极地科考站掠影

2015-04-28 04:44郑岳凌
中学科技 2015年1期
关键词:冰盖极地科考

郑岳凌

自2014年2月8日中国南极泰山站正式建成开站,我国极地探测工作便迈上了新的台阶,而10月30日开始的第31次南极科考则意味着南极科考又掀开了新的篇章。无数的研究者踏上极地这片绮丽又沉寂的土地,而极地科考站则正如镶嵌在这片土地上的点点绿洲,成为各国科研勇士们的驻足之地。

无中生有,冰原建家园

早在19世纪初叶,便已陆续有一些探险队前往南极探秘,试图揭开笼罩在南极大陆上的面纱,但直到20世纪初人类才真正踏上这片处女地。随着极地科考技术的进一步发展,极地科考站这种极地人类家园应运而生。那究竟为何南极这片不毛之地有如此之大的魔力?

南极独处一方,大气几乎没有污染,这为探测和观测天体提供了极好的条件。南极寒冷、与世隔绝的环境以及无干扰的冰层为捕捉中微子这种转瞬即逝的精灵提供了绝佳的条件,而中微子则是超新星爆炸时产生的一种次原子粒子,对探索宇宙起源具有重要的指导意义。除此以外,南极成千上万的陨石是窥探外层空间奥秘的难得基地;南极是全球大气的主要冷源之一,对全球大气环流和天气气候形成的影响举足轻重。

1909年,阿根廷人建立了第一个南极科考站——奥长达斯站,随着越来越多的人踏入南极腹地,科考站如雨后春笋般涌现。截至2014年2月8日泰山站开站,世界上已经有近30个国家在南极洲建立了150多个科学考察基地。

众多的科考站依据其功能大体可分为常年科考站、夏季科考站和无人自动观测站三类。

南极常年科考站规模一般较大,各种建筑设施齐备,实验手段先进,长年都有人在站上工作。它犹如一座建在南极冰雪王国的微型城镇。目前南极地区共有常年科考站50多个,其中就包括我国的长城站和中山站。

南极夏季科考站指在南极每年的夏季(11月至次年3月)才有科学家工作的考察站,规模一般相对较小,大多建立在条件恶劣,而又具有特别的科考价值的地区。目前,南极洲大约建有100多个夏季科考站,而新建成的泰山站则填补了我国在夏季科考站上的空白。

无人自动观测站主要用于收集气象、地磁、地震资料。它利用航天技术、卫星观测技术、无线电遥控技术、机器人技术等现代高科技定时发送记录和了解监测地区的自然环境情况。

形态万千,妙手筑奇观

南极的风雪较大,沿海地区的年平均风速高达18~20米/秒,最大风速甚至可以达到100米/秒,被喻为“世界的风极”。为了抵御如家常便饭般的强劲狂风,防止科考站被积雪掩埋,建筑物截面大多呈现上平下凸的形状,这样类似通风管的通道可以使建筑下方的风速加快,有效地吹散风雪。此外,由于南极的狂风没有特定的风向,所以大多建筑呈现明显的轴对称形状。

尽管科考站在搭建上有种种限制,但建筑师的智慧依旧让世界尽头的这些建筑展现出异彩纷呈的个性特色。

阿蒙森—斯科特科考站

阿蒙森—斯科特科考站是美国于1957年建成的大型全年南极科考站,它是唯一建在南极点上的科考站,同时也是南极内陆最大的科考站。这所外观如外星基地的科考站是以最早到达南极点的两位著名探险家阿蒙森、斯科特的姓氏命名的。在极夜里,伴随着魅惑人心的极光,整个科考站上下都散发着科幻的气息。

伊丽莎白公主夏季科考站

伊丽莎白公主夏季科考站是比利时耗时两年,在2007年建成的首座零碳排放科考站。这座颇像度假别墅的科考站是世界上第一座仅靠风能和太阳能就可以维持全站运行的南极科考站,在设计上力求实现环境影响的最小化,不过也正因为其利用能源的特点,因此仅在夏季开放。

东方科考站

俄罗斯的东方科考站位于南极磁点附近,海拔高达3000多米,是南极考察站中海拔最高的一个。它几乎是南极洲最冷的地方,被称作南极的“冰点”。这里空气中的含氧量很低,但由于邻近南极磁点,东方站是观测地球磁场变化的最佳地点之一。

“哈利六号”科考站

2012年投入使用的英国“哈利六号”科考站被称为最萌的南极科考站,它的外形酷似机器狗,由8个单独的组件构成,每个组件都有自己的支脚和雪橇,各部件具有相对的独立性。

在绚烂极光的映衬下,科考站仿佛“变身”《星球大战》电影中庞大的帝国步行机,伴随着刺骨的风雪,蹒跚前行。

南极科考站几乎都是在各国政府的直接支持下建立的,但在众多的南极科考站中,国际绿色和平组织建立的世界公园站是唯一不属于主权国家的常年科考站。世界公园站于1984年建立,主要任务是监测各国南极站的环境保护。

南极科考异常艰辛,但在这片荒芜的大陆上,星罗棋布的科考站为各国科考人员提供了如家一般的港湾,使科考任务不再像过去那般需要冒生命危险。现如今,因为机器人的存在,使得原本许多有生命危险的科考任务,都可以交给机器人完成。比如第31次南极科考任务,就携带了长航程冰盖漫游机器人、旋翼飞行机器人两种中国极地机器人,为中国南极冰盖机场选址执行勘察任务。长航程冰盖漫游机器人是勘察现场唯一在地面移动的极地机器人,它搭载了中国科学院电子学研究所和中国极地研究中心提供的探测雷达,可精确探测冰盖机场候选区域,获取冰盖厚度、冰下地形及冰盖内部结构等,为冰盖机场建设提供精确完整的科学数据。

不甘人后,极地中国风

中国是极地科学考察事业中的后来者,但在短短30年的时间里,从长城站到如今形同飞碟的泰山站,中国极地科考站在南极这片白色大陆刮起了一阵不小的中国风。

中国南极长城站是中国1985年在南极建立的第一个科考站,位于南极洲南设得兰群岛乔治王岛,被用于进行高分辨率卫星云图接收和气象、地震、电离层观测。

值得一提的是2009年建造的昆仑站,它位于南极内陆冰盖的最高点,这里气候条件极端恶劣,极度缺氧,冬季气温达到零下80多摄氏度,夏季气温也仅有零下40摄氏度,被称为“不可接近之极”。尽管自然环境恶劣,但这里却有世界上最为古老的冰层,对了解地球气候变化信息具有重要的意义。

2014年年初建成的泰山站的外形则像一个架空落地的“UFO”。作为长城站和昆仑站的中转枢纽科考站,泰山站不仅具备科学观测、人员住宿的功能,还具备物资储备、机械维修、通信及应急避难等功能。而作为最新的南极科考站,泰山站的客厅灯甚至可以模拟昼夜的变化,甚是壮观。

在各国纷纷南进的征程中,我国在北极的科考工作同样也不甘示弱。中国北极黄河站位于挪威斯匹次卑尔根群岛的新奥尔松,于2004年建成开站。黄河站拥有全球极地科考中规模最大的空间物理观测点,由于北极黄河站与南极中山站几乎处在同一磁纬度上,科学家可以在南、北两极对极光进行同步的追踪和研究。

结语

神秘的南极和北极,天寒地冻,极地科考站如同洒落在极地的点点繁星,成为人类探索这个奇妙世界的前哨兵。无论是皑皑白雪,抑或是梦魇般的暴风,都阻挡不了人类对未知世界的好奇和无尽的探索。

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