一点点小火星，都会酿成难以挽回的大祸。澳大利亚在南极大陆东部濒临纽康姆湾的凯西站，就曾在一场大火中毁于一旦。
为了防御可能发生的火灾，各国科学站的房屋都注意保持一定的间隔，对易燃物品如木料、油桶的存放尤其小心。中国南极长城站的各栋房屋之间都保持相当距离，贮存燃料的油库特意建在距离站区很远的海滨高地，这都是预防火灾的措施。此外，各国都十分重视建筑材料的防火性能，中国在南极建成的第一个科学站——长城站，室内的天花板、四面的墙壁采用的是石膏板，室内地板、房门和地毯也经过防火处理，目的都是为了杜绝火灾事故。有“南极第一城”之称的美国麦克默多基地对防止火灾也很重视，不仅对每个新来乍到的人反复进行防火教育，基地还有一支专职的消防队，所有的电话机上都标有火警的电话号码，以防万一。
南极的各国科学站如此重视防止火灾，不是没有原因的，这不仅是因为南极是地球的风极，大风的天气会容易酿成火灾，而且南极是世界上最干燥的大陆，又缺乏水源，一旦着火，必定造成可怕的灾难。
杀人风
在南极考察队员中流传一句：南极的冷不一定能冻死人，南极的风能杀人。
南极被称作世界的“风极”，有人称南极是“暴风雪的故乡”。而寒冷的南极冰盖则是孕育暴风的产床，它像一台制造冷风的机器，每时每刻都用冰雪的躯体冷却空气，孕育风暴。由于南极大陆是中部隆起向四周倾斜的高原，一但沉重的冷空气沿着南极高原光滑的表面向四周俯冲下来，顿时狂风大作，天昏地暗，一场可怕的极地风暴便大施淫威了。这时，雪冰夹带着沙子从滑溜溜的冰坡铺天盖地滚来，简直像一道无形的瀑布，像一股飞奔而来的洪流，人在暴风中不过像迅猛流水中的一片叶子和一粒石子，休想站住脚。日本的一位考察队员就在暴风雪中被吹得卡在冰柱中失去了生命。
那么南极的风究竟有多大呢？
我们通常所说的12级台风，风速达到32.6米/秒，可南极的狂风常常超过12级台风。在南极半岛、罗斯岛和南极大陆内部，风速常常达到55.6米/秒以上，有时甚至达到83.3米/秒!
在南极的各国科学站，都经常遇到暴风袭击的情景。尤其是寒冷而黑暗的冬季，呼啸的狂风，将房屋摧毁，推倒通讯铁塔，卷走车辆，甚至将一座科学站变成一片废墟的事时有发生。
因此，为了考察人员的安全，南极各国科学站都有严格规定，大风时绝对禁止外出，一切室外活动都是不能允许的。平时外出一定要两人结组同行，并给每人一个登山包，里面装高频电话、食品、鸭绒睡袋、海绵垫、铁铲等物品，以维持个人的生存。在各国南极科学考察站周围，都建有大小不一的“避难所”。里边备有食品、饮料、燃料、通讯设备、小型发电机、取暖炉、睡袋等日常生活必需品。在外考察的科学家一旦碰上突如其来的暴风雪，一时又赶不回站的，均可就近躲进避难所。避难所的门是不上锁的，也不分国籍，“南极人”可以进任何国家的避难所食宿，离去时只需留字致谢。
为了保障考察人员不致迷失方向，科学站的主要建筑物之间的道路上，必须埋设标桩，拉上粗粗的绳子。遇上暴风雪时，队员们可以扶着绳索行走，以防被暴风雪刮走。所以南极考察队员把这些绳索叫做“南极救命绳”。
奇寒
南极是世界上最寒冷的地方，堪称“世界寒极”。南极点附近的平均气温为-49°C，寒季时可达-80°C。
南极没有春夏秋冬四季之分，只有暖季和寒季之别。即使是11月到次年3月的暖季，南极内陆的月平均温度也在-34°C～-20°C之间。至于每年4月到10月的寒季，南极内陆的气温一般在-40°C～-70°C之间。
如此寒冷的天气对人类和一切生命都是可怕的威胁。在南极，因寒冷而冻伤致残的事例是经常发生的。
美国国家科学基金会为南极考察队员专门编写的《南极生存指南》特别警告：“如今的南极作业，面部冻伤(组织冻伤)是最常见的，而手、脚和其他暴露皮肤的部位也会冻伤。”
南极为什么会这样寒冷呢？这是由于南极冰盖犹如一面巨型反射镜，把太阳辐射的热量的90%反射回宇宙空间的缘故。在南极的寒季，太阳几乎很少露面，南极的大地吸收的热量微乎其微，但是到了暖季，虽然太阳终日在地平线上徘徊，可是，雪白的冰盖表面又拒绝接受太阳的热量，结果南极终年是九天寒彻、大地封冻的荒凉景象。
《南极条约》和保护南极条约体系
《南极条约》是由美国、苏联、英国、法国、日本、比利时、挪威、新西兰、澳大利亚、阿根廷、智利和南非等12个国家于1959年12月1日在华盛顿签订的，1961年6月23日生效。该条约共14条，主要内容是南极的利用只限于和平目的，禁止进行一切军事活动和任何核爆炸或处理放射性废物等。我国于1983年5月9日加入南极条约组织，1983年10月7日被接纳为协商国。
《南极条约》的签署，对缓和有关国家对南极的领土纷争，促进各国在南极考察方面的合作，发挥了重要的作用。为了保护南极的资源和生态环境，南极条约协商国又于1964、1972、1980年先后签订了《保护南极动植物议定措施》、《南极海豹保护公约》和《南极生物资源保护公约》。1988年6月又通过了《南极矿产资源活动管理公约》的最后文件。《南极条约》和上述公约以及历次南极条约协商国通过的140余项建议措施，被称为南极条约体系。
