不断变薄的北极海冰:浮冰厚度连量尺第一刻度都不到

不断变薄的北极海冰:浮冰厚度连量尺第一刻度都不到
2019年10月31日 09:06 新浪科技

  新浪科技讯 北京时间10月31日消息,据国外媒体报道,BBC未来频道的高级记者玛莎·亨德里克斯(Martha Henriques)正在北极破冰船“北极星”号上参与一次为期六周的任务,并撰写了一篇文章来记录自己此行的所见所闻。

  全文如下:

  破晓时分,“北极星”号破冰船上领导此次远征任务的科考人员们已经架起了双筒望远镜。天空阴沉沉的,光线的角度几乎与地面齐平。我们的船正漂浮在一块块新形成的深色海冰和白雪之中,看上去和周围的景色别无二致。我过了一会儿才意识到,远处漂浮着一块巨大的浮冰。

  此次任务名叫“国际北极漂流冰站计划”(MOSAIC),是有史以来前往北冰洋腹地的最大规模的科学远征项目。德国阿尔弗雷德·魏格纳极地与海洋研究所(AWI)的海冰专家斯蒂芬·亨德里克斯(Stefan Hendricks)也参与了此次行动,他解释道,船停靠得这么远正是为了不破坏那块浮冰。船头正前方是一条重新冻结的冰间水道,上面覆盖了一层黑灰色薄冰。而在这条水道另一端,就是那块白色的巨大浮冰了。

这块“要塞”浮冰的边缘很薄,几乎与海水融为一体。但远处的冰层略有隆起,显得更厚一些。这块“要塞”浮冰的边缘很薄,几乎与海水融为一体。但远处的冰层略有隆起,显得更厚一些。

  此次行动的最初倡议者、科罗拉多大学的马特·舒普(Matt Shupe)和如今领导该行动的马库斯·雷克斯(Markus Rex)正在仔细观察屏幕上的两张照片,想确定自己现在身处何处,并将“北极星号”雷达收集的信息与窗外见到的情景匹配起来。图片上是一块大型浮冰,长约2.5公里,宽约3.5公里,呈拉长的六边形。他们正在评估将这块浮冰作为明年任务据点的可能性。

  作为少数几名受邀参加MOSAIC行动的记者之一,我将在这里度过几周时间,然后踏上漫长的回家之旅。这是个令人紧张的时刻,因为此次远征任务成功与否将很大程度上取决于这一抉择。

  雷克斯似乎确定了我们前方的浮冰就是卫星图像上的那一块:“我觉得我们已经找到这块冰了。”

  大副驾驶着“北极星号”,让它迂回前进。之前遇到其它浮冰时,我们曾在浮冰边缘处切下一块,看看它有多厚。因此在靠近这块浮冰的过程中,我问这次是否还会这么做,但亨德里克斯表示“不会”。对待这块浮冰,我们要采取更加审慎的态度。带领MOSAIC生态学团队的艾莉森·方(Allison Fong)指出:“我们遇到的浮冰并不多,所以不该去破坏它们。”

MOSAIC任务在所考察区域内发现的浮冰厚度比之前预想的薄很多。MOSAIC任务在所考察区域内发现的浮冰厚度比之前预想的薄很多。

  随着我们不断靠近这块大浮冰,我们不得不破开与之相邻的另一块冰。大块大块的碎片贴着船身向下滑落,露出了浮冰的横截面。下方甲板伸出了一根红白相间的量尺,长约两米,每隔50厘米画了一道标记,帮助科考团队判断浮冰的厚度。最近一段时间,介于顶部积雪和底部融冰之间的蓝色坚冰层变得越来越薄,大多连量尺的第一道刻度都达不到。

  科考团队从右舷观察着下方的情况。“这一块挺厚的,超过了1米。连新形成的冰层都很厚。”艾莉森·方说道。假如我们想靠近的那块大浮冰也有这么厚,情况就很理想了。

  只有浮冰顶部新形成的坚冰层才能承担重量,底部坑坑洼洼的旧冰层不够可靠。目前还不清楚若这层融冰层比较厚,冬季究竟是更容易、还是更难重新冻结。

  这时,艾莉森·方又在右舷发现了另一块厚度超过1米的浮冰。然而,靠近了看,这块浮冰本身却显得并不起眼。它的表面与周围的水几乎齐平,水面上方没有可提供保护的平台空间。这块浮冰似乎与四周的海水无缝融合在了一起。往远处看,它的中央部位显得稍高一些,表面看上去也更凹凸不平。

由于破冰船四周的海冰不断开裂、破碎,上船和下船变得十分困难。由于破冰船四周的海冰不断开裂、破碎,上船和下船变得十分困难。

  由于隔得太远、看不清楚,科学家们对在这块浮冰上行走的安全性存在疑虑。最终,舒普和亨德里克斯等人决定登上这块浮冰一探究竟。为了安全起见,他们带上了救生衣、碎冰锥、绳子、两台无线对讲机和救生背包。除了掉进冰水里之外,北极熊是冰面上的另一大危险因素,因此还有一名受过训练的北极熊向导与他们同行。这些向导知道一些防御措施,如用火焰将北极熊吓走,万不得已时还会动用步枪。不过,为了在向导出事时、其他人不至于束手无策,每名考察队成员都接受了步枪培训。

  此时温度为零下6度,但在肆虐的北风中,体感温度只有零下22度。考察队先是进入到一个类似热气球吊篮的红色金属桶中(他们称之为“木乃伊椅子”),然后由船身一侧的吊车放置到冰面上。

  过去几十年来,受气候变化影响,北极海冰一直在不断变薄。但直到亲自造访之前,远征队成员们并未充分意识到这里的冰层是多么脆弱。

  “从空中望去,这块浮冰显得如此美丽。”芬兰气象研究所的亚里·哈巴拉(Jari Haapala)表示,他曾搭乘直升机考察过周边地区的浮冰。但空中见到的景象具有欺骗性。考察队通过钻探来考察冰层的厚度和品质,结果发现这些浮冰极易钻入。通常来说,这些浮冰应当十分坚硬、很难钻入才对。哈巴拉指出,这些浮冰如此脆弱、面积却又如此之大,他很惊讶它们居然还能保持完整。

  这对MOSAIC任务而言不是个好消息。此次远征任务需要找到一块非常稳定的浮冰,才能在上面搭设考察营地。科学家们计划接下来一年时间都待在这处营地中,对北极的大气、冰层、海洋、生物地球化学、以及生态系统展开考察。如此大规模的考察行动堪称首屈一指。他们采集的数据将帮助科学家更好地了解气候变化对北极环境的影响,以及这些影响在接下来几十年中对全世界的意义。

要判断一块浮冰的厚度是否足够支撑考察营地,最好的方法就是钻一个孔,然后伸一把尺子下去测量。要判断一块浮冰的厚度是否足够支撑考察营地,最好的方法就是钻一个孔,然后伸一把尺子下去测量。

  在此之前,此次行动的挑战主要在于寻找一个合适的位置,让“北极星号”与浮冰冻结在一起,随浮冰一起漂流。他们必须避免踏入已知危险的地区、无法供应物资的地区、以及俄罗斯专属经济区。他们不得在俄罗斯专属经济区内开展研究,若“北极星号”漂流到了这一区域,就必须关闭所有仪器、停止收集数据。但随着时间的推移,他们又遇到了另一个挑战:找到一块足够坚硬、能够承受科考营地重量的冰。

  科考营地将放置许多沉重的设备仪器,还将修建一条由大型推雪机推平的跑道。但这个计划如今看起来越来越不现实了。许多浮冰在卫星图像上看起来都至少有80厘米厚,而实际厚度连一半都不到。

  此外,在冰面上判断距离也并不容易。没有了日常生活中的建筑、道路和树木等参照物,很难说远处灰白色的山脊究竟是在几百米、还是几千米之外。之前说到的考察小分队离开“北极星号”之后,我们一直在观察他们。只见他们在冰面上越走越远,时不时会停下来做些测量,比如在冰面上钻开一个孔,然后伸下去一根测量尺、测量冰层的厚度。他们还会用一台仪器发出电磁脉冲,脉冲遇到冰和水的交界处后便会反射回来,显示出冰层有多厚。

在冰面上放置设备需要极其小心,因为冰层很脆弱,一不小心就会开裂,露出下面的海水。在冰面上放置设备需要极其小心,因为冰层很脆弱,一不小心就会开裂,露出下面的海水。

  考察小队离开了几个小时,远远看去就像是冰面上的几个小黑点。他们时上时下,时而停顿下来、然后重新出发。一些测量结果逐渐通过无线电传了回来,一开始听到的厚度是60米,然后超过了1米。这次考察行动结束时,我们对这块浮冰已经有了清晰的认识:它和我们之前遇到的那些“小冰块”可不一样。

  但雷克斯依然很谨慎。“我们的计划是要考察20块浮冰,这才只是第二块而已。假如才第二块就找到了目标,我反而会很惊讶。”

  虽然雷克斯认为我们现在领先于计划,但仍需尽快做出决定。太阳的高度在一天天变低,很快就要消失在地平线以下了,这会使冰面上的工作更难开展。

  在这块浮冰上又考察了一天之后,可以确定它的中央部位强度很高,冰层厚度达到了5米,目前考察团遇到过的其它浮冰均无法与之匹敌。它似乎是由几块单独的浮冰在高压下融合而成的。舒普将这块崎岖不平的区域称作“要塞”。在考察团使用的卫星图像上,其它地区均呈深灰色,只有这一区域像是一块明亮的光斑。

  “那一大片白色区域就像战场一样。”舒普描述道,“我站在它中央的时候就在想:‘铲雪机怎样才能从这里通过呢?’当然,我们肯定能找到方法。但有些地方的落差高达3米,你肯定不想到那儿去。“

  过了“要塞”,还有两大块更平坦的区域。其中较大的一块似乎是由该地区的典型冰种构成的,考察队可以借此研究新形成的北极海冰正在迅速消失的原因。

随着太阳高度角不断降低,黑夜变得越来越长,这也为考察队带来了新的危险因素。随着太阳高度角不断降低,黑夜变得越来越长,这也为考察队带来了新的危险因素。

  “尽管这块冰的成分并不均匀、且非常崎岖不平,但仍是一块坚实的冰,可以用来停泊船只。”雷克斯指出,“因此我认为这块冰本身非常合适。接下来,我们还可以在这块冰上的其它部位开展科学研究,这些地区有许多融化的小池塘和脊状构造。

  初步分析显示,与往年同时期相比,今年该地区的冰要“年轻”得多。“北极星号”周围的冰层大约300天前才开始形成,比往年北极冰冻季节的开始时间晚了两个月。这两个月的影响非常大,导致冰层厚度缩减了几乎一半。

  考察队在这块浮冰上努力工作了两天。而就在短短两天之内,这块浮冰已经发生了变化。一条裂缝从西到东横过整块浮冰,将“要塞”北侧几乎砍去了五分之一。下周将有一场风暴经过,这块浮冰刚好位于剪切带中,会受到不同方向的气流的撕扯。浮冰的这块部位应当无法坚持太久。雷克斯表示:“这部分的冰层很薄、很平坦,而且刚刚形成不久,我们也许得放弃它了。”

  但这块浮冰的其余部分看上去依然很坚固,特别是“要塞”区域。为做出最终决定,“北极星号”与俄罗斯破冰船“费德罗夫院士号”考察团的领导人员们聚在一起展开了讨论。雷克斯指出,由于今年夏季较暖、且整体冰况不佳,今年的浮冰普遍不适合停泊船只和建立大型考察营地。因此目前的任务和需要解决的问题并不是找到一块“完美”的浮冰,而是在我们找到的浮冰中选出最好的一块。

  “费德罗夫院士号”在北极地区考察了更多同类型的浮冰。结果发现,北冰洋中心地区的大块浮冰数量很少、且相隔甚远,并且都很薄,表面遍布着冰融化后形成的水池。

  两支考察团寒暄了一阵之后,讨论本身没花多长时间,因为目前显然只有一个可行的选项。几天之后,“北极星号”停泊在了“要塞”浮冰旁,位置为北纬85°、东经137°。停船时并不是像原本计划的那样,小心翼翼地让船只接近浮冰边缘、以免破坏脆弱的外层浮冰,而是在冰层上横冲直撞地前进了500米,好让船只停泊得更加牢靠。

  接下来,考察团将开始在“北极星号”周围搭建冰上营地,小心地安置好各种研究设备。与此同时,“费德罗夫院士号”则将在十公里开外设立一系列“前哨基地”,放置几十个浮标和传感器,以便更好地了解北极环境的全局。如果将中央的考察营地称作“要塞”,这些传感器就是MOSAIC考察营地的“边境哨所”。

  为见证这些“边境哨所”建立的过程,我从“北极星号”转移到了“费德罗夫院士号”上。转移时,我也乘坐了所谓的“木乃伊椅”。“费德罗夫院士号”的木乃伊椅像一个巨大的金属鸟笼,上面绑着一些褪了色的绳索和塑料浮标。我和我的行李被放在这个笼子里,悬吊在两艘船中间的间隙中。我可以感到这个笼子在上下颤动,令我感到非常不安。在我下方横亘着一片纹丝不动的浮冰;而在浮冰下方,便是深达4000米、彻骨寒冷的北冰洋。相比之下,两艘船船舱里那方温暖的小天地显得如此脆弱和狭小。

此次远征行动不只和冰雪打交道,考察队员们还会参加瑜伽课程、或学习自卫技能。此次远征行动不只和冰雪打交道,考察队员们还会参加瑜伽课程、或学习自卫技能。

  还好不到一分钟,我就登上了“费德罗夫院士号”。在几个人的帮助下,我背上自己的行李,迅速溜进了我的“新家”。

  但我在转移过程中产生的那种感觉却迟迟无法消散。不久我就会离开“费德罗夫院士号”,亲自踏上那薄薄的冰层,离任何坚实的陆地都有万里之遥。(叶子)

 

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