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極海とは、北極海（地球の海洋の約4～5% ）と南極海南部（南極収束帯の南、地球の海洋の約10%）を総称する言葉です。最も寒い年には、海氷が地球の表面積の約13%を覆うことがありますが、南北両半球でその面積は異なります。極海には、多くの生物が生息する巨大な生物群系が存在します。
極地のさまざまな海域や周辺の陸地に生息する種には、ホッキョクグマ、トナカイ（カリブー）、ジャコウウシ、クズリ、オコジョ、レミング、ホッキョクウサギ、ホッキョクジリス、クジラ、タテゴトアザラシ、セイウチなどがいる。[ 1 ]これらの種は、極限の環境に独自の適応能力を持っている。変化する環境に適応できなければ、多くの種が絶滅の危機に瀕する可能性がある。一般的な認識とは異なり、世界自然保護基金によるホッキョクグマの調査では、この種は1950年以降繁栄しており、1950年の5倍の数に達していることが示されている。一般的に、北極の生態系は比較的脆弱で、深刻な被害からの回復が遅い。
北極圏の土地の大部分は、地球のツンドラ生物群系の一部です。北極ツンドラの南には、気温がやや低いタイガ生物群系の広大な針葉樹林が広がっています。北極ツンドラの北には、ホッキョクグマと北極海の独特な海洋生物が生息しています。[ 2 ]
北極海には比較的豊富な植物が生息しています。河川からの栄養分と嵐による混合や湧昇によって混合層の栄養分が供給され、北極の植物プランクトンの発達に不可欠な栄養分となります。夏の間は、ほぼ絶え間ない日射によって植物プランクトンの大量発生が促進されます。北極海は大陸に囲まれており、南の大きな海洋盆地とは狭く比較的浅い海峡がいくつか繋がっています。シベリアの河川からは大量の淡水と 豊富な栄養分（ゲルブストフ）が北極海盆に流れ込みます。地球上で最も広い大陸棚は北極海にあり、シベリアとアラスカから1000キロメートル以上も外側に広がっています。そのため、海盆の大部分は非常に浅くなっています。一方、北極海には地球上で最も深く、最もゆっくりと拡大する中央海嶺があり、2003年までは火山活動は活発ではないと考えられていました。しかし、それ以降、十数個の活火山が発見されており、研究が困難な北極海に関する情報が限られていることを示している。浅い大陸棚に流れ込む多数のシベリアの河川は海水を淡水化している。これらの河川は近年流量が増加しており、これは気候変動による世界的な降雨量の増加が原因である可能性がある。流量の増加は河川の栄養塩濃度を高める可能性がある。しかし、2010年に経験したような深刻なシベリアの干ばつは流量を減少させる可能性がある。十分な海洋温暖化が発生した場合、北極大陸棚の堆積物中に存在するメタンハイドレートから強力な温室効果ガスであるメタンガスが放出される可能性に関心が寄せられている。冬には海面の最大80%が氷で覆われ、夏には約60%に減少する。氷の被覆は着実に急速に減少している。氷の大部分は多年氷であり、極北では厚さが2mを超えることがある。夏には、海面と大気の境界面で氷が溶けやすくなります。表面には融解池が形成され、アルベド（反射率）が増加します。
南極大陸の大部分は厚い氷に覆われており、氷に覆われた地域に定住している種はごくわずかです。南極地域には多くの種類のペンギンが生息しています。南極大陸のほぼすべての動物は、大陸を取り囲む南極海で餌を見つけており、南極海には豊富な海洋生物が生息しています。[ 2 ]
極限的でありながらも一定の生息環境のため、わずかな撹乱や損傷でも極地の生態系は変化する可能性があります。極地の海は人間の世界から遠く離れていますが、「原始的な」環境ではありません。南極地域と比較すると、北極は人間との長い歴史があります。極地の食物網構造は、特に工業漁業の発展と成長に伴い、人間の「トップダウン」制御に敏感になる可能性があります。気候変動は、極地の生命に影響を与える自然現象です。南極の気候は北半球の気候変動の先行指標であり、約1000年先行するという観測証拠があります。南極の氷、その分布、氷量の変化、および南極大陸の気候のその他の指標の研究は、開発の初期段階にあり、理解も初期段階にあります。氷の下の地形を調査する技術は、まだ探査されている段階です。何マイルもの氷の下に埋もれたボストーク湖は、今日まで貫通されていません。何百万年も大気との接触が途絶えていたという証拠があり、そのため、膨大な情報が眠っている可能性がある。
南極海と南極海は、地球上で最も標高が高く、最も乾燥し、最も寒く、最も風の強い大陸である南極大陸を取り囲んでいます。平均気温が低いため、南極海には河川からの流入はありません。また、陸地からの溶存有機物（DOM）や粒子状有機炭素（POC）の流入もほとんどありません。比較的薄い海氷に加えて、南極地域には厚く広大な棚氷（浮遊氷河）が存在します。海氷の90%以上は一年氷（年間氷）で、厚さは2m未満です。南極大陸が最初に確認されたのは1820年に遡ります。[ 3 ]
極地の海は地球規模の気候において重要な役割を果たしている。
モデルは、気候変動に対する緯度効果を予測しています。これらは、極地および亜極地で最初に明らかになると予想されます。北極海の夏の氷の被覆の減少は、そのような兆候の 1 つであると考えられていましたが、その傾向の反転により、現在反転している 30 年間の傾向の起源が未解決のままになっています。1979 年にタイム誌の表紙には、北極海盆を超えて北極の氷が覆い拡大している画像が掲載されましたが、意見にはほとんど価値がないようです。実際のデータは、氷の被覆の傾向が増加傾向にあることを示しています。この増加が続くかどうかは、時間が経ってみないとわかりません。先進国はクロロフルオロカーボンの生産と使用を中止し、大気中の量とそれに伴うオゾン層の破壊は一般的に減少しています。オゾンホール極地の棚氷の分離は継続的なプロセスであり、西南極での増加は東南極での減少によってバランスが取られています。綿密な調査の結果、西南極の氷の体積は誤って推定されていたことが明らかになり、観測期間中に気候変動に起因する有意な変化は見られなかった。
これらの地域では日射量の極端な変動があり、数ヶ月間完全に暗い（冬）か明るい（夏）かのいずれかになります。極地の氷が存在するため、太陽光の表面反射率が非常に高くなります。さらに、太陽の角度は比較的低いため、氷に覆われた極地の水域では、水中に浸透して植物が利用できる光が少なくなります。水温は低いですが、季節による変化はそれほど大きくありません。低温と利用可能な日射量の少なさが相まって、一次生産が制限されます。主要栄養素（N、P、Si）は、一次生産を制限する要因ではないことが多いです。夏には、塩分濃度の低下（海氷の融解水）、混合の減少、成層化の促進、水温の上昇、そして利用可能な光の増加により、植物プランクトンのブルームが発生します。
氷は環境構造を形成する上で非常に重要な役割を果たします。水柱の物理的、化学的、生物学的性質、大気と海洋の物質交換を調節するだけでなく、重要な生息地でもあります。
燃料や資源に対する需要の高まりにより、極海の探査と開発が増加すると予想されている。中国とインドの経済の台頭は、原材料と燃料に対する前例のない需要により、この現象の主な推進力の1つと考えられている。[ 5 ]
現在、極海における石油・ガス埋蔵量を正確に定義する数値はまだありません。しかし、初期の探査により、その潜在力が明らかになっています。例えば、カナダの探査では、ボーフォート、北極圏高緯度地域（北極諸島）、ラブラドール、ニューファンドランドなど、北極圏のいくつかの場所でガスと石油が発見されました。[ 6 ]北極諸島だけでも推定43億バレルの石油埋蔵量があり、アラスカ大陸棚内の地域では、180億ドル相当の回収可能な埋蔵量が見込まれています。[ 7 ]
現在、極地に関する協力や条約の締約国は46か国に上る。これらの国々のうちいくつかは、単独で、あるいはパートナーと共同で、北極海と南極海で調査や探査を行っている。[ 8 ]これらの活動は国際的な環境プロトコルによって規制されている。しかし、将来石油不足に直面する中国のような国は、そのような活動に対する国際的な禁止にもかかわらず、石油採掘を目的としてこの地域を積極的に探査している。[ 9 ]