中國(guó)極地科考36年：到世界盡頭 探無(wú)人之境
2021-04-18 23:33:40吳嬌穎
科學(xué)大觀(guān)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(guó)第37次南極考察隊(duì)搭乘“雪龍2”號(hào)船從上海出發(fā)，執(zhí)行南極考察任務(wù)。本次考察計(jì)劃航程3萬(wàn)余海里，預(yù)計(jì)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(duì)全球氣候變化等問(wèn)題，開(kāi)展水文氣象、生態(tài)環(huán)境等科學(xué)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(cè)任務(wù)。同時(shí)，還將開(kāi)展南極中山站、長(zhǎng)城站越冬人員輪換及物資補(bǔ)給工作。
極地考察走過(guò)30多年，中國(guó)的基礎(chǔ)平臺(tái)和能力建設(shè)進(jìn)一步加強(qiáng)，在南極和北極建立了5個(gè)科學(xué)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(guó)家極地科學(xué)考察隊(duì)。中國(guó)極地考察將更緊密?chē)@國(guó)家需求，科學(xué)認(rèn)識(shí)極地、和平利用極地，為國(guó)際極地和全球氣候治理提供中國(guó)方案。
“我感覺(jué)自己似乎有花不完的精力，急著要去擁抱這片廣袤的無(wú)人之境?！?4歲的中國(guó)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(shí)，冰雪踩在腳下嚓嚓作響的聲音。
那是中國(guó)南極考察隊(duì)第14次踏上南極洲。孫波回想起來(lái)，那時(shí)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(guó)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(diǎn)建起考察站;從沒(méi)有一艘專(zhuān)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(guó)南極考察隊(duì)第37次出發(fā)。目的地，依然是那片遙遠(yuǎn)而神秘的極地大陸。
這里是南極，沒(méi)有意外才算得上意外
一座位于中國(guó)南極中山站外海區(qū)的大冰山，在海中“翻了一個(gè)個(gè)”，卻攪得6000米開(kāi)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(duì)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(lái)，沖擊著岸邊的小冰山和浮冰上下蹦跳。大家立刻跳起來(lái)，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(zhǎng)城艇”。
“一個(gè)巨浪拍過(guò)來(lái)，把所有人都掀翻了，頑強(qiáng)的隊(duì)友們又馬上爬起來(lái)。在大家的努力下，小艇才避免了被撞碎。”
這是中國(guó)第13次南極考察隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)兼首席科學(xué)家陳立奇曾親歷的一場(chǎng)南極“冰山翻身”的致命危機(jī)。
南極的危機(jī)四伏，是時(shí)時(shí)刻刻的。年輕的第31次南極考察隊(duì)員李航，將他在南極經(jīng)歷的500天生活記錄了下來(lái)，他在書(shū)里寫(xiě)道：“這里是南極，沒(méi)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(jìn)入極夜，太陽(yáng)將有兩個(gè)月不再升起。這是李航第一次在南極越冬。
“此時(shí)的南極大陸幾乎被整個(gè)從地球上隔絕，任何工作疏忽造成的影響，到了這時(shí)都會(huì)被成倍放大。通信、發(fā)電或者食物保存等任何一個(gè)環(huán)節(jié)出了紕漏，對(duì)越冬隊(duì)員來(lái)說(shuō)都將是一場(chǎng)嚴(yán)峻的生存考驗(yàn)。”李航說(shuō)。
極地破冰船“雪龍2”號(hào)。圖片|中國(guó)極地研究中心
煩心事很快就來(lái)了。
一次例行站區(qū)巡視中，李航和隊(duì)友發(fā)現(xiàn)一個(gè)裝有食品的冷藏集裝箱出現(xiàn)電路故障，導(dǎo)致里面存放的白菜、蘿卜、土豆等蔬菜大面積腐爛。經(jīng)過(guò)一番“搶救”，原來(lái)好幾筐白菜最后被勻成了一筐，他們將比原計(jì)劃提前過(guò)上沒(méi)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?yàn)槠涮厥獾牡乩砦恢茫嫉氖澄镂C(jī)在這兒依然肆虐?！?/p>
留守的越冬隊(duì)員每一次戶(hù)外作業(yè)，都是在與近在咫尺的危險(xiǎn)博運(yùn)氣?？耧L(fēng)卷雪堆積成的雪壩可能會(huì)讓人陷進(jìn)齊腰深的積雪;隱藏在雪下的冰裂隙隨時(shí)可能將人卷入深不見(jiàn)底的海水;走遠(yuǎn)一些，則極有可能在荒無(wú)人煙的冰原中迷失方向。
由于長(zhǎng)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(zhǎng)的黑暗，越冬隊(duì)員還面臨著多重心理考驗(yàn)。
“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(gè)人需求之間的矛盾?！睂O波說(shuō)，更重要的是，考察隊(duì)員還要面對(duì)放飛的內(nèi)心與有限的現(xiàn)場(chǎng)之間的博弈。
“南極大陸是一片連亙1200多萬(wàn)平方公里的巨大冰原，每個(gè)人都會(huì)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(dòng)空間，科考隊(duì)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(duì)員都要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的選拔和培訓(xùn)，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(duì)員中，有不少經(jīng)驗(yàn)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(duì)，2019年10月，國(guó)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?！毕肫?0余年極地考察生涯中在南極度過(guò)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(diǎn)建設(shè)昆侖站。
2008年10月，夏立民任副隊(duì)長(zhǎng)的中國(guó)第25次南極考察隊(duì)帶著一項(xiàng)艱巨任務(wù)前往南極。他們要在南極冰蓋之巔，建設(shè)我國(guó)第一個(gè)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(dá)4000多米厚的南極內(nèi)陸冰蓋最高點(diǎn)，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(guó)際南極考察界稱(chēng)為“人類(lèi)不可接近之極”。
建站從一開(kāi)始就遭遇了意外?！敖ㄕ疚镔Y要先由‘雪龍?zhí)栠\(yùn)輸?shù)街猩秸?，再通過(guò)雪地車(chē)運(yùn)到內(nèi)陸建站點(diǎn)。沒(méi)想到一輛雪地車(chē)意外沉海，路途中雪地車(chē)又接連故障，導(dǎo)致卸貨一度停滯。”夏立民回憶，由于運(yùn)力不足，考察隊(duì)員只能駕駛雪地車(chē)?yán)逊盼镔Y的雪橇來(lái)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(chē)?yán)?00多噸物資，綿延兩公里，在危機(jī)重重的冰原上前行。夏立民記得自己當(dāng)時(shí)駕駛一輛總重達(dá)92噸的卡特拖車(chē)編組，“駕車(chē)要求精神高度集中，那時(shí)我的精力到了極限，開(kāi)車(chē)開(kāi)到休克。”
經(jīng)過(guò)1300公里的艱難跋涉，終于將建站與科考物資裝備運(yùn)輸?shù)侥蠘O冰蓋最高點(diǎn)?？朔藝?yán)寒、缺氧和體力極限，20多天后，中國(guó)第25次南極考察隊(duì)在人跡罕至的南極冰蓋最高點(diǎn)建成了昆侖站?，F(xiàn)在，南極內(nèi)陸考察隊(duì)每年都要在昆侖站進(jìn)行夏季考察。“作為我國(guó)第三代考察站，昆侖站在通信、能源、新材料使用等方面都達(dá)到領(lǐng)先地位，甚至已經(jīng)具備了類(lèi)太空考察站的雛形?！睂O波說(shuō)。
除了冰蓋之巔的昆侖站，作為常年站的中山站和長(zhǎng)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(jìn)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(guó)第四代南極考察站。
孫波說(shuō)，新一代考察站將率先使用風(fēng)能、太陽(yáng)能、氫能等新一代潔凈能源?！白畲蟮奶攸c(diǎn)是智能化，更少的人留守現(xiàn)場(chǎng)，更多的科學(xué)觀(guān)測(cè)依靠自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)。設(shè)想一下，未來(lái)我們坐在實(shí)驗(yàn)室里，就能了解南極考察站的運(yùn)行情況，通過(guò)遙控操作南極的調(diào)查觀(guān)測(cè)活動(dòng)?！?/p>
這距離中國(guó)南極科考的前輩們?cè)趩讨瓮鯈u上建立中國(guó)第一個(gè)考察站——長(zhǎng)城站，已過(guò)去35年。
首闖南極的日子
時(shí)光倒回到1984年的夏天。彼時(shí)，中國(guó)剛成為《南極條約》的締約國(guó)不久，開(kāi)始籌備首次南極考察，并計(jì)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(gè)問(wèn)題。在當(dāng)時(shí)的國(guó)情下，要為南極考察建造或者購(gòu)買(mǎi)一艘專(zhuān)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(duì)做了一個(gè)冒險(xiǎn)的決定，改裝遠(yuǎn)洋科學(xué)考察船“向陽(yáng)紅10”號(hào)和“J121”船前往南極。
南極的危機(jī)四伏，是時(shí)時(shí)刻刻的。年輕的第31次南極考察隊(duì)員李航，將他在南極經(jīng)歷的500天生活記錄了下來(lái)，他在書(shū)里寫(xiě)道：“這里是南極，沒(méi)有意外才算得上意外?！?/blockquote>
當(dāng)時(shí)，從中國(guó)赴南極沒(méi)有現(xiàn)成的航線(xiàn)可循。經(jīng)過(guò)反復(fù)研究，考察隊(duì)確定了一條抵達(dá)南極的最近航線(xiàn)。對(duì)首次遠(yuǎn)征南極的中國(guó)考察隊(duì)和“向陽(yáng)紅10”號(hào)和“J121”船來(lái)說(shuō)，這無(wú)疑是一次探險(xiǎn)。
其中最危險(xiǎn)的一段航程，也是從中國(guó)去到南極的必經(jīng)之路，是有著“咆哮的40°”之稱(chēng)的南半球西風(fēng)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(dāng)、哐當(dāng)巨響，使人心驚膽戰(zhàn)?！笔状文蠘O考察隊(duì)長(zhǎng)郭琨在日記中回憶，在狂風(fēng)巨浪的西風(fēng)帶航行了6天，“向陽(yáng)紅10”號(hào)和“J121”船終于穿越了航程中最艱險(xiǎn)的航段。
經(jīng)過(guò)37天的艱難航行后，首支中國(guó)南極考察隊(duì)終于抵達(dá)南極洲，來(lái)不及欣賞神奇的極地風(fēng)光，便立刻開(kāi)始勘查長(zhǎng)城站站址、卸運(yùn)建站物資、搶建碼頭。
郭琨在日記里詳細(xì)地記錄了這場(chǎng)26天的苦戰(zhàn)。在南極建站，常常遭受“老天爺”的考驗(yàn)，三天兩頭都是風(fēng)雪雨霧的“四重奏”。
一天凌晨，一場(chǎng)暴風(fēng)雨襲擊了建設(shè)中的長(zhǎng)城站。一棟主體房屋屋頂?shù)姆浪F皮被大風(fēng)掀起。若不及時(shí)搶救，鐵皮就要被暴風(fēng)卷走。搶救的話(huà)，隊(duì)員要爬上5米高的屋頂，十分危險(xiǎn)。最后，8名隊(duì)員戴上防風(fēng)眼鏡，拴上安全繩，一人搶修一人保護(hù)，花一個(gè)多小時(shí)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(guò)26天與時(shí)間的賽跑，長(zhǎng)城站在1985年2月14日建成。建站隊(duì)員在這26天里，“沒(méi)上過(guò)山，沒(méi)下過(guò)灘，沒(méi)出過(guò)灣，沒(méi)上過(guò)天?！?/p>
“如今看來(lái)，30多年前在南極建立的第一代考察站雖然簡(jiǎn)陋，但實(shí)現(xiàn)了到達(dá)南極、在南極生存下去的目標(biāo)，支撐起了中國(guó)南極考察的第一步?！睂O波說(shuō)。
正在南極海域破冰作業(yè)的“雪龍”號(hào)。圖片|中國(guó)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(chē)隊(duì)以及近年開(kāi)始服役的極地固定翼飛機(jī)，構(gòu)成了中國(guó)極地科考的四大支撐保障體系。
36年間，中國(guó)南極考察的裝備不斷完善，已經(jīng)從“抵達(dá)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(lái)，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(gè)放大器。
孫波記得，以前去南極，科學(xué)家們都是針對(duì)自己感興趣的問(wèn)題開(kāi)展工作，隨著對(duì)極地的理解越來(lái)越深入，中國(guó)極地科考開(kāi)始布局多學(xué)科“組團(tuán)”作業(yè)?！斑^(guò)去有的學(xué)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(guò)觀(guān)察這樣多圈層相互作用的過(guò)程，來(lái)研究南極。”
這樣的變化，也讓中國(guó)極地科考從跟跑?chē)?guó)際，到與其他國(guó)家并跑，再到某些領(lǐng)域內(nèi)領(lǐng)跑全球。
一個(gè)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(guó)對(duì)南大洋的考察都是在不同區(qū)域進(jìn)行相關(guān)研究，中國(guó)率先倡導(dǎo)以南大洋系統(tǒng)視野來(lái)進(jìn)行研究?！睂O波解釋?zhuān)D呈現(xiàn)一個(gè)完整的南大洋物理動(dòng)力框架，才能回答南大洋的變化對(duì)全球產(chǎn)生的影響。
而在南極大陸，全球科學(xué)家最為關(guān)注的問(wèn)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(duì)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(guó)南極科考的一大研究，就是南極冰蓋底部的動(dòng)力過(guò)程如何影響冰蓋的不穩(wěn)定性?！拔覀円恢庇幸环N假說(shuō)，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(dòng)。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(gè)可能導(dǎo)致全球產(chǎn)生巨大變化的關(guān)鍵開(kāi)關(guān)，就藏在南極冰蓋底部，等待科學(xué)家去發(fā)現(xiàn)?！睂O波說(shuō)。
想了想，他又笑著補(bǔ)充了一句：“很復(fù)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(duì)員一同奔赴南極的，是最新誕生的破冰船“雪龍2”號(hào)和剛剛完成大修的“雪龍”號(hào)。這是我國(guó)近30年來(lái)最大規(guī)模的一次南極考察。
2019年7月，“雪龍2”號(hào)在上海交付使用，正式加入中國(guó)極地考察序列。作為中國(guó)第一艘自主建造的極地科考破冰船，“雪龍2”號(hào)讓大家等待了太久。
為了保證航行安全，1986年，由抗冰運(yùn)輸船改裝成的“極地”號(hào)接替“向陽(yáng)紅10”號(hào)承擔(dān)起了運(yùn)載南極考察隊(duì)的任務(wù)。與“向陽(yáng)紅10”號(hào)相比，“極地”號(hào)更為結(jié)實(shí)，但每當(dāng)駛?cè)敫”芗哪蠘O海域，“極地”號(hào)也顯得捉襟見(jiàn)肘。
直到1993年，我國(guó)從烏克蘭購(gòu)置了一艘北極多用途運(yùn)輸船并按照科考需求進(jìn)行了多次改造，這就是后來(lái)中國(guó)極地科考的“功勛戰(zhàn)士”——“雪龍”號(hào)。
“雪龍2”號(hào)誕生前，作為我國(guó)唯一一艘極地科考破冰船，“雪龍”號(hào)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(hào)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(hào)時(shí)，“雪龍”號(hào)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(shí)，“雪龍”號(hào)也曾在冰區(qū)被困20余天。
36年間，中國(guó)南極考察的裝備不斷完善，已經(jīng)從“抵達(dá)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(hào)。圖片|中國(guó)極地研究中心
由于有限的破冰能力，“雪龍”號(hào)只有在夏季兩極冰川大面積融化時(shí)，才能到達(dá)考察位置，但即使是夏季，也無(wú)法深入北冰洋中心區(qū)。而南極的中山站、長(zhǎng)城站，以及未來(lái)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(jì)建造，“雪龍2”號(hào)千呼萬(wàn)喚始出來(lái)。
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(dāng)年冰冰脊。破冰能力的增強(qiáng)、甲板設(shè)備抗低溫性能以及保溫設(shè)計(jì)，把原來(lái)僅限夏季的考察延展至春季和秋季。
隨著“雪龍2”號(hào)的誕生，中國(guó)極地科考將開(kāi)啟一個(gè)“雙龍?zhí)綐O”的新時(shí)代。2019年10月，“雪龍2”號(hào)首次并肩“雪龍”號(hào)，開(kāi)啟南極首航，共同執(zhí)行我國(guó)第36次南極考察任務(wù)。2020年4月23日，“雪龍”號(hào)、“雪龍2”號(hào)船返回上海國(guó)內(nèi)基地碼頭，標(biāo)志著我國(guó)第36次南極考察首次“雙龍?zhí)綐O”圓滿(mǎn)完成。此次南極考察隊(duì)共有394人組成，歷時(shí)198天，兩船行程共7萬(wàn)余海里，完成南極陸地科學(xué)考察與工程技術(shù)維護(hù)以及相關(guān)海域調(diào)查等62項(xiàng)既定任務(wù)，取得了豐碩成果。
◎ 來(lái)源|新京報(bào) （有刪減）
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