北冰洋考察

極地本來是全球最潔淨無瑕的淨土,但由於受到環境污染和氣候暖化的影響,這片最後的淨土現在也受到牽連,令該處出現冰架崩裂融化、冰山蒙塵染垢的現象,大自然生態環境發生急劇巨變。根據專家統計,目前環境污染的情況已超出地球可負荷的能力,全球暖化已引發極端氣候變異,旱災、洪水、颶風、熱浪、龍捲風等天災頻仍,導致冰河消融、海平面上升、疾病肆虐、物種消失等惡果,這些現象,似為人類不斷破壞環境的惡行敲響了警號。

地球暖化的痕跡

在北緯 66 度33 分以北,海洋表面絕大部分終年被海冰覆蓋的地方,就是北極。是由歐、亞、美洲的邊緣陸地海岸帶及島嶼包圍著的一片冰海。由於洋流的運動,北冰洋表面的海冰總在不停地漂移與融化。

從1986年至今,我曾經十次踏足北極,每次都發現不同的變化,而這次跟隨「中國第三次北極科學考察隊」,也是我第二次隨隊,到北冰洋考察,發現該處變化很大。

在1999年我參與中國首次北冰洋科學考察時,當到達北緯74度的區域,海冰已十分厚。在2003年考察隊再進入北冰洋時,破冰船到達了北緯79度,而2008年之行,我們更加可以去到北緯85度。

冰融令到海冰越來越少,以致反射陽光的能力大大減弱,冰也融得越快。冰雪的急速融化,將會打通了北冰洋的西北和東北航道。這意味著位於北極中央已存在了300萬年的海冰不斷萎縮。

科學背景

2008年是第四次國際極地年,全球共有60多個國家和39個國際組織響應,策劃了不同的極地科學考察活動。

「中國第三次北極考察」的考察隊總人數為121名,其中60位是科考人員,包括12位是來自美國、法國、芬蘭、日本、韓國、俄羅斯等國家的科學家,共同進行了廣泛的北冰洋多學科綜合考察。

2008年7月11日,中國破冰船「雪龍號」從上海起航,經日本海進入白令海,展開為期75日的考察活動。這次考察以白令海、楚科奇海、楚科奇海台、加拿大海盆為重點考察區域。

北極是對全球氣候變化反應最為敏感和顯著的地區。在過去二、三十年,受地全球暖化影響,變暖的速度遠高於地球上任何其他地區。北極海冰覆蓋的地區大幅減少,加上海洋環流變異,皆引起全世界的高度關注。這些變化不僅導致北極區的氣候變得異常,也令全球的氣候改變。

考察四個主要目的:

一、了解北極氣候變異及其對中國氣候的影響。

二、探究北冰洋的海洋環流變化及其對生態和氣候造成的影響。

三、認識北冰洋及鄰近海域的第四紀古海洋演化歷史,從而了解北冰洋區域在過去發生的重大地質事件。

四、開展對北冰洋深海微生物資源及其基因資源的多樣性研究,並在參照地質年代下,研究生物多樣性變化的演變與海洋環境變化的關係。

研究成果將會以多種不同角度闡述,為各國政府的決策機構就制定日後的環保政策事宜提供依據。在地球上北極雖然與我們相距很遠,但該區的命運卻與全人類的命運息息相關。

因紐特人與北極熊

地球暖化日益嚴重,全人類都身受其害,而首當其衝的,是住在北極圈附近的因紐特人──或稱愛斯基摩人。至於格陵蘭有大量冰川融化,該處原本被冰雪覆蓋的岩石變成裸露岩,而沒有冰雪覆蓋的岩石容易吸熱,令到附近的冰雪加速融化。在北冰洋考察期間,我們多次在浮冰站遇見多只北極熊,這種情況在以往是很少發生過的。由於破冰船現已深入到北緯85度,加上北極熊習慣在夏季南下覓食,但近年海冰在夏季迅速融化,造成大量冰塊斷裂,以致北極熊南下之後便無法回家,唯有在浮冰之間游走尋找出路。這種目前世界上最大型的陸上食肉動物,一旦氣溫在攝氏十度以上,牠們便難以存活。如果連北極熊也不能在北極立足,那麼其他活躍於北極的動物,會有甚麼下場呢?

冰海中採樣

這次到北極考察,科考人員在整個航程中進行持續而密集的採樣觀測,以了解北極大範圍地區的變化。

在白令海區域,科考人員較側重收集海洋生態樣本,探究地球暖化對北極海洋生態的影響。但在加拿大海盤,最重要的工作是鑽探採集海泥,以了解冰融速度加快的原因。根據不同深度的海泥所驗出不同年代的甲烷、二氧化碳等有毒物質的含量,便可計算出有關污染和地球暖化的準確資料。

雪龍號進入了北極海冰快速變化的中心區──加拿大海盆中部海冰覆蓋區域。該區在2008年入夏以來,每天都發生急劇變化,海冰融化迅速,在幾天內,海冰密集度已經從90%降至60%。我們在不同的海域都會抽取大量的海水樣本,供科考人員作多樣研究次用。

他們也放出探測氣球,作大氣溫室氣體觀測、大氣臭氧觀測和大氣探空觀測。

在整個航程中我們派出直升機在空中巡邏,尋找合適的短期冰站,偵察冰情,而且裝設了海冰覆蓋參數測量儀器以同時進行空中觀測。科考人員放下海中「水下滑翔機」,探測海水溫度、鹽度、深度,定時將探測數據傳輸回雪龍號。

科考人員又進行深游生物拖網和底棲生物拖網作業,以採集生物樣本。取得了包括海星、螃蟹、蝦等物種的大量珍貴標本。

雪龍號今次破紀錄地到逹北緯85度,而所派出的直升機在飛抵北緯87度的上空俯瞰觀察時,更發現融池與冰間湖縱橫交錯,可見冰融的威脅正不斷地向北極點蔓延。

架設冰站

在北冰洋高緯度海域設立臨時考察冰站,以開展多學科綜合考察活動。我們用直升機從船上運送部份工作人員到冰站,重型機器則用起重裝置從船邊進行起卸。

考察隊架設好冰站後,便要高效率地執行多個重要任務。科考人員設置自動氣象漂浮站,採用先進的觀測儀器進行多學科觀測,包括:湍流能量輸送觀測、日照輻射測量、北極冰間水道區域的「氣―冰―海」相互作用的觀測等。用全球衛星定位技術指示位置的浮冰,可用作漂流軌迹觀測、海冰厚度分佈探測及冰芯取樣以進行海冰微結構觀測。

海冰鑽探有助觀測海冰生態學,研究項目包括:海冰冰藻種類和數量、冰芯內部冰藻的觀測、冰芯的鹽度、營養鹽垂直分佈等。

海冰光學是了解冰融速度的其中一個重要依據,科考人員會觀測海冰的反照率、透射率、光在海冰中的衰減情況、海冰中的光譜分佈等變化,及海水混合特性觀測,研究冰下海洋特徵以及冰水界面熱通量。

接近北極點的海洋生態一直是未被探知的地球奧秘,科考人員透過觀察冰下海水的葉綠素、營養鹽、混濁度、有效光合輻射等,以了解北極海洋生態。

我們在這次北極考察取得了豐碩的成果,無疑令人振奮,但所觀察到的事物,同時也讓科考人員深感憂慮。事實上,雪龍號歷史性地進入北緯85度架設冰站,本身已經是北極受地球暖化影響而大幅冰融的最有力證明。

大量融雪的北極,會為人類帶來甚麼災難呢?

近年天災不斷降臨,已經是大自然給予我們的預警。如果我們還不積極採取措施減少污染,制止地球繼續暖化下去,相信會有更大、更頻繁的天災發生,嚴重威脅人類的未來。