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中国极地科考35年:到世界尽头 探无人之境
来源:新京报 发布时间:2019-09-25 [打印本页] [关闭窗口]

“35年前首闯南极的日子还历历在目,一个月后,中国南极考察队将第36次前往那片极地大陆。”

“我感觉自己似乎有花不完的精力,急着要去拥抱这片广袤的无人之境。”

54岁的中国极地研究中心副主任孙波,仍清楚地记得22年前第一次踏上南极大陆时,冰雪踩在脚下嚓嚓作响的声音。

那是中国南极考察队第14次踏上南极洲。孙波回想起来,那时是把眼睛给了南极,之后的八赴南极,才真正走上了极地科考的道路,一干就是22年。

从1984年首次南极考察至今,一代又一代中国科考工作者勇闯极地,从第一次将五星红旗插上南极洲,到在南极内陆冰盖最高点建起考察站;从没有一艘专业极地科考船,到海陆空立体化协同作业;从带回第一块南极陨石样品,到领跑南大洋系统研究。

35年前,首闯南极的日子还历历在目,一个月后,中国南极考察队又将第36次出发。目的地,依然是那片遥远而神秘的极地大陆。

浩浩荡荡的内陆队在出发基地整装待发。中国极地研究中心 李航 摄

“这里是南极,没有意外才算得上意外”

一座位于中国南极中山站外海区的大冰山,在海中“翻了一个个”,却搅得6000米开外的中山站岸边不得安宁。

那是1997年2月2日。一天连续卸货的南极考察队员们,难得坐在岸边闭眼养神,突然一声巨响,海上的大涌浪排山倒海地向岸边扑来,冲击着岸边的小冰山和浮冰上下蹦跳。大家立刻跳起来,拔河式地拼命拉着缆绳,抢救停靠在岸边的“中山艇”和“长城艇”。

“一个巨浪拍过来,把所有人都掀翻了,顽强的队友们又马上爬起来。在大家的努力下,小艇才避免了被撞碎。”

这是中国第13次南极考察队队长兼首席科学家陈立奇曾亲历的一场南极“冰山翻身”的致命危机。

南极的危机四伏,是时时刻刻的。年轻的第31次南极考察队员李航,将他在南极经历的500天生活记录了下来,他在书里写道:“这里是南极,没有意外才算得上意外。”

2015年5月24日,中山站所在的拉斯曼丘陵地区正式进入极夜,太阳将有两个月不再升起。这是李航第一次在南极越冬。

“此时的南极大陆几乎被整个从地球上隔绝,任何工作疏忽造成的影响,到了这时都会被成倍放大。通信、发电或者食物保存等任何一个环节出了纰漏,对越冬队员来说都将是一场严峻的生存考验。”李航说。

烦心事很快就来了。

一次例行站区巡视中,李航和队友发现一个装有食品的冷藏集装箱出现电路故障,导致里面存放的白菜、萝卜、土豆等蔬菜大面积腐烂。经过一番“抢救”,原来好几筐白菜最后被匀成了一筐,他们将比原计划提前过上没有稳定的新鲜蔬菜供应的日子。

李航很是感慨,“很难想象,南极因为其特殊的地理位置,原始的食物危机在这儿依然肆虐。”

留守的越冬队员每一次户外作业,都是在与近在咫尺的危险博运气。狂风卷雪堆积成的雪坝可能会让人陷进齐腰深的积雪;隐藏在雪下的冰裂隙随时可能将人卷入深不见底的海水;走远一些,则极有可能在荒无人烟的冰原中迷失方向。

由于长期在与世隔绝的极端环境中工作和生活,再加上极夜漫长的黑暗,越冬队员还面临着多重心理考验。

“在极地荒原,要战胜已经适应现代文明的内心,克服有限的资源与个人需求之间的矛盾。”孙波说,更重要的是,考察队员还要面对放飞的内心与有限的现场之间的博弈。

“南极大陆是一片连亘1200多万平方公里的巨大冰原,每个人都会从内心深处想拥抱这片广阔的空间。但恶劣的自然环境决定了有限的活动空间,科考队员必须在限定区域工作,让人产生心理上的失落。”

也因此,每一年,科考队员都要经过严格的选拔和培训,才能踏上前往南极的征途。

考察队员站在考察队的集装箱上仰望星空。中国极地研究中心 李航 摄

从乔治王岛到冰盖之巅

每年前往南极考察的科考队员中,有不少经验丰富的“老南极”,夏立民就是其中之一。

作为第36次南极考察领队,今年10月,国家海洋局极地考察办公室副主任夏立民将第八次奔赴南极。

“又要去南极了。”想起20余年极地考察生涯中在南极度过的日日夜夜,夏立民最难以忘怀的,是在南极内陆冰盖最高点建设昆仑站。

2008年10月,夏立民任副队长的中国第25次南极考察队带着一项艰巨任务前往南极。他们要在南极冰盖之巅,建设我国第一个南极内陆考察站——昆仑站。

昆仑站所在的冰穹A地区位于冰层达4000多米厚的南极内陆冰盖最高点,年均温度为-58.4°,冬季温度在-80°以下。由于其恶劣的气候环境,一直被国际南极考察界称为“人类不可接近之极”。

建站从一开始就遭遇了意外。“建站物资要先由‘雪龙’号运输到中山站,再通过雪地车运到内陆建站点。没想到一辆雪地车意外沉海,路途中雪地车又接连故障,导致卸货一度停滞。”夏立民回忆,由于运力不足,考察队员只能驾驶雪地车拉着堆放物资的雪橇来回“倒腾”。

从中山站到昆仑站所在的冰穹A地区有1300公里,12辆雪地车拉着600多吨物资,绵延两公里,在危机重重的冰原上前行。夏立民记得自己当时驾驶一辆总重达92吨的卡特拖车编组,“驾车要求精神高度集中,那时我的精力到了极限,开车开到休克。”

经过1300公里的艰难跋涉,终于将建站与科考物资装备运输到南极冰盖最高点。克服了严寒、缺氧和体力极限,二十多天后,中国第25次南极考察队在人迹罕至的南极冰盖最高点建成了昆仑站。

现在,南极内陆考察队每年都要在昆仑站进行夏季考察。“作为我国第三代考察站,昆仑站在通信、能源、新材料使用等方面都达到领先地位,甚至已经具备了类太空考察站的雏形。”孙波说。

除了冰盖之巅的昆仑站,作为常年站的中山站和长城站也逐渐更新换代。现代化的落地式建筑取代了集装箱拼接成的集群式,先进的供暖系统使中山站精确地保持着24℃的温度。

更值得期待的,是已确定将在罗斯海地区建立的中国第四代南极考察站。

孙波说,新一代考察站将率先使用风能、太阳能、氢能等新一代洁净能源。“最大的特点是智能化,更少的人留守现场,更多的科学观测依靠自动化实现。设想一下,未来我们坐在实验室里,就能了解南极考察站的运行情况,通过遥控操作南极的调查观测活动。”

这距离中国南极科考的前辈们在乔治王岛上建立中国第一个考察站——长城站,已过去35年。

正在南极海域破冰作业的“雪龙”号。中国极地研究中心 李航 摄

首闯南极的日子

时光倒回到1984年的夏天。彼时,中国刚成为《南极条约》的缔约国不久,开始筹备首次南极考察,并计划在南极建立考察站。

如何去到南极,是南极考察要解决的第一个问题。在当时的国情下,要为南极考察建造或者购买一艘专业的极地科考船,几乎不可能。但首次南极考察“箭在弦上”,考察队做了一个冒险的决定,改装远洋科学考察船“向阳红10”号和“J121”船前往南极。

当时,从中国赴南极没有现成的航线可循。经过反复研究,考察队确定了一条抵达南极的最近航线。对首次远征南极的中国考察队和“向阳红10”号和“J121”船来说,这无疑是一次探险。

其中最危险的一段航程,也是从中国去到南极的必经之路,是有着“咆哮的40°”之称的南半球西风带。

“船只在惊涛骇浪中剧烈地颠簸摇晃,船体倾斜,船壁扭曲声、怒吼的波涛冲撞船体发出的‘哐当、哐当’巨响,使人心惊胆战。”首次南极考察队长郭琨在日记中回忆,在狂风巨浪的西风带航行了6天,“向阳红10”号和“J121”船终于穿越了航程中最艰险的航段。

经过37天的艰难航行后,首支中国南极考察队终于抵达南极洲,来不及欣赏神奇的极地风光,便立刻开始勘查长城站站址、卸运建站物资、抢建码头。

郭琨在日记里详细地记录了这场26天的苦战。

在南极建站,常常遭受“老天爷”的考验,三天两头都是风雪雨雾的“四重奏”。

一天凌晨,一场暴风雨袭击了建设中的长城站。一栋主体房屋屋顶的防水铁皮被大风掀起。若不及时抢救,铁皮就要被暴风卷走。抢救的话,队员要爬上5米高的屋顶,十分危险。最后,8名队员戴上防风眼镜,拴上安全绳,一人抢修一人保护,花1个多小时把刮翻的防水铁皮钉牢在屋檐上,保住了新建的房子。

经过26天与时间的赛跑,长城站在1985年2月14日建成。建站队员在这26天里,“没上过山,没下过滩,没出过湾,没上过天。”

“如今看来,30多年前在南极建立的第一代考察站虽然简陋,但实现了到达南极、在南极生存下去的目标,支撑起了中国南极考察的第一步。”孙波说。

考察队员行走在南极冰山上。中国极地研究中心 李航 摄

“两极是全球变化的放大器”

极地科考船、极地考察站、极地内陆车队以及近年开始服役的极地固定翼飞机,构成了中国极地科考的四大支撑保障体系。

35年间,中国南极考察的装备不断完善,已经从“抵达南极”走向“研究南极”。从未间断的极地科考,到底在“考”什么?

在陈立奇看来,由于极地的原始性、敏感性、脆弱性和放大性,两极是全球变化的一个放大器。

孙波记得,以前去南极,科学家们都是针对自己感兴趣的问题开展工作,随着对极地的理解越来越深入,中国极地科考开始布局多学科“组团”作业。“过去有的学科只研究冰川,现在要研究大气如何作用于冰川、冰川怎么反馈大气、冰川与海洋又如何相互影响,通过观察这样多圈层相互作用的过程,来研究南极。”

这样的变化,也让中国极地科考从跟跑国际,到与其他国家并跑,再到某些领域内领跑全球。

一个很典型的例子是南大洋考察。“南大洋吸收了大量二氧化碳和全球变暖产生的大量热量,是地球系统及其变化的关键。世界各国对南大洋的考察都是在不同区域进行相关研究,中国率先倡导以南大洋系统视野来进行研究。”孙波解释,力图呈现一个完整的南大洋物理动力框架,才能回答南大洋的变化对全球产生的影响。

而在南极大陆,全球科学家最为关注的问题之一,是南极冰盖变化。“南极大陆99%的面积被冰雪覆盖,南极的冰雪如果全部融化,将使全球海平面上升60多米高。另外,南极冰雪融化成淡水注入海洋,将对全球大洋环流产生重大影响,使得全球温度变化重新分布。”

中国南极科考的一大研究,就是南极冰盖底部的动力过程如何影响冰盖的不稳定性。“我们一直有一种假说,真正影响冰盖不稳定的,是冰下基岩有一种‘微波炉效应’,持续释放出的热量‘加热’了冰盖底部,让冰盖底部产生融化滑动。这有可能让冰盖的稳定性理论产生颠覆,而这种变化也可能在几十年内发生突变。”

“总之,那个可能导致全球产生巨大变化的关键开关,就藏在南极冰盖底部,等待科学家去发现。”孙波说。

想了想,他又笑着补充了一句,“很复杂,但也很有意思,不是吗?”

中山站一个普通的早晨,考察队员们一天的工作即将开始。中国极地研究中心 李航 摄

双龙探极

这一次,即将和400余名科考队员一同奔赴南极的,是最新诞生的破冰船“雪龙2”号和刚刚完成大修的“雪龙”号。这是我国近30年来最大规模的一次南极考察。

今年7月,“雪龙2”号在上海交付使用,正式加入中国极地考察序列。作为中国第一艘自主建造的极地科考破冰船,“雪龙2”号让大家等待了太久。

为了保证航行安全,1986年,由抗冰运输船改装成的“极地”号接替“向阳红10”号承担起了运载南极考察队的任务。与“向阳红10”号相比,“极地”号更为结实,但每当驶入浮冰密集的南极海域,“极地”号也显得捉襟见肘。

直到1993年,我国从乌克兰购置了一艘北极多用途运输船并按照科考需求进行了多次改造,这就是后来中国极地科考的“功勋战士”——“雪龙”号。

“雪龙2”号诞生前,作为我国唯一一艘极地科考破冰船,“雪龙”号已经服役了25年,先后执行了22次南极考察任务和9次北极考察任务。

随着服役年限的增加,“雪龙”号逐渐显露疲态。2014年参与救援被困俄罗斯科考船“绍卡利斯基院士”号时,“雪龙”号因周边海域冰情突变,被密集的海冰围困。此前在执行第25次南极科考任务时,“雪龙”号也曾在冰区被困二十余天。

由于有限的破冰能力,“雪龙”号只有在夏季两极冰川大面积融化时,才能到达考察位置,但即使是夏季,也无法深入北冰洋中心区。而南极的中山站、长城站,以及未来将建立的更多考察站,都迫切需要一艘全新的极地科考破冰船。

历经整整十年的设计建造,“雪龙2”号千呼万唤始出来。

它是全球第一艘采用船艏、船艉双向破冰的科考船,能以2-3节的航速在冰厚1.5米+雪厚0.2米的条件下连续破冰航行,并可突破极区20米当年冰冰脊。破冰能力的增强、甲板设备抗低温性能以及保温设计,把原来仅限夏季的考察延展至春季和秋季。

随着“雪龙2”号的诞生,中国极地科考将开启一个“双龙探极”的新时代。今年10月,“雪龙2”号将首次并肩“雪龙”号,开启南极首航,共同执行我国第36次南极考察任务。

等待它的,将是来自极地的一场大考。

一只阿德雷企鹅从考察队员身边路过。中国极地研究中心 李航 摄

【同题问答】

新京报:你认为新中国成立70周年最大的变化和进步是什么?

国家海洋局极地考察办公室副主任夏立民:由于环境的极端性,极地的科考密度和深度与人类正常居住的地域不可同日而语。中国极地科考事业起步晚,但发展快。

35年前,我们还是极地考察的“小学生”,现在,我们已经成为了第二梯队的主力。从一无所知到开始建站,再到建成多个极地考察站;从没有一艘专业科考船,到战功累累的“雪龙”号,再到如今达到世界上最先进水平的“雪龙2”号;科学考察从对个别海域的观测,到持续长期地在大范围海域开展独立调查,调查的深度、广度不断增加。35年来,我们正从极地考察的大国向强国迈进。

【亲历者说】

极地考察为全球气候治理提供中国方案

我从事极地考察工作30年来,4次到南极,5次赴北极。到达南北极的第一感觉,是几乎所有东西都可以冠上“极”字,如极端环境、极端条件、极大冰盖、极难到达、极端脆弱、极端敏感、极不确定性等等。我曾经乘直升机飞行在南极上空,俯视下面一望无垠的巨大冰盖,仿佛是一只小小蜻蜓在飞行,第一次感觉到自己的渺小。

但我也深切地感受到,人类活动在改变着自然。

南极洲的面积为1400多万平方千米,相当于中国大陆面积的1.45倍,没有土著居民,离人类居住的大陆至少有1000千米开外。然而这样一片与世隔绝的洁净大陆,自上世纪80年代以来,在30千米上空却出现一个2000多万平方千米面积的臭氧空洞,太阳紫外线直接穿越空洞进入南极洲,威胁着南极洲的生态环境。

产生臭氧空洞的元凶是人造氟利昂气体,但氟利昂气体90%在北半球排放,怎么会跑到南半球破坏南极环境?这是由于南极的极端环境和放大作用造成的。

同样的放大作用也发生在北极地区。工业化以来人类活动排入大气的大量二氧化碳,引发全球变暖,而在北极地区温度被放大至全球平均的2-4倍,造成海冰快速融化,预计再过20年,到本世纪40年代,整个北冰洋的夏季的海冰有可能全部融化。

地球演化已进入人类世时代,人类活动对气候及生态系统将造成全球性影响。而南北极地区由于其原始性、敏感性、脆弱性和放大性,是科学研究的天然实验室,也是与全球环境变化、经济可持续发展、人类的生存和命运休戚相关的,是地球留给人类的最后一块生态安全屏障。

经过30多年的南北极考察,中国的基础平台和能力建设进一步加强,在南极和北极建立了5个科学考察站,拥有了2艘极地破冰船和较完善的后勤支撑体系,形成了一支系统的国家极地科学考察队。我们的极地考察目标需要更加紧密围绕国家需求展开,科学认识极地、和平利用极地,为国际极地和全球气候治理提供中国方案。

——国家海洋局极地考察办公室原主任、首次北极科学考察队队长兼首席科学家陈立奇