▲ 部署在冰穹A昆仑站的南极巡天望远镜,它曾于2017年8月17日参与了对GW170817中子星合并事件的合作观测。在那次观测中,人类首次探测到了引力波。图/中国科学院国家天文台
2005年的一小步,南极科考的一大步。
2005年1月18日,中国第21次南极科考队的队员们,将一根标志杆深深地插进地里,标志杆上的牌子清晰记录着“南纬80度22分00秒,东经77度21分11秒,海拔4093米”这组数据。
这就是冰穹A,南极冰盖的最高点,与南极点(美国建站)、南极磁点(法国建站)、南极冰点(俄罗斯建站)并列称为“南极四级”。这根杆子,既标志了人类第一次登上了南极冰盖的最高点,还代表着中国“拥有”了“南极四极”中的一极。
南极的最后一极
1985年,中国在西南极洲的乔治王半岛,建立了我国第一个南极考察站——长城站。1989年,中国又在东南极洲的拉斯曼丘陵,建立了中山站。
在中山站建成的一年后,南极研究科学委员会(SCAR)的科学家们提出了一项横穿南极的科学计划(The International Trans-Antarctic Scientific Expedition,简称ITASE),这个计划的目的,是通过将南极划分为网格式的17条线路,开展沿线的一系列钻孔和气象研究,以探究过去1000年的气候变化情况和预测未来1000年南极的气候趋势。
▲ 截止2002年ITASE的完成情况,其中实线为已完成部分,虚线为未完成部分,右侧红色的实线即中国科考队完成的拉斯曼丘陵-冰穹A的线路。图/Jezek and others, 2002
在1991年德国不莱梅举办的南极研究科学委员会会议上,17条线路被摆在各国与会者的面前,让大家自由选择。当时,代表中国的地质学家刘小汉和冰川学家秦大河,一眼就看中了一条从拉斯曼丘陵开始,经过冰穹A,终点为南极点的线路。如果能够负责这条线,中国不仅可以利用刚刚建成不久的中山站,还能抵达空白之极冰穹A。
“中国要承担中山站到冰穹A的路线!”在拉斯曼丘陵上,除了中山站外,还有澳大利亚和前苏联的科考站,他们的科考经验其实都强于中国。为了不让机会被别人抢了去,秦大河在第一时间向组委会提出了请求。
秦大河,因为曾在1989年完成了国际徒步横穿南极大陆壮举,在国际上颇具声望,他对于中国科考能力的自信陈述,赢得了大家的充分信任。于是,这条线路,归属了中国。
▲ 秦大河院士参与国际徒步横穿南极大陆项目时的合影,上排左一为秦大河。图/《1989 Transantarctica Expedition》
冰穹,是冰盖的高点,而冰穹A,是距离南极海岸线最遥远的一个冰穹,也是海拔最高的冰穹。南极腹地的气候恶劣,即使是最温暖的夏季,这里的温度也在零下50度左右。在此之前,还从未有人通过陆路,到达过这个地方。能够说服与会专家的秦大河,内心里却无法完全说服自己:“我们甚至都没有见过陆路考察所必需的雪地车,任务能不能完成,还是未知数。”
从中山站到冰穹A,是一段1300多公里的高海拔路线,对于任何一支陆路考察队来说,这都是令人望而生畏的挑战。那我们到底为何要到这个又远、又冷、又高的地方去呢?
虽然冰穹A的自然条件不适合人类生存,但它却是天文学家的理想之地:南极内陆是地球上最接近于轨道观测环境的地方。
▲ 位于南极点美国阿蒙森考察站的冰立方中微子天文台,用来研究宇宙中极高能量的天文物理现象。图/ICECUBE
整个南极大陆虽然被冰雪覆盖,但其实这里是地球上最干燥的地方。在观察亚毫米波长的宇宙背景辐射(来自宇宙形成初期)时,干燥的空气特别重要,因为水汽会吸收这种微波信号,以至于在地球的其它地方,人们根本无法开展这类观测。
冰穹A是南极冰盖的最高点,这里的空气不仅纯净、寒冷,还很稀薄。纯净和稀薄,减小了观测时的大气噪音,而寒冷,则减弱了红外干扰。
冰穹A不仅空气好,地形也特别讨巧。整个区域,是一个长60公里,宽15公里的大平台,非常适合建设大型望远镜,而且,仅有2米/秒的年平均风速(相当于1级风),让望远镜在工作时足以保持稳定。
▲ 美国在南极设置的宇宙射线探测器。图/NASA
偏远的冰穹A,远离任何人类设施,这里没有人工光源的干扰。每一年长达135天的极夜,和高达90%以上的晴天比例,是目前地球上能够连续观测时间最长的地方。
冰穹A不仅是天文学家的圣地,还是气候学家的天堂。从厚厚的冰盖中,可以采集到有着100万年历史的冰芯,这是研究地球气候变化不可或缺的证据。
独一无二的冰穹A,中国志在必得。
危机四伏的风雪之路
经过几年的准备,中国南极科考队开始一次次地向冰穹A挺进。1997,第一次尝试,前进了300公里;1998年,第二次尝试,前进了近500公里;1999年,第三次尝试,科考队才摸到了冰穹A的边缘。
到冰穹A去,为什么这么难?
首先,是冰缝的威胁。超过98%的南极大陆,都覆盖着厚厚的冰盖,但看似铁板一块的冰盖,却无时不刻在运动之中。冰缝,是冰盖运动中,受力不均时产生的断裂带,它们在白茫茫的冰雪荒漠上,很难被人们发现,但它们又极度危险,有的能深达到2、3千米,人和车辆一旦坠入,很可能就是直接车毁人亡。
▲ 南极冰盖上的冰缝。图/《国家记忆》
面对较窄的冰缝,还可以垫上木板通过,有些冰缝太宽、太长,就必须得找路绕行了。冰盖在运动,冰缝也在变化,很可能去年刚探好的路,今年再探的时候,就走不通了。为了保证团队的安全,在车队的前方,需要有人骑着雪地摩托到为大部队探路。
其次,是设备的限制。中国前往冰穹A,并不是抵达就完成任务,而是要开展测绘和科考工作。大量的设备和补给,人肯定是拉不过去,而是要靠雪地车。
雪地车这种特种车辆,在雪地上行驶时速超不过12公里,速度很慢,而且油耗很大。2004年底,当科考队再次出发的时候,仅航空重油就带了200多桶,再加上各类物资,总重量达到了100多吨,这已经接近了随行的4辆雪地车的运载极限。
▲ 1957年南极科考使用的老款雪地车。图/Wikipedia
▲ 2004年中国第21次南极科考队的雪地车和牵引的物资。图/《国家记忆》
最后,是海拔的挑战。中山站所在的拉曼斯丘陵地区,平均海拔只有11米,而冰穹A的海拔直接就越过了4000米。一路爬升,不仅对车辆是个考验,对人来说也是威胁。在南极极端的环境下,疲劳、高原反应的危害都会被数倍放大。
2004年12月13日,中国第21次南极科考队从中山站出发,再次踏上了前往冰穹A的风雪之路。
▲ 南极内陆就是一片雪构成的荒漠,右下角的雪地车在这片荒漠中显得无力、脆弱。
南极科考,就如同登顶珠峰,一不小心,就会有去无回。出发后的第五天,科考队就出了一次事故。队长李院生和队员孙波,在驾驶雪地摩托行进了10千米后,与大部队失去了联系,更为可怕的是,摩托车这时还翻进了一个雪坑之中。每当孙波回忆起当时的情形,都心有余悸:“一个人站在茫茫雪中,周围除了雪还是雪,那种冷是由内而外的,是一种无助的感觉!”最终,经过了一番努力,两人侥幸脱险,回归了大部队。
在南极内陆恶劣的环境中,即便是坚固耐用的雪地车,也会出现故障。在考察队爬升到海拔3500米的时候,雪地车爆胎了。车胎的位置,在履带里面,要换胎,必须从车底拆掉螺丝,取出轮胎。机械师崔鹏惠钻进车底,躺在冰面上作业,坚持了两个小时。冰面的温度低至零下52摄氏度,让这位44岁的汉子忍不住眼泪直流。
▲ 崔鹏惠躺在雪地车下拧螺丝。图/《国家记忆》
越接近冰穹A,海拔就越高,高原反应发生的几率也就更大。就在距离冰穹A还有50公里的地方,随队医生在每天的例行检查中发现,机械师盖军衔出现了严重的高原反应,如果不及时治疗,就会危及生命。
在高原地区,所有人的血压都会升高,140、150的高压是正常现象。而有高血压病史的盖军衔,高、低血压只剩下了90、70,而且还在继续下降,心率也只有每分钟72下,这很可能心脏出了问题,如果不及时医治,就会有生命危险。
为了队员的安全,科考队最终决定向位于南极点的美国阿蒙森科考站求助,但是,从阿蒙森起飞的飞机,装不下返程的燃油,这就需要中国科考队提供9桶燃油。燃油,对于12名剩下的陆地科考队员来说,就是生命,而盖军衔的生命,现在正受到威胁。经过反复交涉,美国的救援飞机最终自带了3桶油,这样,科考队需要提供的油料就从9桶降为了6桶。
▲ 南极探险,如同登顶珠峰,哪怕终点就在眼前,也不能冒险,错一步就是万丈深渊。图/《国家记忆》
当盖军衔登上美国的飞机时,这位年近50岁的科考老将抑制不住自己的情绪,哽咽地向大家喊道“成功的时候别忘了我!”从祖国不远万里来到极地,在风雪之路上克服重重困难,迈过层层阻隔,终于看到了胜利的曙光,然而,却要在这个时候,宣布放弃,这样的结果,无论是谁都无法泰然面对。
登顶“昆仑”
2005年1月9日,历经28天艰难跋涉的中国科考队,终于进入冰穹A的北高点,这是人类第一次进入冰穹A的核心区域。不过,南极冰盖最高点,并非是一个山峰,而是一片平坦的开阔地,科考队需要每一公里打一个点,反复来回测量,以测出最高点的位置。
经过5天的寻找,科考队员行程两百多公里,测绘了超过70平方公里的范围,终于找到了南极冰盖最高点的精确位置。“在这半年多的时间里,我有多少个夜晚不能入睡,今天这个愿望终于实现了。”
南纬80度22分00秒,东经77度21分11秒,海拔4093米,简单的三组数字,背后是将近十四年的准备和跋涉。
在中国登顶南极冰盖最高点后的第四年,2009年1月27日,中国第25次南极科考队,在这里建立了昆仑站。2014年2月8日,在中山站和昆仑站之间,我们又建立了泰山站。中国的南极科考之路,越走越宽了。
▲ 2009年1月27日,中国南极昆仑站在冰穹A落成。图/《国家记忆》
参考文献
《国家记忆》