中國極地科考36年：到世界盡頭 探無人之境
2021-04-18 23:33吳嬌穎
科學大觀園 2021年7期
吳嬌穎
2020年11月10日，由自然資源部組織的中國第37次南極考察隊搭乘“雪龍2”號船從上海出發(fā)，執(zhí)行南極考察任務(wù)。本次考察計劃航程3萬余海里，預(yù)計2021年5月上旬返回上海。
據(jù)悉，第37次南極考察將圍繞應(yīng)對全球氣候變化等問題，開展水文氣象、生態(tài)環(huán)境等科學調(diào)查工作，并執(zhí)行南大洋微塑料、海漂垃圾等新型污染物業(yè)務(wù)化監(jiān)測任務(wù)。同時，還將開展南極中山站、長城站越冬人員輪換及物資補給工作。
極地考察走過30多年，中國的基礎(chǔ)平臺和能力建設(shè)進一步加強，在南極和北極建立了5個科學考察站，擁有了2艘極地破冰船和較完善的后勤支撐體系，形成了一支系統(tǒng)的國家極地科學考察隊。中國極地考察將更緊密圍繞國家需求，科學認識極地、和平利用極地，為國際極地和全球氣候治理提供中國方案。
“我感覺自己似乎有花不完的精力，急著要去擁抱這片廣袤的無人之境?！?4歲的中國極地研究中心副主任孫波，仍清楚地記得1997年第一次踏上南極大陸時，冰雪踩在腳下嚓嚓作響的聲音。
那是中國南極考察隊第14次踏上南極洲。孫波回想起來，那時是把眼睛給了南極，之后的八赴南極，才真正走上了極地科考的道路，一干就是22年。
從1984年首次南極考察至今，一代又一代中國科考工作者勇闖極地，從第一次將五星紅旗插上南極洲，到在南極內(nèi)陸冰蓋最高點建起考察站;從沒有一艘專業(yè)極地科考船，到海陸空立體化協(xié)同作業(yè);從帶回第一塊南極隕石樣品，到領(lǐng)跑南大洋系統(tǒng)研究。
如今，中國南極考察隊第37次出發(fā)。目的地，依然是那片遙遠而神秘的極地大陸。
這里是南極，沒有意外才算得上意外
一座位于中國南極中山站外海區(qū)的大冰山，在海中“翻了一個個”，卻攪得6000米開外的中山站岸邊不得安寧。
那是1997年2月2日。一天連續(xù)卸貨的南極考察隊員們，難得坐在岸邊閉眼養(yǎng)神，突然一聲巨響，海上的大涌浪排山倒海地向岸邊撲來，沖擊著岸邊的小冰山和浮冰上下蹦跳。大家立刻跳起來，拔河式地拼命拉著纜繩，搶救?？吭诎哆叺摹爸猩酵А焙汀伴L城艇”。
“一個巨浪拍過來，把所有人都掀翻了，頑強的隊友們又馬上爬起來。在大家的努力下，小艇才避免了被撞碎?！?/p>
這是中國第13次南極考察隊隊長兼首席科學家陳立奇曾親歷的一場南極“冰山翻身”的致命危機。
南極的危機四伏，是時時刻刻的。年輕的第31次南極考察隊員李航，將他在南極經(jīng)歷的500天生活記錄了下來，他在書里寫道：“這里是南極，沒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區(qū)正式進入極夜，太陽將有兩個月不再升起。這是李航第一次在南極越冬。
“此時的南極大陸幾乎被整個從地球上隔絕，任何工作疏忽造成的影響，到了這時都會被成倍放大。通信、發(fā)電或者食物保存等任何一個環(huán)節(jié)出了紕漏，對越冬隊員來說都將是一場嚴峻的生存考驗?！崩詈秸f。
極地破冰船“雪龍2”號。圖片|中國極地研究中心
煩心事很快就來了。
一次例行站區(qū)巡視中，李航和隊友發(fā)現(xiàn)一個裝有食品的冷藏集裝箱出現(xiàn)電路故障，導致里面存放的白菜、蘿卜、土豆等蔬菜大面積腐爛。經(jīng)過一番“搶救”，原來好幾筐白菜最后被勻成了一筐，他們將比原計劃提前過上沒有穩(wěn)定的新鮮蔬菜供應(yīng)的日子。
李航很是感慨：“很難想象，南極因為其特殊的地理位置，原始的食物危機在這兒依然肆虐?！?/p>
留守的越冬隊員每一次戶外作業(yè)，都是在與近在咫尺的危險博運氣。狂風卷雪堆積成的雪壩可能會讓人陷進齊腰深的積雪;隱藏在雪下的冰裂隙隨時可能將人卷入深不見底的海水;走遠一些，則極有可能在荒無人煙的冰原中迷失方向。
由于長期在與世隔絕的極端環(huán)境中工作和生活，再加上極夜漫長的黑暗，越冬隊員還面臨著多重心理考驗。
“在極地荒原，要戰(zhàn)勝已經(jīng)適應(yīng)現(xiàn)代文明的內(nèi)心，克服有限的資源與個人需求之間的矛盾?！睂O波說，更重要的是，考察隊員還要面對放飛的內(nèi)心與有限的現(xiàn)場之間的博弈。
“南極大陸是一片連亙1200多萬平方公里的巨大冰原，每個人都會從內(nèi)心深處想擁抱這片廣闊的空間。但惡劣的自然環(huán)境決定了有限的活動空間，科考隊員必須在限定區(qū)域工作，讓人產(chǎn)生心理上的失落。”
也因此，每一年，科考隊員都要經(jīng)過嚴格的選拔和培訓，才能踏上前往南極的征途。
從喬治王島到冰蓋之巔
每年前往南極考察的科考隊員中，有不少經(jīng)驗豐富的“老南極”，夏立民就是其中之一。
作為第36次南極考察領(lǐng)隊，2019年10月，國家海洋局極地考察辦公室副主任夏立民將第八次奔赴南極。
“又要去南極了。”想起20余年極地考察生涯中在南極度過的日日夜夜，夏立民最難以忘懷的，是在南極內(nèi)陸冰蓋最高點建設(shè)昆侖站。
2008年10月，夏立民任副隊長的中國第25次南極考察隊帶著一項艱巨任務(wù)前往南極。他們要在南極冰蓋之巔，建設(shè)我國第一個南極內(nèi)陸考察站——昆侖站。
昆侖站所在的冰穹A地區(qū)位于冰層達4000多米厚的南極內(nèi)陸冰蓋最高點，年均溫度為-58.4℃，冬季溫度在-80℃以下。由于其惡劣的氣候環(huán)境，一直被國際南極考察界稱為“人類不可接近之極”。
建站從一開始就遭遇了意外。“建站物資要先由‘雪龍?zhí)栠\輸?shù)街猩秸?，再通過雪地車運到內(nèi)陸建站點。沒想到一輛雪地車意外沉海，路途中雪地車又接連故障，導致卸貨一度停滯?！毕牧⒚窕貞?，由于運力不足，考察隊員只能駕駛雪地車拉著堆放物資的雪橇來回“倒騰”。
從中山站到昆侖站所在的冰穹A地區(qū)有1300公里，12輛雪地車拉著600多噸物資，綿延兩公里，在危機重重的冰原上前行。夏立民記得自己當時駕駛一輛總重達92噸的卡特拖車編組，“駕車要求精神高度集中，那時我的精力到了極限，開車開到休克?！?/p>
經(jīng)過1300公里的艱難跋涉，終于將建站與科考物資裝備運輸?shù)侥蠘O冰蓋最高點?？朔藝篮?、缺氧和體力極限，20多天后，中國第25次南極考察隊在人跡罕至的南極冰蓋最高點建成了昆侖站?，F(xiàn)在，南極內(nèi)陸考察隊每年都要在昆侖站進行夏季考察?！白鳛槲覈谌疾煺?，昆侖站在通信、能源、新材料使用等方面都達到領(lǐng)先地位，甚至已經(jīng)具備了類太空考察站的雛形?！睂O波說。
除了冰蓋之巔的昆侖站，作為常年站的中山站和長城站也逐漸更新?lián)Q代?，F(xiàn)代化的落地式建筑取代了集裝箱拼接成的集群式，先進的供暖系統(tǒng)使中山站精確地保持著24℃的溫度。
更值得期待的，是已確定將在羅斯海地區(qū)建立的中國第四代南極考察站。
孫波說，新一代考察站將率先使用風能、太陽能、氫能等新一代潔凈能源?！白畲蟮奶攸c是智能化，更少的人留守現(xiàn)場，更多的科學觀測依靠自動化實現(xiàn)。設(shè)想一下，未來我們坐在實驗室里，就能了解南極考察站的運行情況，通過遙控操作南極的調(diào)查觀測活動?！?/p>
這距離中國南極科考的前輩們在喬治王島上建立中國第一個考察站——長城站，已過去35年。
首闖南極的日子
時光倒回到1984年的夏天。彼時，中國剛成為《南極條約》的締約國不久，開始籌備首次南極考察，并計劃在南極建立考察站。
如何去到南極，是南極考察要解決的第一個問題。在當時的國情下，要為南極考察建造或者購買一艘專業(yè)的極地科考船，幾乎不可能。但首次南極考察“箭在弦上”，考察隊做了一個冒險的決定，改裝遠洋科學考察船“向陽紅10”號和“J121”船前往南極。
南極的危機四伏，是時時刻刻的。年輕的第31次南極考察隊員李航，將他在南極經(jīng)歷的500天生活記錄了下來，他在書里寫道：“這里是南極，沒有意外才算得上意外?！?/blockquote>
當時，從中國赴南極沒有現(xiàn)成的航線可循。經(jīng)過反復研究，考察隊確定了一條抵達南極的最近航線。對首次遠征南極的中國考察隊和“向陽紅10”號和“J121”船來說，這無疑是一次探險。
其中最危險的一段航程，也是從中國去到南極的必經(jīng)之路，是有著“咆哮的40°”之稱的南半球西風帶。
“船只在驚濤駭浪中劇烈地顛簸搖晃，船體傾斜，船壁扭曲聲、怒吼的波濤沖撞船體發(fā)出的‘哐當、哐當巨響，使人心驚膽戰(zhàn)?！笔状文蠘O考察隊長郭琨在日記中回憶，在狂風巨浪的西風帶航行了6天，“向陽紅10”號和“J121”船終于穿越了航程中最艱險的航段。
經(jīng)過37天的艱難航行后，首支中國南極考察隊終于抵達南極洲，來不及欣賞神奇的極地風光，便立刻開始勘查長城站站址、卸運建站物資、搶建碼頭。
郭琨在日記里詳細地記錄了這場26天的苦戰(zhàn)。在南極建站，常常遭受“老天爺”的考驗，三天兩頭都是風雪雨霧的“四重奏”。
一天凌晨，一場暴風雨襲擊了建設(shè)中的長城站。一棟主體房屋屋頂?shù)姆浪F皮被大風掀起。若不及時搶救，鐵皮就要被暴風卷走。搶救的話，隊員要爬上5米高的屋頂，十分危險。最后，8名隊員戴上防風眼鏡，拴上安全繩，一人搶修一人保護，花一個多小時把刮翻的防水鐵皮釘牢在屋檐上，保住了新建的房子。
經(jīng)過26天與時間的賽跑，長城站在1985年2月14日建成。建站隊員在這26天里，“沒上過山，沒下過灘，沒出過灣，沒上過天。”
“如今看來，30多年前在南極建立的第一代考察站雖然簡陋，但實現(xiàn)了到達南極、在南極生存下去的目標，支撐起了中國南極考察的第一步?！睂O波說。
正在南極海域破冰作業(yè)的“雪龍”號。圖片|中國極地研究中心
兩極是全球變化的放大器
極地科考船、極地考察站、極地內(nèi)陸車隊以及近年開始服役的極地固定翼飛機，構(gòu)成了中國極地科考的四大支撐保障體系。
36年間，中國南極考察的裝備不斷完善，已經(jīng)從“抵達南極”走向“研究南極”。從未間斷的極地科考，到底在“考”什么？
在陳立奇看來，由于極地的原始性、敏感性、脆弱性和放大性，兩極是全球變化的一個放大器。
孫波記得，以前去南極，科學家們都是針對自己感興趣的問題開展工作，隨著對極地的理解越來越深入，中國極地科考開始布局多學科“組團”作業(yè)。“過去有的學科只研究冰川，現(xiàn)在要研究大氣如何作用于冰川、冰川怎么反饋大氣、冰川與海洋又如何相互影響，通過觀察這樣多圈層相互作用的過程，來研究南極?！?/p>
這樣的變化，也讓中國極地科考從跟跑國際，到與其他國家并跑，再到某些領(lǐng)域內(nèi)領(lǐng)跑全球。
一個很典型的例子是南大洋考察?！澳洗笱笪樟舜罅慷趸己腿蜃兣a(chǎn)生的大量熱量，是地球系統(tǒng)及其變化的關(guān)鍵。世界各國對南大洋的考察都是在不同區(qū)域進行相關(guān)研究，中國率先倡導以南大洋系統(tǒng)視野來進行研究。”孫波解釋，力圖呈現(xiàn)一個完整的南大洋物理動力框架，才能回答南大洋的變化對全球產(chǎn)生的影響。
而在南極大陸，全球科學家最為關(guān)注的問題之一，是南極冰蓋變化?！澳蠘O大陸99%的面積被冰雪覆蓋，南極的冰雪如果全部融化，將使全球海平面上升60多米。另外，南極冰雪融化成淡水注入海洋，將對全球大洋環(huán)流產(chǎn)生重大影響，使得全球溫度變化重新分布?！?/p>
中國南極科考的一大研究，就是南極冰蓋底部的動力過程如何影響冰蓋的不穩(wěn)定性?！拔覀円恢庇幸环N假說，真正影響冰蓋不穩(wěn)定的，是冰下基巖有一種‘微波爐效應(yīng)，持續(xù)釋放出的熱量‘加熱了冰蓋底部，讓冰蓋底部產(chǎn)生融化滑動。這有可能讓冰蓋的穩(wěn)定性理論產(chǎn)生顛覆，而這種變化也可能在幾十年內(nèi)發(fā)生突變?！?/p>
“總之，那個可能導致全球產(chǎn)生巨大變化的關(guān)鍵開關(guān)，就藏在南極冰蓋底部，等待科學家去發(fā)現(xiàn)。”孫波說。
想了想，他又笑著補充了一句：“很復雜，但也很有意思，不是嗎？”
雙龍?zhí)綐O
第36次南極考察和400余名科考隊員一同奔赴南極的，是最新誕生的破冰船“雪龍2”號和剛剛完成大修的“雪龍”號。這是我國近30年來最大規(guī)模的一次南極考察。
2019年7月，“雪龍2”號在上海交付使用，正式加入中國極地考察序列。作為中國第一艘自主建造的極地科考破冰船，“雪龍2”號讓大家等待了太久。
為了保證航行安全，1986年，由抗冰運輸船改裝成的“極地”號接替“向陽紅10”號承擔起了運載南極考察隊的任務(wù)。與“向陽紅10”號相比，“極地”號更為結(jié)實，但每當駛?cè)敫”芗哪蠘O海域，“極地”號也顯得捉襟見肘。
直到1993年，我國從烏克蘭購置了一艘北極多用途運輸船并按照科考需求進行了多次改造，這就是后來中國極地科考的“功勛戰(zhàn)士”——“雪龍”號。
“雪龍2”號誕生前，作為我國唯一一艘極地科考破冰船，“雪龍”號已經(jīng)服役了25年，先后執(zhí)行了22次南極考察任務(wù)和9次北極考察任務(wù)。
隨著服役年限的增加，“雪龍”號逐漸顯露疲態(tài)。2014年參與救援被困俄羅斯科考船“紹卡利斯基院士”號時，“雪龍”號因周邊海域冰情突變，被密集的海冰圍困。此前在執(zhí)行第25次南極科考任務(wù)時，“雪龍”號也曾在冰區(qū)被困20余天。
36年間，中國南極考察的裝備不斷完善，已經(jīng)從“抵達南極”走向“研究南極”。從未間斷的極地科考，到底在“考”什么？
從船頭看“雪龍2”號。圖片|中國極地研究中心
由于有限的破冰能力，“雪龍”號只有在夏季兩極冰川大面積融化時，才能到達考察位置，但即使是夏季，也無法深入北冰洋中心區(qū)。而南極的中山站、長城站，以及未來將建立的更多考察站，都迫切需要一艘全新的極地科考破冰船。
歷經(jīng)整整10年的設(shè)計建造，“雪龍2”號千呼萬喚始出來。
它是全球第一艘采用船艏、船艉雙向破冰的科考船，能以2～3節(jié)的航速在冰厚1.5米+雪厚0.2米的條件下連續(xù)破冰航行，并可突破極區(qū)20米當年冰冰脊。破冰能力的增強、甲板設(shè)備抗低溫性能以及保溫設(shè)計，把原來僅限夏季的考察延展至春季和秋季。
隨著“雪龍2”號的誕生，中國極地科考將開啟一個“雙龍?zhí)綐O”的新時代。2019年10月，“雪龍2”號首次并肩“雪龍”號，開啟南極首航，共同執(zhí)行我國第36次南極考察任務(wù)。2020年4月23日，“雪龍”號、“雪龍2”號船返回上海國內(nèi)基地碼頭，標志著我國第36次南極考察首次“雙龍?zhí)綐O”圓滿完成。此次南極考察隊共有394人組成，歷時198天，兩船行程共7萬余海里，完成南極陸地科學考察與工程技術(shù)維護以及相關(guān)海域調(diào)查等62項既定任務(wù)，取得了豐碩成果。
◎ 來源|新京報 （有刪減）
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