致敬,北极破冰前行北冰洋上的科学
年以前,人类并不知道地球的最北端究竟是陆地还是海洋,是挪威人南森给了世界一个明确的答案,这个蓝色星球的北极点是一片冰冻的海洋。
随着人类的探索,现在我们已经知道了,北极是一个全球气候的实验室。全球气候上升一度,北极就会上升两度,北极变暖的速度是地球上其他地区的两倍。气候变化对生物、环境的影响都会在这里被放大。
赵碧涛,曾参与过十多次北极国际科考,他将带着我们去观察,在气候变暖的作用下,北极地区脆弱的生态环境将会发生怎样的改变?
斯瓦尔巴德岛上的朗伊尔城,是距离北极点最近的城市。
驯鹿是斯瓦尔巴德群岛最常见的动物之一,它们生活在北极苔原地区,靠吃雪下生长的植物过冬。
去年冬天,挪威极地科学家在岛上发现约头驯鹿尸体。由于全球气候变暖,当地近年来冬天也下起了冻雨,导致地表变得像冰一样坚硬,驯鹿因为无法吃到食物而最终饿死。
《自然》杂志去年发表论文称,气候变化正在让北极的植物变得越来越高。不仅位于北极苔原上的本土植物越长越高,在北极南部,更高的植物种类也正在向苔原蔓延。
如果植物继续以目前的速率生长,至本世纪末,植物群落的高度将增加20%到60%。
北极灌木的生长和扩张将会对全球生态系统产生怎样的影响,极地科学家们正在紧张地观测中。
随着北极的冰川消融,苔原增多,苔原上的植物也越来越茂盛了,我们看到漫山遍野都有这种紫色小花,它生长在这种绿色的草皮上,赵向导告诉我们它的学名中文叫做“无茎蝇子草”。
它喜欢温暖的气候,主要生长在干燥,海风吹拂的岩脊和石砾地方,遍布欧亚大陆和北美洲。“无茎蝇子草”又叫指南针花,因为只有在南边才会长很多的花,它只有吸收阳光和在热量最多的地方才能够开花。
更多北极植物意味着会吸收更多的积雪,使底层的土壤在冬季不能快速地冻结,从而加速地下冰冻碳库的解冻,增加温室气体的排放。
不仅植物,动物的生存环境也发生了巨大变化。浮冰是海象赖以栖息的家园,由于浮冰减少,越来越多的海象们被迫前往海边的陆地栖息。
海象是群栖性哺乳动物,皮厚而多皱,两枚长牙,主要生活在北极或近北极温带海域。
一个纪录片小组曾拍下了这样的片段,一些海象为了争夺生存空间被迫爬上海边的悬崖,海象的视力极差,根本看不清楚前方的路,也难以判断岩石的高度,当它们感到饥饿时,为了重返海洋寻找食物,竟然会从80多米高的悬崖直接坠落。
大块的冰山,在冰川前面的水域,温度会比较低。一般它的藻类就多一些,藻类都是小鱼、甲壳类和浮游动物的食物,三趾鸥或者其他的海鸟,都是以这些鱼类和甲壳类为食,所以海鸟会聚集。
天空飘起小雪,我们登陆北纬80°的一座荒凉的小岛,这里年平均降水量在30毫米以下,号称极地沙漠。
这里很少能见到植物的踪影,但岩石上有不少地衣,它们是真菌和藻类的共生。
从北纬80度继续向北,我们来到一片白茫茫的冰雪世界,越往北冰面越大越完整。
我们看到的冰大概有两种颜色,一种是白色,一种是蓝色,蓝色的冰里面含空气比较少,所以阳光照射以后它吸收了别的光,直反射出蓝光。海鸟很喜欢待在船的边上,因为冰面破碎之后会卷起海底大量的生物,对它们来说就是大餐了。
现在海冰厚度已经达到80厘米,我们乘坐的这艘“超1A级”抗冰船,通过尖锐锋利的船头撞开冰面来航行。
我们能听到船底传来的轰隆声,这是船撞上冰块和冰块裂开的声音。
越往北,冰层越厚,船只就需要更强悍的破冰能力,破冰能力对极地科考至关重要。
“雪龙”号的破冰能力是1.2米。当冰层在1.5米到2米之间的时候,“雪龙”号也有办法,它会采用“冲撞式”破冰法,让船头部位吃水浅冲到冰面上去,靠船体把下面厚厚的冰层压为碎块,这样周而复始来破冰航行。
?沈权
“雪龙”号高级船长
遇到一些比它的厚度更高的像1.5、2米这样的海冰的时候,我们更多的是用的一种冲撞式的破冰。
目前为止,“雪龙”船最远是在第四次北极考察的时候,因为当时我当船长,我记得是大概在8月20号到达了北纬88度22分,那个地方很近很近,90度就是北极点,然后我们从这个地方是坐直升飞机,我们当时一共16个人飞了两个架次到达了北极点。
这个也是我们目前为止北极创下来的最高记录。这是凭我们中国人自身的能力到达了这么高的一个纬度,开展了相关的这种科考作业。
面对北极点附近的厚浮冰面,“雪龙”号也无能为力,中国极地科考需要一艘需要破冰能力更强的科考船。年7月11日,中国第一艘自主建造的极地科学考察破冰船——“雪龙”2号正式交付完成。
?吴刚
中船集团第所研究员
“雪龙”2号总设计师
综合科考船它可以进行很多学科的研究包括海洋、地质、地球物理、化学、大气这些学科都嫁接在里面,它有很多设备需要投放,需要有很多数据需要采集,这些可以在船上实现,在国际上他们是很羡慕我们这条新船的。
“雪龙”2号是全球第一艘采用船艏、船艉双向破冰技术的极地科考破冰船。
相比“雪龙”号,它的破冰能力提到了三个档次,达到1.5米,破冰能力跻身世界前三,可实现极区原地°自由转动,并突破极区20米当年冰脊。
作为一艘全新的专业极地科考船,“雪龙”2号还装备有国际先进的海洋调查和观测设备,能实现科考系统的高度结合和自洽,在极地冰区海洋开展物理海洋、海洋化学、生物多样性调查等科学考察。
?陈大可
中国科学院院士物理海洋学家
“雪龙”2号完全是我们自主造的一条船,就从设计到建造都是自己做的,而且它是按照一个真正的、最先进的科考的破冰船来造的,各方面的设施绝对是世界最先进的破冰船。
沈权“雪龙”号高级船长
这条船,我们作为科考船来讲,实际上除了它的动力定位,然后它的推进形式、破冰能力、智能船体这些方面有了根本性的改观之外,“雪龙”2号因为破冰能力比较强,然后以科考为主。
“雪龙”2号交付,进行科考试航以后,紧接着会执行中国第36次南极考察,到时“雪龙”号和“雪龙2”号都会前往,两条船侧重点不一样。“雪龙”2号破冰能力比较强,科考设备更为先进,“雪龙”号载货能力较强,两船首次搭配出海,将开启我国极地科考“双龙探极”新时代。
陈大可中国科学院院物理海洋学家
老一辈的科学家几十年的积累,有经验,也有教训,这些都可以避免他们少走弯路。信息爆炸的时代,能够实时地跟踪国际科学前沿,这样很容易确立自己突破的方向,有国家实力的支撑,现在到国际上去发言,讲中国的方案都是非常有底气的,年轻人现在是赶上了一个好时候,一定要志存高远,一定要有家国情怀,这样为我们国家,为我们的民族作出更大的贡献。
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