廣告今年是中國極地科學考察40周年，第40次南極科學考察隊于上月考察歸來，目前科研人員正在對這次考察成果進行后續(xù)研究。自1984年中國首次南極科考開始，一批批考察隊員遠赴極地，考察站陸續(xù)落成，那么，年復一年的極地科考究竟在做什么？這次建設(shè)的南極秦嶺站，與之前建成的站點有何不同？極地科考已取得的成果有哪些科學價值？未來，極地科考又將走向何方？我們特邀中國科普作家協(xié)會會員雷淼來說一說。
人類為何渴望探索南北兩極
極地地區(qū)指地球的兩極：南極和北極。其中，南極地區(qū)以南極洲為中心，鄰近太平洋、大西洋、印度洋三大洋；北極地區(qū)以北冰洋為中心，鄰近亞洲、歐洲、北美洲三大洲。南極洲和北冰洋一陸一海，各據(jù)地球一端，曾是與世隔絕的秘境。1820年，有航海家遙遙望見南極洲的冰架，直到1895年，這座第五大洲才迎來人類的足跡。北冰洋雖然被大陸環(huán)抱，周圍卻是密集的浮冰，既無法行走，也難以航行，直到1896年才有人完成首次跨洋航行。
人類對于極地科學探索的渴望，主要有兩個原因。一方面，極地遠離人類生活環(huán)境，保留著生命、地球乃至太陽系早期的秘密；另一方面，極地是地球自然與生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，它們既能反映地球的變化，又能對地球的發(fā)展（如氣候）產(chǎn)生深遠的影響。舉個例子，南極冰蓋平均厚度逾2000米，最厚的地方近5000米，北極地區(qū)的格陵蘭島也積累了最厚達3500米的冰層，目前在南極鉆取的最古老冰芯或可追溯到500萬年前。極地冰蓋由逐年的降雪積壓而成，就像時間膠囊一樣，封存著以百萬年計的大氣樣本和微生物及植物孢粉樣本，具有極高的科研價值。而在參與地球活動這方面，最著名的案例莫過于臭氧層空洞了，在此事件中人類空前團結(jié)，迅速達成《蒙特利爾議定書》，棄用臭氧損耗物質(zhì)，現(xiàn)在南極上空臭氧層正在逐年恢復，樹立了環(huán)境保護的一個經(jīng)典成功案例。
極地如同一個天然實驗室，科學考察可以從多方向入手，涉及的學科也五花八門，包括氣象學、氣候?qū)W、生物學、環(huán)境學、地震學、地質(zhì)學、礦物學、冰川學、海洋學、醫(yī)學、天體物理學、宇宙學等。為了方便理解，可以將極地科考的內(nèi)容分為固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)、太空、生物5個方面。
1.固態(tài) 極地積累了幾千米厚的冰層，是研究地球與生命演化史的有力工具。南極洲1400萬平方公里的面積中，冰覆蓋率達97%，這些冰蘊藏著世界上70%的淡水，假如全部融化可使全球海洋水位上升60米。所以，為了預測冰蓋的未來行為及其對全球氣候的影響，冰川學家需對其歷史、現(xiàn)狀和內(nèi)部動態(tài)有透徹的了解。南極洲曾經(jīng)氣候溫和，是巨大的岡瓦納古陸的一部分，它的演化歷史和未來走向都隱藏在冰層之下的地殼巖石中，是地質(zhì)學所要揭示的內(nèi)容。
2.液態(tài) 南極洲被海洋包圍，南極繞極流是世界上最強大的洋流；北冰洋本身就是海洋，它和大西洋的邊界是北大西洋暖流，能夠左右整個歐洲的氣候。陸地冰川和海洋的互動會對全球氣候造成長期影響，極地洋流在全球碳循環(huán)中也扮演著重要角色，所以，在極地開展海洋學研究的意義不言而喻。
3.氣態(tài) 極地氣候能對溫帶乃至亞熱帶造成廣泛影響。最近幾年，“極地渦旋”這個詞逐漸為人熟知，它稍微“擅離崗位”，就會帶來超乎尋常的嚴冬。而全球變暖又反過來會造成更多的極地渦旋“離崗”事件，氣象和氣候?qū)W家對此都很關(guān)注。極地渦旋干過的一件大事就跟前面提到的臭氧層空洞有關(guān)。由于南極的極地渦旋較為顯著穩(wěn)定，人類使用的噴霧劑和制冷劑中的氯原子被集中在南極極地渦旋中，進入平流層的冰云，并在春季到來時大量釋放，促成臭氧分解，從而惡化了地球的空間環(huán)境。因此，對臭氧層的觀測也是極地科考的重要內(nèi)容之一。
4.太空 極地遠離人類城市的光污染，尤其是南極洲這座冰雪高原嚴寒干燥，空氣稀薄且質(zhì)量優(yōu)異，是天文觀測和宇宙學研究的絕佳場所。除了工作在可見光到射電波段的幾座大型望遠鏡之外，南極還有一座利用天然巨冰建造的中微子觀測站。南極洲還是地球上著名的隕石寶庫，降落在南極大陸的隕石被冰雪包裹，并在冰川流動受阻時漸漸轉(zhuǎn)移到表面，這些隕石數(shù)量大、類型多、儲存久、氧化弱、污染少，對于認識地球乃至太陽系的演化過程極具價值，而且還“物美價廉”，比起去月球、火星或小行星采集樣本要實惠多了。此外，作為地球磁極的目前所在地，極地是研究地球物理、大氣電離層和太陽活動的理想位置。
5.生物 南極表面條件非常惡劣，但其周圍的海洋生態(tài)系統(tǒng)資源豐富，其中南極磷蝦是地球上最大的單種動物資源，也是接近食物鏈最底部的極關(guān)鍵物種。北極相對較宜居，無論是周圍陸地還是海洋，都有多種多樣的生物形式。極地生態(tài)情況能夠反映全球的環(huán)境變化，與人類息息相關(guān)。同時，極地還是生物的基因庫，低溫微生物資源具有獨特的分子生物學機制，在基礎(chǔ)研究及生物工程上有很大價值。
總而言之，極地科考是跨學科的綜合項目，可以全方位推動各項研究向前邁進，意義深遠，也是一個國家綜合國力的直接體現(xiàn)。
兩極科考有哪些不同之處
南極是被大洋包圍的大陸，北極是被大陸包圍的大洋，二者既有相似性也有不同點。它們的相似之處是氣候寒冷，大陸或周圍大陸具有永久冰蓋，毗鄰重要的洋流，都能影響地球氣候，且均為地磁極所在地。所以，兩極的科考站都會開展對極光和空間天氣、生態(tài)、地質(zhì)、海洋、冰川、地球物理、大氣科學、氣候變化與環(huán)境科學等方面的研究。特別是在極光研究上，南北極科考站還能“打配合”，例如，中國的南極中山站和北極黃河站都在磁緯75°左右，基本處于地球同一根磁力線的南北兩端，因此能在南北兩極對極光進行對稱性和關(guān)聯(lián)性研究。
兩極的不同之處也不少，所以科考項目各有側(cè)重。實際上，即便是同處一極的科考站，也會因選址不同而在研究任務(wù)上有所差異。如位于內(nèi)陸冰原上的科考站無法做海洋研究，而海邊天氣瞬息萬變，則不利于天文觀測。
因此，南北極科考最大的區(qū)別就是由海陸差異造成的，不僅體現(xiàn)在自然上，也與人類社會有關(guān)。
北極的主體是北冰洋，周圍陸地和島嶼都有主權(quán)歸屬。如果只在船上或漂流冰站上做海洋考察的話，就無法完整認識極地氣候和環(huán)境變化，然而，建設(shè)陸上考察站或開展具體的陸上科考項目（如鉆取格陵蘭冰蓋的冰芯），首先需要付出外交努力。相對而言，南極建站是個純技術(shù)活兒，有能力就可以干。只不過，登陸南極洲需要穿越狂浪，擊破堅冰，躲避冰山，挺過暴風，技術(shù)難度實在是高得多。
南極是隕石的天然保險箱，能把隕石“主動”翻到冰面上供人拾取，北極卻是一片海洋，沒有這方面的天然優(yōu)勢。另外，南極面朝銀河系中心，亮星如織，還能看到兩個較近的伴星系——大麥哲倫云和小麥哲倫云，其中包含各個發(fā)展階段的星團，研究星系演化非常方便。而北極面向銀河系外圍，受銀河星系盤物質(zhì)遮擋較少，更適合做宇宙演化方面的超深空研究。
陸冰和海冰對海平面的影響也不同。海冰原本占據(jù)了多少海水體積，完全融化后就會變成多少水，對海平面影響不大。但陸上冰川滑進海洋，就是另外一回事了，會導致海平面上升。因此，南極洲和格陵蘭島的冰川動態(tài)更受重視，而北極海冰次之，盡管它也是重要的環(huán)境指征。北冰洋是個相對封閉的海域且有諸多河流注入，人類活動產(chǎn)生的污染物易在此匯集，同時它易吸收二氧化碳，酸化速率遠高于其他大洋，所以環(huán)境監(jiān)測也是北極科考的一個側(cè)重點。
最后介紹一個聽起來不太“科學”，由科考船來做卻最合適的工作，就是開發(fā)北極商用航道，并提供海冰和氣象預報服務(wù)。由于顯而易見的地理差異，南極科考沒有與之相應(yīng)的內(nèi)容。
新建秦嶺站填補極地考察多項空白
考察站，是極地科考的重要基礎(chǔ)。世界上第一個極地考察站是阿根廷1904年在南極建設(shè)的奧爾卡達斯站，從此許多國家都以這種方式開展極地考察。截至目前，我國在南極和北極共建有7座考察站，其中，南極有5座，分別是長城站、中山站、昆侖站、泰山站，以及今年4月剛剛建成的秦嶺站；北極有2座考察站，即黃河站、中國和冰島合建的中-冰北極科學考察站。
每一座考察站都有自己的科研重點和特色。1984年開建的長城站是中國第一座南極考察站。建站的時候，除了科學意義本身，還要為中國在南極科考上爭得國際話語權(quán)。受當時的條件所限，長城站沒有進入南極圈（沒有極晝極夜現(xiàn)象），沒有上南極大陸（位于喬治王島），所以研究重點在生物、環(huán)境、氣象、海冰、地質(zhì)、地磁、地震和衛(wèi)星測繪等方面。
建于1989年的中山站是中國第二座南極考察站，它進入了南極圈并上了南極大陸，倚陸臨海，設(shè)施完備，是南極內(nèi)陸考察的交通樞紐。其考察項目主要涉及氣象、電離層、高層大氣物理、冰雪、海洋、地質(zhì)、地球化學和環(huán)境監(jiān)測等。
北極第一座中國考察站是2004年建成的黃河站，也是我國第三座極地考察站。它擁有全球極地科考中規(guī)模最大的空間物理觀測點，給中國在北極地區(qū)創(chuàng)造了一個永久性的科研平臺，為解開空間物理、空間環(huán)境探測等眾多學科的謎團提供了極其有利的條件。今年4月29日，首批3名中國科考隊員已進駐位于挪威斯瓦爾巴群島的黃河站，開啟2024年度中國北極站基科學考察工作。接下來的一年內(nèi)，中國科考隊員將以黃河站為據(jù)點執(zhí)行多項科學考察活動。
到了2009年開站的昆侖站，中國更是動了真格。昆侖站位于內(nèi)陸冰蓋最高點冰穹A地區(qū)，海拔4087米，在各國科考站里海拔最高。由于自然條件極其惡劣，昆侖站是夏季站（觀測設(shè)備在冬季自動運行），重點研究天文、冰川、地球物理和大氣科學。昆侖站擁有南極洲最大的光學望遠鏡，還有一部近紅外望遠鏡、深冰芯場地和固定翼飛機起降跑道。
2014年落成的泰山站位于中山站和昆侖站中間的內(nèi)陸冰蓋斷面，也是一座夏季站。這里主攻冰川、氣象和空間物理，另外它離格羅夫山“隕石寶庫”只有85公里，在采集隕石方面具有得天獨厚的優(yōu)勢。
2018年，中國和冰島合建的中-冰北極科學考察站投入使用。這座聯(lián)合考察站選址在地球夜側(cè)極光帶之下，是監(jiān)測地球磁層爆發(fā)性活動的理想場所。除了極光與空間天氣之外，這座科考站還能支持大氣科學與氣象、生物學與生態(tài)學、海洋學、冰川學、地球物理學與地質(zhì)學、氣候變化與環(huán)境科學、衛(wèi)星遙感等多項學科的觀測研究。
今年新建成的秦嶺站則填補了中國在西南極關(guān)鍵區(qū)域沒有科考站的空白，該站所處的羅斯海岸區(qū)域被認為保存著地球罕見的完整海洋生態(tài)系統(tǒng)。秦嶺站面對太平洋扇區(qū)，附近有多座火山，是巖石圈、冰凍圈、生物圈、大氣圈等典型自然地理單元集中的區(qū)域，科研價值很高。國家海洋局極地考察辦公室主任沈君此前介紹，未來依托秦嶺站開展的海洋生態(tài)、海冰、地球物理、陸地生態(tài)、鳥類等調(diào)查和觀測，將為評估南極生態(tài)環(huán)境和氣候變化提供基礎(chǔ)支撐。
創(chuàng)立自主的極地考察研究科學體系
今年是中國極地考察40周年，截至目前，中國極地科考在綜合研究、平臺建設(shè)與國際合作等方面取得了豐碩成果，下面挑選一二為大家介紹。
第32次南極科考隊實地探明，在南極洲東部伊麗莎白公主地區(qū)域的冰蓋底部，有一條長逾1000公里、深達1500米以上的完整大峽谷，是地球表面最大的峽谷。南極冰蓋底部最大的融水流域在伊麗莎白公主地孕育而成，冰蓋底部藏有眾多湖泊和水道，深部冰層呈現(xiàn)大范圍暖冰現(xiàn)象，表明冰下基巖地熱通量顯著異常。這些發(fā)現(xiàn)對深刻理解冰蓋穩(wěn)定性及其對全球海平面的影響、揭示冰下地質(zhì)構(gòu)造和熱狀態(tài)及其演化、尋找南大洋超冷水和底層水生成源區(qū)域等有重要意義。
截至2016年，經(jīng)過7次格羅夫山考察，中國成功采集隕石12665枚，為開展小行星的成分和演化研究以及深空探測提供了充足的研究樣品。其中一塊1300克的大隕石，經(jīng)科學檢測來自灶神星，十分罕見珍貴。
2017年8月，美國與歐洲的引力波觀測臺探測到一起雙中子星并合事件。昆侖站的南極巡天望遠鏡對引力波源開展了光學觀測，探測到此次引力波事件的光學信號，并獲得了大量重要數(shù)據(jù)。
截至2021年，昆侖站在冰穹A區(qū)的深冰芯鉆探總深度已達803.54米。2024年，吉林大學科研人員利用自主研發(fā)的極地深冰下基巖無鉆桿取芯鉆探裝備，在東南極拉斯曼丘陵地區(qū)穿透545米冰蓋，成功獲取連續(xù)冰芯及近半米的冰下基巖，是目前為止東南極成功取得巖心最深的冰下基巖鉆探項目。它將為南極冰川運動、冰下地質(zhì)環(huán)境、冰下地質(zhì)構(gòu)造及地質(zhì)活動的研究提供重要依據(jù)。
由于高昂的開采成本和南極條約的規(guī)定，南極礦產(chǎn)資源幾乎原封未動。但世界資源日趨緊張，而現(xiàn)行的南極條約將于2048年到期，所以探明南極資源具有重要戰(zhàn)略價值。中國極地科考研究了南北極地質(zhì)背景，繪制了南極內(nèi)部陸地第一張地形圖，在一定程度上掌握了南北極擁有的能源和資源信息。
為促成北極航道的實質(zhì)運用，雪龍?zhí)栐嚭搅藮|北、西北和中央航道，獲取了現(xiàn)場天氣、海冰和海洋的第一手資料。在雪龍?zhí)栐嚭綎|北航道后，中遠海運的商船實現(xiàn)了東北航道首航。
除了科研水平之外，極地科考還體現(xiàn)了一個國家的基建能力和國際影響力?；赝L城站的時代，中國還在努力爭取南極事務(wù)上的話語權(quán)。中山站建站之初，只有幾個集裝箱式的空房子。到了昆侖站，運輸和建設(shè)已經(jīng)完全現(xiàn)代化。建設(shè)泰山站時，首次實現(xiàn)了無人值守能源供應(yīng)。而在剛剛完成的第40次南極科學考察中，除了建設(shè)秦嶺站，中國科考隊還與挪威、澳大利亞等多國合作實施南極冰蓋邊緣航空調(diào)查任務(wù)，并與美國、英國、智利等國考察隊開展后勤保障合作，對推動后續(xù)國際合作計劃的實施，起到了很好的引領(lǐng)示范作用。
極地科學考察是人類探索自然奧秘、探求新發(fā)展空間的重要事業(yè)。40年來，中國基本創(chuàng)立了獨立自主的極地考察研究科學體系，考察站、極地考察船、內(nèi)陸考察車隊、航空保障等極地考察支撐體系也得到了進一步強化。如今，以秦嶺站為支點，一系列科學考察又將漸次展開。而一代又一代中國科考隊員的奔赴，終是為了更好地認識極地、保護極地和利用極地。
今年是中國極地科學考察40周年，第40次南極科學考察隊于上月考察歸來，目前科研人員正在對這次考察成果進行后續(xù)研究。自1984年中國首次南極科考開始，一批批考察隊員遠赴極地，考察站陸續(xù)落成，那么，年復一年的極地科考究竟在做什么？這次建設(shè)的南極秦嶺站，與之前建成的站點有何不同？極地科考已取得的成果有哪些科學價值？未來，極地科考又將走向何方？我們特邀中國科普作家協(xié)會會員雷淼來說一說。
人類為何渴望探索南北兩極
極地地區(qū)指地球的兩極：南極和北極。其中，南極地區(qū)以南極洲為中心，鄰近太平洋、大西洋、印度洋三大洋；北極地區(qū)以北冰洋為中心，鄰近亞洲、歐洲、北美洲三大洲。南極洲和北冰洋一陸一海，各據(jù)地球一端，曾是與世隔絕的秘境。1820年，有航海家遙遙望見南極洲的冰架，直到1895年，這座第五大洲才迎來人類的足跡。北冰洋雖然被大陸環(huán)抱，周圍卻是密集的浮冰，既無法行走，也難以航行，直到1896年才有人完成首次跨洋航行。
人類對于極地科學探索的渴望，主要有兩個原因。一方面，極地遠離人類生活環(huán)境，保留著生命、地球乃至太陽系早期的秘密；另一方面，極地是地球自然與生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，它們既能反映地球的變化，又能對地球的發(fā)展（如氣候）產(chǎn)生深遠的影響。舉個例子，南極冰蓋平均厚度逾2000米，最厚的地方近5000米，北極地區(qū)的格陵蘭島也積累了最厚達3500米的冰層，目前在南極鉆取的最古老冰芯或可追溯到500萬年前。極地冰蓋由逐年的降雪積壓而成，就像時間膠囊一樣，封存著以百萬年計的大氣樣本和微生物及植物孢粉樣本，具有極高的科研價值。而在參與地球活動這方面，最著名的案例莫過于臭氧層空洞了，在此事件中人類空前團結(jié)，迅速達成《蒙特利爾議定書》，棄用臭氧損耗物質(zhì)，現(xiàn)在南極上空臭氧層正在逐年恢復，樹立了環(huán)境保護的一個經(jīng)典成功案例。
極地如同一個天然實驗室，科學考察可以從多方向入手，涉及的學科也五花八門，包括氣象學、氣候?qū)W、生物學、環(huán)境學、地震學、地質(zhì)學、礦物學、冰川學、海洋學、醫(yī)學、天體物理學、宇宙學等。為了方便理解，可以將極地科考的內(nèi)容分為固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)、太空、生物5個方面。
1.固態(tài) 極地積累了幾千米厚的冰層，是研究地球與生命演化史的有力工具。南極洲1400萬平方公里的面積中，冰覆蓋率達97%，這些冰蘊藏著世界上70%的淡水，假如全部融化可使全球海洋水位上升60米。所以，為了預測冰蓋的未來行為及其對全球氣候的影響，冰川學家需對其歷史、現(xiàn)狀和內(nèi)部動態(tài)有透徹的了解。南極洲曾經(jīng)氣候溫和，是巨大的岡瓦納古陸的一部分，它的演化歷史和未來走向都隱藏在冰層之下的地殼巖石中，是地質(zhì)學所要揭示的內(nèi)容。
2.液態(tài) 南極洲被海洋包圍，南極繞極流是世界上最強大的洋流；北冰洋本身就是海洋，它和大西洋的邊界是北大西洋暖流，能夠左右整個歐洲的氣候。陸地冰川和海洋的互動會對全球氣候造成長期影響，極地洋流在全球碳循環(huán)中也扮演著重要角色，所以，在極地開展海洋學研究的意義不言而喻。
3.氣態(tài) 極地氣候能對溫帶乃至亞熱帶造成廣泛影響。最近幾年，“極地渦旋”這個詞逐漸為人熟知，它稍微“擅離崗位”，就會帶來超乎尋常的嚴冬。而全球變暖又反過來會造成更多的極地渦旋“離崗”事件，氣象和氣候?qū)W家對此都很關(guān)注。極地渦旋干過的一件大事就跟前面提到的臭氧層空洞有關(guān)。由于南極的極地渦旋較為顯著穩(wěn)定，人類使用的噴霧劑和制冷劑中的氯原子被集中在南極極地渦旋中，進入平流層的冰云，并在春季到來時大量釋放，促成臭氧分解，從而惡化了地球的空間環(huán)境。因此，對臭氧層的觀測也是極地科考的重要內(nèi)容之一。
4.太空 極地遠離人類城市的光污染，尤其是南極洲這座冰雪高原嚴寒干燥，空氣稀薄且質(zhì)量優(yōu)異，是天文觀測和宇宙學研究的絕佳場所。除了工作在可見光到射電波段的幾座大型望遠鏡之外，南極還有一座利用天然巨冰建造的中微子觀測站。南極洲還是地球上著名的隕石寶庫，降落在南極大陸的隕石被冰雪包裹，并在冰川流動受阻時漸漸轉(zhuǎn)移到表面，這些隕石數(shù)量大、類型多、儲存久、氧化弱、污染少，對于認識地球乃至太陽系的演化過程極具價值，而且還“物美價廉”，比起去月球、火星或小行星采集樣本要實惠多了。此外，作為地球磁極的目前所在地，極地是研究地球物理、大氣電離層和太陽活動的理想位置。
5.生物 南極表面條件非常惡劣，但其周圍的海洋生態(tài)系統(tǒng)資源豐富，其中南極磷蝦是地球上最大的單種動物資源，也是接近食物鏈最底部的極關(guān)鍵物種。北極相對較宜居，無論是周圍陸地還是海洋，都有多種多樣的生物形式。極地生態(tài)情況能夠反映全球的環(huán)境變化，與人類息息相關(guān)。同時，極地還是生物的基因庫，低溫微生物資源具有獨特的分子生物學機制，在基礎(chǔ)研究及生物工程上有很大價值。
總而言之，極地科考是跨學科的綜合項目，可以全方位推動各項研究向前邁進，意義深遠，也是一個國家綜合國力的直接體現(xiàn)。
兩極科考有哪些不同之處
南極是被大洋包圍的大陸，北極是被大陸包圍的大洋，二者既有相似性也有不同點。它們的相似之處是氣候寒冷，大陸或周圍大陸具有永久冰蓋，毗鄰重要的洋流，都能影響地球氣候，且均為地磁極所在地。所以，兩極的科考站都會開展對極光和空間天氣、生態(tài)、地質(zhì)、海洋、冰川、地球物理、大氣科學、氣候變化與環(huán)境科學等方面的研究。特別是在極光研究上，南北極科考站還能“打配合”，例如，中國的南極中山站和北極黃河站都在磁緯75°左右，基本處于地球同一根磁力線的南北兩端，因此能在南北兩極對極光進行對稱性和關(guān)聯(lián)性研究。
兩極的不同之處也不少，所以科考項目各有側(cè)重。實際上，即便是同處一極的科考站，也會因選址不同而在研究任務(wù)上有所差異。如位于內(nèi)陸冰原上的科考站無法做海洋研究，而海邊天氣瞬息萬變，則不利于天文觀測。
因此，南北極科考最大的區(qū)別就是由海陸差異造成的，不僅體現(xiàn)在自然上，也與人類社會有關(guān)。
北極的主體是北冰洋，周圍陸地和島嶼都有主權(quán)歸屬。如果只在船上或漂流冰站上做海洋考察的話，就無法完整認識極地氣候和環(huán)境變化，然而，建設(shè)陸上考察站或開展具體的陸上科考項目（如鉆取格陵蘭冰蓋的冰芯），首先需要付出外交努力。相對而言，南極建站是個純技術(shù)活兒，有能力就可以干。只不過，登陸南極洲需要穿越狂浪，擊破堅冰，躲避冰山，挺過暴風，技術(shù)難度實在是高得多。
南極是隕石的天然保險箱，能把隕石“主動”翻到冰面上供人拾取，北極卻是一片海洋，沒有這方面的天然優(yōu)勢。另外，南極面朝銀河系中心，亮星如織，還能看到兩個較近的伴星系——大麥哲倫云和小麥哲倫云，其中包含各個發(fā)展階段的星團，研究星系演化非常方便。而北極面向銀河系外圍，受銀河星系盤物質(zhì)遮擋較少，更適合做宇宙演化方面的超深空研究。
陸冰和海冰對海平面的影響也不同。海冰原本占據(jù)了多少海水體積，完全融化后就會變成多少水，對海平面影響不大。但陸上冰川滑進海洋，就是另外一回事了，會導致海平面上升。因此，南極洲和格陵蘭島的冰川動態(tài)更受重視，而北極海冰次之，盡管它也是重要的環(huán)境指征。北冰洋是個相對封閉的海域且有諸多河流注入，人類活動產(chǎn)生的污染物易在此匯集，同時它易吸收二氧化碳，酸化速率遠高于其他大洋，所以環(huán)境監(jiān)測也是北極科考的一個側(cè)重點。
最后介紹一個聽起來不太“科學”，由科考船來做卻最合適的工作，就是開發(fā)北極商用航道，并提供海冰和氣象預報服務(wù)。由于顯而易見的地理差異，南極科考沒有與之相應(yīng)的內(nèi)容。
新建秦嶺站填補極地考察多項空白
考察站，是極地科考的重要基礎(chǔ)。世界上第一個極地考察站是阿根廷1904年在南極建設(shè)的奧爾卡達斯站，從此許多國家都以這種方式開展極地考察。截至目前，我國在南極和北極共建有7座考察站，其中，南極有5座，分別是長城站、中山站、昆侖站、泰山站，以及今年4月剛剛建成的秦嶺站；北極有2座考察站，即黃河站、中國和冰島合建的中-冰北極科學考察站。
每一座考察站都有自己的科研重點和特色。1984年開建的長城站是中國第一座南極考察站。建站的時候，除了科學意義本身，還要為中國在南極科考上爭得國際話語權(quán)。受當時的條件所限，長城站沒有進入南極圈（沒有極晝極夜現(xiàn)象），沒有上南極大陸（位于喬治王島），所以研究重點在生物、環(huán)境、氣象、海冰、地質(zhì)、地磁、地震和衛(wèi)星測繪等方面。
建于1989年的中山站是中國第二座南極考察站，它進入了南極圈并上了南極大陸，倚陸臨海，設(shè)施完備，是南極內(nèi)陸考察的交通樞紐。其考察項目主要涉及氣象、電離層、高層大氣物理、冰雪、海洋、地質(zhì)、地球化學和環(huán)境監(jiān)測等。
北極第一座中國考察站是2004年建成的黃河站，也是我國第三座極地考察站。它擁有全球極地科考中規(guī)模最大的空間物理觀測點，給中國在北極地區(qū)創(chuàng)造了一個永久性的科研平臺，為解開空間物理、空間環(huán)境探測等眾多學科的謎團提供了極其有利的條件。今年4月29日，首批3名中國科考隊員已進駐位于挪威斯瓦爾巴群島的黃河站，開啟2024年度中國北極站基科學考察工作。接下來的一年內(nèi)，中國科考隊員將以黃河站為據(jù)點執(zhí)行多項科學考察活動。
到了2009年開站的昆侖站，中國更是動了真格。昆侖站位于內(nèi)陸冰蓋最高點冰穹A地區(qū)，海拔4087米，在各國科考站里海拔最高。由于自然條件極其惡劣，昆侖站是夏季站（觀測設(shè)備在冬季自動運行），重點研究天文、冰川、地球物理和大氣科學。昆侖站擁有南極洲最大的光學望遠鏡，還有一部近紅外望遠鏡、深冰芯場地和固定翼飛機起降跑道。
2014年落成的泰山站位于中山站和昆侖站中間的內(nèi)陸冰蓋斷面，也是一座夏季站。這里主攻冰川、氣象和空間物理，另外它離格羅夫山“隕石寶庫”只有85公里，在采集隕石方面具有得天獨厚的優(yōu)勢。
2018年，中國和冰島合建的中-冰北極科學考察站投入使用。這座聯(lián)合考察站選址在地球夜側(cè)極光帶之下，是監(jiān)測地球磁層爆發(fā)性活動的理想場所。除了極光與空間天氣之外，這座科考站還能支持大氣科學與氣象、生物學與生態(tài)學、海洋學、冰川學、地球物理學與地質(zhì)學、氣候變化與環(huán)境科學、衛(wèi)星遙感等多項學科的觀測研究。
今年新建成的秦嶺站則填補了中國在西南極關(guān)鍵區(qū)域沒有科考站的空白，該站所處的羅斯海岸區(qū)域被認為保存著地球罕見的完整海洋生態(tài)系統(tǒng)。秦嶺站面對太平洋扇區(qū)，附近有多座火山，是巖石圈、冰凍圈、生物圈、大氣圈等典型自然地理單元集中的區(qū)域，科研價值很高。國家海洋局極地考察辦公室主任沈君此前介紹，未來依托秦嶺站開展的海洋生態(tài)、海冰、地球物理、陸地生態(tài)、鳥類等調(diào)查和觀測，將為評估南極生態(tài)環(huán)境和氣候變化提供基礎(chǔ)支撐。
創(chuàng)立自主的極地考察研究科學體系
今年是中國極地考察40周年，截至目前，中國極地科考在綜合研究、平臺建設(shè)與國際合作等方面取得了豐碩成果，下面挑選一二為大家介紹。
第32次南極科考隊實地探明，在南極洲東部伊麗莎白公主地區(qū)域的冰蓋底部，有一條長逾1000公里、深達1500米以上的完整大峽谷，是地球表面最大的峽谷。南極冰蓋底部最大的融水流域在伊麗莎白公主地孕育而成，冰蓋底部藏有眾多湖泊和水道，深部冰層呈現(xiàn)大范圍暖冰現(xiàn)象，表明冰下基巖地熱通量顯著異常。這些發(fā)現(xiàn)對深刻理解冰蓋穩(wěn)定性及其對全球海平面的影響、揭示冰下地質(zhì)構(gòu)造和熱狀態(tài)及其演化、尋找南大洋超冷水和底層水生成源區(qū)域等有重要意義。
截至2016年，經(jīng)過7次格羅夫山考察，中國成功采集隕石12665枚，為開展小行星的成分和演化研究以及深空探測提供了充足的研究樣品。其中一塊1300克的大隕石，經(jīng)科學檢測來自灶神星，十分罕見珍貴。
2017年8月，美國與歐洲的引力波觀測臺探測到一起雙中子星并合事件。昆侖站的南極巡天望遠鏡對引力波源開展了光學觀測，探測到此次引力波事件的光學信號，并獲得了大量重要數(shù)據(jù)。
截至2021年，昆侖站在冰穹A區(qū)的深冰芯鉆探總深度已達803.54米。2024年，吉林大學科研人員利用自主研發(fā)的極地深冰下基巖無鉆桿取芯鉆探裝備，在東南極拉斯曼丘陵地區(qū)穿透545米冰蓋，成功獲取連續(xù)冰芯及近半米的冰下基巖，是目前為止東南極成功取得巖心最深的冰下基巖鉆探項目。它將為南極冰川運動、冰下地質(zhì)環(huán)境、冰下地質(zhì)構(gòu)造及地質(zhì)活動的研究提供重要依據(jù)。
由于高昂的開采成本和南極條約的規(guī)定，南極礦產(chǎn)資源幾乎原封未動。但世界資源日趨緊張，而現(xiàn)行的南極條約將于2048年到期，所以探明南極資源具有重要戰(zhàn)略價值。中國極地科考研究了南北極地質(zhì)背景，繪制了南極內(nèi)部陸地第一張地形圖，在一定程度上掌握了南北極擁有的能源和資源信息。
為促成北極航道的實質(zhì)運用，雪龍?zhí)栐嚭搅藮|北、西北和中央航道，獲取了現(xiàn)場天氣、海冰和海洋的第一手資料。在雪龍?zhí)栐嚭綎|北航道后，中遠海運的商船實現(xiàn)了東北航道首航。
除了科研水平之外，極地科考還體現(xiàn)了一個國家的基建能力和國際影響力?；赝L城站的時代，中國還在努力爭取南極事務(wù)上的話語權(quán)。中山站建站之初，只有幾個集裝箱式的空房子。到了昆侖站，運輸和建設(shè)已經(jīng)完全現(xiàn)代化。建設(shè)泰山站時，首次實現(xiàn)了無人值守能源供應(yīng)。而在剛剛完成的第40次南極科學考察中，除了建設(shè)秦嶺站，中國科考隊還與挪威、澳大利亞等多國合作實施南極冰蓋邊緣航空調(diào)查任務(wù)，并與美國、英國、智利等國考察隊開展后勤保障合作，對推動后續(xù)國際合作計劃的實施，起到了很好的引領(lǐng)示范作用。
極地科學考察是人類探索自然奧秘、探求新發(fā)展空間的重要事業(yè)。40年來，中國基本創(chuàng)立了獨立自主的極地考察研究科學體系，考察站、極地考察船、內(nèi)陸考察車隊、航空保障等極地考察支撐體系也得到了進一步強化。如今，以秦嶺站為支點，一系列科學考察又將漸次展開。而一代又一代中國科考隊員的奔赴，終是為了更好地認識極地、保護極地和利用極地。
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