勇斗极寒,5座中国科考站屹立南极

2024-05-20 21:36郑蔚
大江南北 2024年5期
关键词:长城站中山站昆仑

郑蔚

龙年春节前夕,远在南极圈内的罗斯海恩克斯堡岛,我国在南极的第5个考察站——中国南极秦岭站建成并投入使用。

中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平致信表示热烈祝贺。他在贺信中指出,今年是中国极地考察40周年。40年来,在党的领导下,我国极地事业从无到有、由弱到强,一代代极地工作者勇斗极寒、坚忍不拔、拼搏奉献、严谨求实、辛勤工作,取得了丰硕成果。中国南极秦岭站的建成,将为我国和全世界科学工作者持续探索自然奥秘、勇攀科学高峰提供有力保障。

从南极半岛到南极圈

在中国極地研究中心的大厅里,墙上有一幅令人过目不忘的地图:在冰雪覆盖的南极大陆和南极半岛上,醒目地标注着4个已建成的中国南极科考站:长城站、中山站、昆仑站和泰山站,还有1座正在建设的罗斯海新站——也就是2月7日正式落成的秦岭站。

南极洲,是地球上平均海拔最高的大陆,也是世界上最寒冷、风暴最多的陆地。迄今为止,南极洲不属于任何一个国家,但这并不意味着所有的国家在南极洲有着相同的权利和地位,参加中国南极首次科考的文汇报高级记者陈可雄回忆说:“1983年9月,在澳大利亚堪培拉举行了第十二次‘南极条约协商会议,总共有30多项议程。每当美、苏、英、法、智利、阿根廷、印度、巴西等16个协商国投票表决时,中国代表团总要被客气地请到外面来喝咖啡。我国虽然已加入‘南极条约,先后派出几十名科学家到南极参加科考,但因尚未在南极建立自己的科考站和派遣考察队,所以还没有取得协商国地位。当时,中国南极办主任郭琨怎么也坐不住了,这位47岁的汉子对我代表团团长发誓说:‘如果在南极不建成我们自己的站,今后我再也不参加这样的会议了!”

对一个国家而言,没有一项权利是凭空落到你怀里的。哪怕是在冰天雪地,200年前还没有人在此留下脚印的南极大陆。中国在南极的第一个科考站——长城站就是在如此的大背景下建成的。

1984年12月底,中国南极考察队在南极洲南设得兰群岛中最大的乔治岛上先后试选了9个地点,经过反复的勘测和比选,终于选定了西南部的一个山坡。这里海拔7米,三面环山,一面临水,海岸线长达2000余米,小海湾里风浪较小,便于小艇出入。中国科考队果断将其命名为“长城湾”。站址附近还有个水质较好的淡水湖,可谓得天独厚。这一选址最终得到国家南极考察委员会的批准,确定长城站的经纬度为南纬62°13、东经58°55,距离北京17500多公里。

长城站的建设用时45天,落成典礼在当地时间1985年2月20日举行。长城站可接纳度夏人员60名、越冬人员25名,主要开展极地低温生物、生态环境、气象、海洋、地质、地磁、电离层等方面的科学观测和研究。

“建长城站是一个拼命的过程,”亲历了长城站建设的陈可雄回忆说,“所有的人,无论你是教授,还是记者,都要参加建站劳动。因为没有码头,将建筑材料和施工机械从船上卸下来再运到岛上是个极其辛苦和危险的过程。直升机运力有限,为了抢时间,所有人站在冰水里组成一道‘人链,有时一搬就是几个小时。有一次,我完成任务走上岸,站在一块岩石上,谁料想,脚踩上去竟然觉得岩石是烫的!岩石怎么可能是烫的?岸上的气温也只有几度啊,可见长城湾的海水冰到何等程度!”

中国南极长城站是中国极地科考事业的第一块里程碑,里程碑脚下为“零公里”——中国南极科考事业就从这里出发。

1989年2月,中国南极中山站在位于南极圈内的东南极大陆伊丽莎白公主地拉斯曼丘陵的维斯托登半岛上落成,其地理坐标为南纬69°22.24、东经76°22.40,距离北京12553.160公里。虽然它与长城站同在南极,但两站地理气候差别甚大,中山站属高纬度地区,比长城站更寒冷,年平均气温-10℃左右,极端最低气温达-36.4℃;而长城站的年平均气温-2.8℃,绝对最低气温只有-28.5℃,其在1月份的绝对最高气温可达13℃,因而有南极的“热带”之说。中山站全年晴天的天数要比长城站多得多,更重要的是,中山站有连续白昼54天的极昼和连续黑夜58天的极夜,这是长城站所没有的。

如此极地苦斗,令所有参与者刻骨铭心。在2月26日举行的中山站落成典礼上,中国第5次南极科考队队长郭琨致辞时泣不成声,但所有的科考队员都记住了他铿锵有力的结语:“我们无愧于我们的祖国,无愧于我们的中山先生!”

从南极制高点冰穹A到秦岭站

南极大陆的95%为冰盖所覆盖,平均高度约海拔2000米,最高点海拔为4200米,冰盖最大的厚度为4645米,冰盖的最高点为内陆冰盖冰穹A地区。2009年1月,中国在南极冰穹A地区建成了第3个科考站——昆仑站。这是人类在南极地区建立的海拔最高的科考站,经纬度为南纬80°25.01,东经77°06.58,高程为4087米,距南极冰盖最高点冰穹A仅7.3公里。

肩负此项重任的是中国第25次赴南极科考队。为了给建昆仑站的科考队员有充分的时间从中山站出发穿越1200公里的冰原抵达冰穹A,“雪龙”号比往常提前一个月,也就是11月中旬南极的夏季到来前,就赶到中山站外的普利兹湾,但也因此遭遇了“乱冰阻隔”的考验:在距中山站仅18公里处,层层叠叠的乱冰堵住了“雪龙”号的航道。“雪龙”左冲右突,也只是向岸边有了些许进展。机械师徐霞兴勇为“船”先,让船长放下一辆雪地车,单车前出为“雪龙”号探路,不料仅行驶了300多米,冰层突然坍塌,雪地车扎进冰海,幸亏他身手矫健,在雪地车沉入千米深海底前的千钧一发之际攀上冰层,在众人救助下方才脱险。“雪龙”号凭着经验和智慧变换角度冲撞拦路的冰脊,终于抵达中山站。

前往冰穹A的行程难以想象地艰难。这是一支由28名科考队员驾驶8台雪地车组成的突击队。昆仑站的首任站长李院生说,冰穹A地区气温-40℃,空气含氧量相当于我国西藏海拔5000多米的高原,仅为内陆平原地区的一半,所有的科考人员先后都出现了高原反应。车队必须携带建站的所有物资,足足有10个集装箱,每台雪地车都不得不超负荷运行,在高低不平的雪丘上经受极限挑战。一旦“抛锚”,科考队员就必须在风雪中现场抢修,人呼出来的气立马就在帽沿上结成冰渣。一路上,他们在风雪中损失了4台雪地车。

最后的登顶之路更为陡峭,在向行程最后的1500米冲刺时,所有的队员都气喘乏力,随队的藏族医生次旦罗布拿出了珍藏的灵丹妙药——西藏特产抗高原反应药“珍珠70丸”,让每个队员服下。

在随后的10天里,这28位勇士以超乎常人的坚毅,建成了总面积达348平方米的昆仑站。虽然昆仑站从发电舱、卫生舱到住宅区的每一个房间,都是中国极地研究中心请来有关专家精心研制的“预制件”,但把它们拼装起来也并非易事。最为艰巨的任务是首先要为整座昆仑站建一个1.5米高的钢制底座,以确保将来昆仑站不会被“大雪封门”。施工时,即使戴着厚厚的手套也难以抵御-40℃的严寒,科考队员硬是用冻僵的手完成了钢制底座的安装。

2009年1月17日,在被俄罗斯人称为“人不可接近”之地,中国南极昆仑站终于宣告建成,这也是世界第6座南极内陆站。这一壮举,标志着我国成功跻身国际极地考察的“第一方阵”。

为什么我们必须要到南极冰穹A地区建科考站?李院生介绍说,从南极的极地科学角度看,南极有4个最有地理价值的点,即地理极点、南极气温最低的冰点、地磁极的磁点和冰盖高点。在昆仑站建站之前,美国在地理极点建了阿蒙森思科站,苏联人在冰点建立了东方站,法国与意大利联手在磁点建造了迪蒙迪维尔站;只有冰盖制高点冰穹A地区尚未建立科考站,中国南极昆仑站成功填补了这一空白。

南极昆仑站可以满足25位队员的夏季科考工作。第25次南极科考领队兼首席科学家杨惠根博士说,冰穹A地区是世界上最洁净的地区之一,这里光线没有尘埃的反射,方圆上千公里都是无人区,因而是国际天文界公认的地球最佳天文台址。

昆仑站还是地理学家和生物学家的天堂,因为深冰芯犹如大自然的“年轮”。李院生说,南极内陆的积雪是垂直累积的,每年都在不断加厚,而冰穹A又是内陆制高点,估计累积的冰雪达到100~150万年。所以科学家有望在此钻取到超过150万年的冰芯,获得世界上最古老、质量最高的气候记录。而此前,人类在南极地区获得的世界最古老的气候记录是80万年。

6年后,中国第31次南极科考队在冰穹A地区成功钻取了172米的深冰芯。深冰芯项目现场执行人、中国极地研究中心助理研究员安春雷说,每年环境气候各不相同,以致当年冰层的性状也会有所不同。因此,深冰芯直观反映了数百万年来地球气候演变状况。特别是深冰芯中往往封存着数万年前的空气,通过研究其中的成分,能推算出古代大气的状况,并由此预测未来气候变化走向。

而假如我们中国人从未去过南极科考,那么中国的地质、海洋、生物、大气、冰川、天文和空间物理等众多学科,都会因缺少南极的一手数据而存在很大空白,更谈不上加快发展。

但南极昆仑站与中山站之间长达1200公里的距离,毕竟太过遥远。为了能讓科考队安全快捷地深入冰穹A地区,2013年12月,中国第30次赴南极科考队在位于中山站与昆仑站之间的伊丽莎白公主地,开始建设中国在南极的第4座科考站——泰山站。

泰山站的地理坐标为南纬73°51、东经76°58,距中山站520公里,距昆仑站715公里,距“盛产”陨石的格罗夫山地区85公里。它既可以为中山站通往昆仑站、格罗夫山、埃默里冰架区域考察提供中继支撑和应急保障,也是一座南极内陆可供20名科考人员进行夏季科考的度夏站,大大拓宽了极地考察的领域。

2013年12月2日,“雪龙”号抵达中山站外的普里兹湾。由于海面冰层无法承受雪橇重量,之后的十多天里,所有的建筑材料、施工机械和人员先通过直升机吊运到十几公里外的出发内陆基地中山站,再通过雪橇车运往520公里外的建设工地。

泰山站要扎根在一块1900米厚的冰盖之上。作为一座建在雪地上的、没有“着地”的建筑,地基处理成为了施工中最先遇到的难点。建设队员首先开展泰山站的冰基建设。即在冰面上挖一个面积 200 平方米、深2米的基坑,并采用创新的筏板技术、结构找平技术等,使泰山站能够牢固地矗立起来。然而,当基坑挖到1.5米时,意外地发现基坑内出现了4条冰裂缝,最大的裂隙达到了20 厘米。冰层上出现如此大的冰裂缝,究竟是板块运动所致,还是热胀冷缩导致的表面开裂?若是前者,则意味着这里可能会有地震的危险。队员们随即开展了冰裂缝查探工作,发现这些裂隙的方向并不规则,位置也在浅表,因而判定是冰层表面开裂。于是,队员们对基坑内的冰裂隙进行挖深、回填、压实处理后,继续按照设计图纸作业。

泰山站的建设花了多少天?来自宝钢的建设管理者叶超告诉记者说:仅仅45天。这宝贵的45天,是南极大陆的夏季,肆虐的暴风雪减弱了不少,泰山站一带的气温由冬季的-60℃上升到-30℃左右。从施工那天开始,28名建设队员分为三班,日夜倒班,轮流作业,在克服了种种在国内施工难以想象的困难之后,2014年2月8日,泰山站落成竣工。它的外形是富有流线感的圆形,顶端有形似“灯笼帽”的观测台,底部架空,远看仿佛一盏红色的灯笼高挂在南极的冰天雪地中。因此,泰山站拥有了一个昵称:“中国红灯笼”。泰山站的设计者之一孙绪东介绍,泰山站采用钢框架支撑结构体系,主体建筑里面分为3层,底层储物,中间层住人,顶层用于科研和观测。主体建筑离雪面总高约11米,雪面下还有 1.7 米深的框架柱脚。8根直径50公分的圆管柱,托起了“红灯笼””的主体。

2024年2月7日,位于南纬74°56、东经163°42的我国第5座南极科考站——秦岭站在中国第40次南极科考队手中建成。该站可容纳度夏考察人员80人、越冬考察人员30人,是中国在南极的第3座越冬站。中国建筑设计研究院顾问、新站项目设计总指导刘燕辉介绍说,该站主体设计为南十字星造型,设计理念源自中国航海家郑和下西洋使用的南十字星导航。

中国第40次考察队领队、首席科学家张北辰说:“秦岭站所在的罗斯海是距离南极点最近的海域,是极地科学考察的理想之地,不仅填补我国在该区域科学考察空白,也为各国研究地球系统中的能量与物质交换、海洋生物生态和全球气候变化提供重要支撑,它还是我国首个面向太平洋扇区的考察站。新站采用了基于卫星通信系统的数据管理和远程同步,设置自动检测、应急处置等智慧运维系统,以及智能通信、数据采集等专用网络系统,实现了智慧化科考。”

(编辑 韦 潇)

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