由鳳凰網和金種子酒業聯合推出的《2024中國力量年度人物》活動正在進行,中國力量年度人物系列專題片正式上線。活動旨在表彰把握時代脈搏,積極探索新興科技的新領域、新應用、新價值,以新質生產力創造美好生活的各領域杰出代表,弘揚中國榜樣力量。
地球歷史的“時間膠囊”
如果說冰川是研究地球氣候變化的密碼,冰芯則被稱為“記錄地球歷史的時間膠囊”。冰芯是從冰川中提取的圓柱形冰樣,由層層疊加的雪經過長時間壓實而成。每一層冰芯都代表了一個特定的年代,蘊藏著地球氣候與環境變化的重要信息。通過分析冰芯的不同層面,科研工作者可以了解到過去每個時期的氣候狀況與環境變化,而越是高海拔或越古老的冰川冰芯,科學價值就越大,采集的難度也越大。美國科學院院士、中國科學院外籍院士湯普森自1984年起便和中國科學家開展科研合作,他說過:“冰芯穿越時空,向我們展示了地球在過去發生了什么。幾十萬年后,通過鉆取的這些冰芯,人類可以重建地球氣候的歷史。”
在第二次青藏科考“一原兩湖三江”重大標志性科考活動中,由中國科學院青藏高原研究所副所長徐柏青研究員率領的科考隊,在普若崗日冰原海拔6100米處,采用自主研制的國產鉆探設備,歷時8天時間,成功在10號冰川鉆取長達324米的冰芯,打破了此前由古里雅冰帽保持的308.6米的世界紀錄,創下全球中低緯度冰川最長冰芯的新紀錄。通過對冰芯的研究,科研團隊能夠更準確地重構過去的氣候變化模式,這對于預測未來氣候變化趨勢、制定應對策略具有重要意義。這不僅是我國科考團隊又一次的科研壯舉,更是人類向自然奧秘發起挑戰、探索和拓展人類未知邊界的重大里程碑。
一片冰心在冰原
青藏高原被稱為“亞洲水塔”,涵蓋51條冰川、96個湖泊、13條大河,約是黃河200年的徑流總量,青藏高原極地冰川對于整個亞洲地區,乃至整個世界的氣候環境變化都是十分重要的。徐柏青是中國科學院青藏高原研究所副所長,長期從事青藏高原氣候環境變化研究,于2011年獲得國家自然科學基金委杰出青年基金,是享受國務院特殊津貼專家。在第二次青藏科考“守護水塔”系列科考活動中,他率隊在青藏高原極地冰川區開展新一輪的冰芯研究。
徐柏青介紹道:青藏高原地區的冰川區是氣候變化的中樞,也是全球季風的中心,它的“一喘一息”都對整個地球有著巨大的影響。而近年來,冰川損失的水量超過6000億噸,水循環更加不穩定,河流流量、地下水位、雪水當量、土壤水分和蒸散等多方面出現全球性異常。冰原冰川,運動緩慢,冰層厚重,保存了數千年的氣候信息,恰似歷史的記錄者,無言地記錄下地球千萬年來的氣候變遷。中低緯度地區的冰芯,是除南北極之外研究全球氣候變化的重要“自然檔案”。這里的最長冰芯有獨特的地理和氣候特征,記錄了該地區長時間的氣候變化和環境信息,包括溫度、降水等關鍵氣候要素的變化歷史,以及火山噴發、大氣污染等環境事件,能為現代科學研究全球氣候變化的模式、機制以及預測未來趨勢提供了寶貴的數據和樣本。
在過去,中國科考隊在青藏高原鉆取冰芯,主要是中美開展聯合科研合作,依靠美國設備工作。科技自立自強始終是中國每一位科研人矢志不渝追求的目標,近年來徐柏青帶領團隊自主研發國產冰川鉆探設備。他認為自主研發鉆探設備的意義在于,當團隊向更高海拔冰川發起挑戰的時候,我們可以根據實際需求進行設備上的快速適配,如果出現故障也能第一時間發現問題、解決問題,不再依靠他國技術和裝備進行冰川鉆探工作。
神秘又壯麗的崗尕帽冰川位于長江源區,冰川主峰海拔近六千米,周圍還有多座海拔6000米以上的雪峰和多條現代冰川,冰雪覆蓋面積廣袤無垠。這里常年刮八級大風,夜間溫度達到零下二十攝氏度,在冰芯的鉆探過程中,徐柏青團隊的隊員們需要身穿厚厚的防寒服,背負沉重的鉆探設備,在海拔數千米的茫茫冰川上徒步行進,選取孔位進行鉆探。因為白天氣溫升高,冰鉆打出的鉆孔很容易被水灌滿,并且如果鉆孔內外溫度差異較大,容易導致冰屑凍結在鉆具上,進而引起卡鉆,為了避免這種情況發生,科考隊通常選擇在夜晚通宵進行鉆探。整個過程科考隊遭遇了多種意外情況,氣溫、冰層結構的復雜程度、鉆機設備都會影響冰芯鉆探進度和成功率。徐柏青總是跟著團隊在風雪中通宵達旦堅守一線,通過自己對鉆機機械結構的熟悉程度,時刻關注鉆探進度,并根據現場情況及時調整策略。在孔位進行鉆探時,由于發電機供電電壓過高,極易因為超壓讓發電機故障,鉆機發生卡頓,導致鉆探工作陷入停滯。徐柏青從不氣餒,立即查找問題,修理鉆機設備,從頭再來。他表示:“每一次的冰原科考,國家都投入了大量資源和精力,只要還有一線希望,我們都要爭取打出透底冰芯,順利完成任務。”
正是每一次科考,徐柏青都秉持著“一片冰心在冰原”的堅韌信念,從不言棄,最終,徐柏青團隊在第二次青藏科考中成功打出324米的冰芯,打破了全球中低緯度冰川最長冰芯的世界紀錄。
“亞洲水塔”守護者
形容起在青藏高原鉆探冰芯的歷程,可謂是“在最高、最冷、最危險的地方做最有意義的事。”科考隊員們時刻需要面臨著可能掉落冰裂縫隙、被大風吹倒的危險,面對物資缺乏補給不及時的難題,克服高反、缺氧諸多身體不適的癥狀,一次次爬冰臥雪在“世界屋脊”的青藏高原上,只為守護這一方凈土。
鉆探冰川冰芯,不僅是一次科學探索的傳奇,更是人類面對氣候挑戰、追求可持續發展信念的象征。它提醒我們,全球氣候變暖是一個不容忽視的問題,冰川的快速消融正在對我們賴以生存的地球造成深遠影響。對徐柏青團隊而言,他們希望通過冰芯研究上的重大科研突破,為青藏高原經濟社會發展和生態環境保護提供決策依據。冰川科考人心中的中國力量就是利用自立自強的科研技術,以勇斗極寒、拼搏奉獻、嚴謹求實的科研精神去實現我國冰川科研的一系列重要突破,建立起世界領先的冰川科考專業體系,在無垠雪冰里守護地球生態。
鳳凰網聯合金種子酒業打造《2024中國力量年度人物》以“科技向善”作為活動主題,也是在深入發掘科技帶給人民生活的改變和各領域杰出代表身上的時代價值。后續將上線更多《2024中國力量年度人物》內容,向世界彰顯中國力量,敬請關注。