漫漫极夜里的中国科考“守夜人”
2023-12-28
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倍受瞩目。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作出自己的贡献。
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。1926年,已征服南极点的挪威探险家罗阿尔·阿蒙森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。
“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。
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,工作人員伊达·玛丽·艾勒森告诉记者,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作的学术报告,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。
黄河站夏季站长、中国极地研究中心副研究员何昉告诉记者,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作北极污染物监测。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。
(摘自《新华每日电讯》张玉亮)