北极“科考圣地”,漫漫极夜里的中国“守夜人”
  • 来源:新华每日电讯
  • 作者:​张玉亮 马志异
  • 2023-11-29 13:58

新华社记者 张玉亮 马志异

在人类对极地的探索中,一个名为新奥勒松的小镇扮演着重要角色。这里不仅因极北的地理位置而世界闻名,还因深入的极地科学研究而备受瞩目。屹立于这里的北极黄河站,是中国在极地科考中的最北据点。今年冬天,在太阳从不升起的漫漫极夜里,越冬站长、中国极地研究中心副研究员李斌成为黄河站唯一的驻守者,他与孤独为伴,通过对极光的观测,为中国空间物理研究默默地做出自己的贡献。

黄河站的“守夜人”

新奥勒松处于北纬79度,位于挪威斯瓦尔巴群岛上的最大岛屿——斯匹次卑尔根,是人类在地球上的最北定居点。这里有着长时间的极昼和极夜:从4月下旬到8月下旬,蜂拥而至的游客能在午夜看到仍未落下的太阳;而从10月下旬到次年2月下旬,这里的居民要经历长达120多天的连续黑夜。

如果不是因为发现了煤矿,人们可能不会在上个世纪初就来到这个极北之地。在因煤而兴的同时,许多探险家也看上了这个离北极最近的人类定居点,他们在这里整理装备、踌躇满志,准备前往1200公里外的北极点,将自己的名字写在人类的荣耀簿上。1926年,已征服南极点的挪威探险家罗阿尔·阿蒙森(Roald Amundsen)与同伴一起搭乘飞艇从这里出发穿越北极点上空,成为世界上首个到达南北两极的人。

就在阿蒙森出发前往北极点的前一年,中国加入了《斯匹次卑尔根群岛条约》。根据该条约,中国有权自由进出北极特定区域,并依法在该特定区域内平等享有开展科研以及从事生产和商业活动的权利,包括狩猎、捕鱼、采矿等。但在那个积贫积弱的年代,这一权利只落在纸面上,中国未能在北极科考领域取得突破。

近80年后,中国人终于在这片被极地科学家称为“科考圣地”的小镇上占据了一席之地。2004年,在一栋曾是煤矿工人宿舍的二层小楼门前,巍然屹立起一对石狮。走近这栋极具辨识度的建筑,“中国北极黄河站”几个字映入眼帘。

极地只有冬夏两季,以3月和9月为界。新奥勒松的夏季是喧闹的,在太阳永不落下的极昼时节,黄河站会迎来数十位来自国内各个研究机构的科考人员。他们徒步、乘车或乘小艇外出,进行冰川、土壤、大气等各自研究领域的实验,有时会与北极狐、海豹和北极熊不期而遇。

而在冬季,由于处于极夜,很难外出考察,只有进行空间物理观测的研究人员才会留在这里。而对于以极光为主要研究对象的李斌来说,极光在极昼的夏季是无法观测的,这让他成了黄河站的越冬“守夜人”。

李斌的一天通常这样度过:起床后,与国内的同事对接工作;在国内的下班时间过后,再与家人视频聊天;晚上6点过后,他进入了一天中最忙碌的时候,要操控分别设于新奥勒松、斯瓦尔巴群岛首府朗伊尔城和冰岛凯尔赫的三套极光观测设备,直至深夜。这些观测设备的数据会被上传到中国南北极数据中心的网站上,供全世界极光研究者、爱好者浏览和下载。

如果当天有强烈的极光爆发,李斌还会拿起相机,走出温暖的小屋,在数十厘米厚的积雪中安上三脚架拍摄极光。如果当天下起大雪,他还要冒着零下二三十摄氏度的严寒,徒步数百米,检查黄河站的天线和极光观测设备,确保无虞。

新奥勒松有一个食堂,为各国科考人员定点供应早中晚三餐。由于不得不熬夜工作,李斌经常会错过早餐。中午12点左右,他会走过仅有微光的小镇,去食堂吃第一顿饭。而在深夜,饥饿难耐的他也时常会打开一盒泡面,或一盒三文鱼罐头。

全世界可以研究极光的地方有很多,但新奥勒松有一个得天独厚的优势——北纬79度的高纬度。“极夜在正午也是黑夜,我们可以在黄河站看到日侧极光,这与其他地方看到的夜侧极光不同。”李斌说,日侧极光指的是正午时分的极光,科学家可以通过观测,了解地球粒子逃逸的过程,“简而言之,通过日侧极光,我们才能了解地球大气消失的过程,知道地球大气是在净流入,还是在净流出。”

黄河站是我国纬度最高的极地科考站之一。但得益于北大西洋暖流,这里的冬天并不像南极腹地那么寒冷。李斌告诉记者,虽然下雪频繁,但这里冬天的平均气温大约零下十几摄氏度,如果不刮风的话,体感温度并不算太低。而在相同纬度的南极大陆,冬季气温可能低至零下60摄氏度以下,要在那里越冬非常困难。直到现在,中国科考队员只在长城站、中山站等南极科考站越冬,还未实现在昆仑站等南极内陆站越冬。

“半路出家”的极光研究者

很多人看过极光,但对极光有更深层次了解的,一般是空间物理的研究人员。李斌试图用浅显的语言给记者解释:极光是一种等离子体现象,主要发生在具有磁场和大气的行星上。地球上的极光,是由于来自磁层和太阳风的带电高能粒子被地磁场导引带进地球大气层,并与高层大气中的原子碰撞造成的发光现象。

极光通常为绿色和红色,“美丽”“神奇”往往是许多人对极光的第一印象,而身为研究极光的科研人员,李斌时常被问到的一个问题是:“研究极光有什么用?”

“研究极光从通俗意义上来说,无法解决迫在眉睫的现实问题。但对于空间物理来说,它为无数科学家提供了重要的数据,也丰富了人类对地球磁层的了解。”李斌说,通过了解地球磁层的状态,人类才能更好地掌握地球空间环境的规律,而这对卫星发射、航空航天通讯等领域都有重要的意义。

李斌说,极光就好像地球高纬度空间的“雨雪”。对于高纬度地区的电磁设施来说,会受到空间环境的影响,比如一些通讯导航卫星、输电网络等,受周围的电磁环境影响都比较大。如果人类能通过极光观测,推算出空间中磁暴发生的时间和强度,采取一系列应对措施,就能降低磁暴对电磁设施的影响。

“人们出行都会看天气预报,极光就是地球空间的一种‘天气预报’。”李斌形象地解释,“当人类能够比较频繁地离开地球,去月球和火星旅行,我们对于空间的‘天气预报’就会有更大需求。在并不遥远的未来,我们会需要关注太空中的‘风雨雷电’,并依此调整自己的太空旅行。而对极光的观测和研究,正是空间‘天气预报’的必经之路。”

“我们不能因为极光目前‘没有用’,就不去研究它。你去探索自然界一种未知的现象,这就是科学的本质——满足人类的好奇心,而不是去应用。我们只有先去了解,才能讨论如何利用。”李斌说,作为自然科学工作者,最重要的是满足自己对自然界的好奇心。能让工作与爱好相结合,其实是件很幸福的事。

与“科班出身”的研究人员不同,李斌在本科时的专业是印刷工程,硕士期间的专业是等离子物理,直到博士才开始涉及空间物理。他研究极光,不仅用实验设备,还用自己的单反相机。他会用几分之一秒的短曝光来连续拍摄极光的瞬间,从中找寻极光的变化规律。在研究极光的过程中,摄影、等离子物理、空间物理,本科到博士的专业课都派上了用场。

2018年在黄河站越冬时,李斌在一次拍摄极光时发现,极光弧的底部有一些小的极光带。从极光的原理上这是不应该出现的,他立刻用相机拍下来。随后他请教了众多业内专家学者,认为这可能是一个新发现。经过几年的观测与研究,他把这种现象命名为“极光涟漪”,目前正着手撰写论文介绍这一现象。他认为这一现象有可能反映磁层和电离层如何作用于大气环境。

李斌经常说,自己是“半路出家”研究极光的人,因此比较理解一个普通人对极光能理解到什么程度。“我不会像一些科班出身的人,描述极光都用非常专业的词汇。我希望用生动的、能让人听懂的语言来描述极光,让更多的人了解极光。”

在新奥勒松,研究极光设备最全的是中国北极黄河站。此外,挪威极地研究所等机构也在研究极光。李斌认为,不同国家在这一领域不存在明显的竞争。“对于自然现象的观测,大家都是‘做加法’,希望获得更多的数据,包括黄河站在内,大家都会把这些数据与同行共享,这对科学研究是更有利的。”

与危险和孤独相伴的科考队员

对人类来说,极地总是与危险相伴,即使有着丰富的经验,也难免遭遇意外。1928年,功成名就的阿蒙森为营救自己的好友、曾一同前往北极的意大利探险家翁贝托·诺毕尔(Umberto Nobile),乘飞机前往北极地区,从此失踪。

近100年后的今天,尽管科技水平和保障能力已经大幅提高,不期而遇的风险仍然是每个极地科考人员面临的一大挑战。在新奥勒松所在的斯瓦尔巴群岛,几乎每年都有北极熊伤人的事件发生,也有一些人为了自卫,不得不开枪射杀突然遭遇的北极熊。因此,包括黄河站在内,新奥勒松小镇上所有建筑都不上锁,以供遭遇危险的人进屋躲避。所有的房门都向外开,因为北极熊只会推门,不会拉门。

黄河站夏季站长、中国极地研究中心副研究员何昉讲述了今年夏天发生的一件事:一天早晨,科考队员们乘船去冰川做实验,而他在站内留守。另一个科考站——德国法国联合站的一位队员急匆匆跑来告诉他,冰川附近的观测小屋附近发现了一头正在撕咬驯鹿尸体的北极熊,可能对科考队员造成威胁。由于当地没有手机信号,他立即用对讲机紧急通知考察队员们尽快回到站里,幸好提醒及时,队员们避免了与北极熊“狭路相逢”。

冰川融化也是夏季科考的一大挑战。“我们有很多的科考项目需要走到冰川的前缘,甚至在冰川上进行一些采样作业,夏天冰川融化比较厉害,风险就很大。”何昉回忆说,冰川裂隙有时候光凭肉眼看不清楚,行走时有可能失足跌入裂缝。

在医疗条件有限的极地,当意外发生时,不同国家的科考队员会守望相助,共渡难关。李斌记得他2015年至2016年在南极中山站时,遇到一起某国科考队员受重伤的紧急情况。当时邻近的中国、俄罗斯、印度三个科考站的随队医生会诊,对该队员进行紧急抢救,为其转运回国赢得了时间。当得知该队员回国后历经多次手术终于转危为安,每位参与救治的队员都松了一口气。“救治他的时候,我一直在手术室,当时非常紧张,伤者手臂的骨头伸出来把队服都戳破了,让我非常难过。”李斌回忆道。

除了危险的考验,人在长期处于极夜时,心理和生理上都会面临巨大挑战。这一点,在南极中山站、长城站和北极黄河站均有过越冬经历的何昉深有体会:“尤其是在北极黄河站越冬时,站里往往只有一个人,要在没有白昼的情况下待好几个月,需要很好地调整自己的心态,并时刻校准自己的生物钟,才能适应这种不分昼夜、与世隔绝的环境。”

确实,在这个冬季仅有数十人的小镇上,在漫长的极夜中,能做的消遣也实在有限,就连食堂里过期杂志上的数独填字游戏,都被这些科考队员填得满满当当。

李斌说,自己每天都会收到国内同事的信息,与家人也会每天视频连线。与此同时,在人迹罕至的北极,不同国家的科考队员会更加抱团互助。每天去食堂吃饭时,如果看到有其他国家的科考队员心情不好,或者几天没来吃饭,大家都会关心询问。

有人选择离开。李斌的好友、意大利科考站队员西蒙内塔·蒙塔古蒂(Simonetta Montaguti)已经决定辞职,不再从事极地科考工作。说起西蒙内塔,李斌眼中满是敬佩。这位年近五旬的意大利女队员,曾在南极内陆协和站越冬,冒着零下六七十摄氏度的严寒外出检修设备。尽管经验丰富、功勋卓著,但西蒙内塔有些厌倦极地的生活了,“我现在想转换一下自己的人生赛道”。她告诉记者。

在记者结束黄河站采访时,一位管道工程师也结束了自己在新奥勒松的工作,与记者搭乘同一班飞机离开了这个北极小镇。

更多极地工作者选择留下,包括李斌。“我想,我还是会坚守,我喜欢极地,也喜欢极光。”李斌说。

北极深处的“小联合国”

与在南极相比,李斌更喜欢在黄河站越冬的感觉。这里温度相对舒适,最冷也就零下二三十摄氏度。在南极时,各国科考队员一般只在自己国家的科考站里,与其他国家科考队员交流不多。而新奥勒松则像个“小联合国”,不同国家的科考队员一起吃饭、健身、交流工作和生活。最重要的是,大家可以分享共同的经历。“大家都是极地工作者,聊起来,有些人上个月还在南极,现在就在北极。”李斌说,“只有在这里,我才能找到有这么多共同话题的人。”

各国科考当然有竞争,但更多的是合作。如气候变化是一个全球关注的议题,也是各国极地科考人员热议的话题。由于地理原因,两极地区往往是受全球变暖影响最大的地区,相当于温室效应的“放大器”。

在斯瓦尔巴群岛首府朗伊尔城的北极探险博物馆,工作人员伊达·玛丽·艾勒森(Ida Marie Eilertsen)告诉记者,自己2011年刚到这里时,一个夏季只有一两天最热的时候能穿短袖,每次只能穿一两个小时;但近两年,她每年都有至少半个月可以穿短袖外出。“在北极生活的每个人都能感受到气候变化的影响。”

李斌记得,自己2018年来黄河站越冬时,新奥勒松的海面有部分封冻,但今年没有冻上。这说明全球变暖是切实存在的,而且在北极更为明显。根据一些研究海冰的气候专家所做的学术报告,北极地区海冰的缩减非常快,威胁到北极熊、海豹等当地动物的生存。

何昉告诉记者,气温的大幅升高,对于北极圈内动植物的习性和微生物的繁殖都会造成很大影响。各国科考人员在北极能够观测到更明显的气候变化及其对生物圈的影响。全球变暖在极地对冰川运动的影响也相当显著。“由于在极地温度上升更多,我们可以通过研究全球变暖对极地生物圈和冰川的影响,来预测如果全球变暖继续下去,几十年后会给地球气候和环境造成怎样的重大影响。”何昉说。

黄河站的不少科研成果不仅造福中国,也为其他国家所共享。何昉介绍说,黄河站近年来一直在做北极污染物监测。这些污染物都是从人类活动较多的地方,经大气和海洋环流来到北极。通过监测数据,科考队员会研究这些污染物的构成、传播路径和对环境的影响。“污染物的传播是不分国界的,所有国家都会不同程度受到影响,所以外国科学家对黄河站的监测情况和研究成果也很感兴趣。”

多年来,像何昉和李斌一样,中国极地科考人正不断用自己的勇敢和努力,在地球两极书写着新的历史。

改革开放以来,我国极地科考事业进入了“快车道”。1984年至今,我国相继在南极建成长城站、中山站、昆仑站和泰山站。如今,我国第40次南极科学考察队正日夜兼程奔赴南极,建设罗斯海新站,这将是我国在南极的第五个考察站。与此同时,我国对北极的考察也在持续推进。2004年7月,我国第一个北极考察站黄河站在新奥勒松建成;2018年10月,我国在冰岛北部的凯尔赫建成中国—冰岛联合北极科学观测台。

“上天、入地、登极、下海,是人类探索自然奥秘的极致挑战,是智慧和勇气的体现,也是一个国家综合国力的直接反映。”中国科学院院士、中国科学院地质与地球物理研究所研究员刘嘉麒在一篇名为《极地科考 造福人类》的文章中介绍,我国是世界上为数不多的能够在极地独立开展科考工作并建立科考站、持续进行科学观测的国家之一,正在国际极地事务中发挥着越来越重要的作用。

“明年是我国开展极地科考40周年,也是黄河站建站20周年。随着我国对极地研究的日益重视,我相信黄河站的未来会更好,更坚信中国极地研究未来可期!”何昉说。

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