李忠東
南極碩大無比的亙古冰蓋,如同一座蘊藏著無數(shù)寶貴的大氣和氣候歷史信息的圖書館。這里是研究地球空間的最佳之地,也是地球上研究宇宙的最好地方……
南極既是凈土,也是沃土。有關(guān)南極大陸未來的開發(fā)利用,早已成為世界各國關(guān)注的焦點。這塊近乎無主的地方,吸引著各國政府不惜耗費巨資支持南極探險和考察活動。他們的目的顯而易見——躋身南極,著眼未來。
中國,自然不能落后!
海陸空立體化考察
1984年11月19日,“向陽紅10號”科考船載著第一支中國南極考察隊隊員從上海出發(fā)。次年,中國便在南極建立了第一座科考站——長城站。不過,各國的腳步其實早就先于中國踏入南極,我國只是第18個在南極洲建立科學(xué)考察站的國家??上驳氖?,自此以后,中國的南極科考隊伍始終保持著一年一次的科考頻率。
2016年11月2日上午,我國第33次南極科學(xué)考察隊的256名科研人員,乘坐“雪龍?zhí)枴睒O地考察船從上海出發(fā)遠征南極,實施“一船四站”的環(huán)南極航行計劃——“雪龍?zhí)枴薄⑺淖瓶颊竞凸潭ㄒ盹w機協(xié)同作業(yè),對南極開展觀測、調(diào)查和勘察活動。在完成所有預(yù)定考察任務(wù)后,科考隊伍預(yù)計將于2017年4月11日返回上海,歷時161天,總航程約3.1萬海里。
這次考察總體分為9大類72項考察任務(wù),重點任務(wù)包括圍繞“雪龍?zhí)綐O”重大工程項目展開相關(guān)的極地現(xiàn)場工作,繼續(xù)實施國家極地專項任務(wù),統(tǒng)籌其他極地科學(xué)考察項目,履行國際公約,執(zhí)行長城站、中山站、昆侖站的環(huán)境整治任務(wù)。
“雪龍?zhí)枴睒O地考察船破浪前進
我國首架極地專用固定翼飛機“雪鷹601”將在第32次南極考察首航基礎(chǔ)上,投入業(yè)務(wù)化運行試驗,執(zhí)行相關(guān)國際合作和后勤保障運輸任務(wù)。作為此次南極考察的一項重要任務(wù),“雪鷹601”還將在世界上首次實施該類飛機降落南極冰蓋最高區(qū)域冰穹A的計劃,這在國際南極航空歷史上將具有里程碑式的意義。
我國還將針對深冰芯進行進一步研究,在既往深度650米的基礎(chǔ)上繼續(xù)鉆探,爭取恢復(fù)5萬年以上的時間環(huán)境歷史序列,借此對全球氣候變化開展深入研究??疾礻爢T還會在伊麗莎白公主地進行強化觀測,以期發(fā)現(xiàn)南極冰下湖和冰下裂谷,并在南大洋多個關(guān)鍵海域進行多學(xué)科觀測,從而獲得對該大洋變化的新認知。在昆侖站進行的天文學(xué)觀測活動也將同時進行,該站建在南極內(nèi)陸冰蓋的最高點冰穹A地區(qū),年平均溫度接近-60℃,含氧量僅為內(nèi)陸的60%左右,是我國第三個南極科考站。
此次南極考察既是一次勇敢者的遠征,也開啟了我國南極海陸空立體化協(xié)同考察的新紀元。
漫漫長征路
1985年2月,中國第一個南極科考站——長城站在南極喬治王島落成。如今,我國已成功組織了33次南極科學(xué)考察活動,先后建立了南極長城站、中山站、昆侖站、泰山站四個考察站。
昆侖站建在南極內(nèi)陸冰蓋最高點冰穹A地區(qū)
格羅夫山全球定位系統(tǒng)(GPS)
南大洋風(fēng)光美麗多姿
近年來,我國南極科考隊員在南極格羅夫山地區(qū)開展的工作取得了多項突破性成果,包括首次在該地區(qū)獲得連續(xù)兩年的天然地震觀測數(shù)據(jù),首次在格羅夫山梅森峰找到高壓麻粒巖樣品,并探知深度達1500米的山前冰下盆地地形。
自2013年起,我國科考團隊還開始在南極內(nèi)陸開展巖基寬頻帶天然地震觀測,并為此在南極中山站及格羅夫山周邊地區(qū)架設(shè)了10個天然地震觀測臺,組成了一個二維觀測陣列。經(jīng)過連續(xù)兩年的記錄,科考隊在2015年成功將格羅夫山地區(qū)的天然地震數(shù)據(jù)回收,為我們獲得南極大陸的深部地殼和地幔的精細結(jié)構(gòu)成像及揭示其核幔對流機制,提供了地球物理學(xué)證據(jù)。
南極科考意義重大
我國人口眾多,是一個人均資源匱乏的國家。想要解決我國資源短缺的問題,在科學(xué)探索和發(fā)展新的替代能源、建設(shè)資源節(jié)約型社會的同時,還應(yīng)對海洋和極地資源的狀況,尤其是針對它們的開發(fā)與利用前景給予充分的重視和前瞻性的了解與考慮,盡量從南極獲得我們所需要的資源就是一個非常重要及正確的選擇。
著眼全球,近年來,氣候變暖、干旱缺水、臭氧層損耗和資源緊缺一直困擾著人類,因此積極開展南極科學(xué)考察活動,對于解決全人類的問題都具有相當(dāng)重要的意義。
南極洲是人類最后到達且至今尚未征服的大陸,由于有半年時間近乎零度角的太陽照射和半年時間的極夜,再加上巨大冰蓋對陽光的反射作用,這塊“第七大陸”成為了地球上最寒冷的地方。
南極是形成如今地球氣候的一個重要組成部分,有“地球空調(diào)器”之稱,驅(qū)動著全球大氣和大洋的循環(huán),并通過大氣環(huán)流、大洋環(huán)流和碳循環(huán)維持著地球的生態(tài)平衡,影響著整個地球的生態(tài)氣候。南極環(huán)境是全球氣候變化的靈敏指示物,對于至少“鎖”住了全世界70%淡水的南極地區(qū),如果我們不能厘清它的氣候的可變性和氣候的變化過程,就無法準確預(yù)測全球的氣候及變化過程。
自工業(yè)化以來,溫室效應(yīng)已經(jīng)給地球帶了巨大的消極影響,而這種負面影響在南極地區(qū)顯得尤為刺眼。從20世紀50年代至今,南極洲的夏季平均氣溫已經(jīng)上升了約2.5℃,而同一時期的全球平均增溫只有0.5℃,兩者相差整整5倍。同時,87%的南極冰川出現(xiàn)了萎縮,平均每個冰川向后萎縮了大約600米。倘若西南極洲冰原完全融化成水,全球海平面將至少升高5米。而冰山脫離和冰架破碎會使超量淡水流入海洋,從而改變海水咸度,影響整個海洋表面水的密度。這些變化不僅會對全球海洋循環(huán)造成破壞,還會造成全球大氣環(huán)流系統(tǒng)紊亂,進而改變整個生態(tài)平衡。南極冰川的消融正在向我們發(fā)出強烈的警告:全球氣候持續(xù)變暖的趨勢再得不到制止,人類將面臨滅頂之災(zāi)。
同時,南極上空臭氧層的損耗也在對人類敲響警鐘。1984年,科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)南極上空出現(xiàn)了臭氧洞(指臭氧層變薄的部分)。由于臭氧層中臭氧的持續(xù)減少,照射到地面的太陽光紫外線持續(xù)增強,其中波長為240~329納米的紫外線對生物細胞具有很強的殺傷作用,會給地球生物圈中的生態(tài)系統(tǒng)和各種生物,包括人類,產(chǎn)生極其不利的影響。盡管近年來人們已經(jīng)意識到“臭氧殺手”——氟氯烴的危害性,對其使用進行了嚴格控制,南極洲上空的臭氧空洞也正在逐漸減小,但是截至2014年10月,其大小仍與北美洲面積相當(dāng)。
南極,看似離我們非常遙遠,但是我們在地球另一端的一舉一動,都會給這塊大陸留下印跡,其影響也在這里被極力放大。因此,不管是南極的環(huán)境還是針對南極進行的科考活動都與我們普通人息息相關(guān),“雪龍?zhí)綐O”探尋的不僅是南極洲的秘密,也是人類的未來。
南極洲面積1400萬平方千米,95%以上的區(qū)域常年被冰雪覆蓋,冰蓋平均厚度達2450米,冰雪總量約為2700萬立方千米,占全球冰雪總量的90%以上,儲存了全世界可用淡水的72%,可供全人類使用7500年。而且南極冰蓋形成于1000萬年前,沒有受到過任何人為污染,水質(zhì)極好。據(jù)估算,每年從南極大陸崩裂入海的冰山和冰塊總量達1.4萬億噸,體積約為1200立方千米。即使能把這些冰山的10%拖運到干旱地區(qū),也足以澆灌10萬平方千米的農(nóng)田,或是滿足5億人口的用水需求。