南極科考40年，我國已在南極建了4座考察站，為什么還要建第5座秦嶺站

　　南極是地球上最后一塊被發現的大陸。從1984年中國第一支考察隊走進南極起，我國已40次赴南極完成考察任務。不久前，中國極地研究中心副主任、中國第40次南極科學考察領隊和首席科學家張北辰在央視財經頻道《中國經濟大講堂》節目中帶領大家一起走進南極，破解冰封的秘密。以下是演講主要內容。

　　【到南極必須經過兩道屏障】

　　從地圖上看，南極洲是一片S形的大陸。它位于地球的最南端，被大洋環繞，面積達1400多萬平方公里，中間有一座橫貫山脈，將整個南極洲分為東南極和西南極。

　　南極大陸有約98%的陸地表面常年被冰雪覆蓋，冰層平均厚度為2000米，最厚的地方達到4000多米，這就是我們所說的冰蓋。冰蓋雖然是固體，但是由于日積月累長時間受重力的作用，從南極大陸中心沿著谷地往低處低速流動。冰蓋在平緩的南極海岸入海的時候，會持續向海洋延伸，浮在海面上，這時候它還沒有斷裂，就形成所謂的冰架。冰架下面是海水，冰架邊緣脫離的部分就成為大洋中漂浮的冰山。剛分離的大型冰山呈浮臺狀，露出海面的高度可達200米，長度達幾百米到幾十公里，甚至數百公里。

　　從冰架脫離并逐步融化的冰山，以及融化的冰蓋、冰架，成為全球海平面上升的主要原因。

　　在南極，與沿岸相連的海水會結冰，厚度平均在1.5米左右，夏天來不及完全融化的部分在第二年繼續凍結，這就是沿岸的固定冰。固定冰破碎就變成了浮冰。固定冰和浮冰在潮汐和氣旋的作用下層層堆積，厚度可達好幾米。我們把固定冰與浮冰統稱為海冰，它隨著季節發生變化。海冰的融化對海平面影響不大。

　　在南緯40°到南緯60°之間有一個被稱為暴風區的海域，終年受到強勁的西風作用，又受到來自印度洋暖氣流和南極冷高氣壓的交匯影響，強勁的低氣壓、氣旋接連不斷地從西往東移動，在海面上掀起驚濤駭浪，這就是考察隊隊員眼中的“魔鬼西風帶”。

　　從以上介紹可以得知，考察船要到達南極大陸開展考察，必須經過兩道屏障，那就是環繞南極大陸的“魔鬼西風帶”以及靠近南極大陸的海冰區。

　　【在南極建站是非常艱苦的】

　　面對南極嚴酷的自然環境，南極科考隊把工作分為三個步驟：去得了、立得住、展得開。而建設考察站就是在南極立得住的重要基礎。目前，我國已經在南極建立了5座考察站，分別是長城站、中山站、昆侖站、泰山站、秦嶺站。

　　2024年2月7日，中國第5座南極考察站——秦嶺站建成并舉行開站儀式。這是我國南極考察歷史上的一個里程碑事件。

　　在南極建站是非常艱苦的，即使風和日麗，也要經受強紫外線的輻射。而事實上，建站的工作大多數時間是在暴風雪中進行的。

　　正常情況下，1月的南極很少遇到12級大風。但是，2024年1月25日，正在秦嶺站施工的關鍵時刻，氣象員報告說，從氣象圖上看到將會出現40米/秒的大風。

　　當時，主體建筑還沒有完全封閉，如果大風鉆進建筑內部形成負壓，將會構成毀滅性的風險。于是，我們現場連夜部署，決定在大風來臨之前實現建筑墻板的全封閉。很快，風速開始增大，從6級、7級到8級，當最后還剩下3塊墻板沒有封閉時，風力已經接近9級，作業非常危險。

　　現場總指揮召開了動員會。任務能否成功的關鍵要看施工隊員敢不敢爬上高空作業，因為高空的風更大。這時，人群中有一名隊員說：“誰跟我上？”很快有另一名隊員回應：“我跟你上！”兩個人隨即沖上了十幾米的高空。最終，我們在12級大風到來之前完成了墻板的全封閉。

　　【為什么要建第5座考察站】

　　大家可能要問：中國已經在南極建了4座考察站，為什么還要建第5座考察站？

　　秦嶺站位于西南極，面向南太平洋扇區，離阿蒙森海比較近。在秦嶺站附近有一個南極最大的冰架，叫羅斯冰架，那里的冰架正在加速融化。

　　研究發現，近30年，南極冰蓋的融化使全球海平面上升了8毫米。僅西南極流入海里的冰雪，就相當于整個格陵蘭島。秦嶺站正位于南極冰蓋變化的關鍵區域，因此，秦嶺站的建成將有利于開展對這個區域的考察工作，進而研究這一區域的海洋和大氣、海冰、冰架的相互作用。

　　除此之外，秦嶺站附近有兩個冰間湖。一個是南極最大的羅斯冰架冰間湖，另一個是特拉諾拉冰間湖。顧名思義，冰間湖就是近岸被海冰環繞的海水露出的區域。照理說，以南極冬天零下幾十攝氏度的溫度，海水都是結冰的，但從南極內陸吹來的下降風強度特別大，持續時間長，海面上新結成的冰還沒有穩定下來，就很快被強風吹走了。所以，在冰間湖里，結冰的過程一直存在。

　　海水在結冰的過程中會析出鹽分，因此在冰間湖局部區域會生成溫度低、鹽分密度高的海水，這部分海水下沉，就會形成底層水。同時，它會將大氣中的二氧化碳帶到海底。所以，冰間湖也是研究冰區海氣交換的一個重要窗口。

　　此外，冰間湖還是海洋生物的世外桃源。萬物生長靠太陽，相對于海冰覆蓋的海域，冰間湖能夠獲得更多的光照。它還擁有很多陸源的營養物質，這有利于藻類的生長繁殖，從而在食物匱乏的冬季極夜期間為其他生物提供重要的食物。在海冰大面積覆蓋的情況下，鯨魚、海豹、海鳥能從冰間湖中獲得魚蝦等食物，從而在惡劣的條件下生存下來。

　　總體而言，國際上對南極冰間湖缺乏深入的研究。我國已經計劃在下一次南極考察也就是第41次南極科學考察期間，安排首個秋冬季國際合作航次，通過中外科學家的合作來揭開特拉諾拉冰間湖的世外桃源之謎。

　　【中國科考裝備今非昔比】

　　1984年，由于缺乏極地科考經驗，再加上保障裝備匱乏，中國第一支南極科學考察隊的591名隊員是在簽下了生死狀后才出發的。40年后的今天，當中國第40次南極科學考察隊同樣從上海起航時，我們的裝備實力已今非昔比。

　　中國目前的考察裝備，主要涉及海陸空三方面的人員、物資運輸和考察支撐。

　　“雪龍”號極地考察船主要負責中山站、長城站方向的人員運輸和物資保障，同時承擔普利茲灣、南極半島、宇航員海的大洋調查任務。“雪龍”號總長度167米，能夠以0.5節的速度連續破1.1米厚的冰，外加20厘米厚的積雪，排水量近2.1萬噸。“雪龍2”號是我國繼“向陽紅10”號、“極地”號、“雪龍”號之后的第四艘極地考察船，也是我國第一艘自主建造的極地考察破冰船。它的總長為122米，最大的特點是能夠雙向破冰，能在1.5米厚冰環境中連續破冰航行，填補了中國在極地科考重大裝備領域的空白。

　　內陸車隊主要用于保障泰山站、昆侖站以及格羅夫山的野外考察。內陸車隊目前有15臺運輸車輛，其中，重型牽引車8臺、輕型雪地車7臺。還有100多部運載雪橇，如果這些雪橇一次性全面投入使用，運輸能力可達700余噸，這在國際上也算是數一數二的了。

　　我國首架極地固定翼飛機“雪鷹601”主要承擔內陸冰蓋的航空調查以及國際合作任務。“雪鷹601”從2015年10月起執行南極考察任務。它實現了航空冰雷達等設備的高度集成，達到了國際先進水平。作為航空地球物理觀測平臺之一，它投入使用到現在已經完成了大約20萬公里的測線，觀測數據填補了南極最大的數據空白——伊麗莎白公主地的觀測，繪制了近90萬平方公里未知區域的冰下地形，同時發現了新的冰下盆地、山脈、冰下湖等。這些被命名的冰下地理特征已經被納入國際南極地名名錄，補齊了南極冰下地層地形測繪的最后一塊拼圖。這標志著延續了近70年的國際南極冰下地形測繪任務已經圓滿完成。

　　【兩次驚險的卸運經歷】

　　中山站是我國南極內陸考察的大本營，位于東南極的拉斯曼丘陵。得益于中山站地域開闊、易于登陸且淡水資源豐富的優勢，這里承擔了科考工作的首要任務——卸運物資。但大家可能想象不到，看似簡單的卸運物資工作在南極特殊的自然環境中也是非常艱難甚至是驚險的。

　　一般來說，我們會選擇南半球的夏季時間到達南極，這時候南極大陸外圍的浮冰開始變得松散，考察船容易進入。然后，我們會找到一片連接岸邊的相對穩定的固定冰，便于開展海冰上的物資運輸。我有幸帶隊參加了中國第38次和第40次南極科學考察，經歷了兩次截然相反的極端的海冰狀況，它們都給卸貨造成了不小的困難。

　　第38次南極考察由“雪龍”號單船赴中山站。一開始走得很順利，但是西風帶出現一個強氣旋，引起連續3天強烈的東北風，將“雪龍”號死死地擠在浮冰中，只好被迫停船，等待氣旋過去。當時，船體和海冰之間不斷擠壓，嘎嘎作響，聽起來非常恐怖。

　　過了兩天，天氣好轉，“雪龍”號繼續前行。但是，海冰的阻力太大了。一般來說，破冰船通過動力往前走，壓到冰上，把冰壓碎，一次不行就壓兩次、三次。而這一回，遇到有些難啃的海冰，“雪龍”號反復沖撞，竟達到100多次。沿途的海冰狀況已經遠遠超出了“雪龍”號的破冰能力。等到“雪龍”號艱難地一點點挪動，終于找到合適的海冰作業面時，已經比原計劃晚了18天。

　　第40次南極考察也是“雪龍”號單船執行任務。2023年12月1日，我們提前到達了浮冰區的外圍，這時我們發現，“雪龍”號輕輕松松就能航行，碾壓大塊的浮冰毫不費力。就這樣，我們一路開到了離中山站只有6公里的位置，但還是沒有找到合適的固定冰作業面卸貨。

　　南極考察40年來第一次遇到這樣的特殊情況。如果找不到合適的海冰作業面，就無法進行運輸和卸貨。更讓我們著急的是，隨船還帶了一臺重達十幾噸的國產多功能雪地車，要在南極內陸進行測試，這輛雪地車只能在海冰冰面上行駛。所以，考察隊啟用直升機開始尋找固定冰，最終在另一個方向找到了一塊完整的與陸地相連的海冰。

　　12月5日上午9點，船員報告說“雪龍”號附近的海冰出現了一個小的裂縫。于是，我們迅速撤掉了冰面上的物資，有的直接用飛機吊到中山站。5個小時后，“雪龍”號所在的位置已經看不到一片完整的海冰了。所有的隊員都感到慶幸，幸好我們搶著把雪地車順利開到了中山站，否則再晚5個小時，這個任務就完不成了。

　　我們經歷的這兩個完全不同的極端的海冰狀況，說明南極的環境正在發生劇烈變化。衛星觀測發現，2023年，南極海冰的整體面積是1979年有觀測以來的歷史同期的最低點。對比2013年和2023年，10年間海冰的面積從1950萬平方公里減少到1640萬平方公里，銳減了超過300萬平方公里。

　　【探索“地球的自然檔案”】

　　從中山站向南是地球上最大的冰蓋，冰蓋的最高點冰穹A曾被稱為“人類不可接近之極”。

　　2005年1月18日，中國第21次南極科學考察隊從陸路實現了人類首次登頂冰穹A。2009年1月，中國第25次南極科學考察隊在冰穹A上建成國內首個南極內陸考察站——昆侖站。

　　這里的冰蓋是原始堆積形成的，儲存著全球的氣候和大氣環境信息。因此，對這個區域的研究可以下探地球氣候的變遷，上窺宇宙演化的歷史。調查研究表明，冰穹A極有可能存在超過百萬年的冰芯。

　　2012年，中國科學家開始在冰穹A鉆取100萬年的冰芯。目前，我們已經成功取得了800多米的樣本，可以再現大約1.2萬年以來的氣候變化。

　　冰蓋大約形成于3400萬年之前，從1400萬年前開始，南極就形成了連續不間斷的冰蓋。大約500萬年前，形成了現在這樣一個規模。因此，冰蓋中埋藏了很多氣候與環境的信息。研究冰蓋最簡單實用的方法就是鉆取冰芯。冰芯被稱為“地球的自然檔案”，其中最有價值的是溫度和二氧化碳的含量，因為冰芯是保存大氣成分濃度的唯一介質。

　　南極是純凈的，昆侖站上空的大氣更為純凈。它遠離工業污染，更為重要的是，這里的大氣擾動十分微弱。因此，昆侖站具有在地面上進行天文觀測的清晰視野。中國第40次南極科學考察在昆侖站安裝了自主研發的近紅外望遠鏡以及可移動的太赫茲的望遠鏡系統，期待有更多的天文奧秘被發現。

　　【泰山站附近的新發現】

　　在中山站與昆侖站之間的伊麗莎白公主地，矗立著中國第30次南極科學考察隊建成的泰山站。它是一座中繼站，主要為昆侖站提供各類物資和人員的中轉。然而沒想到的是，在泰山站附近也有一個重要發現。

　　2023年，中國聯合挪威、德國、澳大利亞等十多個國家發起了首個環南極冰蓋的國際合作調查計劃。“雪鷹601”固定翼飛機經過前期航空遙感，在泰山站往東約150公里的位置發現了一個新的冰下湖。經過探測，我們確定了冰下湖的大小、上面覆蓋的冰蓋厚度以及湖水有多深、湖底沉積物等相關信息，證實這里是南極冰下極端生命環境探測和冰蓋演化研究的一個理想的鉆探目標。

　　冰下湖鉆探取樣有一個核心技術，就是要鉆透冰蓋，直達湖水，又不至于對冰下湖造成污染。這就是所謂的原位取樣。目前，我們正在突破這個技術，形成富有中國特色的多學科相結合的清潔鉆探技術。

　　在中國第40次南極科學考察中，我們成功找到了進入冰下湖區域的路徑。在未來的南極科學考察中，我們打算進一步完成鉆探選址、冰下湖取樣等計劃。期待著有一天能夠揭開極端環境遠古生命的奧秘，發現冰蓋和地質演化的關鍵線索。

　　【保護南極生態環境刻不容緩】

　　中國第一個南極考察站——長城站所處的區域，被稱為“南極洲的綠洲”。在冰天雪地中，滿眼可見苔蘚、地衣、藻類和其他的高等植物，各種鳥類在這里棲息翱翔，海獅、海豹、海象懶洋洋地橫身海灘。鄰近的大洋中，鯨類品種繁多，吸引了無數旅游愛好者的目光。這里是研究南極洲生態系統及生物資源的理想之地。

　　然而，我們注意到，長城站所在的南極半島是全南極大陸溫度變化顯著的地方，這里的冰架也在快速融化，島嶼上的冰雪在夏季的時候已經消失了。南極半島上有224條冰川，87%正在退縮，這意味著這里在變暖。

　　為了保護當地的生態環境，近年來，我們逐步建立了中國南極長城站觀監測網絡，開展南極土壤環境、鳥類和哺乳動物、植被、大氣、湖泊環境的監測以及污水在線監測、近岸海洋環境監測、凍土監測等，這也是我們對南極保護開展的實質性的活動。

　　在新的時代，中國極地考察工作者將與國際社會一道，更好地認識極地、保護極地、利用極地，為造福人類、推動構建人類命運共同體做出新的、更大的貢獻。

　　來源：上觀新聞 作者：張北辰