我国极地科考40年，未来怎么“破冰”？

liukang20242个月前 (04-25)群众吃瓜424

本年是我国极地科学查询40周年，第40次南极科学查询队于上月查询归来，现在科研人员正在对这次查询效果进行后续研讨。自1984年我国初次南极科考开端，一批批查询队员远赴极地，查询站接连完工，那么，年复一年的极地科考终究在做什么？这次制作的南极秦岭站，与之前建成的站点有何不同？极地科考已获得的效果有哪些科学价值？未来，极地科考又将走向何方？咱们特邀我国科普作家协会会员雷淼来说一说。

人类为何巴望探究南北南北极

极区域域指地球的南北极：南极和北极。其间，南极区域以南极洲为中心，邻近太平洋、大西洋、印度洋三大洋；北极区域以北冰洋为中心，邻近亚洲、欧洲、北美洲三大洲。南极洲和北冰洋一陆一海，各据地球一端，曾是与世隔绝的秘境。1820年，有航海家遥遥望见南极洲的冰架，直到1895年，这座第五大洲才迎来人类的脚印。北冰洋虽然被大陆环抱，周围却是密布的浮冰，既无法行走，也难以飞行，直到1896年才有人完结初次跨洋飞行。

人类关于极地科学探究的巴望，首要有两个原因。一方面，极地远离人类生活环境，保留着生命、地球甚至太阳系前期的隐秘；另一方面，极地是地球天然与生态系统的重要组成部分，它们既能反映地球的改变，又能对地球的打开（如气候）发生深远的影响。举个比如，南极冰盖均匀厚度逾2000米，最厚的当地近5000米，北极区域的格陵兰岛也积累了最厚达3500米的冰层，现在在南极钻取的最陈旧冰芯或可追溯到500万年前。极地冰盖由逐年的降雪积压而成，就像时刻胶囊相同，封存着以百万年计的大气样本和微生物及植物孢粉样本，具有极高的科研价值。而在参加地球活动这方面，最闻名的事例莫过于臭氧层空泛了，在此事情中人类空前团结，敏捷达到《蒙特利尔议定书》，弃用臭氧损耗物质，现在南极上空臭氧层正在逐年康复，树立了环境维护的一个经典成功事例。

极地好像一个天然实验室，科学查询能够从多方向下手，触及的学科也形形色色，包括气候学、气候学、生物学、环境学、地震学、地质学、矿物学、冰川学、海洋学、医学、天体物理学、世界学等。为了便利了解，能够将极地科考的内容分为固态、液态、气态、太空、生物5个方面。

1.固态极地积累了几千米厚的冰层，是研讨地球与生命演化史的有力东西。南极洲1400万平方公里的面积中，冰覆盖率达97%，这些冰蕴藏着世界上70%的淡水，假设悉数消融可使全球海洋水位上升60米。所以，为了猜测冰盖的未来行为及其对全球气候的影响，冰川学家需对其前史、现状和内部动态有透彻的了解。南极洲从前气候温文，是巨大的冈瓦纳古陆的一部分，它的演化前史和未来走向都躲藏在冰层之下的地壳岩石中，是地质学所要提醒的内容。

2.液态南极洲被海洋围住，南极绕极流是世界上最强壮的洋流；北冰洋自身便是海洋，它和大西洋的鸿沟是北大西洋热流，能够左右整个欧洲的气候。陆地冰川和海洋的互动会对全球气候形成长时间影响，极地洋流在全球碳循环中也扮演着重要人物，所以，在极地打开海洋学研讨的含义清楚明了。

3.气态极地气候能对温带甚至亚热带形成广泛影响。最近几年，“极地涡旋”这个词逐步为人熟知，它略微“擅离岗位”，就会带来超乎寻常的严冬。而全球变暖又反过来会形成更多的极地涡旋“离岗”事情，气候和气候学家对此都很注重。极地涡旋干过的一件大事就跟前面说到的臭氧层空泛有关。因为南极的极地涡旋较为明显安稳，人类运用的喷雾剂和制冷剂中的氯原子被会集在南极极地涡旋中，进入平流层的冰云，并在春季到来时很多开释，促进臭氧分化，然后恶化了地球的空间环境。因而，对臭氧层的观测也是极地科考的重要内容之一。

4.太空极地远离人类城市的光污染，尤其是南极洲这座冰雪高原酷寒枯燥，空气稀薄且质量优异，是地舆观测和世界学研讨的绝佳场所。除了作业在可见光到射电波段的几座大型望远镜之外，南极还有一座使用天然巨冰制作的中微子观测站。南极洲仍是地球上闻名的陨石宝库，降落在南极大陆的陨石被冰雪包裹，并在冰川活动受阻时逐渐转移到外表，这些陨石数量大、类型多、贮存久、氧化弱、污染少，关于知道地球甚至太阳系的演化过程极具价值，并且还“物美价廉”，比起去月球、火星或小行星收集样本要实惠多了。此外，作为地球磁极的现在所在地，极地是研讨地球物理、大气电离层和太阳活动的抱负方位。

5.生物南极外表条件非常恶劣，但其周围的海洋生态系统资源丰富，其间南极磷虾是地球上最大的单种动物资源，也是挨近食物链最底部的极要害物种。北极相对较宜居，无论是周围陆地仍是海洋，都有多种多样的生物方法。极地生态状况能够反映全球的环境改变，与人类休戚相关。一同，极地仍是生物的基因库，低温微生物资源具有共同的分子生物学机制，在根底研讨及生物工程上有很大价值。

总而言之，极地科考是跨学科的归纳项目，能够全方位推进各项研讨向前跨进，含义深远，也是一个国家归纳国力的直接表现。

1984年12月，我国第一座南极查询站长城站开建。图为我国查询队设在乔治王岛的暂时营地。南北极科考有哪些不同之处

南极是被大洋围住的大陆，北极是被大陆围住的大洋，二者既有相似性也有不同点。它们的相似之处是气候冰冷，大陆或周围大陆具有永久冰盖，毗连重要的洋流，都能影响地球气候，且均为地磁极所在地。所以，南北极的科考站都会打开对极光和空间气候、生态、地质、海洋、冰川、地球物理、大气科学、气候改变与环境科学等方面的研讨。特别是在极光研讨上，南北极科考站还能“打协作”，例如，我国的南极中山站和北极黄河站都在磁纬75°左右，根本处于地球同一根磁力线的南北两头，因而能在南北南北极对极光进行对称性和关联性研讨。

南北极的不同之处也不少，所以科考项目各有偏重。实际上，即便是同处一极的科考站，也会因选址不同而在研讨使命上有所差异。如坐落内陆冰原上的科考站无法做海洋研讨，而海滨气候瞬息万变，则不利于地舆观测。

因而，南北极科考最大的差异便是由海陆差异形成的，不只表现在天然上，也与人类社会有关。

北极的主体是北冰洋，周围陆地和岛屿都有主权归属。假如只在船上或漂流冰站上做海洋查询的话，就无法完好知道极地气候和环境改变，但是，制作陆上查询站或打开详细的陆上科考项目（如钻取格陵兰冰盖的冰芯），首要需求支付交际尽力。相对而言，南极建站是个纯技能活儿，有才能就能够干。只不过，登陆南极洲需求穿越狂浪，击破坚冰，逃避冰山，挺过暴风，技能难度实在是高得多。

南极是陨石的天然保险箱，能把陨石“主动”翻到冰面上招供拾取，北极却是一片海洋，没有这方面的天然优势。别的，南极面朝银河系中心，亮星如织，还能看到两个较近的伴星系——大麦哲伦云和小麦哲伦云，其间包括各个打开阶段的星团，研讨星系演化非常便利。而北极面向银河系外围，受银河星系盘物质遮挡较少，更适合做世界演化方面的超深空研讨。

陆冰和海冰对海平面的影响也不同。海冰本来占有了多少海水体积，彻底消融后就会变成多少水，对海平面影响不大。但陆上冰川滑进海洋，便是别的一回事了，会导致海平面上升。因而，南极洲和格陵兰岛的冰川动态更受注重，而北极海冰次之，虽然它也是重要的环境指征。北冰洋是个相对关闭的海域且有许多河流注入，人类活动发生的污染物易在此聚集，一同它易吸收二氧化碳，酸化速率远高于其他大洋，所以环境监测也是北极科考的一个偏要点。

最终介绍一个听起来不太“科学”，由科考船来做却最合适的作业，便是开发北极商用航道，并供给海冰和气候预报服务。因为清楚明了的地舆差异，南极科考没有与之相应的内容。

新建秦岭站添补极地查询多项空白

查询站，是极地科考的重要根底。世界上第一个极地查询站是阿根廷1904年在南极制作的奥尔卡达斯站，从此许多国家都以这种方法打开极地查询。到现在，我国在南极和北极共建有7座查询站，其间，南极有5座，分别是长城站、中山站、昆仑站、泰山站，以及本年4月刚刚建成的秦岭站；北极有2座查询站，即黄河站、我国和冰岛合建的中-冰北极科学查询站。

每一座查询站都有自己的科研要点和特征。1984年开建的长城站是我国第一座南极查询站。建站的时分，除了科学含义自身，还要为我国在南极科考上争得世界话语权。受其时的条件所限，长城站没有进入南极圈（没有极昼极夜现象），没有上南极大陆（坐落乔治王岛），所以研讨要点在生物、环境、气候、海冰、地质、地磁、地震和卫星测绘等方面。

建于1989年的中山站是我国第二座南极查询站，它进入了南极圈并上了南极大陆，倚陆临海，设备齐备，是南极内陆查询的交通枢纽。其查询项目首要触及气候、电离层、高层大气物理、冰雪、海洋、地质、地球化学和环境监测等。

北极第一座我国查询站是2004年建成的黄河站，也是我国第三座极地查询站。它具有全球极地科考中规划最大的空间物理观测点，给我国在北极区域发明了一个永久性的科研渠道，为解开空间物理、空间环境勘探等很多学科的疑团供给了极端有利的条件。本年4月29日，第一批3名我国科考队员已进驻坐落挪威斯瓦尔巴群岛的黄河站，敞开2024年度我国北极站基科学查询作业。接下来的一年内，我国科考队员将以黄河站为据点履行多项科学查询活动。

到了2009年开站的昆仑站，我国更是动了真格。昆仑站坐落内陆冰盖最高点冰穹A区域，海拔4087米，在各国科考站里海拔最高。因为天然条件极端恶劣，昆仑站是夏日站（观测设备在冬天主动运转），要点研讨地舆、冰川、地球物理和大气科学。昆仑站具有南极洲最大的光学望远镜，还有一部近红外望远镜、深冰芯场所和固定翼飞机起降跑道。

2014年完工的泰山站坐落中山站和昆仑站中心的内陆冰盖断面，也是一座夏日站。这儿主攻冰川、气候和空间物理，别的它离格罗夫山“陨石宝库”只要85公里，在收集陨石方面具有得天独厚的优势。

2018年，我国和冰岛合建的中-冰北极科学查询站投入运用。这座联合查询站选址在地球夜侧极光带之下，是监测地球磁层爆发性活动的抱负场所。除了极光与空间气候之外，这座科考站还能支撑大气科学与气候、生物学与生态学、海洋学、冰川学、地球物理学与地质学、气候改变与环境科学、卫星遥感等多项学科的观测研讨。

本年新建成的秦岭站则添补了我国在西南极要害区域没有科考站的空白，该站所在的罗斯海岸区域被以为保存着地球稀有的完好海洋生态系统。秦岭站面临太平洋扇区，邻近有多座火山，是岩石圈、冰冻圈、生物圈、大气圈等典型天然地舆单元会集的区域，科研价值很高。国家海洋局极地查询工作室主任沈君此前介绍，未来依托秦岭站打开的海洋生态、海冰、地球物理、陆地生态、鸟类等查询和观测，将为评价南极生态环境和气候改变供给根底支撑。

本年4月，履行第40次南极科考使命的“雪龙2”号归航。“雪龙2”号是我国第一艘自主制作的极地科学查询破冰船。创建自主的极地查询研讨科学系统

本年是我国极地查询40周年，到现在，我国极地科考在归纳研讨、渠道制作与世界协作等方面获得了丰硕效果，下面选择一二为我们介绍。

第32次南极科考队实地探明，在南极洲东部伊丽莎白公主区域域的冰盖底部，有一条长逾1000公里、深达1500米以上的完好大峡谷，是地球外表最大的峡谷。南极冰盖底部最大的融水流域在伊丽莎白公主地孕育而成，冰盖底部藏有很多湖泊和水道，深部冰层出现大范围暖冰现象，标明冰下基岩地热通量明显反常。这些发现对深刻了解冰盖安稳性及其对全球海平面的影响、提醒冰下地质结构和热状况及其演化、寻觅南大洋超冷水和底层水生成源区域等有重要含义。

到2016年，通过7次格罗夫山查询，我国成功收集陨石12665枚，为打开小行星的成分和演化研讨以及深空勘探供给了足够的研讨样品。其间一块1300克的大陨石，经科学检测来自灶神星，非常稀有宝贵。

2017年8月，美国与欧洲的引力波观测台勘探到一同双中子星并合事情。昆仑站的南极巡天望远镜对引力波源打开了光学观测，勘探到此次引力波事情的光学信号，并获得了很多重要数据。

到2021年，昆仑站在冰穹A区的深冰芯钻探总深度已达803.54米。2024年，吉林大学科研人员使用自主研制的极地深冰下基岩无钻杆取芯钻探配备，在东南极拉斯曼丘陵区域穿透545米冰盖，成功获取接连冰芯及近半米的冰下基岩，是现在为止东南极成功获得岩心最深的冰下基岩钻探项目。它将为南极冰川运动、冰下地质环境、冰下地质结构及地质活动的研讨供给重要依据。

因为昂扬的挖掘本钱和南极公约的规则，南极矿产资源简直原封未动。但世界资源日趋严重，而现行的南极公约将于2048年到期，所以探明南极资源具有重要战略价值。我国极地科考研讨了南北极地质布景，制作了南极内部陆地第一张地形图，在必定程度上把握了南北极具有的动力和资源信息。

为促进北极航道的本质运用，雪龙号试航了东北、西北和中心航道，获取了现场气候、海冰和海洋的第一手资料。在雪龙号试航东北航道后，中远海运的商船完结了东北航道首航。

除了科研水平之外，极地科考还表现了一个国家的基建才能和世界影响力。回望长城站的年代，我国还在尽力争取南极业务上的话语权。中山站建站之初，只要几个集装箱式的空房子。到了昆仑站，运送和制作现已彻底现代化。制作泰山站时，初次完结了无人值守动力供应。而在刚刚完结的第40次南极科学查询中，除了制作秦岭站，我国科考队还与挪威、澳大利亚等多国协作施行南极冰盖边际航空查询使命，并与美国、英国、智利等国查询队打开后勤保证协作，对推进后续世界协作方案的施行，起到了很好的引领示范作用。

极地科学查询是人类探究天然奥妙、根究新打开空间的重要工作。40年来，我国根本创建了独当一面的极地查询研讨科学系统，查询站、极地查询船、内陆查询车队、航空保证等极地查询支撑系统也得到了进一步强化。现在，以秦岭站为支点，一系列科学查询又将逐步打开。而一代又一代我国科考队员的奔赴，终是为了更好地知道极地、维护极地和使用极地。

（供图：视觉我国）

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