1985年 我国第一个南极科学考察站长城站建立

科技工作者之家  |   2018-11-21 17:32

1985年2月20日,我国第一个南极科学考察站—中国南极长城站在南极南设得兰群岛的乔治王岛胜利建成。这不仅结束了南极没有中国站的历史,更重要的是,向世界宣告了“中国人民有志气、有能力为人类的发展,作出自己卓越的贡献”。

 

人类的南极探险之路

南极是世界上最后一片净土,远离尘世的喧嚣,孤独地伫立在地球的最南端,是地球上最遥远、最孤独的大陆。它严酷的奇寒和万年不化的冰雪,长期以来拒人类于千里之外。

早在15世纪末,就有航海家寻找南极大陆的记录。1772—1775年,英国库克船长领导的探险队在南极海域进行了多次探险,但并未发现任何陆地。1819年,英国的威廉·史密斯船长发现南设得兰群岛。1821年,美国人约翰·戴维斯乘船在南极半岛北端的休斯湾登陆。这是人类第一次登上南极大陆,从此开始了人类对南极大陆的探险活动。1911年,以挪威科学探险家罗纳尔·阿蒙森为领队的探险队到达南极点,成为第一批到达南极点的探险家。

1928年11月26日,英国的威尔金斯爵士驾机从迪塞普申岛起飞,首次在南极半岛进行了长距离飞行,开辟了南极航空探险新纪元。1928—1930年,美国的伯德在惠尔湾内建立了小美洲基地,1929年11月首次飞入南极内陆,环绕南极点飞行。这是首次飞越南极点的空中探险。20世纪50年代后,南极探险科考活动进入高潮。1959年12月1日,美国、苏联、英国、澳大利亚、新西兰、法国、挪威、比利时、日本、阿根廷、智利和南非12国在美国华盛顿签署了《南极条约》。条约规定,南极只能用于和平目的,各国可以自由地进行科学研究,不承认任何国家对南极的领土要求。

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▲帝企鹅(陈松山摄)

 

中国人—南极的“迟到者”

对于南极,中国是位“迟到者”。1957年的国际地球物理年,发达国家开始广泛介入南极科学考察,并在全球掀起了南极热。当时,中国著名气象学家、地理学家、中国科学院副院长竺可桢院士提出:地球是一个整体,中国自然环境的形成和演化是地球环境的一部分,极地的存在和演化与中国有着密切的关系。1962年,在制订全国科学技术发展规划时,一些科学家提议中国要进行南极科学考察工作。1964年,在新成立的国家海洋局的任务中,就有“将来进行南、北极海洋考察”的设想。

1978年的改革开放拉开了中国对内改革的大幕,也为中国的南极事业提供了发展机遇。1980年1月,中国首次派出两名科学家赴澳大利亚的南极凯西站,参加澳大利亚组织的南极考察活动,从而揭开了中国极地考察事业的序幕。1981年5月,中国成立了国家南极考察委员会及其办事机构南极办公室。1983年5月9日,全国人大常委会批准中国加入《南极条约》的决议。

1984年11月20日,由“向阳红10号”科学考察船和“J121”打捞救生船组成的中国首次南极考察编队从上海国家海洋局东海分局码头起航,12月26日抵达南极洲南设得兰群岛乔治王岛的麦克斯韦尔湾。此次南极科学考察包括两大部分:南极建站及南极洲、南大洋科学考察。中国首次南极考察队共有591名航海人员、科学工作者及建筑施工人员参加。当地时间1985年2月14日晚22点(北京时间15日上午10点),中国南极长城站的建设全部完成,我国第一个南极考察站崛起在南极洲乔治王岛。

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▲中国人首次登陆南极

1985年10月7日,中国正式成为《南极条约》协商国。1986年,中国加入南极研究科学委员会。1989年2月,中国在东南极大陆伊丽莎白公主地的拉斯曼丘陵地区建立了第二个南极科考站—中山站,这也是中国在南极大陆建立的第一个科考站。

 

吹响新时代南极考察的号角

经过30多年的不懈努力,我国的南极事业在考察站基础设施、科研装备、科学研究等方面取得了长足发展,综合实力已达到国际中等以上水平,成为建设海洋强国战略的重要组成部分。

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▲中国南极中山站全景(董剑摄)

 

考察站基础设施得到快速提升

长城站和中山站的持续能力建设成效显著,支撑保障和基地枢纽作用显著提升。长城站经过四次扩建,现有建筑25座,其中包括办公栋、宿舍栋、气象栋等7座主体建筑及若干科学用房和后勤用房,建筑面积达到4082米2,各类设施和活动规模在乔治王岛地区现有的9个国家的11个考察站中稳居第二。中山站目前拥有各种建筑15座,建有气象观测场、固体潮观测室、地震地磁绝对值观测室、高空大气物理观测室等,建筑面积达到7436米2。从1996年开始,中山站多次为内陆冰盖考察和格罗夫山考察提供保障,成为我国在南极最重要的科研和后勤支撑基地。

2005年1月18日,中国第21次南极考察队从陆路实现了人类首次登顶冰穹A。2009年1月27日,我国首个南极内陆站—昆仑站在南极内陆冰盖最高点冰穹A西南方向约7.3千米处建成,成为世界第六个南极内陆站。从科学考察的角度看,南极有四个最有地理价值的点,即极点、冰点(即南极气温最低点)、磁点和高点。美国在极点建立了阿蒙森-斯科特站,俄罗斯在冰点建立了东方站,法国在磁点建立了迪蒙·迪维尔站,当时只有冰盖高点冰穹A尚未建立科考站。昆仑站的建成,实现了中国南极考察从南极大陆边缘向南极内陆扩展的历史性跨越。

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▲中国南极昆仑站举行元旦升国旗仪式(胡正毅摄)

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▲中国南极泰山站

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▲中国南极罗斯海新站临时建筑

2014年2月8日,南极泰山站在伊丽莎白公主地正式建成,成为中国在南极建立的第四个科考站。该站是一座内陆考察的度夏站,可满足20人度夏考察生活,建筑面积达到1000米2,使用寿命15年,配有固定翼飞机冰雪跑道。

2018年2月7日,经过第34次南极考察队20多天的连续施工,中国第五个南极科考站—罗斯海新站在南极恩克斯堡岛正式选址奠基。该站为常年考察站,目前完成了临时建筑和临时码头的搭建工作。

 

科研装备水平大幅提高

长城站的科考设备全年可进行气象学、高层大气物理学、电离层、地磁和地震等项目的常规观测,夏季还可进行地质学、地貌学、地球物理学、冰川学、生物学、环境科学、人体医学和海洋科学等现场科考工作。

中山站2011年建成高空物理观测栋,目前已建立了较为系统和极具特色的电离层、极光、地磁等高空大气物理观测体系,实现了对极区高空大气、空间环境的连续监测,并与北极黄河站形成极区共轭对,开展南北极空间环境对比研究。

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▲考察队员对巡天望远镜进行维护(杨世海摄)

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▲考察队员和深冰芯样品(胡正毅摄)

2013年1月21日,昆仑站的深冰芯钻机成功钻取一根长达3.83米的冰芯,标志着我国深冰芯科学钻探工程“零的突破”。目前,钻探总深度超过800米,记录了过去4万年以来的地球气候环境演化信息。昆仑站配置的两台大视场、全自动AST3天文望远镜,具有极端环境下的超高精度跟踪、无人值守、高可靠性特点,初步形成具有国际水准的准空间环境巡天望远镜阵列。

自1998年12月中国南极考察队首次抵达格罗夫山地区进行地质、冰川、测绘和陨石采集等综合科考活动以来,我国现已实施7次格罗夫山考察,收集各类陨石超过1.2万块,稳居世界第三位,布置了蓝冰消融速度探测网阵和地震观测台,利用冰雷达探测获得了大量的冰厚及冰下地形信息。

“雪龙号”极地考察船现已安全运行24年,经过3次系统改造具备了较强的综合保障能力,拥有科研数据处理中心和大气、生物、物理、化学等实验室,实验室面积约570米2,配备有垂向微结构剖面仪,动态海空重力仪,深海多波束、流式细胞仪等多学科调查设备。该船2017年加装的深水多波束测量系统已完成南北极近1.6万千米2的海底高精度地形地貌勘测。

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▲“雪龙2”效果图

2016年12月20日,我国自主建造的首艘科考破冰船“雪龙2”正式开工建造,2018年3月28日正式入坞建造。该船建成后,将是世界上第一艘采用双向破冰技术的极地科学考察破冰船,并将与“雪龙号”极地考察船组成极地科学考察破冰船队,担当起我国极地海洋考察和运输保障重任。

2015年12月7日,中国首架极地固定翼飞机“雪鹰601”在中山站附近成功试飞,中国南极考察正式开启“航空时代”。我国成为继美国、俄罗斯、英国和德国之后,第五个拥有多功能极地固定翼飞机的国家。该飞机搭载了冰雷达、重力仪和航空磁力系统等多套先进航空科学观测设备。2017年1月,“雪鹰601”首次降落昆仑站,在南极航空史上,该类机型首次飞抵冰穹A区域。2018年,我国首次实现大规模科考队员通过航空方式进出南极,开创了中国南极科考保障新模式。

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▲“雪鹰601”固定翼飞机飞抵中山站

 

科研成就硕果累累

30多年来,我国共组织了5500多人次的南极考察,广泛开展了南极科学考察和前沿领域的科学探索,获取了大量第一手宝贵资料和样品,在极地海洋酸化、南大洋磷虾生物学、南极生态地质学、南极冰盖起源与演化、南极陨石回收、南极天文观测与研究、极光研究等方面取得了世界瞩目的成果。中国科学家在极地科研领域发表的《科学引文索引》(SCI)论文数量从1999年的24篇上升到2016年的314篇,先后在《自然》(Nature)、《科学》(Science)等国际顶级杂志发表论文4篇。

以考察为基础,通过深入与系统的研究,在极地冰川学方面,我国的考察研究工作主要集中在中山站-冰穹A内陆冰盖地区,包括艾默里冰架,已经具备了10年的研究和考察基础,为在冰穹A地区开展全球变化研究和重大科学工程项目实施奠定了坚实的基础,标志着我国进入了南极内陆考察的国际先进行列。

在南极海洋科学方面,我国开展了以南大洋、普里兹湾为重点的30多次南极海洋科考。这已成为一项业务化的考察工作,在现场考察的基础上,建立了极地科学共享数据库,为极地海洋科学的进一步发展奠定了基础。通过调查研究,在南极绕极流、南大洋的锋面和涡旋、普里兹湾的环流、海洋-冰架相互作用、冰芯记录等领域取得了重要进展。

在极地大气科学方面,对南北极与全球变化的关系有了初步认识;在极区大气边界层结构和能量平衡、大气环境、海冰变化规律、海-冰-气相互作用及对我国气候影响的遥相关机制等方面取得了大量基础资料和研究成果;极区气象预报服务等也取得了进展。

在极区空间物理学方面,在南极中山站和北极黄河站建成了涵盖极光、电离层和地磁等要素的南北极共轭观测体系,并融入国内、国际的观测网络,已获得一个太阳周期以上的观测数据;认识了南极中山站电离层变化特征;建立了极区电离层的三维时变模型;开展了南极电离层的数值模拟。

在生物与生态学及人体医学方面,围绕南极磷虾生物学、生态学等开展了十多个航次的调查研究,利用大磷虾复眼晶锥数目和复眼直径表征负生长状况的方法受到世界同行的关注,并得到初步推广;开展了以南极考察站、考察船为依托的生态环境监测,具备了在南极开展中长期海洋生态环境监测分析的能力和条件;探讨了企鹅、海豹过去几千年来种群数量变化及其对环境演化的响应,为开展全新世南极生态圈和环境演化过程的研究开辟了新领域;初步建立了极地微生物菌种资源保藏库,并在极地微生物的多样性分析、活性产物等方面获得较多的研究积累。在南极人体医学方面,开展了环境、营养、劳动卫生以及考察队员对南极环境的适应性研究,初步获得队员居留南极产生的一系列生理和心理变化的规律,为考察队员的选拔、医学保障提供了科学依据。

在地质和地球物理研究方面,开展了中山站-冰穹A断面地球物理调查,首次获得了冰穹A地区冰下地貌和冰层内部的图像和数据;完成了格罗夫山地区的地形图和地质图,出版了《南北极地图集》;获得了艾默里冰架东缘、格罗夫山和以拉斯曼丘陵为中心的普里兹湾沿岸的新元古代-早古生代早期单旋回的造山演化证据,在国际上产生了重要影响。

在极地天文学方面,获得了大量有价值的天文观测资料。冰穹A天文选址活动使中国的南极天文学研究取得了历史性突破,开启了中国主导的南极内陆天文学研究的国际合作计划,在国际上产生了重要影响。

(图文/国家海洋局极地考察办公室)

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