导读
从我国海洋战略需求出发,在南极太平洋扇区建立常年考察站,填补南极重点区域空白,至关重要。
锁定罗斯海,优选新站址,布局新区域,是本次南极考察的重要目标之一。
■本报特派记者 吴琼
1月23日离开智利蓬塔阿雷纳斯小镇,搭载中国第32次南极考察队的“雪龙”船直奔西南而去。1月30日,“雪龙”船在阿蒙森海西部,也就是罗斯海东北角开始穿越密集的冰山群,很快就发现以卫星资料为基础的冰情预报中,原以为的大面积海冰实际上主要是密布于海面的大小冰山和破碎的冰山碎屑。中国海洋报特派记者从中国第32次南极考察队获悉,经过4天航行,“雪龙”船于2月3日正式踏入罗斯海。此时的罗斯海,蓝天衬着海面,除了时时提醒人已到达高纬海区的刺骨寒风,偶尔还会漂来零星的冰山融化破碎后的碎冰屑。停船作业时,船周围的海水中很快会出现不断聚集的冰花,不一会儿就汇合成一大片薄薄的海冰。这也提示人们,南极海洋已经到了海冰生长的季节。“雪龙”船进入罗斯海后,先自东北向西南沿罗斯冰架前缘向湾底的罗斯岛和麦克默多湾航行,到达创纪录的南纬77°49′后,又沿罗斯海西岸一路北上。2月16日,“雪龙”船驶出罗斯海驶入西风带,此次罗斯海之行历时13天,既让人感到收获颇丰,又让人思绪万千……
寻觅历史 求解1.8万年前的密码
获取罗斯海的海洋沉积物是本航次一项重要任务。海洋沉积物就是一部用密码写成的自然过程编年史。罗斯海是南太平洋深入南极洲的最大海湾,南部发育着巨大的罗斯冰架。距今1.8万年(末次冰期极盛期)以来该地区冰川退缩及罗斯冰架的稳定性是近年来全球古冰川和古海洋学研究的重要课题。随着全球变暖、特别是南大洋变暖,罗斯冰架的稳定性及其环境气候效应尤为值得关注。同时,罗斯海陆架水是南极底层水形成的主要来源之一,该地区的环境、气候与海洋学变异,直接影响全球大洋温盐循环和气候变化。
2014/15年南极夏季,我国南极考察首次在罗斯海西部及邻近的南太平洋海盆进行了海洋地质取样,但取样站位主要局限在罗斯海西南部的德里加尔斯基盆地和中西部的联合海洋学会海盆地球深层取样区。此次考察在此基础上,以罗斯海中部的格拉玛挑战者海盆断面为重点,考察末次冰消期以来罗斯冰架的南北向退缩历史,追踪罗斯海东、西两大冰流系统(西南极、东南极冰盖排泄及沉积物输运)的演化与冰海相互作用记录。
2月3日凌晨5时左右,刚刚从智利蓬塔阿雷纳斯上船的第32次队大洋队地质组科学家们,首先在阿蒙森-罗斯海陆坡进行了一个水深3400多米站位的柱状取样,取芯2.8米。进入罗斯海后,几乎是沿着巨大的罗斯冰架前缘和麦克默多湾东岸,在罗斯海中部的格拉玛挑战者海盆进行了两个剖面16个站位的取样作业,至2月5日22时许,获得4个柱状样和8个箱式表层样。其中,柱状岩芯最长3.49米、最短0.85米。2月13日13时~16时,在国际深海钻探计划273A孔附近进行比对性取样,获得表层样品和和岩芯长度2.4米的重力柱状样。
此次罗斯海考察在格拉玛挑战者海盆获得的重力取样器样品将形成沿古冰蚀槽和平行罗斯冰架的两个剖面。对这些样品进行的综合古环境与古海洋学后续测试分析将主要包括:岩心沉积物的年代学、沉积物学、矿物学、元素和同位素地球化学、微体古生物学、环境磁学与古地磁等。再深入的研究则可以恢复该海盆不同时间尺度的古环境和古气候记录,进而可以追溯末次冰消期以来罗斯冰架的南北向退缩历史。同时,还可以了解现代罗斯冰架在该海盆的沉积特征。
探秘海底 采集到重要数据资料
罗斯海陆架实际是长达3000公里的西南极裂谷在海域的延伸,但是其形成年代、过程及机制仍然是目前国际争论的焦点,其难度主要在于罗斯海陆架上既覆盖有水还覆盖有冰,研究方法只能海陆结合、冰水兼顾。前人的工作已初步探明,罗斯海陆架由5个南北走向的系列盆地组成,和横断南极山脉的抬升形成鲜明对比。在系列盆地中,靠近横断南极山脉的维多利亚地盆地构造活动最为强烈,可能处于最新一期的张裂过程。维多利亚地盆地因此是研究罗斯海陆架成因以及西南极裂谷系统发育历史和过程的最佳区域。
2月9日~13日,第32次队大洋队统筹安排,抓住有利于海洋地球物理探测作业的最佳天气和海况窗口,在维多利亚地盆地附近进行综合地球物理作业。虽然大洋队海洋地球物理人员有限,但充分利用了“雪龙”船的调查平台和船时资源,作业项目包括测量岩石圈内部密度结构的海洋重力观测,探测地球磁场变化的海洋地磁,首次在“雪龙”船上使用空气枪震源激发人工地震波的海洋反射地震和用以揭示岩石圈热结构结合地质柱状取样进行的热流观测。共完成走航地球物理测线720千米,热流站点4个,超额完成了本航次实施方案地球物理既定任务。
此次采集的地球物理数据为揭示维多利亚盆地及其与西南极裂谷的相互关系、罗斯海冰川历史活动范围提供了重要的数据资料。同时,测线完全与我国在南极罗斯海维多利亚盆地的历史地球物理资料无缝衔接,并和深海钻探计划273号钻孔相关联,也为历史资料的解译提供了准确的地层时代标尺。
他山之石 访问南极最大的科研中心
在罗斯海作业期间,2月6日,考察队应邀顺访了美国麦克默多站。
麦克默多站位于罗斯岛南部,是南极地区最大的考察站,也是南极地区最靠南的海岸考察站。考察队上站时被告知麦克默多站上有950多位来自世界各地的南极科学家和后勤支撑人员,最高峰可容纳1258人,是整个南极地区最大的科学研究中心。
参观过程中,考察队看到了上世纪90年代完工的阿尔伯特·克拉里科学和工程中心与美国本土条件完全接轨的实验室条件,以及长期开展的系统全面的基础科学研究和监测项目;了解到美国政府对于建立全面稳定、持续更新的南极自然科学知识体系的重视,以及对持续保持在极端环境下开展科学活动能力的重视。
依托设施完善的麦克默多站,科学家可以对罗斯海地区的海洋生态、地质地理、冰川等进行持续调查和研究,这些基础科学的研究强有力地支撑了美国在南极条约协商国会议上诸如环境保护区、特别管理区、科学兴趣区、海洋保护区等各种提案,保持着美国在南极科学和南极事务中的绝对领导地位,极大地维护了美国在南极的国家利益。
通过多年的经营,麦克默多站已成为美国在南极大陆的物流中心,是各国进入罗斯海、往返极点站的必经之地,是极其重要的战略中继点。
2月9日,考察队又应邀访问了位于特拉诺瓦湾的韩国张保皋站。
张保皋站建于2014年,是目前南极地区最新的一座考察站。考察队在访问期间得知,韩国科学家正在四处出击,诸多的科学项目遍布于麦克默多湾至特拉诺瓦湾沿线,进军内陆冰盖的计划也已经在酝酿,其辐射作用可见一斑。
孕育新站 中国第五个考察站选址罗斯海
罗斯海是人类航海所能达到的地球最南的海域,也是沙克尔顿、阿蒙森、斯科特等数以百计的南极考察先驱者100多年前向南极、向南极点发起挑战的登陆地,具有极其厚重的历史积淀。
这里不仅是历史上进入南极大陆腹地最便捷的地方,南极考察进入科学时代后,这里又因为最高的纬度与横贯南极山脉、南极最大的罗斯冰架、地球上第二大活火山,以及东、西南极两个板块碰撞等因素,成为各国一旦拥有能力便希望竞相建站的战略之地。
与此同时,罗斯海地区还是南极环境保护区体系最完备的地区,目前罗斯海区域已建有美国麦克默多站、新西兰斯科特站、意大利马里奥祖切利站、德国冈瓦纳站和韩国张保皋站,可以说,南极最大和最新的考察站都在这里。
正是怀揣着建设中国第5个考察站的目标,中国第32次南极考察队不远万里,逆时针环南极航行17000多海里来到罗斯海,进行建站选址优化工作。尽管遭遇了项目、人员临时调整等重重困难,考察队从未忘记使命,为中国在罗斯海地区仔细寻找一处具有理想条件的立足之地。
考察队新站选址工作队8人于2月6日下午登上罗斯岛,兵分三路进行地形考察、地质考察和海岸、历史遗迹考察,经过3小时的紧张工作,选址工作队测得GPS点23个,完成3块平地、2个湖泊的测绘工作,采集若干地质样品,拍摄了大量海岸和历史遗迹的第一手图片。
2月8日,考察队组织15人,分两批前往难言岛进行选址工作,考察时间为3.5小时,对难言岛东西向进行大范围的地质地貌考察,采集地质样品若干,并成功安装了一台新的自动气象站。
2月9日上午,新站选址工作队11人登上伍德湾4号点附近海岸,进行地形、地质地貌等环境综合考察,4小时内测得GPS点40个,完成了登陆区海岸平地的测量工作,取得地质样品若干,拍摄了大量地形地貌照片,并使用无人机对全岛进行俯拍,获得大量珍贵样品和资料。
据考察队有关负责人介绍,罗斯海新站的重要意义在于,罗斯海面积达96万平方公里,是渤海的12.5倍,处于西南极板块和东南极板块的交汇处,其最南部的麦克默多湾底纬度达南纬79°,是南极地区少数海洋和陆地系统均深入高纬度的地区。相对于南极其他地区,这里有南极最大的冰架罗斯冰架,有世界第二大活火山、横贯南极山脉及其干谷等特殊地貌,还有南半球最高纬度的海洋及其生态系统,在罗斯海地区选址建站,对于研究地球演化历史、地球系统科学、全球变化科学、生命科学等重要科学问题具有极其重要的意义。
为新站建设提供实地参考意见,是加快实施我国南极战略布局的重要举措。我国目前建设的考察站集中在普里兹湾和南极半岛,辐射印度洋和大西洋扇区。但作为一个太平洋国家,从我国海洋战略需求出发,应在最重要的南极太平洋扇区建立常年考察站,填补南极重点区域空白。考察站的站点布局一定要结构简洁,并具有较高的地缘战略效能。在咽喉之地经营好一座座“关隘”,并以点带面形成系统体系,以此支撑国家利益的实现。
罗斯海新站选址工作本身就是我国在罗斯海地区开展南极科学考察活动近10年来跨越发展的具体体现。自第29次南极考察以来,我国已4次开展罗斯海地区的有关工作,我国南极活动的触角已开始探究罗斯海地区,并不断积累认识。罗斯海应该逐渐成为我国南极活动的主要区域。