南极科考40年，我国已在南极建了4座考察站，为什么还要建第5座秦岭站

　　南极是地球上最后一块被发现的大陆。从1984年中国第一支考察队走进南极起，我国已40次赴南极完成考察任务。不久前，中国极地研究中心副主任、中国第40次南极科学考察领队和首席科学家张北辰在央视财经频道《中国经济大讲堂》节目中带领大家一起走进南极，破解冰封的秘密。以下是演讲主要内容。

　　【到南极必须经过两道屏障】

　　从地图上看，南极洲是一片S形的大陆。它位于地球的最南端，被大洋环绕，面积达1400多万平方公里，中间有一座横贯山脉，将整个南极洲分为东南极和西南极。

　　南极大陆有约98%的陆地表面常年被冰雪覆盖，冰层平均厚度为2000米，最厚的地方达到4000多米，这就是我们所说的冰盖。冰盖虽然是固体，但是由于日积月累长时间受重力的作用，从南极大陆中心沿着谷地往低处低速流动。冰盖在平缓的南极海岸入海的时候，会持续向海洋延伸，浮在海面上，这时候它还没有断裂，就形成所谓的冰架。冰架下面是海水，冰架边缘脱离的部分就成为大洋中漂浮的冰山。刚分离的大型冰山呈浮台状，露出海面的高度可达200米，长度达几百米到几十公里，甚至数百公里。

　　从冰架脱离并逐步融化的冰山，以及融化的冰盖、冰架，成为全球海平面上升的主要原因。

　　在南极，与沿岸相连的海水会结冰，厚度平均在1.5米左右，夏天来不及完全融化的部分在第二年继续冻结，这就是沿岸的固定冰。固定冰破碎就变成了浮冰。固定冰和浮冰在潮汐和气旋的作用下层层堆积，厚度可达好几米。我们把固定冰与浮冰统称为海冰，它随着季节发生变化。海冰的融化对海平面影响不大。

　　在南纬40°到南纬60°之间有一个被称为暴风区的海域，终年受到强劲的西风作用，又受到来自印度洋暖气流和南极冷高气压的交汇影响，强劲的低气压、气旋接连不断地从西往东移动，在海面上掀起惊涛骇浪，这就是考察队队员眼中的“魔鬼西风带”。

　　从以上介绍可以得知，考察船要到达南极大陆开展考察，必须经过两道屏障，那就是环绕南极大陆的“魔鬼西风带”以及靠近南极大陆的海冰区。

　　【在南极建站是非常艰苦的】

　　面对南极严酷的自然环境，南极科考队把工作分为三个步骤：去得了、立得住、展得开。而建设考察站就是在南极立得住的重要基础。目前，我国已经在南极建立了5座考察站，分别是长城站、中山站、昆仑站、泰山站、秦岭站。

　　2024年2月7日，中国第5座南极考察站——秦岭站建成并举行开站仪式。这是我国南极考察历史上的一个里程碑事件。

　　在南极建站是非常艰苦的，即使风和日丽，也要经受强紫外线的辐射。而事实上，建站的工作大多数时间是在暴风雪中进行的。

　　正常情况下，1月的南极很少遇到12级大风。但是，2024年1月25日，正在秦岭站施工的关键时刻，气象员报告说，从气象图上看到将会出现40米/秒的大风。

　　当时，主体建筑还没有完全封闭，如果大风钻进建筑内部形成负压，将会构成毁灭性的风险。于是，我们现场连夜部署，决定在大风来临之前实现建筑墙板的全封闭。很快，风速开始增大，从6级、7级到8级，当最后还剩下3块墙板没有封闭时，风力已经接近9级，作业非常危险。

　　现场总指挥召开了动员会。任务能否成功的关键要看施工队员敢不敢爬上高空作业，因为高空的风更大。这时，人群中有一名队员说：“谁跟我上？”很快有另一名队员回应：“我跟你上！”两个人随即冲上了十几米的高空。最终，我们在12级大风到来之前完成了墙板的全封闭。

　　【为什么要建第5座考察站】

　　大家可能要问：中国已经在南极建了4座考察站，为什么还要建第5座考察站？

　　秦岭站位于西南极，面向南太平洋扇区，离阿蒙森海比较近。在秦岭站附近有一个南极最大的冰架，叫罗斯冰架，那里的冰架正在加速融化。

　　研究发现，近30年，南极冰盖的融化使全球海平面上升了8毫米。仅西南极流入海里的冰雪，就相当于整个格陵兰岛。秦岭站正位于南极冰盖变化的关键区域，因此，秦岭站的建成将有利于开展对这个区域的考察工作，进而研究这一区域的海洋和大气、海冰、冰架的相互作用。

　　除此之外，秦岭站附近有两个冰间湖。一个是南极最大的罗斯冰架冰间湖，另一个是特拉诺拉冰间湖。顾名思义，冰间湖就是近岸被海冰环绕的海水露出的区域。照理说，以南极冬天零下几十摄氏度的温度，海水都是结冰的，但从南极内陆吹来的下降风强度特别大，持续时间长，海面上新结成的冰还没有稳定下来，就很快被强风吹走了。所以，在冰间湖里，结冰的过程一直存在。

　　海水在结冰的过程中会析出盐分，因此在冰间湖局部区域会生成温度低、盐分密度高的海水，这部分海水下沉，就会形成底层水。同时，它会将大气中的二氧化碳带到海底。所以，冰间湖也是研究冰区海气交换的一个重要窗口。

　　此外，冰间湖还是海洋生物的世外桃源。万物生长靠太阳，相对于海冰覆盖的海域，冰间湖能够获得更多的光照。它还拥有很多陆源的营养物质，这有利于藻类的生长繁殖，从而在食物匮乏的冬季极夜期间为其他生物提供重要的食物。在海冰大面积覆盖的情况下，鲸鱼、海豹、海鸟能从冰间湖中获得鱼虾等食物，从而在恶劣的条件下生存下来。

　　总体而言，国际上对南极冰间湖缺乏深入的研究。我国已经计划在下一次南极考察也就是第41次南极科学考察期间，安排首个秋冬季国际合作航次，通过中外科学家的合作来揭开特拉诺拉冰间湖的世外桃源之谜。

　　【中国科考装备今非昔比】

　　1984年，由于缺乏极地科考经验，再加上保障装备匮乏，中国第一支南极科学考察队的591名队员是在签下了生死状后才出发的。40年后的今天，当中国第40次南极科学考察队同样从上海起航时，我们的装备实力已今非昔比。

　　中国目前的考察装备，主要涉及海陆空三方面的人员、物资运输和考察支撑。

　　“雪龙”号极地考察船主要负责中山站、长城站方向的人员运输和物资保障，同时承担普利兹湾、南极半岛、宇航员海的大洋调查任务。“雪龙”号总长度167米，能够以0.5节的速度连续破1.1米厚的冰，外加20厘米厚的积雪，排水量近2.1万吨。“雪龙2”号是我国继“向阳红10”号、“极地”号、“雪龙”号之后的第四艘极地考察船，也是我国第一艘自主建造的极地考察破冰船。它的总长为122米，最大的特点是能够双向破冰，能在1.5米厚冰环境中连续破冰航行，填补了中国在极地科考重大装备领域的空白。

　　内陆车队主要用于保障泰山站、昆仑站以及格罗夫山的野外考察。内陆车队目前有15台运输车辆，其中，重型牵引车8台、轻型雪地车7台。还有100多部运载雪橇，如果这些雪橇一次性全面投入使用，运输能力可达700余吨，这在国际上也算是数一数二的了。

　　我国首架极地固定翼飞机“雪鹰601”主要承担内陆冰盖的航空调查以及国际合作任务。“雪鹰601”从2015年10月起执行南极考察任务。它实现了航空冰雷达等设备的高度集成，达到了国际先进水平。作为航空地球物理观测平台之一，它投入使用到现在已经完成了大约20万公里的测线，观测数据填补了南极最大的数据空白——伊丽莎白公主地的观测，绘制了近90万平方公里未知区域的冰下地形，同时发现了新的冰下盆地、山脉、冰下湖等。这些被命名的冰下地理特征已经被纳入国际南极地名名录，补齐了南极冰下地层地形测绘的最后一块拼图。这标志着延续了近70年的国际南极冰下地形测绘任务已经圆满完成。

　　【两次惊险的卸运经历】

　　中山站是我国南极内陆考察的大本营，位于东南极的拉斯曼丘陵。得益于中山站地域开阔、易于登陆且淡水资源丰富的优势，这里承担了科考工作的首要任务——卸运物资。但大家可能想象不到，看似简单的卸运物资工作在南极特殊的自然环境中也是非常艰难甚至是惊险的。

　　一般来说，我们会选择南半球的夏季时间到达南极，这时候南极大陆外围的浮冰开始变得松散，考察船容易进入。然后，我们会找到一片连接岸边的相对稳定的固定冰，便于开展海冰上的物资运输。我有幸带队参加了中国第38次和第40次南极科学考察，经历了两次截然相反的极端的海冰状况，它们都给卸货造成了不小的困难。

　　第38次南极考察由“雪龙”号单船赴中山站。一开始走得很顺利，但是西风带出现一个强气旋，引起连续3天强烈的东北风，将“雪龙”号死死地挤在浮冰中，只好被迫停船，等待气旋过去。当时，船体和海冰之间不断挤压，嘎嘎作响，听起来非常恐怖。

　　过了两天，天气好转，“雪龙”号继续前行。但是，海冰的阻力太大了。一般来说，破冰船通过动力往前走，压到冰上，把冰压碎，一次不行就压两次、三次。而这一回，遇到有些难啃的海冰，“雪龙”号反复冲撞，竟达到100多次。沿途的海冰状况已经远远超出了“雪龙”号的破冰能力。等到“雪龙”号艰难地一点点挪动，终于找到合适的海冰作业面时，已经比原计划晚了18天。

　　第40次南极考察也是“雪龙”号单船执行任务。2023年12月1日，我们提前到达了浮冰区的外围，这时我们发现，“雪龙”号轻轻松松就能航行，碾压大块的浮冰毫不费力。就这样，我们一路开到了离中山站只有6公里的位置，但还是没有找到合适的固定冰作业面卸货。

　　南极考察40年来第一次遇到这样的特殊情况。如果找不到合适的海冰作业面，就无法进行运输和卸货。更让我们着急的是，随船还带了一台重达十几吨的国产多功能雪地车，要在南极内陆进行测试，这辆雪地车只能在海冰冰面上行驶。所以，考察队启用直升机开始寻找固定冰，最终在另一个方向找到了一块完整的与陆地相连的海冰。

　　12月5日上午9点，船员报告说“雪龙”号附近的海冰出现了一个小的裂缝。于是，我们迅速撤掉了冰面上的物资，有的直接用飞机吊到中山站。5个小时后，“雪龙”号所在的位置已经看不到一片完整的海冰了。所有的队员都感到庆幸，幸好我们抢着把雪地车顺利开到了中山站，否则再晚5个小时，这个任务就完不成了。

　　我们经历的这两个完全不同的极端的海冰状况，说明南极的环境正在发生剧烈变化。卫星观测发现，2023年，南极海冰的整体面积是1979年有观测以来的历史同期的最低点。对比2013年和2023年，10年间海冰的面积从1950万平方公里减少到1640万平方公里，锐减了超过300万平方公里。

　　【探索“地球的自然档案”】

　　从中山站向南是地球上最大的冰盖，冰盖的最高点冰穹A曾被称为“人类不可接近之极”。

　　2005年1月18日，中国第21次南极科学考察队从陆路实现了人类首次登顶冰穹A。2009年1月，中国第25次南极科学考察队在冰穹A上建成国内首个南极内陆考察站——昆仑站。

　　这里的冰盖是原始堆积形成的，储存着全球的气候和大气环境信息。因此，对这个区域的研究可以下探地球气候的变迁，上窥宇宙演化的历史。调查研究表明，冰穹A极有可能存在超过百万年的冰芯。

　　2012年，中国科学家开始在冰穹A钻取100万年的冰芯。目前，我们已经成功取得了800多米的样本，可以再现大约1.2万年以来的气候变化。

　　冰盖大约形成于3400万年之前，从1400万年前开始，南极就形成了连续不间断的冰盖。大约500万年前，形成了现在这样一个规模。因此，冰盖中埋藏了很多气候与环境的信息。研究冰盖最简单实用的方法就是钻取冰芯。冰芯被称为“地球的自然档案”，其中最有价值的是温度和二氧化碳的含量，因为冰芯是保存大气成分浓度的唯一介质。

　　南极是纯净的，昆仑站上空的大气更为纯净。它远离工业污染，更为重要的是，这里的大气扰动十分微弱。因此，昆仑站具有在地面上进行天文观测的清晰视野。中国第40次南极科学考察在昆仑站安装了自主研发的近红外望远镜以及可移动的太赫兹的望远镜系统，期待有更多的天文奥秘被发现。

　　【泰山站附近的新发现】

　　在中山站与昆仑站之间的伊丽莎白公主地，矗立着中国第30次南极科学考察队建成的泰山站。它是一座中继站，主要为昆仑站提供各类物资和人员的中转。然而没想到的是，在泰山站附近也有一个重要发现。

　　2023年，中国联合挪威、德国、澳大利亚等十多个国家发起了首个环南极冰盖的国际合作调查计划。“雪鹰601”固定翼飞机经过前期航空遥感，在泰山站往东约150公里的位置发现了一个新的冰下湖。经过探测，我们确定了冰下湖的大小、上面覆盖的冰盖厚度以及湖水有多深、湖底沉积物等相关信息，证实这里是南极冰下极端生命环境探测和冰盖演化研究的一个理想的钻探目标。

　　冰下湖钻探取样有一个核心技术，就是要钻透冰盖，直达湖水，又不至于对冰下湖造成污染。这就是所谓的原位取样。目前，我们正在突破这个技术，形成富有中国特色的多学科相结合的清洁钻探技术。

　　在中国第40次南极科学考察中，我们成功找到了进入冰下湖区域的路径。在未来的南极科学考察中，我们打算进一步完成钻探选址、冰下湖取样等计划。期待着有一天能够揭开极端环境远古生命的奥秘，发现冰盖和地质演化的关键线索。

　　【保护南极生态环境刻不容缓】

　　中国第一个南极考察站——长城站所处的区域，被称为“南极洲的绿洲”。在冰天雪地中，满眼可见苔藓、地衣、藻类和其他的高等植物，各种鸟类在这里栖息翱翔，海狮、海豹、海象懒洋洋地横身海滩。邻近的大洋中，鲸类品种繁多，吸引了无数旅游爱好者的目光。这里是研究南极洲生态系统及生物资源的理想之地。

　　然而，我们注意到，长城站所在的南极半岛是全南极大陆温度变化显著的地方，这里的冰架也在快速融化，岛屿上的冰雪在夏季的时候已经消失了。南极半岛上有224条冰川，87%正在退缩，这意味着这里在变暖。

　　为了保护当地的生态环境，近年来，我们逐步建立了中国南极长城站观监测网络，开展南极土壤环境、鸟类和哺乳动物、植被、大气、湖泊环境的监测以及污水在线监测、近岸海洋环境监测、冻土监测等，这也是我们对南极保护开展的实质性的活动。

　　在新的时代，中国极地考察工作者将与国际社会一道，更好地认识极地、保护极地、利用极地，为造福人类、推动构建人类命运共同体做出新的、更大的贡献。

　　来源：上观新闻 作者：张北辰