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从蹭船到建成四座大本营 三十年我们在南极做了什么

30年来,我国组织了30次南极科学考察,超过5000人次参与其间,6次北极科考累计有600人次参与,已形成一支稳定的极地科研保障团队。

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  我们发现午后极光

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  我们观测太阳黑子

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  我们研究种群演化

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  我们采集陨石

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  我们研究磷虾

  

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  我们观测底栖生物

  开展了以中日合作为背景的中长期观测,发现并证明午后极光等一批重要现象。

  极光观测成为安全预报手段

  极光,这种地球上最为壮丽奇幻的景观,是由于太阳辐射和地球内部产生的高能粒子在电离层与大气中的原子、分子撞击,迸发出能量光子所产生的光芒。

  南极中山站地处不变磁纬75°左右,白天处于极隙区,晚上处于极盖区,一天有两次进出极光带。在中山站可以观测到日地能量传输过程丰富的电离层征兆和极光现象,是地球空间环境观测的理想之地,也是世界上少数可进行午后极光观测的台站之一。

  极光越是绚丽,就代表着太阳活动或地磁活动越强烈,由此可能引发短波通讯、GPS以及网络故障,甚至可能导致大范围停电、油管爆裂等严重事故。对于已经生活在电磁世界里的今天的人类来说,极光的观测将成为一种越来越重要的安全预报手段。

  高空大气物理观测取得一个太阳黑子周期11年的完整观测数据。

  太阳黑子数与太阳磁极颠倒有关

  据国外媒体报道,日本天文学研究团队发表报告称,他们通过分析太阳观测数据发现,在太阳北半球黑子数增加最显著的时期,在太阳的北极会出现磁场南北极反转的磁极颠倒现象。而且,同样情况在太阳南半球的南极也会发生。

  太阳黑子是太阳表面出现的黑色斑点,比周围的温度要低。太阳的北极和南极以大约11年为一个周期出现磁极颠倒现象。研究小组在分析过去40年来太阳北半球、南半球黑子数量变化和磁极颠倒的观测数据后发现,在此前的数个周期中,太阳北半球会首先发生磁极颠倒,1至2年后其南半球也会出现类似现象。其北极磁场变化的时期与北半球黑子数量达到顶峰基本一致,太阳南极的情况也一样。

  创造性地提出利用地球化学标型元素组合研究南极千年尺度的重要生物种群演化的新方法,获得了国际同行的高度评价。

  冰山阻隔加速南极企鹅进化

  巨大冰山阻隔了南极一些企鹅的迁徙路线,从而加快了它们的进化速度。生物学家正用这样一种理论,来解释为何现代企鹅与它们6000年前的祖先之间有着如此之大的遗传差异。

  有报道称,国外科学家花了近10年研究阿德利企鹅的DNA,以追溯其进化历程。2002年,某研究小组成功地提取了古代企鹅的线粒体DNA并进行测序,从中发现企鹅进化速度比其他物种快得多。现在,该小组又提取出了企鹅细胞核的DNA。由于细胞核DNA来自父母双方,而不像线粒体DNA那样仅来自母亲,它能更准确地反映进化速度。

  兰伯特等人在《国家科学院学报》上发表报告说,新研究发现,在过去6000年里,企鹅积累的基因变化数量之多令人吃惊。研究人员提取了15只6000年前古老企鹅的细胞核DNA,与同一筑巢地的48只现代企鹅的细胞核DNA进行了比较。结果发现,在9个称为“微卫星DNA”的重复短序列中,有4个拉长了,两个缩短了。

  经多年努力,考察队采集了1万多块南极陨石标本,使我国南极陨石拥有量跃居世界第三位。

  为什么南极陨石特别多

  有科考队员曾经表示,在世界各地,陨石出现的可能性大致相同,不过坠落到南极的陨石更容易保存下来,并且较容易被发现和收集。

  坠落到南极冰盖上的陨石常会深深钻入冰内。南极寒冷洁净的自然条件使当地就像一个天然冰库。“冰库”中的这些陨石不易风化,从而得以良好保存。因此,南极陨石的地球年龄(即陨石坠落到地球表面后被保存的时间)最长,一般可达几十万年,比其他大陆陨石的地球年龄高出上百倍。现已发现的某些极地陨石的地球年龄甚至长达500万年。

  除了易于保存外,黑褐色的陨石在南极的淡蓝色冰面上非常显眼,易于被发现和收集。

  我们建成四座科考站

  我们建成四座科考站

  长城站

  (常年科学考察站)

  南极乔治王岛

  中国第一个南极科考站

  昆仑站

  2009年1月建成

  (度夏科学考察站)

  南极内陆最高点冰穹A地区

  中国首个南极内陆站

  泰山站

  2014年2月建成(度夏科学考察站)

  中山站与昆仑站之间的

  伊丽莎白公主地

  中山站

  1989年2月建成

  (常年科学考察站)

  东南极大陆拉斯曼丘陵

  南极重要的科研和后勤支撑基地

  深入开展了以磷虾生态为重要指标的生态学与环境气候变化相结合的研究,获得了罕见的底栖生物样本。

  南极磷虾是蛋白质资源宝库

  南极磷虾的蕴藏量为4亿~6亿吨,那么磷虾的捕获量应是多少才合适呢?有人研究过,在鲸资源未被破坏以前,一头体重40吨的须鲸每天要吃磷虾1吨,按此计算,须鲸每年要吃掉磷虾1.9亿吨。现在须鲸少了,估计每年只有5000万吨磷虾被吃掉,于是就有1.4亿吨磷虾的“过剩量”。如果磷虾捕获量为5000万吨的话,那么它就是现在世界总渔获量的一半(现在世界总渔获量是1亿吨左右),这是一个多么诱人的数字啊!无疑,磷虾是人类的蛋白质资源宝库。

  南极冰下海水的温度为零下1.8摄氏度,一年四季温差很小,和海冰上的温度相比非常暖和,因此生活着为数众多的底栖生物。这些海底生物的多数靠食用悬浮在水中的颗粒状有机物和沉淀在海底的碎屑而生活。

  比如南极易断海星、外径直径为3~4厘米的红色海胆、很像扇贝的南极日月贝、腕足长5厘米的蛇尾纲、体长l~4厘米的海蜘蛛、长达l米的纽形动物、多岩石的海底——各种大小的海绵动物和海鞘、八放珊瑚类、在石灰质洞居住的沙蚕、红色的海星、腕足长20~30厘米的海齿花等

  1984年11月19日,中国第一支南极科考队起航,自此以后每年中国都会派出一支科考队探索这片酷寒、偏僻,并拒绝向人类展现自己神秘容貌的大陆。半个月前,中国第三十一次南极科考队已经乘坐“雪龙号”驶向南极。

  30年来,我国组织了30次南极科学考察,超过5000人次参与其间,6次北极科考累计有600人次参与,已形成一支稳定的极地科研保障团队。中国科学家从一开始“蹭”外国团队及船只去考察,到拥有破冰船、建立四座科考站,中国现已超越日本、俄罗斯等传统极地研究强国,与英、德、法等发达国家共同成为极地知识产出的第二集团。

  极地考察是在国际水平上的竞争。中国一批又一批科学家奔赴南极,在极地冰川学、极地海洋学、极地空间物理等领域开展了持续深入的考察研究,采集到大量样本与数据,取得一批突破性的具有重大科学价值的成果。

  从第一次意外的南极之旅开始,四次登上南极的中国科学院地理研究所研究员张青松一直认为,虽然起步较晚,中国科学家在南极地区是大有作为的,“南极考察需要国际合作,也充满国际竞争。竞争一靠经济实力,二靠科技能力。希望我们不断提高经济和科技双实力,把南极科考越做越好,做出中国自己的特色来。”

  1985年2月,中国第一个南极科考站——长城站在南极乔治王岛落成,结束了中国在南极没有考察站的历史,标志着中国南极科学考察进入一个新阶段。随后,中山站、昆仑站、泰山站也陆续建成,中国南极考察事业实现了跨越式发展。

  承担南极考察任务的船舶实现了从普通考察船到抗冰船,再到破冰船的跨越,“雪龙”船自1994年正式投用以来,已完成了17个南极航次、5个北极航次的考察任务。

  武汉大学南极测绘研究中心艾松涛教授介绍,南极科考对中国有重要的科研战略意义,以前的全球气候数据一向由西方所掌握,现在,中国人通过在南极开展气候变化研究,可以掌握第一手科研数据,“比如说,在全球气候变化问题上,流行观点认为气候变暖,但我们通过研究发现,一部分南极地区变暖,但另一部分却有变冷趋势”。

  现在,随着国力日益昌盛,随着一代代南极科考队员一点一滴的努力,我国南极科考事业步入了“快车道”。张青松对此也深感自豪,同时盼望,中国在极地基础研究和资源利用两方面都能够有所创新和突破。

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