南极洲（英语：Antarctica）是地球最南端的洲，位于南半球的南极区，是天文南极的所在地。南极洲大局部区域都在南极圈内，周围被南冰洋环绕。南极洲是世界上的第五大洲，其面积约为1,400万平方千米，占地球陆空中积的非常之一，排在亚洲、非洲、北美洲和南美洲之后，是大洋洲的两倍。除了南极半岛最北端的局部区域之外，全洲约98%的中央都被均匀厚度1.9千米[2]的冰层掩盖着。
南极洲是地球上最冰冷、枯燥、多风的大陆，是独一横跨一切经线的洲[3]，均匀海拔为2350米，是世界上均匀海拔最高的洲，全境为冰雪掩盖，占地球冰盖面积的80%以上。它沿岸地域的年降水量仅有200毫米，内陆地域更少[4]。一年中最冰冷时节南极洲的均匀温度低至-63℃，1983年曾观测最低温度为-89.2℃。南极洲的本地物种有各类藻类、细菌、真菌、植物（包括苔藓）、原生生物以及一些能够顺应冰冷环境的动物，例如企鹅、海豹、线虫、缓步动物、螨等。南极洲没有永世居民，但每年寓居在这里的科研人员有一千至五千人。
虽然很久之前曾经有关于“未知的南方大陆”（拉丁语：Terra Australis）的神话故事与臆想，但直至1820年，俄罗斯探险家米哈伊尔·拉扎列夫和法比安·戈特利布·冯·别林斯高晋乘着沃斯托克号和战争号战船来到芬布尔冰架时，人类才第一次目击它的真容。由于南极洲气候恶劣、资源缺乏以及天文孤立性，南极洲在十九世纪并没有惹起人们的瞩目。
南极洲如今是法律意义上的共管领土，由南极条约体系成员国协商管辖。1959年，12个国度签署《南极条约》，随后有38个国度签署。该条约意在支持科学研讨及维护南极生物天文散布区，并制止在南极洲停止的一切军事活动、核爆炸实验以及处置放射物的行为。截至2016年，南极洲已建有135座常设科学调查站，陆续吸收四千多名来自世界各地的科学家到这里停止科学实验。
在南极洲的阿德利企鹅。
南极洲的英文称号“Antarctica”源自罗马化希腊语的阴性复合词“antarktiké”（希腊语：ἀνταρκτική），意指“北极的对面”。
大约在公元前350年，亚里士多德在本人的著作《天象论》里提及了“Antarctic region”（南极地域）[8]。听说在公元二世纪，泰尔（今属黎巴嫩）的马利纳斯在他的世界地图中用了这个称号。古罗马作家许癸努斯和阿普列尤斯（公元1–2世纪）则运用了罗马化希腊语“polus antarcticus”描绘南极[9][10]。古法语词“pole antartike”（现代法语为“pôle antarctique”）在1270年被证明来源于此。该词的中古英语衍生词“pol antartik”（现代英语为“Antarctic Pole”）则初次呈现在1391年杰弗里·乔叟编写的科技论文中[11]。
在被赋予真正的天文意义之前，这些词语常被用于形容广义的南方[12]。例如在十六世纪时法国在巴西设立的短期殖民地就被叫做“France Antarctique”，即“法属南部领地”。
1890年，苏格兰地图学家约翰·乔治·巴塞洛缪使“Antarctica”一词成为南极洲的正式的天文学术语。
天文
南极分层设色图
南极洲是地球上最南边的大陆，大局部位于南极圈内，周围被南冰洋包围，南冰洋之外是安定洋、大西洋与印度洋的南部，同时也位于世界洋的最南部。南极洲面积超越1,400万平方千米[1]，超越欧洲大约30%，为世界第五大洲。南极洲的海岸线长为17,968千米[1]，其主要特征与冰的样貌亲密相关，如下表所示：
南极洲海岸类型[15]
类型 所占比率
冰棚 44%
冰墙 38%
冰流、注出冰川 13%
岩岸 5%
合计 100%
南极洲有98%的面积被冰盖所掩盖，冰的厚度均匀至少1.6千米。南极洲具有全世界大约90％的冰和70%的淡水，假如这些冰全部消融，那么海平面将上升约60米[16]。在南极洲内陆，大局部地域的降水量十分小，年降水量仅有20mm。不过在少数蓝冰棚地域降水量少于蒸发量，使得当地的冰逐步减少。而麦克默多枯燥谷是极端枯燥的中央，也是南极洲独一没有冰雪掩盖的中央，呈现荒漠状。[17]
地形
主条目：南极洲山峰列表和南极洲火山列表
从哈勒特角望向赫歇尔山（海拔3335米）
参见：南极周边岛屿列表
南极洲边缘海有属于南安定洋的别林斯高晋海、罗斯海、阿蒙森海和属于南大西洋的威德尔海等。主要岛屿有奥克兰群岛、布韦岛、南设得兰群岛、南奥克尼群岛、阿德莱德岛、亚历山大岛、彼得一世岛、南乔治亚岛、爱德华王子群岛、南桑威奇群岛。[18][19]
南极大陆的地形可分红两种：一种是由暴露于地表的岩石和冰组成的可见地形，一种是经过地震技术或遥感技术测知的冰下基岩地形。罗斯海和威德尔海左近的横贯南极山脉把南极洲分为东部南极洲和西部南极洲两局部，该山脉大致与格林尼治子午线平行，全长3000多千米。
南极大峡谷是世界上最大的峡谷，位于南极洲伊丽莎白公主地，长度约1,000千米，某些中央的深度达1000米。[20]
威德尔海以西和罗斯海以东的局部为西部南极洲；其他局部为东部南极洲，占整个南极的大局部。[21]西部南极洲被西南极冰盖所掩盖。近几年人们非常关怀西南极冰盖的状况，由于它不时崩塌会招致海平面上升。约10%的冰盖会化为冰流，并到海岸边构成冰棚。[22]东部南极洲是印度洋和横贯南极山脉之间的局部，大局部位于东半球，由科茨地、毛德皇后地、恩德比地、麦克罗伯特森地、威尔克斯地和维多利亚地组成。东部南极洲主要被东南极冰盖所掩盖。[23]
文森山是南极洲最高的山峰，高度到达4892米，属于埃尔斯沃思山脉。南极洲具有许多山峰，这些山峰位于南极洲大陆和四周岛屿之上。位于罗斯岛的埃里珀斯山是世界最南边的活火山。另一个知名的火山位于诈骗岛，它因1970年火山迸发而被世人关注。另外，南极洲的其他休眠火山仍有重新活泼的可能[24]。2004年，一个在南极半岛可能活泼的水下火山被美国和加拿大科学家所发现[25]。
南极洲山脉
称号 最高海拔 阐明 地图
阿勒代斯山脉 2,934米 南乔治亚和南桑威奇群岛 Antarctica.svg
腾格里山脉 1,700米 利文斯顿岛
毛德王后山脉 4,068米 属于横贯南极山脉的一局部，包括布什山脉、英联邦山脉、多明尼昂山脉、哥德山脉、赫伯特山脉、奥拉夫王子山脉、休斯山脉、支持者山脉
阿德默勒尔蒂山脉 4,165米 属于横贯南极山脉的一局部。
黑迈弗朗特山脉 2,711米 毛德皇后地
彭萨科拉山脉 2,150米 属于横贯南极山脉的一局部
萨尔韦森山脉 2,330米 南乔治亚和南桑威奇群岛
埃尔斯沃思山脉 4,892米 南极洲最高的山脉，最顶峰文森山。
甘布尔泽夫山脉 3,500米 位于南极洲东部的冰穹A左近[26]
水文水系
极昼期间，南极洲沿岸较为暖和的区域会有冰雪消融，消融的雪水聚集成一些涓涓细流。南极大陆上的最大河流是地处东南极洲怀特岩的奥尼克斯河。在大陆四周的岛屿上，夏季的冰雪水也能聚集成时节性时令溪流入海。无论在南极的哪一个中央，一到冬季，一切的河流就消逝了。[27]
南极大陆上有众多的湖泊，有淡水湖也有咸水湖（盐湖）。淡水湖散布于南极大陆的边缘。另一种咸水湖为南极大陆独有，例如维多利亚地赖特符中的万塔湖和泰勒谷中的邦尼湖[28]。其特性是湖水上淡下咸，湖表冻结着一层2～3米厚的冰，湖水含盐量随深度的增加而增加，构成分层次现象，底层水的含盐量比表层水高约10倍；湖水温度也随深度的增加而升高，在年均匀气温零下20度的环境中，湖底水温仍高达25℃。
东南极大陆冰盖下面约有70个大型的冰下湖泊，总面积估测14,000平方千米，而且构成了完好的淡水生态系统[29]。1966年，人们在俄国沃斯托克站下发现了沃斯托克湖（东方湖），面积约8,000平方千米，冰盖厚度是4千米。它是目前发现的最大的冰下湖泊。人们曾经以为这些湖泊曾经被冰封住了五十万至一百万年。但是，最新的研讨标明，每隔一段时间就会有大量的水在不同湖泊之间活动。[30]依据水线上400米钻取的冰芯的证据标明，沃斯托克湖湖水中可能有微生物存在。冻结的湖面与木卫二性质类似，假如此湖泊里有生命现象，阐明木卫二上也可能有生命存在[31][32]。2008年2月7日，NASA的团队到温特塞湖展开研讨，试图寻觅生存在高碱性水中的嗜碱生物，假如能找到这些生物，将为地外生物能否生存在极端冰冷且富含甲烷的环境中提供证据[33]。其后的研讨结果亦标明那里确实存在一些新的种类，如菌株UL7-96mG[34]。
气候
坐落于横贯南极山脉的弗里克塞尔湖被蓝冰掩盖着。弗里克塞尔湖的冰川是由来自加拿大冰川和其它小冰川的冰川融水会聚之后凝固构成的。
十二月的沿海地域看起来很温和
南极洲是地球上最冰冷的大洲，年均匀气温−25 °C（−13.0 °F），内陆冬季的温度可达−80 °C（−112 °F）以下，沿海地域夏季的温度约为5 °C（41 °F）至15 °C（59 °F）。1983年7月21日，前苏联在南极洲设立的沃斯托克站曾测得−89.2 °C（−128.6 °F）的低温。这是人类有气候记载以来在空中观测站记载到的最低气温[35]。这个温度比干冰在一个大气压下发作升华的温度（−78.5 °C（−109.3 °F））还低[a]。而卫星观测结果标明南极冬季最低气温的极值可能比这一记载值更低[36]。南极洲是降雨量极少的冰冻荒漠，全洲年均匀降水量小于200毫米[37]。
冰穹C的雪面和南极大陆其它中央的雪面差不多。
遭到高原地形的影响，南极大陆边缘常遭受南极高原刮来的激烈降落风侵袭，大陆内部则常常没有大风呈现。终年不时的降落风使得湿热气流很少进入南极内陆，这形成大陆中央冰冷且枯燥[b]，沿海地域则相对温和潮湿：南极内陆地域年均匀温度为−40 °C（−40 °F）至−50 °C（−58 °F），年降水量仅30毫米左右，但极点左近简直无降水；沿海地域的年均匀温度为−17 °C（1 °F）至−20 °C（−4 °F），且经常降下大雪，年降水量能够到达500毫米左右，而且曾有48小时内降雪1.22米的纪录。此外，由于南极洲东部海拔高，气候较西部冷得多。[1][38]
有三个要素招致了南极洲比北极地域还要冰冷：第一，南极大局部地域海拔高度都在3,000米以上，而整个北极地域简直都处于海平面左近[c]；第二，北极地域大局部是北冰洋，而南极地域大局部都是陆地。由于陆地比热小，升温和降温都比拟快，南极在夜间降温更快；第三，地球在7月份的时分到达远日点，在1月份的时分到达近日点[d]，日地间隔的变化使南极处于冬季时承受到的辐射相较北极处于冬季时更少。其中前两者为主要缘由，后者为次要缘由。[39]
南极大陆全年皆为冰雪所掩盖，这招致南极地域的反照率十分高。由于雪面简直反射了全部的紫外线，晒伤、白内障是身处南极经常见的安康问题[37]。南极地处高纬，具有长期的极昼和极夜，这对生活在其它中央的人们是相当生疏的。在夏天晴朗的日子里，由于南极大陆全天24小时都有日照，日均匀太阳辐射功率密度比赤道地域还大。南极左近的夜空中有时分会呈现南极光[e]。在南极的空中左近有时会看到一种由微小冰晶构成的云。这种云被称为“钻石尘”，是南极的一个共同的景观。由于“钻石尘”只在晴朗或接近晴朗的天气才会产生，有时它也被称为“晴空降水”。此外，在南极也可察看到幻日现象[f][37]。
折叠南极
月份 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 全年
历史最高温 °C（°F） −14
(7) −20
(−4) −26
(−15) −27
(−17) −30
(−22) −31
(−24) −33
(−27) −32
(−26) −29
(−20) −29
(−20) −18
(0) −12.3
(9.9) −12.3
(9.9)
均匀高温 °C（°F） −25.9
(−14.6) −38.1
(−36.6) −50.3
(−58.5) −54.2
(−65.6) −53.9
(−65.0) −54.4
(−65.9) −55.9
(−68.6) −55.6
(−68.1) −55.1
(−67.2) −48.4
(−55.1) −36.9
(−34.4) −26.5
(−15.7) −46.3
(−51.3)
均匀低温 °C（°F） −29.4
(−20.9) −42.7
(−44.9) −57.0
(−70.6) −61.2
(−78.2) −61.7
(−79.1) −61.2
(−78.2) −62.8
(−81.0) −62.5
(−80.5) −62.4
(−80.3) −53.8
(−64.8) −40.4
(−40.7) −29.3
(−20.7) −52.0
(−61.6)
历史最低温 °C（°F） −41
(−42) −57
(−71) −71
(−96) −75
(−103) −78
(−108) −82
(−116) −80
(−112) −77
(−107) −79
(−110) −71
(−96) −55
(−67) −38
(−36) −82.8
(−117.0)
月均日照时数 558 480 217 0 0 0 0 0 60 434 600 589 2,938
数据来源 1：[40]
数据来源 2：Cool Antarctica[41]
生物
参见：南极界
一只南极帝企鹅（学名：Aptenodytes forsteri）跳出水面。
动物
只要少数的陆栖脊椎动物生活在南极洲[42]。无脊椎动物大多是些微生物，包括虱、线虫动物、缓步动物、轮形动物、磷虾、弹尾目和螨类（如南极甲螨）。南极洲特产的南极蠓，是一种没有飞行才能的蠓类，其体型可达6毫米，是南极洲体型最大纯陆栖生物[43]。在南极洲繁衍的鸟类只要三种，雪鹱是其中之一[44]。
很多海洋动物都直接或间接地依托浮游植物生存，其中包括企鹅、蓝鲸、虎鲸、大王酸浆鱿和海狗。汇集成大群的南极磷虾以浮游生物为食，是南冰洋生态系统的关键物种，也是鲸鱼、海豹、豹海豹、海狗、乌贼、银鱼、企鹅、信天翁和其他许多鸟类重要的食物。[45]
企鹅是南极地域的代表性物种，常见的企鹅品种包含皇帝企鹅、国王企鹅、阿德利企鹅、南极企鹅和巴布亚企鹅[46]。跳岩企鹅的眼周有一圈浓密的毛，这使得它们显得更为共同。除了跳岩企鹅主要汇集在南极外部的福克兰群岛以外，大局部企鹅都在南极洲繁衍。其中皇帝企鹅是独一一种在南极洲的冬天停止繁衍的企鹅，而阿德利企鹅则在比其他企鹅更靠南的中央繁衍。
南极左近海域生活有多种水生哺乳动物，例如，在18至19世纪间，南极毛皮海狮因其皮毛而遭受了来自美国和英国海豹猎杀者的大范围猎杀；威德尔海豹以到威德尔海远征的队伍的指挥官詹姆斯·威德尔爵士的名字命名；食蟹海豹生活于南极左近海域，以常见于嘴边的黄色污渍得名。
在国际极地年期间，大约500名研讨人员参与了一项海洋生物普查，其结果于2010年发布。这项研讨是全球海洋生物普查（Census of Marine Life，缩写CoML）的一局部，其中的很多发现都值得关注。研讨结果标明超越235种海洋生物在两极地域都有散布，这曾经逾越了12,000千米（南极至北极的间隔）。局部鸟类和大型动物如鲸类每年都会在两极之间往复。出其不意的是，一些小型生物如海参和自在游动的蜗牛在南北两极也都有散布。据揣测，缘由可能是深海区域两极与赤道的温差不大，根本小于5℃，而且洋流系统像一个海洋传送带那样把生物的卵和幼虫保送到各个中央。[47]
植物
南极洲的气候使得植被无法大量构成。环境冰冷、土壤质量差、缺乏水分和阳光缺乏的限制条件抑止了植物的生长。这招致植物多样性十分低，而且散布极为有限。南极洲有七百多种藻类，绝大多数是浮游植物。到了夏季，在海岸边多种颜色的极地雪藻和硅藻品种愈加丰厚[48]。大陆上的植物相大局部是由苔藓植物组成的。南极洲有大约100种苔藓植物和25种地钱。但是，南极大陆只发现3种被子植物，它们分别是南极发草 、南极漆姑草和非本地生的早熟禾[49]。植物的生长被限制在夏天的几个星期[48][50]。
其他生物
真菌]
南极乔治王岛的西瓜雪
南极洲已发现大约1,150种真菌，其中大约750种是非地衣型的真菌，400种是地衣型的真菌[50][51]。由于它们是在极端条件下进化，所以有些种类是穴生的，并且在麦克默多枯燥谷和四周的山脊构成了的形态特别的岩石。真菌简单的形态，和简直不能区分分明的构造，使得它们的新陈代谢系统和酶在很低的气温下依然坚持活性，再加上缩短了的生命周期，使得它们特别合适在像麦克默多枯燥谷那样苛刻的环境中生存。它们的厚细胞壁和激烈的黑色素使得它们具有对紫外线的抵御力。藻类和蓝绿藻植物也具有以上的特征，这表示他们可以顺应南极洲的环境。有人以此揣测，假如生命曾经在火星上呈现，那么它的结构可能相似于南极真菌（例如Cryptomyces minteri（一种丝菌））[52]。此外有些真菌是南极洲独有的，例如某些粪栖物种。在物种的开展过程中，它们必需经过进化来应对双重应战：在粪便中生长时顺应极度冰冷的环境、进入温血动物的肠道以保证生存[53]。
细菌
在泰勒冰川，红色的液体构成了血瀑布，而液体呈红色是由于富含铁氧化物。
人们曾经发如今极冰冷又黑暗的冰下800米深处有细菌生存[54]。
生态维护
1992年，在俄罗斯别林斯高晋站倾倒废物，其中包含老旧车辆。自1998年环境维护议定书生效后，在南极倾倒废物等毁坏环境的行为已被制止。
1998年，与环境维护有关的《南极条约》（又称《环保协议》或《马德里议定书》）生效，这是维护和管理南极洲生物多样性的主要手法。环境维护委员会就南极环境维护问题提出了《南极条约》协商会议。该委员会的主要关注点之一是关留意外引入的外来物种对南极洲原有生态所形成的风险。[55]
美国在1978年经过的《南极洲维护法》对在南极洲的活动带来了一些限制。向南极洲引入外来植物或动物将会遭到刑事处分，好像捕捉任何南极洲的本地物种一样。由于有人过度捕捉在南极生态系统中发挥很大作用的磷虾，政府官员制定了相关的渔业法规。由南极海洋生物资源养护委员会（the Conservation of Antarctic Marine Living Resources，CCAMLR）所制定并于1980年生效的条约，请求一切南冰洋渔民思索本身行动对整个南极生态系统的潜在影响[1]。但即便落实了这些新法案，缺乏监管和不合法规的捕渔行为依然是一个严重问题，特别是对小鳞犬牙南极鱼（在美国作为智利鲈鱼出卖）的捕捉行为。齿鱼的非法捕鱼量不断在增加，在2000年估量捕鱼量已达32,000吨（35,300美吨）[56][57]。
2016年10月，南极海洋生物资源养护委员会成员国同意在南极设立面积达155万平方千米的海洋维护区，其中112万平方千米将制止捕鱼，有望成为截至当时全世界最大的海洋维护区[58]。
地质
南极大陆的岩床地形是理解冰盖动态运动的关键。
南极洲冰盖底层岩床下的地形和水深
上图展示出了南极洲冰盖下的地貌形态。在左侧的图例中，蓝色的局部代表位于海平面以下的大陆，其它颜色则表示高于海平面的局部。相邻颜色间的高度差是760米。图片上的高度未修正南极冰盖消融可能带来的海平面上升和地壳平衡回弹所产生的影响。
在移除冰盖、修正地壳平衡回弹和海平面上升影响之后的南极洲地形图。因而，该图表示了三千五百万年前地球足够暖和以致于不会产生大范围冰盖时分南极洲的样子。
地质学历史和古生物学
一亿七千多万年前，南极洲是冈瓦那超大陆的一局部。随着时间的推移，冈瓦那超大陆随着板块运动逐步崩溃。如今所称的南极洲构成于2500万年前。南极洲并不总是冰冷枯燥，千里冰封。在一段时期内，南极洲的位置比如今偏北许多，因而也曾具有热带和温带气候，而且也是很多古生物的栖息地。[59]
古生代（5.4亿年–2.5亿年前）
寒武纪时期的冈瓦那超大陆气候温和。当时西部南极洲有一局部处于北半球，大量的砂岩、石灰岩和页岩也在此时期堆积。东部南极洲则位于赤道——孕育了无脊椎动物和三叶虫的海床的所在区域。从4.16亿年前的泥盆纪开端，冈瓦那超大陆漂移到了更往南的中央，气候也逐步变冷，不过化石证明当时陆地上仍有植物生长。在此期间，大量的沙和淤泥堆积在现今的埃尔斯沃思山脉、霍利克山脉和彭萨科拉山脉。冈瓦那超大陆的冰期始于3.6亿年前的泥盆纪末期，那时超大陆的中心已抵达到南极点，气候更为冰冷，但此时大陆上仍有植物群。二叠纪时期，陆地上的植物以种子植物为主，如舌羊齿属植物（一种长在沼泽里的种子蕨）。随着时间推移，这些湿地变成了横贯南极山脉下的煤层。二叠纪末期，冈瓦那超大陆的大局部地域由于气候的持续转暖而变得燥热。[60]
中生代（2.5亿年–6600万年前）
气候的持续转暖招致极地冰盖消融，冈瓦那超大陆的大局部区域成为沙漠。这时东部南极洲呈现了许多种子蕨，并有大量砂岩和页岩堆积。三叠纪早期，相似哺乳类的合弓纲动物在南极洲很常见，这当中也包括了水龙兽。南极半岛在侏罗纪（2.06–1.46亿年前）时开端构成，四周岛屿也开端浮出海面。银杏、松柏、本勒苏铁、木贼、真蕨和苏铁在此时期都相当茂盛。针叶林占领西部南极洲的时期长达整个白垩纪（1.46–0.66亿年前）。此外南青冈科植物在白垩纪末期也越来越繁盛，菊石在南极洲四周海域也很常见。南极洲上面也有恐龙，但目前只发现三个属（冰脊龙属、冰河龙属[61]和南极甲龙属）[62]。此外，冈瓦那超大陆是从这个时期开端团结的。
但是，局部迹象标明，白垩纪时期的南极洲照旧存在海洋性冰川运动。[63]
冈瓦那大陆崩溃（1.6亿年–2300万年前）
由于大陆扩张，本来在赤道与极地间运转的沿经线方向的洋流，开端转变为沿纬线方向活动。这一变化使得洋流功用从本来的有利于赤道与极地间的热量交流，开端转变为坚持以至加大二者之间的温差。随同着这一变化，南极大陆开端逐步变冷。
在侏罗纪期间（距今约1.6亿年），非洲大陆从南极大陆中别离；随后在白垩纪期间（距今约1.25亿年），印度次大陆也脱离南极大陆。直到距今约6600万年的白垩纪末期，南极洲（当时髦与澳大利亚相连）仍具有亚热带的气候类型和植被特性，有袋类动物群也散布于其上[64]。进入重生代后，在距今约4000万年前的始新世，澳大利亚-新几内亚与南极洲相别离。这一变化招致沿纬线方向运转的洋流将澳大利亚与南极大陆分隔开来，南极洲的气温进一步遭到影响，冰层开端呈现。同时，在距今约3400万年前的始新世-渐新世灭绝事情中，温室气体二氧化碳的含量也降至760 ppm[65]，低于较早地质年代中超越1000 ppm的水准。
距今约2300万年前，南极洲与南美洲之间的德雷克海峡终于完整别离，这招致了南极绕极流的构成。这股激烈的沿纬线方向运转的海流最终将南极洲与低纬度暖和的海水完整分隔开来。模型显现，同期大气中二氧化碳含量的进一步降落也对南极大陆的气温产生了明显影响[66]。由此，南极大陆的冰层掩盖面积开端扩展，原有的森林慢慢为冰盖所取代。
新近纪（2,300万年前–5万年前）
自约1500万年前，南极大陆大局部地域曾经被冰掩盖。[67]
梅尔沙漠生物相
天狼星地层组中的梅尔沙漠植物群留有南青冈科植物的化石，标明多明尼昂山脉迟至300至400万年前（上新世中晚期）仍有间歇性的暖化期，使得南青冈科植物依然能留存在山脉上[68]。更新世之后，冰河期再度袭卷整个南极大陆，并招致一切主要的植物灭绝[69]。
现状
南极洲外表掩盖了厚厚的冰层，但长期以来关于南极洲的地质学研讨简直是空白。但是，目前这一状况曾经有了较大的改观，经过透地雷达、卫星影像等遥感技术，南极洲冰下的构造被人们逐渐提醒出来。[70]
从地质学角度来讲，西部南极洲很像是南美洲的安第斯山脉[60]。南极半岛由古生代晚期和中生代早期的抬升和海床堆积物蜕变作用构成。这种堆积物隆起随同着火成侵入和火山活动。在西部南极洲地域，最常见的岩石是侏罗纪时期构成的安山岩和流纹岩这两种火山岩。在玛丽·伯德地和亚历山大一世岛一带同样发现了火山喷发的证据，这样的喷发以至不断持续到南极冰盖构成以后。埃尔斯沃思山脉则是西部南极洲地质构造独一反常的地域，这里的地层状况与东部南极洲更为接近。
东部南极洲的地质构造愈加多样化。对前寒武纪地质停止测定，发现一些岩石构成于30多亿年前，这些岩石主要是蜕变岩和火成岩，它们构成了这块区域地盾的基底。[71]在这层基底之上是各种岩石，比方砂岩、灰岩、以及构成于泥盆纪和侏罗纪时期的构成横贯南极山脉的页岩等，而且有煤层存在。在临海地域，如沙克尔顿山脉和维多利亚地也呈现了一些断层。
矿产资源
南极大陆已探明的矿产资源主要是煤[67]。最早的记载是弗兰克·怀尔德在尼姆罗德探险期间在比尔德摩尔冰川左近发现煤的存在。如今人们曾经晓得低级煤在横贯南极山脉中有着十分广的散布。南极洲主要的矿产资源大多散布在近海地域。铁矿是南极大陆所发现的储量最大的矿产，主要位于东南极洲查尔斯王子山脉。其铁矿蕴藏量，初步预算可供全世界开发应用200年[72]。除铁和煤之外，还有南极半岛的铜、钼以及少量的金、银、铬、镍和钴；南极横贯山脉地域的铜、铅、锌、银、锡和金；东南极洲的铜、银、锡、锰、钛和铀等有色金属等已发现的矿床、矿点100多处。[73]南极洲的石油贮存量约500亿～1000亿桶，自然气储量约为30000亿～50000亿立方米，主要散布在罗斯海、威德尔海和别林斯高晋海以及南极大陆架[74][75][76]。
关于这些矿产资源，南极条约环境维护议定书制止开采（科学研讨除外），有效期从1998年起计50年，但目前尚无有效期后的开发协议。[77]
人口
参见：南极科考站
一些国度在南极洲设置了常驻研讨站。在冬季，位于南极洲大陆及左近岛屿从事科学研讨或其他相关工作的人员约有1,000人，到了夏季人数则是5,000左右，因而南极洲的人口密度在冬季和夏季分别是每百万平方千米70人和350人。许多研讨站全年有人驻守，在南极过冬的人员通常都是执行持续一整年的任务。2004年，俄罗斯的别林斯高晋站设立了一座俄罗斯正教会的三一教堂，每年会有一两位司祭轮番驻守[78][79]。
最早在南极洲左近（南极幅合带以南）半永世寓居的人是从1786年起在南乔治亚和南桑威奇群岛驻留一年以上的英国和美国的海豹猎人[71]。在捕鲸时期，夏季岛上人数超越一千（有时以至超越两千），冬季则是200左右，直到1966年才完毕。在捕鲸猎人中挪威人占大多数，而英国人也逐步增加。他们的寓居地包括古利德维肯、利斯港、爱德华国王角、斯特罗姆内斯、胡斯维克、奥拉夫王子港、海洋港及戈德苏尔湾。捕鲸站的主管及资深人员经常和家人同住，其中包括葛利特维根基地的开创人卡尔·安东·拉森船长。他是著名的挪威捕鲸人及采险家，在1910年与家人一同取得英国公民身份。
第一个在南极幅合带出生的人是挪威女婴佐尔法伊格·雅各布森·贡布约尔格。她于1913年10月8日在葛利特维根出生，并由南乔治亚和南桑威奇群岛的官员为她注销出生。她的父亲是捕鲸站的副主管弗里达特约夫·雅各布森，母亲是克拉拉·奥莱特·雅各布森。雅各布森在1904年来到该岛，并在1914年至1921年期间担任葛利特维根的主管，他有两个孩子在该岛出生[80]。
埃米利奥·马科·斯帕尔马则是第一位出生在南纬60度线（南极条约体系中订定的南极洲边境）以南的人[81]，也是第一个出生在南极大陆的人。1978年，他在位于南极半岛顶点的埃斯佩兰萨站出生[82][83]。他的父母和另外七个家庭由阿根廷抵达南极，其目的是肯定南极能否合适寓居。1984年，胡安·巴勃罗·卡马乔（Juan Pablo Camacho）在爱德华多·弗雷·蒙塔尔瓦总统基地出生，成为第一位在南极洲出生的智利人。如今，南极洲已有几个基地具有带小孩的家庭，这些小孩在研讨站内设立的学校上学[84]。截至2009年，已有11个小孩在南极洲出生（南纬60度线以南），其中八人出生在阿根廷的埃斯佩兰萨基地[85]，另外三人出生在智利的弗雷蒙塔尔瓦基地[86]。
科考站
阿蒙森-斯科特南极站，满月及长达25秒的曝光时间使得相机可以充沛曝光。照片中最左边的调查站、中间的发电站以及右下方的机械车库明晰可见，而背景中的绿色光是极光。
每年有来自28个国度的科学家在南极停止一系列实验，这些实验无法在其他环境停止。夏季有超越4000名科学家在科学调查站中展开研讨，到了冬天，人数减少至略多于1000名[1]。麦克默多站是南极洲最大的调查站，可以同时包容超越1000名科学家、访客及游客[142]。
研讨者包括生物学家、地质学家、海洋学家、物理学家、天文学家、冰川学家以及气候学家：地质学家主要研讨板块结构论、来自外太空的陨石以及与冈瓦那大陆崩溃有关的地质研讨材料；冰川学家则集中于研讨浮冰、时节性积雪、冰川和冰盖的历史及其动力学；生物学家除了研讨野生动物外，也研讨恶劣温度环境与人类的呈现对各种野生生物的顺应及生存战略的影响；医生研讨极端温度下病毒的传播与人体的反响；在阿蒙森-史考特南极站的天体物理学家则研讨天球以及宇宙微波背景辐射。由于高海拔地域大气层稀薄、极低的气温使得大气中水蒸气含量较低，而且没有光污染，南极具有比地球上任何中央都明晰的太空视野。因而，在南极洲的天文学观测结果比其他地域更好；此外，在阿蒙森-史考特南极站下方2千米有世界上最大的中微子望远镜，应用南极冰作为屏蔽层和观测介质来观测中微子[143]。
自20世纪70年代开端，在南极洲上方大气层的臭氧层的研讨成为一个重点研讨方向。1985年，三名大英帝国科学家剖析了在布伦特冰架上的哈雷研讨站搜集到的数据，发现南极洲上方的臭氧层存在一个“空泛”。人们最终证明臭氧层空泛是由人类产生的氯氟烃形成的。1989年，针对氯氟烃的蒙特利尔议定书生效，人们估量臭氧层大约需求到2050至到2070年才干回归到1980年的程度。而在当今毁坏下，可能要等到22世纪。
美国国度航空航天局2006年9月的卫星数据显现，南极上方的臭氧层空泛面积已到达275万平方千米，是有纪录以来的最大值[145]。目前研讨者尚未完整理解臭氧层变稀对南极洲气候的影响。
2007年极地天文空间中心成立。借助地球空间信息科学技术和遥感技术，空间中心向美国联邦政府赞助的研讨小组提供了地图绘制效劳。如今，该中心能够每45天绘制一遍完好的50厘米精度南极地图。
2007年9月6日，以比利时为主导的国际极地基金会推出伊丽莎白公主站方案。伊丽莎白公主站是第一个完成了零排放的极地科学站。它的主要研讨方向是气候变化。作为2008年国际极地年活动的一局部，这个耗资1,750万美圆、由预制组件组装的科学站于当年年底从比利时运往南极，用来研讨和监测极地地域的环境状态。比利时极地探险家阿兰·休伯特（Alain Hubert）表示“这个科学站是首个零排放的极地科学站，它将成为一个模范，展现了人们应该如何在南极洲运用能源”。设计团队队长约翰·伯特（Johan Berte）将担任科学站中气候学、冰川学和微生物学研讨方案的项目总管。
2008年1月，由休·科尔和大卫·沃恩率领的英国南极调查局（BAS）科学家团队在《自然——地球科学》（Nature Geoscience）杂志发表研讨成果：雷达图像航测结果标明，2200年前一座在南极冰盖下的火山迸发。这次迸发将是近一万年以来最大范围的火山迸发。在靠近派恩岛冰川的哈德森山脉下的冰面上可以找到火山灰的堆积物。
2014年的一项研讨标明东南极冰盖在更新世期间至少变薄了500米。这个研讨同时指出自末次冰盛期至今，即可能从距今约14,000年开端，东南极冰盖变薄了不到50米。
南极洲已知是最多陨石的中央，尤于东部南极洲。来自南极的陨石是研讨太阳系早期组成的一个重要范畴，多数是来自小行星带之中若干小行星之间的碰撞构成陨石飞溅进来，并携带一些物质在太阳系中游览，最终坠落到地球之上，但也有些可能是在行星上生成的。第一颗在南极洲发现的陨石是于1912年发现的阿黛利地陨石。1969年，一个日本探险队发现了9颗陨石，大多数都是在过去数百万年落在冰层上的。冰层的运动将这些陨石集中到有阻挠的地点，例如山脚下。它们在降雪下面埋藏了几个世纪之后，被风的腐蚀带到了地表。与在地球上较暖和地域搜集到的陨石相比，南极陨石相对保管完好。[150]
大量的陨石使得科学家们可以更好天文解太阳系中陨石类型的丰度，以及陨石、小行星和彗星之间的关联性。人们曾经发现一些新类型和稀有的陨石。它们可能来自月球和火星遭到撞击而飞离的碎片。这些标本（特别是ANSMET发现的ALH84001）是争辩火星上能否有微生物的中心证据。由于陨石在太空中会吸收与记载宇宙辐射，所以能够经由实验室的研讨肯定陨石击中地球的时间。除了坠落的时间，陨石还能够提供更多研讨南极冰层环境的有用资讯。[150]
2006年，来自美国俄亥俄州立大学的一组研讨人员运用NASA的GRACE卫星发现480千米宽的威尔克斯地陨石坑。这个陨石坑可能是在两亿五千万年前构成的。
2013年1月，在比利时南极陨石搜索任务（SAMBA）中，人们发现一颗重达18千克的陨石，该陨石位于南森冰原上。
2015年1月，科学家在博杜安国王冰架的表层雪发现了一个1.2千米的圆截面构造，初步揣测其为陨石坑。另外，一张25年前的卫星图像恰恰记载过这个位置。
冰体与全球海平面
南极洲冰川运动的模仿动画
由于临近南极点，南极洲所承受到的太阳辐射相对较少。这意味着在这片极端冰冷的大陆上，水主要以冰的方式存在。南极洲绝大局部地域的降水较少，以降雪为主。降雪会逐步积聚构成掩盖土地的宏大冰盖[154]，而局部的冰盖会构成向大陆边缘流去的冰流。南极洲海岸左近的海面上还漂浮着大量冰架。它们是由外流入海的冰川构成的[155]。在每年的大多数时间内，海岸左近的温度都足以低到令海水结冰。对南极冰盖的研讨有助于人们了解其对全球海平面及气温可能存在的影响[154]。
南极地域的海冰会在每年冬天增加，所增加的海冰大多会在夏季消融。这些冰是由海水凝结而成的，同时会在生成的水域中漂浮，因此并不会招致海平面上升。南极洲左近的海冰掩盖面积近几十年来没有发作太大的变化，但相关研讨人员尚没有控制其厚度的变化状况。[156][157]
冰架融解并不会对海平面产生太大的影响，这一点能够从浮力原理以及水与冰的密度关系能够随便推得，但是假如思索构成冰架的冰来自南极内陆这一点的话，从整体而言冰架融解还是会招致全球海平面上升，虽然局部的融解水可能会随着降雪重回陆地。近几十年来，南极洲海岸左近，特别是南极半岛四周发作了几次猛烈的冰架崩塌。相关研讨人员还担忧冰架的扰动会招致内陆冰体加速外流。[158]
南极洲内陆的冰体涵藏着全世界约70%的淡水资源[16]。这个冰盖中的冰会随降雪增加，而随外流至海减少。整体而言，其体量每年会净增加约82 Gt，从而令全球海平面每年均匀降落0.23 mm左右。
占领南极大陆绝大局部的东部南极洲的基土普遍高于海平面。这块冰冷地域的降雪会渐渐累积构成冰，局部还会构成外流至海的冰川。相关人员以为东南极冰盖的体积增减总体处于均衡，有时冰盖体积还会略为增加[160][161][162]。但是该地域的某些区域还是呈现了冰加速外流的迹象。
全球暖化对南极洲的影响
南极局部地域的气温正在升高，特别是在南极半岛左近。一份发表于2009年的研讨报告显现，南极大陆在1957年至2006年间每十年均匀升温0.05℃以上，西部南极洲在50年间每十年升温0.1℃以上。这个现象在冬春两季尤为明显，而变暖现象会被东部南极洲的秋季降温现象局部抵消[164]。同时还有研讨显现南极洲变暖现象是人类二氧化碳的排放形成的，不过这个说法目前仍存在争议。虽然西部南极洲外表升温幅度很大，却没有形成该地域冰层的大面积融解，也没有直接影响西南极冰盖对海平面升高的作用。相反，近年来冰川加速外流被以为是由大陆架左近深海流入的暖和海水形成。南极半岛关于海平面的净影响更有可能是幅度更大的大气变暖所招致的]。
2002年，位于南极半岛的拉森冰架崩塌[170]。2008年2月28日至3月8日间，位于南极半岛西南侧的威尔金斯冰架中约570平方千米的冰体也发作了崩塌。剩余的15,000平方千米冰体被一条宽约6千米的冰带支撑着[，也处在崩塌的边缘。2009年4月5日，这块冰体彻底崩塌。据美国国度航空航天局的报告，2005年，南极大陆外表冰层发作30年内面积最大的融解，一块面积与美国加利福尼亚州差不多的冰层在短暂的融解之后又再度冰封。这可能是当地高达5℃的气温形成的[175]。一份发表于2013年的研讨报告显现，西部南极洲的中部可能是地球上面温度上升最快的区域之一。研讨人员展现了伯德站1958年至2010年的年均匀温度记载，阐明这一地域的年均匀气温在这段时间线性升高了2.4±1.2℃。
臭氧层空泛
南极洲上空由于氯氟烃的汇集而构成的臭氧层空泛的面积在2006年9月到达有记载以来的最大值。
主条目：臭氧层空泛
每年的8月至10月，南极洲上空会呈现臭氧层空泛。在这一区域内，大气中臭氧含量相当低。这个空泛简直掩盖了整个南极大陆。1985年，英国的一支南极研讨团队在其于《自然》杂志发表的一篇文章中描绘了臭氧层空泛。这一报告惹起了世界关于这一问题的注重。自从被察看到以来，臭氧层空泛的面积不断居高不下。2006年9月，其面积到达了有记载以来的最大值。而据已有的记载，存在时间最长的空泛会不断存在到来年的1月初。臭氧层空泛是由释放入大气中的氯氟烃形成的，这种物质会催化臭氧转化为氧气。
一些科学研讨结果显现臭氧层空泛是南极洲乃至南半球其他区域气候变化的主导要素之一。臭氧能够吸收大量辐射入平流层的紫外线，并转化为热。南极洲上空的臭氧层空泛会形成这一地域的平流层的温度降落6 °C左右。这一效应会使大陆四周的西风构成的极地涡旋加强，南极点左近的冷空气不能外流，进一步招致南极洲东部的冰层的温度降低，而使南极洲四周区域，特别是南极半岛的冰层温度升高，促使该地的冰层加速凝结[179]。相关模型剖析还标明，臭氧层空泛以及加强的极地涡旋也是近来南极大陆海岸左近浮冰增加的缘由之一。