冰封的北方漂流

当破冰船Polarstern及其船员在北极航行中向北85度时，他们得出了一个令人担忧的发现，这可能会破坏探险的成功。

我们在看到冰之前仿佛就听到了冰声。第一个声音是刮擦的呜呜声，因为一大块冰沿着船体向下延伸。当机舱开始摇晃时，架子吱吱作响。窗外，我看到一块冰漂浮在10米（33英尺）左右的地方，这是一个蓝色的三峰斑点，直径约一米（3英尺）。它在海浪中上下摆动。

然后会出现一些更圆润和风化的冰块。另一枚撞击船体时发出沉重的咔哒声，我们听到它在水下反弹了三到四次，因为它沿着船的侧面移动。

我乘坐的这艘船——德国破冰船Polarstern——正在向北驶向北极海冰的边缘寻找一块浮冰来停泊自己。在那里，一百多名科学家将在冰上建立一座漂浮的城市。这支名为Mosaic的探险队试图通过在海冰中停留一年来建立北极环境全年的第一个详细轮廓。

然而，挡在他们路上的第一个障碍是冰本身。不是厚厚的，不可逾越的冰，使北冰洋中部在冬季高峰期无法穿透，而是相反。他们需要一个足够强大的水浮石来支持他们希望建立的研究基地。

但冰层每年都在减少，而且也越来越薄。支持大型基础设施所需的强冰-尤其是一条跑道和一座30米（98英尺）高的气象塔，供Mosaic使用-越来越稀缺。气候变化使这项任务具有紧迫性。

虽然Polarstern是一艘破冰船，但探险队仍然需要留意更危险的冰块

“这可能是我们可以进行这种探险的最后几年之一，”科罗拉多大学的马特·舒普说，他于10年前首次开始计划这项任务，现在领导其大气研究计划。他是参加这次探险的数百名科学家之一，他们希望揭示全球变暖对北极的影响，以及随着北极周围环境的变化，对更广阔的世界将产生什么影响。我是为数不多的被邀请见证他们正在做的工作的记者之一。

这是我们在海上的第五天，我们第一次遇到冰，在北极圈内，纬度约为北纬81度。在船的前方是Polarstern必须航行的第一段致密冰。冰冻的海洋从冰盖向下延伸，略过三个偏远的西伯利亚岛屿。我们绕过这些岛屿，瞄准一条狭窄的冰带，这些冰层密度较小，应该让我们更容易通过。从那里，我们向东走一点，然后极地转向北方，粉碎它接着进入最密集的中央冰层。

“当我们第一次与Polarstern一起来到北极时，我们需要另一艘破冰船来帮助我们穿越冰层，”阿尔弗雷德·韦格纳研究所的探险队队长马库斯·雷克斯说。“上一次，这艘船只是轻松地独自穿过冰层。”

在听到第一个孤立的冰块撞击船体的影响后，我开始倾听我们的第一次全面破冰。我开始意识到船上微小的声音和振动，每次都去窗户检查。“当你听到它时，你就会知道它，”我的室友，AWI的浮游动物研究员尼科拉·辛德布兰特说。

在甲板上，冰块逐渐变得更加频繁和变大，它们在水线以下的不规则形状有时是明亮的绿松石。其他的则是棕色的，覆盖在富含硅藻，藻类和沉积物的腐烂冰层下。在这些冰层之间的开阔水域中，海浪已经从四米高（13英尺）下降到几乎为零，使海洋具有玻璃般的表面。

在空旷的路段中，我开始注意到表面下方的奇怪结构。它们看起来像水母-半透明且几乎看不见-悬浮在水面以下。海水开始冻结。它向风的方向伸展成类似宽阔的叶子。有时这种弹性的冰会变成乳白色和白色，随着小波的形状而弯曲。

在极地船的桥上，志愿者们轮流寻找不断变化的冰况，而船员则在寻找合适的浮冰停泊处

当我们进一步往里走时，探险队的冰上团队之一斯特凡·亨德里克斯（要求志愿者进行冰表观察，以记录我们经过的冰的数量和类型的观察结果。我报名参加每日时段。在桥上，亨德里克斯告诉我我一直注意到的不同种类的冰的名字。他们有诗意的名字：冰晶，白松冰和尼罗冰。然后是饼状冰，油脂冰和蛋糕冰。

当海水冻结时，它首先形成称为冰晶的晶体盘，最终在水中形成称为油脂冰的悬浮液，从而产生像浮油一样的彩虹光泽。波浪和风可以将冰晶压缩在一起，形成漂浮在海洋表面的饼状冰。随着这些饼状冰越来越大，它们就会变成蛋糕冰。在平静的海洋上，碎冰生长成连续的黑暗玻璃状冰层，就像黑海顶部的窗玻璃一样。白松冰是由海绵状的白色肿块在水中摇晃而产生的泥泞。

我们经过了这些不同类型的冰块，但从舰桥窗向外望去，穿过这个形成的冰景，我徒劳地扫描着难以捉摸的霜花，亨德里克斯告诉我偶尔可以发现。

当我们最终在第五天遇到更厚的冰时，船破破的感觉确实是无可挑剔的。从船中央沿着船体刮擦的微弱声音越来越大，船开始抖动。然后，船撞上了一大片冰，向一边倾斜，让我的咖啡沿着玻璃杯的一侧斜爬。

我们这些在舰桥的人俯身以保持平衡。大约10秒后，我们感觉到船快速回落到水平，然后短暂地向另一侧倾斜，伴随着大块冰块轰入下面船体的声音。我们每小时会遇到几次这些非常大的冰块，在更持续的啃咬，摇晃和撞击更薄的冰层中通常会让我们措手不及。

Polarstern需要找到一个稳定的浮冰，在漫长的冬季黑暗来临之前建立其研究基地

整个夏天，俄罗斯北极和南极研究所的研究人员一直在追踪北冰洋中部Mosaic的浮冰。他们一直在使用来自几颗卫星的数据，希望找到那些在风暴和融化中幸存下来的卫星。在挪威海岸的特罗姆瑟出发之前，雷克斯向我展示了他所想到的目标区域的图像。这是一个位于北纬85度和东经度的地区。

“在那里，我们会找到我们的甜蜜点，”他说，把眼镜推到额头上，看着手机上的应用程序。屏幕显示黑白斑点-冰在图像中的显示方式。他指出了图像中一个更暗的椭圆形-冰看起来越暗，冰应该越厚，越坚固。根据现有数据，目标区域的冰看起来将有80厘米厚。“我们更喜欢一米，一米20（3到4英尺）-但80厘米可以，”雷克斯说。

有一周左右的时间来找到合适的浮冰。一旦安全停泊，冰将在Polarstern周围冻结，将船只及其船员困在原地，因此他们将与浮冰一起漂流在极地地区的不可预测的路径上，全年平均从东向西爬行。但是，选择一个坏的浮冰，甚至在错误的地方选择一个好的浮冰，营地就有崩溃的危险。“这是唯一真正的决定，也是我们唯一的自由度，”雷克斯说。

在蓝色沙龙（BlueSaloon），一个以地毯和椅子的颜色命名的正式房间，探险队的领导人开会讨论他们搜索的初步结果。他们坐在一张大圆桌旁，身后玻璃架子上摆放着关于苏联北极研究和极地野生动物的书籍。雷克斯打开他的笔记本电脑，拿出一张北极中部的地图。

“这是根据我们起点的选择来统计漂移将如何发生的统计数据，”他说，指着地图上多彩线条的意大利面条图。每条线代表过去12年中冰在给定起点的漂移轨迹，基于每天在冰中的跟踪特征。Rex摆弄着应用程序上的设置，桌子周围的团队俯身去看，将起点设置为东经度和北纬85度。

“很大一部分最终进入了N-ice区，”他说，环顾了一眼桌子。“你知道N-ice发生了什么。”

N-ice是年挪威北极漂流的一次规模较小的探险，当它们漂入温暖的大西洋海浪时，其浮冰不断破裂。这意味着该组织不得不解散他们的营地并多次搬迁。“N-ice发生的事情将非常非常糟糕。我们需要避免这种情况。我们不能允许漂移轨迹进入该区域，”雷克斯说。“我们不能完全排除这种情况，我们最终可能会陷入类似N-ice的情况，但我们不希望这样。”

大裂缝可以在几个小时内出现在海冰中，然后在快速变化的北极环境中几乎可以同样迅速地再次消失

雷克斯再次调整参数，将起点调整为东经度、北纬85度左右。“这更像是我们想要的漂移类型，”他说。许多五颜六色的波浪线沿着北极向上移动，向下延伸到弗拉姆海峡的西侧。但一些线路被影响，结束了他们一年的漂移仍然停留在北极。“正如我们所看到的，仍然存在很大的不确定性，”雷克斯说。“其中一条轨迹进入了格陵兰岛海岸附近的危险区域。”

团队在不同的场景中切换。一些起点最终在危险地区，而另一些起点则蜿蜒离开公海，进入俄罗斯专属经济区，该团队在那里没有进行研究的许可。

但是，确保船不会漂流到有问题的区域只是决定探险成功的因素之一。另一个是该船的补给任务，该任务也将用于交换船上的船员和科学家。团队中没有一个会停留一整年，大多数人只在那里进行一段探险。如果Polarstern在厚厚的冬季冰层中漂得太远，或者超出了补给机的距离-其中包括两架研究飞机和俄罗斯远程直升机-那么科学家们就有被切断联系的风险。

考虑到所有这些要求，位于东经和北纬85号的地点似乎很快成为唯一有可能满足特派团要求的区域。“这并不能保证，”雷克斯说。“这次探险没有任何保证。”

穿过北纬85度和东经度的冰层，发现它出乎意料的薄

我们穿过俄罗斯北部岛屿以外的第一段海冰很容易。Polarstern进出另一边的速度比任何人预期的都要快。不久，我们转向北方。雷克斯再次警告我们，破冰运动可能会变得更加明显，飞船可能不得不再次撞击，逆转和撞击冰层。“我非常怀疑我们能否继续以这种速度前进，”他说。但是，Polarstern仍然以13公里/小时的速度破冰，时不时地从一侧到另一侧俯仰。旅程几乎太顺利了。

在另一天，我们进入了夏季海冰的核心。碎片随着船破碎小浮冰而上升。当我们穿过开阔水域的短暂引线时，有时冰块会被容器侧面的漩涡捕获。在其他时候，分裂的冰以缓慢的方式倾斜，让我们通过。我们经过的一些冰层看起来很厚，在一层深的半透明蓝色上有六英寸左右的致密积雪。在底部，它融合成一层更浑浊的海绵冰，就像一个褐色的糊状蜂窝，很容易脱落成污泥。

当我们接近东经和北纬85度时，有一个浮冰引起了探险队队长的注意。它几乎直接坐落在“甜蜜点”，在东经度和北纬85度向西稍远一点的地方。我们连夜接近浮冰进行更仔细的检查，继续快速突破冰层。“这是一个相当不错的浮冰，它旁边有一个开放的水体，它会冻结，所以我们可以看到这里的新鲜冰和另一边的旧冰，”雷克斯说。

但直升机调查揭示了一个问题。在探险的第一阶段协助Polarstern的俄罗斯补给船AkademikFedorov已经直接通过它。卫星图像揭示了一艘船穿过浮冰中间的清晰路径。在正确的区域，很少有大而厚的浮冰看起来很有可能，在偶然中失去其中一个不是开玩笑的。

科学家在探险中对海冰的调查显示，海冰比卫星图像预期的要薄

“我现在要求他们真正留在我们商定的地点，以避免这些事情，”雷克斯说。但还有另一个冲击。对浮冰上三个地点的冰厚的测量表明，在许多地方，它只有30或40厘米厚。将像Polarstern这样的船停泊在如此薄的浮冰上将是一个非常糟糕的主意-第一个通过的风暴会将Polarstern直接推向营地。“事实证明，这个浮冰无论如何都不是最佳浮冰，”雷克斯说。这一消息意味着该团队能够在晚餐时嘲笑AkademikFedorov通过浮冰转移。

但是，寻找浮冰仍然变得更加紧迫。“我们每天拥有的越少，设置的时间就越少，”马特·舒普说。“我们只让每个人都在这里待一小段时间，然后他们中的很多人回家。

更多的数据来自AkademikFedorov对附近其他浮冰的一些破坏性较小的调查。涓涓细流的信息越多，整体情况就越差。该地区的冰层厚度不到特罗姆瑟卫星图像的一半，通常约为30厘米，而不是他们预期的80厘米。广阔而厚实的浮冰是支持探险的理想之选，在北极似乎比科学家预期的更接近灭绝。

冰是如此之薄，以至于像AkademikFedorov这样的船只-甚至不是真正的破冰船-可以在不向后看的情况下通过最强的浮冰层巡航。

如此多的薄浮冰的发现使团队重新思考他们一直依赖的卫星图像。以前的想法是，较厚的冰层会从头顶的卫星吸收更多的雷达信号，因此在生成的图像中显得更暗。但对这些浮冰的测试表明，这种解释是错误的。图像上的黑暗斑块实际上完全显示了其他东西，这对探险队的目标一点也不好。

在第一个浮冰上，水面上的冰很少-被称为干舷。“当你移走积雪时，你总是看到表面是湿的，”斯特凡·亨德里克斯说。浮冰被海水淹没。盐水层减少了雷达反射回卫星。“我们的想法是，这就是这些浮冰在图像中变暗的原因。所以深色浮冰实际上是干舷较低的浮冰。

该团队改变了策略，决定将重点放在图像中看起来更亮的浮冰上，因为较厚的浮冰往往具有更高的干舷。问题是，卫星图像上符合该描述的浮冰很少。

钻入浮冰是真正准确地测量冰层厚度的唯一方法

然而，那天晚上晚些时候，有消息称，第二个可能漂浮在北方。船长在一夜之间为它设定了一个路线，科学家们辩论分成夜班，以便在我们到达后立即对浮冰进行采样。越早有关于冰的良好信息，探险队就能越早进行。

更紧迫的是即将到来的冬天。只剩下几天了，太阳将继续升到地平线以上。在那之后，北极将慢慢陷入24小时的黑暗。还有一段有限的时间，AkademikFedorov可以在返回特罗姆瑟之前协助建立探险队。

但每个人都度过了漫长而多事的一天，在黑暗中乘坐未知的浮冰并不是一件可以掉以轻心的事情。难以发现的裂缝和几米的悬崖在北极海冰中并不少见-当两个浮冰重叠并压碎在一起时产生。未能发现这些很容易致命。

“我们需要更多的时间来制定战略，给后勤团队一些时间来准备，”探险队生态团队负责人艾莉森说。“不要误会我的意思，我认为我们需要做抽样。我只是不认为，鉴于计划的变化在短短几个小时内发生，我们有足够的时间在整个过程中思考。”

因此，团队同意将其称为一天。他们将在第二天早上的第一缕阳光下见面，看看新的浮冰，他们非常希望它能成为他们的新家。