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北極“科考圣地”,漫漫極夜里的中國(guó)“守夜人”

北極“科考圣地”,漫漫極夜里的中國(guó)“守夜人”

一個(gè)人的科考站——記北極黃河站越冬站長(zhǎng)李斌

在人類對(duì)極地的探索中,一個(gè)名為新奧勒松的小鎮(zhèn)扮演著重要角色。這里不僅因極北的地理位置而世界聞名,還因深入的極地科學(xué)研究而備受矚目。屹立于這里的北極黃河站,是中國(guó)在極地科考中的最北據(jù)點(diǎn)。今年冬天,在太陽從不升起的漫漫極夜里,越冬站長(zhǎng)、中國(guó)極地研究中心副研究員李斌成為黃河站唯一的駐守者,他與孤獨(dú)為伴,通過對(duì)極光的觀測(cè),為中國(guó)空間物理研究默默地做出自己的貢獻(xiàn)。

黃河站的“守夜人”

新奧勒松處于北緯79度,位于挪威斯瓦爾巴群島上的最大島嶼——斯匹次卑爾根,是人類在地球上的最北定居點(diǎn)。這里有著長(zhǎng)時(shí)間的極晝和極夜:從4月下旬到8月下旬,蜂擁而至的游客能在午夜看到仍未落下的太陽;而從10月下旬到次年2月下旬,這里的居民要經(jīng)歷長(zhǎng)達(dá)120多天的連續(xù)黑夜。

如果不是因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)了煤礦,人們可能不會(huì)在上個(gè)世紀(jì)初就來到這個(gè)極北之地。在因煤而興的同時(shí),許多探險(xiǎn)家也看上了這個(gè)離北極最近的人類定居點(diǎn),他們?cè)谶@里整理裝備、躊躇滿志,準(zhǔn)備前往1200公里外的北極點(diǎn),將自己的名字寫在人類的榮耀簿上。1926年,已征服南極點(diǎn)的挪威探險(xiǎn)家羅阿爾·阿蒙森(Roald Amundsen)與同伴一起搭乘飛艇從這里出發(fā)穿越北極點(diǎn)上空,成為世界上首個(gè)到達(dá)南北兩極的人。

就在阿蒙森出發(fā)前往北極點(diǎn)的前一年,中國(guó)加入了《斯匹次卑爾根群島條約》。根據(jù)該條約,中國(guó)有權(quán)自由進(jìn)出北極特定區(qū)域,并依法在該特定區(qū)域內(nèi)平等享有開展科研以及從事生產(chǎn)和商業(yè)活動(dòng)的權(quán)利,包括狩獵、捕魚、采礦等。但在那個(gè)積貧積弱的年代,這一權(quán)利只落在紙面上,中國(guó)未能在北極科考領(lǐng)域取得突破。

近80年后,中國(guó)人終于在這片被極地科學(xué)家稱為“科考圣地”的小鎮(zhèn)上占據(jù)了一席之地。2004年,在一棟曾是煤礦工人宿舍的二層小樓門前,巍然屹立起一對(duì)石獅。走近這棟極具辨識(shí)度的建筑,“中國(guó)北極黃河站”幾個(gè)字映入眼簾。

極地只有冬夏兩季,以3月和9月為界。新奧勒松的夏季是喧鬧的,在太陽永不落下的極晝時(shí)節(jié),黃河站會(huì)迎來數(shù)十位來自國(guó)內(nèi)各個(gè)研究機(jī)構(gòu)的科考人員。他們徒步、乘車或乘小艇外出,進(jìn)行冰川、土壤、大氣等各自研究領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn),有時(shí)會(huì)與北極狐、海豹和北極熊不期而遇。

而在冬季,由于處于極夜,很難外出考察,只有進(jìn)行空間物理觀測(cè)的研究人員才會(huì)留在這里。而對(duì)于以極光為主要研究對(duì)象的李斌來說,極光在極晝的夏季是無法觀測(cè)的,這讓他成了黃河站的越冬“守夜人”。

李斌的一天通常這樣度過:起床后,與國(guó)內(nèi)的同事對(duì)接工作;在國(guó)內(nèi)的下班時(shí)間過后,再與家人視頻聊天;晚上6點(diǎn)過后,他進(jìn)入了一天中最忙碌的時(shí)候,要操控分別設(shè)于新奧勒松、斯瓦爾巴群島首府朗伊爾城和冰島凱爾赫的三套極光觀測(cè)設(shè)備,直至深夜。這些觀測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)會(huì)被上傳到中國(guó)南北極數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)站上,供全世界極光研究者、愛好者瀏覽和下載。

如果當(dāng)天有強(qiáng)烈的極光爆發(fā),李斌還會(huì)拿起相機(jī),走出溫暖的小屋,在數(shù)十厘米厚的積雪中安上三腳架拍攝極光。如果當(dāng)天下起大雪,他還要冒著零下二三十?dāng)z氏度的嚴(yán)寒,徒步數(shù)百米,檢查黃河站的天線和極光觀測(cè)設(shè)備,確保無虞。

新奧勒松有一個(gè)食堂,為各國(guó)科考人員定點(diǎn)供應(yīng)早中晚三餐。由于不得不熬夜工作,李斌經(jīng)常會(huì)錯(cuò)過早餐。中午12點(diǎn)左右,他會(huì)走過僅有微光的小鎮(zhèn),去食堂吃第一頓飯。而在深夜,饑餓難耐的他也時(shí)常會(huì)打開一盒泡面,或一盒三文魚罐頭。

全世界可以研究極光的地方有很多,但新奧勒松有一個(gè)得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)——北緯79度的高緯度?!皹O夜在正午也是黑夜,我們可以在黃河站看到日側(cè)極光,這與其他地方看到的夜側(cè)極光不同?!崩畋笳f,日側(cè)極光指的是正午時(shí)分的極光,科學(xué)家可以通過觀測(cè),了解地球粒子逃逸的過程,“簡(jiǎn)而言之,通過日側(cè)極光,我們才能了解地球大氣消失的過程,知道地球大氣是在凈流入,還是在凈流出。”

黃河站是我國(guó)緯度最高的極地科考站之一。但得益于北大西洋暖流,這里的冬天并不像南極腹地那么寒冷。李斌告訴記者,雖然下雪頻繁,但這里冬天的平均氣溫大約零下十幾攝氏度,如果不刮風(fēng)的話,體感溫度并不算太低。而在相同緯度的南極大陸,冬季氣溫可能低至零下60攝氏度以下,要在那里越冬非常困難。直到現(xiàn)在,中國(guó)科考隊(duì)員只在長(zhǎng)城站、中山站等南極科考站越冬,還未實(shí)現(xiàn)在昆侖站等南極內(nèi)陸站越冬。

“半路出家”的極光研究者

很多人看過極光,但對(duì)極光有更深層次了解的,一般是空間物理的研究人員。李斌試圖用淺顯的語言給記者解釋:極光是一種等離子體現(xiàn)象,主要發(fā)生在具有磁場(chǎng)和大氣的行星上。地球上的極光,是由于來自磁層和太陽風(fēng)的帶電高能粒子被地磁場(chǎng)導(dǎo)引帶進(jìn)地球大氣層,并與高層大氣中的原子碰撞造成的發(fā)光現(xiàn)象。

極光通常為綠色和紅色,“美麗”“神奇”往往是許多人對(duì)極光的第一印象,而身為研究極光的科研人員,李斌時(shí)常被問到的一個(gè)問題是:“研究極光有什么用?”

“研究極光從通俗意義上來說,無法解決迫在眉睫的現(xiàn)實(shí)問題。但對(duì)于空間物理來說,它為無數(shù)科學(xué)家提供了重要的數(shù)據(jù),也豐富了人類對(duì)地球磁層的了解?!崩畋笳f,通過了解地球磁層的狀態(tài),人類才能更好地掌握地球空間環(huán)境的規(guī)律,而這對(duì)衛(wèi)星發(fā)射、航空航天通訊等領(lǐng)域都有重要的意義。

李斌說,極光就好像地球高緯度空間的“雨雪”。對(duì)于高緯度地區(qū)的電磁設(shè)施來說,會(huì)受到空間環(huán)境的影響,比如一些通訊導(dǎo)航衛(wèi)星、輸電網(wǎng)絡(luò)等,受周圍的電磁環(huán)境影響都比較大。如果人類能通過極光觀測(cè),推算出空間中磁暴發(fā)生的時(shí)間和強(qiáng)度,采取一系列應(yīng)對(duì)措施,就能降低磁暴對(duì)電磁設(shè)施的影響。

“人們出行都會(huì)看天氣預(yù)報(bào),極光就是地球空間的一種‘天氣預(yù)報(bào)’?!崩畋笮蜗蟮亟忉?,“當(dāng)人類能夠比較頻繁地離開地球,去月球和火星旅行,我們對(duì)于空間的‘天氣預(yù)報(bào)’就會(huì)有更大需求。在并不遙遠(yuǎn)的未來,我們會(huì)需要關(guān)注太空中的‘風(fēng)雨雷電’,并依此調(diào)整自己的太空旅行。而對(duì)極光的觀測(cè)和研究,正是空間‘天氣預(yù)報(bào)’的必經(jīng)之路?!?/p>

“我們不能因?yàn)闃O光目前‘沒有用’,就不去研究它。你去探索自然界一種未知的現(xiàn)象,這就是科學(xué)的本質(zhì)——滿足人類的好奇心,而不是去應(yīng)用。我們只有先去了解,才能討論如何利用?!崩畋笳f,作為自然科學(xué)工作者,最重要的是滿足自己對(duì)自然界的好奇心。能讓工作與愛好相結(jié)合,其實(shí)是件很幸福的事。

與“科班出身”的研究人員不同,李斌在本科時(shí)的專業(yè)是印刷工程,碩士期間的專業(yè)是等離子物理,直到博士才開始涉及空間物理。他研究極光,不僅用實(shí)驗(yàn)設(shè)備,還用自己的單反相機(jī)。他會(huì)用幾分之一秒的短曝光來連續(xù)拍攝極光的瞬間,從中找尋極光的變化規(guī)律。在研究極光的過程中,攝影、等離子物理、空間物理,本科到博士的專業(yè)課都派上了用場(chǎng)。

2018年在黃河站越冬時(shí),李斌在一次拍攝極光時(shí)發(fā)現(xiàn),極光弧的底部有一些小的極光帶。從極光的原理上這是不應(yīng)該出現(xiàn)的,他立刻用相機(jī)拍下來。隨后他請(qǐng)教了眾多業(yè)內(nèi)專家學(xué)者,認(rèn)為這可能是一個(gè)新發(fā)現(xiàn)。經(jīng)過幾年的觀測(cè)與研究,他把這種現(xiàn)象命名為“極光漣漪”,目前正著手撰寫論文介紹這一現(xiàn)象。他認(rèn)為這一現(xiàn)象有可能反映磁層和電離層如何作用于大氣環(huán)境。

李斌經(jīng)常說,自己是“半路出家”研究極光的人,因此比較理解一個(gè)普通人對(duì)極光能理解到什么程度?!拔也粫?huì)像一些科班出身的人,描述極光都用非常專業(yè)的詞匯。我希望用生動(dòng)的、能讓人聽懂的語言來描述極光,讓更多的人了解極光?!?/p>

在新奧勒松,研究極光設(shè)備最全的是中國(guó)北極黃河站。此外,挪威極地研究所等機(jī)構(gòu)也在研究極光。李斌認(rèn)為,不同國(guó)家在這一領(lǐng)域不存在明顯的競(jìng)爭(zhēng)?!皩?duì)于自然現(xiàn)象的觀測(cè),大家都是‘做加法’,希望獲得更多的數(shù)據(jù),包括黃河站在內(nèi),大家都會(huì)把這些數(shù)據(jù)與同行共享,這對(duì)科學(xué)研究是更有利的。”

與危險(xiǎn)和孤獨(dú)相伴的科考隊(duì)員

對(duì)人類來說,極地總是與危險(xiǎn)相伴,即使有著豐富的經(jīng)驗(yàn),也難免遭遇意外。1928年,功成名就的阿蒙森為營(yíng)救自己的好友、曾一同前往北極的意大利探險(xiǎn)家翁貝托·諾畢爾(Umberto Nobile),乘飛機(jī)前往北極地區(qū),從此失蹤。

近100年后的今天,盡管科技水平和保障能力已經(jīng)大幅提高,不期而遇的風(fēng)險(xiǎn)仍然是每個(gè)極地科考人員面臨的一大挑戰(zhàn)。在新奧勒松所在的斯瓦爾巴群島,幾乎每年都有北極熊傷人的事件發(fā)生,也有一些人為了自衛(wèi),不得不開槍射殺突然遭遇的北極熊。因此,包括黃河站在內(nèi),新奧勒松小鎮(zhèn)上所有建筑都不上鎖,以供遭遇危險(xiǎn)的人進(jìn)屋躲避。所有的房門都向外開,因?yàn)楸睒O熊只會(huì)推門,不會(huì)拉門。

黃河站夏季站長(zhǎng)、中國(guó)極地研究中心副研究員何昉講述了今年夏天發(fā)生的一件事:一天早晨,科考隊(duì)員們乘船去冰川做實(shí)驗(yàn),而他在站內(nèi)留守。另一個(gè)科考站——德國(guó)法國(guó)聯(lián)合站的一位隊(duì)員急匆匆跑來告訴他,冰川附近的觀測(cè)小屋附近發(fā)現(xiàn)了一頭正在撕咬馴鹿尸體的北極熊,可能對(duì)科考隊(duì)員造成威脅。由于當(dāng)?shù)貨]有手機(jī)信號(hào),他立即用對(duì)講機(jī)緊急通知考察隊(duì)員們盡快回到站里,幸好提醒及時(shí),隊(duì)員們避免了與北極熊“狹路相逢”。

冰川融化也是夏季科考的一大挑戰(zhàn)。“我們有很多的科考項(xiàng)目需要走到冰川的前緣,甚至在冰川上進(jìn)行一些采樣作業(yè),夏天冰川融化比較厲害,風(fēng)險(xiǎn)就很大?!焙螘P回憶說,冰川裂隙有時(shí)候光憑肉眼看不清楚,行走時(shí)有可能失足跌入裂縫。

在醫(yī)療條件有限的極地,當(dāng)意外發(fā)生時(shí),不同國(guó)家的科考隊(duì)員會(huì)守望相助,共渡難關(guān)。李斌記得他2015年至2016年在南極中山站時(shí),遇到一起某國(guó)科考隊(duì)員受重傷的緊急情況。當(dāng)時(shí)鄰近的中國(guó)、俄羅斯、印度三個(gè)科考站的隨隊(duì)醫(yī)生會(huì)診,對(duì)該隊(duì)員進(jìn)行緊急搶救,為其轉(zhuǎn)運(yùn)回國(guó)贏得了時(shí)間。當(dāng)?shù)弥撽?duì)員回國(guó)后歷經(jīng)多次手術(shù)終于轉(zhuǎn)危為安,每位參與救治的隊(duì)員都松了一口氣?!熬戎嗡臅r(shí)候,我一直在手術(shù)室,當(dāng)時(shí)非常緊張,傷者手臂的骨頭伸出來把隊(duì)服都戳破了,讓我非常難過?!崩畋蠡貞浀?。

除了危險(xiǎn)的考驗(yàn),人在長(zhǎng)期處于極夜時(shí),心理和生理上都會(huì)面臨巨大挑戰(zhàn)。這一點(diǎn),在南極中山站、長(zhǎng)城站和北極黃河站均有過越冬經(jīng)歷的何昉深有體會(huì):“尤其是在北極黃河站越冬時(shí),站里往往只有一個(gè)人,要在沒有白晝的情況下待好幾個(gè)月,需要很好地調(diào)整自己的心態(tài),并時(shí)刻校準(zhǔn)自己的生物鐘,才能適應(yīng)這種不分晝夜、與世隔絕的環(huán)境?!?/p>

確實(shí),在這個(gè)冬季僅有數(shù)十人的小鎮(zhèn)上,在漫長(zhǎng)的極夜中,能做的消遣也實(shí)在有限,就連食堂里過期雜志上的數(shù)獨(dú)填字游戲,都被這些科考隊(duì)員填得滿滿當(dāng)當(dāng)。

李斌說,自己每天都會(huì)收到國(guó)內(nèi)同事的信息,與家人也會(huì)每天視頻連線。與此同時(shí),在人跡罕至的北極,不同國(guó)家的科考隊(duì)員會(huì)更加抱團(tuán)互助。每天去食堂吃飯時(shí),如果看到有其他國(guó)家的科考隊(duì)員心情不好,或者幾天沒來吃飯,大家都會(huì)關(guān)心詢問。

有人選擇離開。李斌的好友、意大利科考站隊(duì)員西蒙內(nèi)塔·蒙塔古蒂(Simonetta Montaguti)已經(jīng)決定辭職,不再?gòu)氖聵O地科考工作。說起西蒙內(nèi)塔,李斌眼中滿是敬佩。這位年近五旬的意大利女隊(duì)員,曾在南極內(nèi)陸協(xié)和站越冬,冒著零下六七十?dāng)z氏度的嚴(yán)寒外出檢修設(shè)備。盡管經(jīng)驗(yàn)豐富、功勛卓著,但西蒙內(nèi)塔有些厭倦極地的生活了,“我現(xiàn)在想轉(zhuǎn)換一下自己的人生賽道”。她告訴記者。

在記者結(jié)束黃河站采訪時(shí),一位管道工程師也結(jié)束了自己在新奧勒松的工作,與記者搭乘同一班飛機(jī)離開了這個(gè)北極小鎮(zhèn)。

更多極地工作者選擇留下,包括李斌?!拔蚁?,我還是會(huì)堅(jiān)守,我喜歡極地,也喜歡極光。”李斌說。

北極深處的“小聯(lián)合國(guó)”

與在南極相比,李斌更喜歡在黃河站越冬的感覺。這里溫度相對(duì)舒適,最冷也就零下二三十?dāng)z氏度。在南極時(shí),各國(guó)科考隊(duì)員一般只在自己國(guó)家的科考站里,與其他國(guó)家科考隊(duì)員交流不多。而新奧勒松則像個(gè)“小聯(lián)合國(guó)”,不同國(guó)家的科考隊(duì)員一起吃飯、健身、交流工作和生活。最重要的是,大家可以分享共同的經(jīng)歷?!按蠹叶际菢O地工作者,聊起來,有些人上個(gè)月還在南極,現(xiàn)在就在北極?!崩畋笳f,“只有在這里,我才能找到有這么多共同話題的人?!?/p>

各國(guó)科考當(dāng)然有競(jìng)爭(zhēng),但更多的是合作。如氣候變化是一個(gè)全球關(guān)注的議題,也是各國(guó)極地科考人員熱議的話題。由于地理原因,兩極地區(qū)往往是受全球變暖影響最大的地區(qū),相當(dāng)于溫室效應(yīng)的“放大器”。

在斯瓦爾巴群島首府朗伊爾城的北極探險(xiǎn)博物館,工作人員伊達(dá)·瑪麗·艾勒森(Ida Marie Eilertsen)告訴記者,自己2011年剛到這里時(shí),一個(gè)夏季只有一兩天最熱的時(shí)候能穿短袖,每次只能穿一兩個(gè)小時(shí);但近兩年,她每年都有至少半個(gè)月可以穿短袖外出?!霸诒睒O生活的每個(gè)人都能感受到氣候變化的影響。”

李斌記得,自己2018年來黃河站越冬時(shí),新奧勒松的海面有部分封凍,但今年沒有凍上。這說明全球變暖是切實(shí)存在的,而且在北極更為明顯。根據(jù)一些研究海冰的氣候?qū)<宜龅膶W(xué)術(shù)報(bào)告,北極地區(qū)海冰的縮減非???,威脅到北極熊、海豹等當(dāng)?shù)貏?dòng)物的生存。

何昉告訴記者,氣溫的大幅升高,對(duì)于北極圈內(nèi)動(dòng)植物的習(xí)性和微生物的繁殖都會(huì)造成很大影響。各國(guó)科考人員在北極能夠觀測(cè)到更明顯的氣候變化及其對(duì)生物圈的影響。全球變暖在極地對(duì)冰川運(yùn)動(dòng)的影響也相當(dāng)顯著?!坝捎谠跇O地溫度上升更多,我們可以通過研究全球變暖對(duì)極地生物圈和冰川的影響,來預(yù)測(cè)如果全球變暖繼續(xù)下去,幾十年后會(huì)給地球氣候和環(huán)境造成怎樣的重大影響?!焙螘P說。

黃河站的不少科研成果不僅造福中國(guó),也為其他國(guó)家所共享。何昉介紹說,黃河站近年來一直在做北極污染物監(jiān)測(cè)。這些污染物都是從人類活動(dòng)較多的地方,經(jīng)大氣和海洋環(huán)流來到北極。通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),科考隊(duì)員會(huì)研究這些污染物的構(gòu)成、傳播路徑和對(duì)環(huán)境的影響。“污染物的傳播是不分國(guó)界的,所有國(guó)家都會(huì)不同程度受到影響,所以外國(guó)科學(xué)家對(duì)黃河站的監(jiān)測(cè)情況和研究成果也很感興趣?!?/p>

多年來,像何昉和李斌一樣,中國(guó)極地科考人正不斷用自己的勇敢和努力,在地球兩極書寫著新的歷史。

改革開放以來,我國(guó)極地科考事業(yè)進(jìn)入了“快車道”。1984年至今,我國(guó)相繼在南極建成長(zhǎng)城站、中山站、昆侖站和泰山站。如今,我國(guó)第40次南極科學(xué)考察隊(duì)正日夜兼程奔赴南極,建設(shè)羅斯海新站,這將是我國(guó)在南極的第五個(gè)考察站。與此同時(shí),我國(guó)對(duì)北極的考察也在持續(xù)推進(jìn)。2004年7月,我國(guó)第一個(gè)北極考察站黃河站在新奧勒松建成;2018年10月,我國(guó)在冰島北部的凱爾赫建成中國(guó)—冰島聯(lián)合北極科學(xué)觀測(cè)臺(tái)。

“上天、入地、登極、下海,是人類探索自然奧秘的極致挑戰(zhàn),是智慧和勇氣的體現(xiàn),也是一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力的直接反映。”中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員劉嘉麒在一篇名為《極地科考 造福人類》的文章中介紹,我國(guó)是世界上為數(shù)不多的能夠在極地獨(dú)立開展科考工作并建立科考站、持續(xù)進(jìn)行科學(xué)觀測(cè)的國(guó)家之一,正在國(guó)際極地事務(wù)中發(fā)揮著越來越重要的作用。

“明年是我國(guó)開展極地科考40周年,也是黃河站建站20周年。隨著我國(guó)對(duì)極地研究的日益重視,我相信黃河站的未來會(huì)更好,更堅(jiān)信中國(guó)極地研究未來可期!”何昉說。(記者 張玉亮 馬志異)

文章來源:新華每日電訊
責(zé)任編輯:姚思寒
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