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简单聊聊:我们与150多个南极考察站之最

2024-08-27科学

【南极的真彩卫星图像】

前言

截止2024年上半年,全世界共有30多个国家,以自建或者合作建设的方式,在南极洲地区一共建立了150多个科学考察基地。

如果按照使用时段和科研功能,这些考察站大体可分为三类:常年科学考察站、夏季科学考察站、无人自动观测站——其中常年科学考察站的投入最大、难度最高,对世界各国在经济实力和工业科技方面的要求也最高。

以我们为例,截止目前在南极一共建立了5个考察站即长城站、中山站、昆仑站、泰山站、秦岭站(2024年2月开站),这里面只有长城站、中山站、秦岭站是常年考察站。

【我们的第一座南极考察站:长城站】

最早的考察站

南极大陆是人类最后发现的新大陆,发现的国家很多,比如俄罗斯、美国、英国、法国等等,发现的时间都集中在1820-1821年期间。比较有意思的是:距离南极最近的智利(距离南极不到1000公里)、阿根廷等南美洲国家,反而并不是最先发现南极的。

进入20世纪后,围绕南极发生了一些有趣的事情,在一战和二战之前,世界各海洋大国和强国都会要求自己在南极大陆的一部分领土,甚至出现了「扇形划分」的几个方案,比如北美的美国、加拿大;北欧的瑞典、挪威;西欧的法国、德国和英国;东欧的俄罗斯和东亚的日本等等。

【19世纪是人类发现未知区域的最后一段黄金时代】

最靠近南极的智利和阿根廷这时候也有部分实力了(前面几十年,这两年国家还在与西班牙殖民作斗争),于是也纷纷加入当时对南极的「扇形划分」。

不过,随着一战、二战的开打,大家又都顾不了南极的势力(版图)划分了——即使到南极大陆上看两眼的成本也实在太高了,没准儿还会搭上几位科学家的性命。

【南极大陆长这样】

相比之下,只有阿根廷在考察研究方面最为认真、起步也最早,1904年就在南极边缘地区建立了一座常年科考站—— 南奥克尼群岛的奥尔卡达斯站,它既是阿根廷开设的第一座全年性南极科学考察站,也是当时世界上第一个南极考察站。

到了1947年即二战结束后的第3年,智利和英国合作建立了第二座南极科考站,从此以后世界各国的科考站便如雨后春笋般地出现,尤其是重新注意到南极地区的美国和苏联,反而成了南极科考事业急先锋,投入最大、当时开工建设的站点也最多。

【人类在南极的第一个常年考察站:阿根廷的奥尔卡达斯站】

至于对南极地区的全面勘察,其实是在60年代末、70年代初才基本完成的。这里需要提醒一下,只是基本完成。要想全面地了解和掌握南极,恐怕还早得很,人类在自然条件相对好得多的其他洲进行的陆地和海洋探索,都还远远没有结束,更何况情况复杂的南极呢。

【截止2024年上半年各国南极考察站分布示意】

最大的考察站

在南极的众多考察站中,规模最大并创造多项第一的是美国于1956年建成的麦克默多站。 这座考察站位于南极大陆麦克默多湾罗斯岛的南部,距离新西兰的最南方约3500多公里,到通过多次扩建后,现有建筑物超过200幢以上——第一幢建筑物建成于1956年2月16日。

【人类目前在南极最大的考察站:美国的麦克默多站】

现在的麦克默多站被人们称为「南极第一城」,是南极洲最大的科学研究中心,最多可同时容纳1200多人,由美国国家科学基金会的南极计划部门负责管理和运作,并且已经创造了多项南极第一:

【麦克默多站的位置示意】

南极第一座核电站——麦克默多站在1962年3月3日操作启动了第一座核电站,极寒荒凉的南极反而成为地球上率先进入了核能时代的地区之一。不过为了防范风险,美国在1972年又关闭了反应炉。

【麦克默多站有自己的港口】

南极最大的人类社区——麦克默多站有1个港口、3个机场(其中2个是季节性机场)、多架直升机、1个保龄球小巷、1个9洞的飞盘高尔夫场地,由于足够大,所以在麦克默多站工作的并不全是科学家们,还有不少能够为自己和其他国家考察站提供飞行服务、工业维护、后勤物资、IT保障、医疗服务和抢险救援等支持的工作人员。

此外麦克默多站还有南极大陆唯一的一家电视台、唯一的直联电话系统(依托新西兰的电话服务系统)、唯一的自助提款机——所以在麦克默多站工作和生活的人们,把这里叫做麦克镇。

【麦克默多站的整体鸟瞰示意】

最新的考察站

这里聊聊我们在南极新开的罗斯海新站,即我们的南极秦岭站——我国在南极的第5座考察站,也是南极大陆最新开站的科学考察站。

秦岭站位于南极三大湾系之一的罗斯海沿岸的恩克斯堡岛,面向太平洋扇区,而罗斯海是南极洲气候环境最为恶劣的区域之一,对考察站的设计和建设要求很高。

【2024年2月秦岭站正式开站】

如果不计算前期的各项准备工作和远洋运输的时间——比如在徐州完成了全部的钢结构设计和制造,只算在南极当地的建设时间,从2023年12月初正式开工,到2024年2月建成开站,只用了2个月左右的时间。

除了考察站的84个主要功能模块,重点是幕墙板的安装,就像给考察站穿衣服,而且这件衣服不仅仅是外表美观,重点是保暖,这在平均气温约为零下48.9摄氏度左右的南极尤为重要。

没办法,南极其实比北极更冷,平均气温要比北极低2摄氏度左右,极端气温时则要比北极低15摄氏度左右。

【罗斯海站就是秦岭站】

这座「钢筋铁骨」的秦岭站,总建筑面积约为5244平方米,在设计阶段就是把它作为一个小城镇来规划的,其中主体设计是「南十字星」造型,这个造型很有些来头:设计理念源自郑和下西洋时用来导航的南十字星。另外,秦岭站使用了最为成熟的装配式、模块化的建造体系,能够应对南极复杂恶劣的气候条件。

【队员们正在进行开站庆祝活动】

如果对5244平方米的大小没有具体的概念,可以参考我们2014年2月8日正式建成交开站的南极泰山站,设计使用寿命为15年,总建筑面积只有约1000平方米左右,只有秦岭站的1/5还不到。

建成后的秦岭站有一套自给自足的基础设施系统,为站区日常的生活、供水、废物处理等提供基本保障,可以满足80人度夏、30人越冬的基本需求,可以轻松应对南极这种极地高寒、强风、积雪、紫外线辐射等极端恶劣的环境。

【秦岭站是目前南极所有考察站中颜值和科技感的天花板】

最大的共同点

受1961年生效的【南极条约】的约束,绝大多数国家在南极的考察站只能做相同的事:科学研究——包括但不限于南极冰川冰层、海洋变化、地震火山、海洋生物、细菌及微生物,当然还有大家比较关心的南极冰层是否加速融化、南极上空的臭氧层变化等等。

【涉足南极的只有三类人:科学家、技术人员、好奇的游客】

除了工作内容基本相同,各国南极考察站的饮食习惯(比如都以航空快餐和航空食品为主)、作息时间、通讯工具等等也都大致相同。

其中最引人注目的还是洗澡——在南极的所有人仿佛都养成了一个不太喜欢洗澡的「好」习惯,30天不洗澡只是起步,60天不洗澡也司空见惯。

【相比之下,企鹅们可以天天洗澡】

这当然不是技术水平达不到。美国和英国的南极考察站早在70年代就实现了室内温度可以实现20摄氏度左右。我们也不差,早在2013年的时候,在平均温度为零下20度左右的南极夏季,我们各个考察站的生活区,可以实现房间温度达到20摄氏度左右,如果想洗澡,是完全没有风险的。

在南极一待就半年的人们都想定期洗个热水澡,这是真心期待的。

【英国的一支南极科考队在户外小聚一会儿】

但实际上却不愿意洗的原因也很客观——怕浪费。比如依靠燃油发电来融冰很宝贵,所有的能源都是外界在极寒条件下运输过来的,如果想用补给的淡水洗澡,那就更奢侈了。

如果有停靠的南极邮轮(定期送补给、设备以及其他物资的),南极的人们会非常开心:不仅可以上船吃到相对新鲜的蔬菜水果和肉类,还有机会在船上舒舒服服地洗个热水澡。

当然顺便也会把牙齿好好刷一刷,平时没有条件天天刷牙、洗脸。

【定期过来的南极游轮和破冰船】

【定期过来的南极游轮和破冰船】

最高的考察站

阿根廷,不仅是距离南极最近的国家之一(最近的是智利),而且也是全世界第一个在南极设立科学考察站的国家,当然,现在的阿根廷还是在南极设立考察站数量最多的国家,截止目前一共有14个站点。

不过包括阿根廷在内,绝大多数国家的南极考察站都建在南极大陆的边缘地区,这样补给方便,对经济实力和工业科技的要求相对低一点。

【昆仑站】

只有我们、美国、俄罗斯、日本、法国、意大利、德国等国家,能够深入南极内陆地区,一共建立了6个内陆科考站(有的是几个国家联合建设的)。

巍然矗立在海拔约4093米的南极「冰盖之巅」上的昆仑站,它是南极所有科学考察站中海拔最高的一个,也是我们第3个南极考察站——第1个是位于南极洲南设得兰群岛乔治王岛南端的长城站,1985年正式开站,也一个常年站。

【昆仑站位置示意:这张图未显示2024年2月开站的秦岭站】

建成于2009年1月的昆仑站,位于南极内陆冰盖最高点冰穹A地区,是我国第一个南极内陆科学考察站,之前的长城站和中山站都是位于南极大陆的边缘位置,所以昆仑站的建立标志着我国在极地考察领域取得了重要进展,实现了从南极边缘向内陆的跨越。

【俯瞰昆仑站】

经过10多年的继续投入和建设,从2021年12月1日起,南极昆仑站已经具备了全历的业务运行能力,能够全面获取长期、连续的常规气象观测数据。

到了2024年2月有两个好消息:一边是我国第5座南极考察站秦岭站正式开站;一边是昆仑站首套近红外望远镜成功运行,从此昆仑站能够开展全年性的空天观测。

【昆仑站在2009年1月举行的开站仪式】

结语

相对于南极来说,北极地区早已划分完毕,对于像我们这样在北极和南极介入较晚的国家来说,并不是好消息。 北极理事会只有8个国家:美国、加拿大、俄罗斯和北欧五国即挪威、瑞典、丹麦、芬兰、冰岛,从2013年5月15日开始,我们、意大利、印度、日本、韩国和新加坡成为北极理事会的正式观察员国。

【北极地区早已划分完毕了】

前面聊到的【南极条约】其实很重要,它是在1959年正式签订、1961年正式生效的唯一一份对南极这块人类最后净土的全面约束, 最为核心的内容是: 南极只用于和平目的,禁止军事性质措施;冻结过往一切对南极的领土要求、禁止新的领土要求;各国应严厉地制止在南极的一切政治和军事行动。

【南极没有北极熊,它们才是南极的原住民】

我们于1983年6月8日加入南极条约组织,客观地说,【南极条约】对我们其实非常有利:拒绝一切领土要求,以共享为手段、以科研为目的。大家看看已经划分完毕的北极地区就明白了,想用个北极航道都很麻烦,需要其他国家同意才有一些可能性,更别说科学研究,各类能源、矿产和渔业资源的勘探和开发了。

【大家找找南极点在哪个位置】