在人類對極地的探索中,一個名為新奧勒松的小鎮扮演著重要角色。這里不僅因極北的地理位置而世界聞名,還因深入的極地科學研究而倍受矚目。屹立于這里的北極黃河站,是中國在極地科考中的最北據點。今年冬天,在太陽從不升起的漫漫極夜里,越冬站長、中國極地研究中心副研究員李斌成為黃河站唯一的駐守者,他與孤獨為伴,通過對極光的觀測,為中國空間物理研究默默地作出自己的貢獻。
黃河站的“守夜人”
新奧勒松處于北緯79度,位于挪威斯瓦爾巴群島上的最大島嶼——斯匹次卑爾根,是人類在地球上的最北定居點。1926年,已征服南極點的挪威探險家羅阿爾·阿蒙森與同伴一起搭乘飛艇從這里出發穿越北極點上空,成為世界上首個到達南北兩極的人。
就在阿蒙森出發前往北極點的前一年,中國加入了《斯匹次卑爾根群島條約》。根據該條約,中國有權自由進出北極特定區域,并依法在該特定區域內平等享有開展科研以及從事生產和商業活動的權利,包括狩獵、捕魚、采礦等。但在那個積貧積弱的年代,這一權利只落在紙面上,中國未能在北極科考領域取得突破。
近80年后,中國人終于在這片被極地科學家稱為“科考圣地”的小鎮上占據了一席之地。2004年,在一棟曾是煤礦工人宿舍的二層小樓門前,巍然屹立起一對石獅。走近這棟極具辨識度的建筑,“中國北極黃河站”幾個字映入眼簾。
極地只有冬夏兩季,以3月和9月為界。新奧勒松的夏季是喧鬧的,在太陽永不落下的極晝時節,黃河站會迎來數十位來自國內各個研究機構的科考人員。他們徒步、乘車或乘小艇外出,進行冰川、土壤、大氣等各自研究領域的實驗,有時會與北極狐、海豹和北極熊不期而遇。
而在冬季,由于處于極夜,很難外出考察,只有進行空間物理觀測的研究人員才會留在這里。而對于以極光為主要研究對象的李斌來說,極光在極晝的夏季是無法觀測的,這讓他成了黃河站的越冬“守夜人”。
李斌的一天通常這樣度過:起床后,與國內的同事對接工作;在國內的下班時間過后,再與家人視頻聊天;晚上6點過后,他進入了一天中最忙碌的時候,要操控分別設于新奧勒松、斯瓦爾巴群島首府朗伊爾城和冰島凱爾赫的三套極光觀測設備,直至深夜。這些觀測設備的數據會被上傳到中國南北極數據中心的網站上,供全世界極光研究者、愛好者瀏覽和下載。
“半路出家”的極光研究者
很多人看過極光,但對極光有更深層次了解的,一般是空間物理的研究人員。李斌試圖用淺顯的語言給記者解釋:極光是一種等離子體現象,主要發生在具有磁場和大氣的行星上;地球上的極光,是由于來自磁層和太陽風的帶電高能粒子被地磁場導引帶進地球大氣層,并與高層大氣中的原子碰撞造成的發光現象。
極光通常為綠色和紅色,“美麗”“神奇”往往是許多人對極光的第一印象。而身為研究極光的科研人員,李斌時常被問到的一個問題是:“研究極光有什么用?”“研究極光從通俗意義上來說,無法解決迫在眉睫的現實問題。但對于空間物理來說,它為無數科學家提供了重要的數據,也豐富了人類對地球磁層的了解。”李斌說,通過了解地球磁層的狀態,人類才能更好地掌握地球空間環境的規律,而這對衛星發射、航空航天通訊等領域都有重要的意義。
李斌說,極光就好像地球高緯度空間的“雨雪”。對于高緯度地區的電磁設施來說,會受到空間環境的影響,比如一些通訊導航衛星、輸電網絡等,受周圍的電磁環境影響都比較大。如果人類能通過極光觀測,推算出空間中磁暴發生的時間和強度,采取一系列應對措施,就能降低磁暴對電磁設施的影響。
“人們出行都會看天氣預報,極光就是地球空間的一種‘天氣預報。”李斌形象地解釋,“當人類能夠比較頻繁地離開地球,去月球和火星旅行,我們對于空間的‘天氣預報就會有更大需求。在并不遙遠的未來,我們會需要關注太空中的‘風雨雷電,并依此調整自己的太空旅行。而對極光的觀測和研究,正是空間‘天氣預報的必經之路。”
“我們不能因為極光目前‘沒有用,就不去研究它。你去探索自然界一種未知的現象,這就是科學的本質——滿足人類的好奇心,而不是去應用。我們只有先去了解,才能討論如何利用。”李斌說,作為自然科學工作者,最重要的是滿足自己對自然界的好奇心。能讓工作與愛好相結合,其實是件很幸福的事。
與“科班出身”的研究人員不同,李斌在本科時的專業是印刷工程,碩士期間的專業是等離子物理,直到博士才開始涉及空間物理。他研究極光,不僅用實驗設備,還用自己的單反相機。他會用幾分之一秒的短曝光來連續拍攝極光的瞬間,從中找尋極光的變化規律。在研究極光的過程中,攝影、等離子物理、空間物理,本科到博士的專業課都派上了用場。
北極深處的“小聯合國”
與在南極相比,李斌更喜歡在黃河站越冬的感覺。這里溫度相對舒適,最冷也就零下二三十攝氏度。在南極時,各國科考隊員一般只在自己國家的科考站里,與其他國家科考隊員交流不多。而新奧勒松則像個“小聯合國”,不同國家的科考隊員一起吃飯、健身、交流工作和生活。最重要的是,大家可以分享共同的經歷。“大家都是極地工作者,聊起來,有些人上個月還在南極,現在就在北極。”李斌說,“只有在這里,我才能找到有這么多共同話題的人。”
各國科考當然有競爭,但更多的是合作。如氣候變化是一個全球關注的議題,也是各國極地科考人員熱議的話題。由于地理原因,兩極地區往往是受全球變暖影響最大的地區,相當于溫室效應的“放大器”。在斯瓦爾巴群島首府朗伊爾城的北極探險博物館,工作人員伊達·瑪麗·艾勒森告訴記者,自己2011年剛到這里時,一個夏季只有一兩天最熱的時候能穿短袖,每次只能穿一兩個小時;但近兩年,她每年都有至少半個月可以穿短袖外出。
“在北極生活的每個人都能感受到氣候變化的影響。”李斌記得,自己2018年來黃河站越冬時,新奧勒松的海面有部分封凍,但今年沒有凍上。這說明全球變暖是切實存在的,而且在北極更為明顯。根據一些研究海冰的氣候專家所作的學術報告,北極地區海冰的縮減非常快,威脅到北極熊、海豹等當地動物的生存。
黃河站夏季站長、中國極地研究中心副研究員何昉告訴記者,氣溫的大幅升高,對于北極圈內動植物的習性和微生物的繁殖都會造成很大影響。各國科考人員在北極能夠觀測到更明顯的氣候變化及其對生物圈的影響。全球變暖在極地對冰川運動的影響也相當顯著。“由于在極地溫度上升更多,我們可以通過研究全球變暖對極地生物圈和冰川的影響,來預測如果全球變暖繼續下去,幾十年后會給地球氣候和環境造成怎樣的重大影響。”何昉說。
黃河站的不少科研成果不僅造福中國,也為其他國家所共享。何昉介紹說,黃河站近年來一直在作北極污染物監測。這些污染物都是從人類活動較多的地方,經大氣和海洋環流來到北極。通過監測數據,科考隊員會研究這些污染物的構成、傳播路徑和對環境的影響。“污染物的傳播是不分國界的,所有國家都會不同程度受到影響,所以,外國科學家對黃河站的監測情況和研究成果也很感興趣。”
多年來,像何昉和李斌一樣,中國極地科考人正不斷用自己的勇敢和努力,在地球兩極書寫著新的歷史。
(摘自《新華每日電訊》張玉亮)