北冰洋考察

极地本来是全球最洁净无瑕的净土,但由于受到环境污染和气候暖化的影响,这片最后的净土现在也受到牵连,令该处出现冰架崩裂融化、冰山蒙尘染垢的现象,大自然生态环境发生急剧巨变。根据专家统计,目前环境污染的情况已超出地球可负荷的能力,全球暖化已引发极端气候变异,旱灾、洪水、飓风、热浪、龙卷风等天灾频仍,导致冰河消融、海平面上升、疾病肆虐、物种消失等恶果,这些现象,似为人类不断破坏环境的恶行敲响了警号。

地球暖化的痕迹

在北纬66 度33 分以北,海洋表面绝大部分终年被海冰覆盖的地方,就是北极。是由欧、亚、美洲的边缘陆地海岸带及岛屿包围着的一片冰海。由于洋流的运动,北冰洋表面的海冰总在不停地漂移与融化。

从1986年至今,我曾经十次踏足北极,每次都发现不同的变化,而这次跟随「中国第三次北极科学考察队」,也是我第二次随队,到北冰洋考察,发现该处变化很大。

在1999年我参与中国首次北冰洋科学考察时,当到达北纬74度的区域,海冰已十分厚。在2003年考察队再进入北冰洋时,破冰船到达了北纬79度,而2008年之行,我们更加可以去到北纬85度。

冰融令到海冰越来越少,以致反射阳光的能力大大减弱,冰也融得越快。冰雪的急速融化,将会打通了北冰洋的西北和东北航道。这意味着位于北极中央已存在了300万年的海冰不断萎缩。

科学背景

2008年是第四次国际极地年,全球共有60多个国家和39个国际组织响应,策划了不同的极地科学考察活动。

「中国第三次北极考察」的考察队总人数为121名,其中60位是科考人员,包括12位是来自美国、法国、芬兰、日本、韩国、俄罗斯等国家的科学家,共同进行了广泛的北冰洋多学科综合考察。

2008年7月11日,中国破冰船「雪龙号」从上海起航,经日本海进入白令海,展开为期75日的考察活动。这次考察以白令海、楚科奇海、楚科奇海台、加拿大海盆为重点考察区域。

北极是对全球气候变化反应最为敏感和显著的地区。在过去二、三十年,受地全球暖化影响,变暖的速度远高于地球上任何其他地区。北极海冰覆盖的地区大幅减少,加上海洋环流变异,皆引起全世界的高度关注。这些变化不仅导致北极区的气候变得异常,也令全球的气候改变。

考察四个主要目的:

一、了解北极气候变异及其对中国气候的影响。

二、探究北冰洋的海洋环流变化及其对生态和气候造成的影响。

三、认识北冰洋及邻近海域的第四纪古海洋演化历史,从而了解北冰洋区域在过去发生的重大地质事件。

四、开展对北冰洋深海微生物资源及其基因资源的多样性研究,并在参照地质年代下,研究生物多样性变化的演变与海洋环境变化的关系。

研究成果将会以多种不同角度阐述,为各国政府的决策机构就制定日后的环保政策事宜提供依据。在地球上北极虽然与我们相距很远,但该区的命运却与全人类的命运息息相关。

因纽特人与北极熊

地球暖化日益严重,全人类都身受其害,而首当其冲的,是住在北极圈附近的因纽特人──或称爱斯基摩人。至于格陵兰有大量冰川融化,该处原本被冰雪覆盖的岩石变成裸露岩,而没有冰雪覆盖的岩石容易吸热,令到附近的冰雪加速融化。在北冰洋考察期间,我们多次在浮冰站遇见多只北极熊,这种情况在以往是很少发生过的。由于破冰船现已深入到北纬85度,加上北极熊习惯在夏季南下觅食,但近年海冰在夏季迅速融化,造成大量冰块断裂,以致北极熊南下之后便无法回家,唯有在浮冰之间游走寻找出路。这种目前世界上最大型的陆上食肉动物,一旦气温在摄氏十度以上,它们便难以存活。如果连北极熊也不能在北极立足,那么其他活跃于北极的动物,会有什么下场呢?

冰海中采样

这次到北极考察,科考人员在整个航程中进行持续而密集的采样观测,以了解北极大范围地区的变化。

在白令海区域,科考人员较侧重收集海洋生态样本,探究地球暖化对北极海洋生态的影响。但在加拿大海盘,最重要的工作是钻探采集海泥,以了解冰融速度加快的原因。根据不同深度的海泥所验出不同年代的甲烷、二氧化碳等有毒物质的含​​量,便可计算出有关污染和地球暖化的准确资料。

雪龙号进入了北极海冰快速变化的中心区──加拿大海盆中部海冰覆盖区域。该区在2008年入夏以来,每天都发生急剧变化,海冰融化迅速,在几天内,海冰密集度已经从90%降至60%。我们在不同的海域都会抽取大量的海水样本,供科考人员作多样研究次用。

他们也放出探测气球,作大气温室气体观测、大气臭氧观测和大气探空观测。

在整个航程中我们派出直升机在空中巡逻,寻找合适的短期冰站,侦察冰情,而且装设了海冰覆盖参数测量仪器以同时进行空中观测。科考人员放下海中「水下滑翔机」,探测海水温度、盐度、深度,定时将探测数据传输回雪龙号。

科考人员又进行深游生物拖网和底栖生物拖网作业,以采集生物样本。取得了包括海星、螃蟹、虾等物种的大量珍贵标本。

雪龙号今次破纪录地到逹北纬85度,而所派出的直升机在飞抵北纬87度的上空俯瞰观察时,更发现融池与冰间湖纵横交错,可见冰融的威胁正不断地向北极点蔓延。

架设冰站

在北冰洋高纬度海域设立临时考察冰站,以开展多学科综合考察活动。我们用直升机从船上运送部份工作人员到冰站,重型机器则用起重装置从船边进行起卸。

考察队架设好冰站后,便要高效率地执行多个重要任务。科考人员设置自动气象漂浮站,采用先进的观测仪器进行多学科观测,包括:湍流能量输送观测、日照辐射测量、北极冰间水道区域的「气―冰―海」相互作用的观测等。用全球卫星定位技术指示位置的浮冰,可用作漂流轨迹观测、海冰厚度分布探测及冰芯取样以进行海冰微结构观测。

海冰钻探有助观测海冰生态学,研究项目包括:海冰冰藻种类和数量、冰芯内部冰藻的观测、冰芯的盐度、营养盐垂直分布等。

海冰光学是了解冰融速度的其中一个重要依据,科考人员会观测海冰的反照率、透射率、光在海冰中的衰减情况、海冰中的光谱分布等变化,及海水混合特性观测,研究冰下海洋特征以及冰水界面热通量。

接近北极点的海洋生态一直是未被探知的地球奥秘,科考人员透过观察冰下海水的叶绿素、营养盐、混浊度、有效光合辐射等,以了解北极海洋生态。

我们在这次北极考察取得了丰硕的成果,无疑令人振奋,但所观察到的事物,同时也让科考人员深感忧虑。事实上,雪龙号历史性地进入北纬85度架设冰站,本身已经是北极受地球暖化影响而大幅冰融的最有力证明。

大量融雪的北极,会为人类带来什么灾难呢?

近年天灾不断降临,已经是大自然给予我们的预警。如果我们还不积极采取措施减少污染,制止地球继续暖化下去,相信会有更大、更频繁的天灾发生,严重威胁人类的未来。