信箋中國 | 探秘地球第三極
走近第二次青藏科考隊(duì)
中央紀(jì)委國家監(jiān)委網(wǎng)站 柴雅欣
制圖：王嬋
2023年5月23日12時(shí)30分許，2023年珠峰科考13名登頂隊(duì)員成功登頂?shù)厍蛑畮p珠穆朗瑪峰。這是我國珠峰科考繼2022年之后，再次突破8000米以上海拔高度。圖為當(dāng)日，2023年珠峰科考登頂隊(duì)員在沖頂。新華社特約記者 拉巴 攝
圖為5月23日，科考登頂隊(duì)員在珠峰海拔約8830米處維護(hù)升級(jí)自動(dòng)氣象站。新華社特約記者 拉巴 攝
2023年珠峰地區(qū)綜合科學(xué)考察研究，是第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究的一部分。今年5月，來自5支科考分隊(duì)13支科考小組的170名科考隊(duì)員，在珠峰地區(qū)探索自然，追問科學(xué)，奮勇攀登。圖為科考隊(duì)員張繼峰（左）在查看附著在石頭上的藻類生物。 新華社記者 孫非 攝
近日，第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究隊(duì)公布了在“巔峰使命”珠峰科考中，科考隊(duì)員利用雷達(dá)剖面測量方法測得珠峰頂部最新積雪厚度為9.5±1.2米，這也是珠峰頂部積雪厚度的最新數(shù)據(jù)。
青藏高原是世界屋脊、地球第三極、亞洲水塔，對全國、全亞洲乃至全世界氣候變化影響深遠(yuǎn)；這里地質(zhì)、地理資源獨(dú)特，被科學(xué)界稱作“天然實(shí)驗(yàn)室”。2017年8月，第二次青藏科考正式啟動(dòng)，習(xí)近平總書記致賀信并希望參加科學(xué)考察的全體科研人員、青年學(xué)生和保障人員發(fā)揚(yáng)老一輩科學(xué)家艱苦奮斗、團(tuán)結(jié)奮進(jìn)、勇攀高峰的精神，聚焦水、生態(tài)、人類活動(dòng)，著力解決青藏高原資源環(huán)境承載力、災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)、綠色發(fā)展途徑等方面的問題，為守護(hù)好世界上最后一方凈土、建設(shè)美麗的青藏高原作出新貢獻(xiàn)，讓青藏高原各族群眾生活更加幸福安康。
在全球氣候變暖的大背景下，青藏高原到底發(fā)生了什么？勇攀地球之巔，科考隊(duì)員發(fā)現(xiàn)了哪些自然演化的蛛絲馬跡？記者近日赴中國科學(xué)院相關(guān)院所采訪了多名科考隊(duì)員，聽他們講述探秘地球第三極的故事。
珠峰科考是第二次青藏科考的標(biāo)志性活動(dòng)
中國科學(xué)院青藏高原研究所研究員楊威是珠峰峰頂雷達(dá)測厚項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人。在2022“巔峰使命”珠峰科考中，他和隊(duì)員們采用雷達(dá)剖面測量方法，測得2022年5月珠峰頂部積雪厚度為9.5±1.2米，遠(yuǎn)超以往測量的結(jié)果。
“相比過去頂部單點(diǎn)雷達(dá)測量方法，剖面測量方法可以保證積雪-基巖雷達(dá)反射界面呈現(xiàn)漸變趨勢，易于后期數(shù)據(jù)正確解讀。”楊威說，今年7月，這一成果作為亮點(diǎn)文章發(fā)表在國際冰凍圈雜志《The Cryosphere》（《冰凍圈》），為研究極高海拔冰凍圈及珠峰頂部巖石圈動(dòng)態(tài)變化提供了寶貴的參考數(shù)據(jù)。
珠峰科考是第二次青藏科考的標(biāo)志性活動(dòng)。去年4月至5月，第二次青藏科考隊(duì)開展了2022“巔峰使命”珠峰科考，5支科考分隊(duì)16支科考小組270多名科考隊(duì)員參加。今年5月，2023“巔峰使命”珠峰科考再啟程，來自5支科考分隊(duì)13支科考小組的170名科考隊(duì)員，聚焦西風(fēng)-季風(fēng)協(xié)同作用及影響、亞洲水塔變化、生態(tài)系統(tǒng)與碳循環(huán)、人類活動(dòng)變化、稀有金屬資源等方向開展綜合科學(xué)考察研究。
“珠峰地區(qū)的氣候、環(huán)境變化是長期的動(dòng)態(tài)過程，對周邊地區(qū)的影響也是大范圍的，珠峰科考也應(yīng)該是長期持續(xù)的。2023年珠峰科考是在2022年基礎(chǔ)上的進(jìn)一步深化和提升。”第二次青藏科考隊(duì)隊(duì)長、中國科學(xué)院院士姚檀棟說。
亞洲水塔變化是“巔峰使命”系列科考的五個(gè)重要方向之一。“今年我們主要在海拔5800米到6000米左右，采用三維激光掃描、無人機(jī)航測等先進(jìn)技術(shù)，對珠峰北坡東絨布冰川冰塔林開展三維立體精細(xì)科學(xué)觀測，探究珠峰冰川消融的動(dòng)態(tài)過程和變化機(jī)理。”楊威告訴記者。
楊威團(tuán)隊(duì)為冰川做“體檢”，來自中國科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所的科考隊(duì)員則在珠峰尋覓化石。今年1月30日，大年初九，該所集合不同研究方向的20多名科研人員，開啟了特提斯喜馬拉雅區(qū)古生物考察與尋找珠峰地區(qū)中生代海生脊椎動(dòng)物科考之旅。
這是一次驚喜之旅。在該所所長鄧濤、研究員倪喜軍的帶領(lǐng)下，考察隊(duì)在西藏自治區(qū)定日縣崗嘎鎮(zhèn)南部“三疊紀(jì)曲龍共巴組”的至少三個(gè)層位的巖層中發(fā)現(xiàn)了距今已有2億多年的脊椎動(dòng)物化石骨骼——喜馬拉雅魚龍化石。
化石見證滄海巨變。“印度板塊和歐亞板塊的碰撞是約5500萬年以來地球歷史上發(fā)生的最重要的造山事件，由此導(dǎo)致青藏高原隆升，化石也從汪洋大海被‘抬’到了世界之巔。”鄧濤告訴記者，喜馬拉雅魚龍?jiān)?0世紀(jì)60年代被首次發(fā)現(xiàn)并命名。它身長十余米，是生活在中生代海洋的巨型水生爬行動(dòng)物。
青藏高原的強(qiáng)烈隆升深刻影響了高原和周緣的氣候環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)，對生物的演化產(chǎn)生了強(qiáng)力驅(qū)動(dòng)。“化石正處于實(shí)驗(yàn)室修復(fù)階段，研究才剛開始，后續(xù)將會(huì)有更多發(fā)現(xiàn)。”鄧濤說，與魚龍化石相伴生的大量菊石、雙殼等化石，將為了解三疊紀(jì)古海洋生態(tài)系統(tǒng)提供更多信息。此外，科考隊(duì)員還在剖面上系統(tǒng)采集了巖石樣品，以期開展沉積學(xué)和地球化學(xué)分析，了解更多特提斯喜馬拉雅古海洋環(huán)境信息。
青藏科考每一項(xiàng)重大發(fā)現(xiàn)和成果背后都是數(shù)年乃至數(shù)十年的探尋和積淀
冰塔林如丘如峰，冰洞深邃晶瑩；冰面泛著淡淡的藍(lán)色，陽光灑下蔚為壯觀……在中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院副院長康世昌的鏡頭里，珠峰東絨布冰川是一片“藍(lán)冰仙境”。
科考途中，康世昌喜歡拍科普視頻，分享冰川見聞。從他的視頻里，不少人第一次見到珠峰極高海拔冰川的樣子。
為了精準(zhǔn)獲取珠峰冰川表面形貌，去年，康世昌和他的科研團(tuán)隊(duì)對海拔5200米至6500米之間的冰川進(jìn)行高分辨率掃描，累計(jì)掃描面積達(dá)22平方公里，創(chuàng)造了東、中、西絨布冰川高分辨率掃描面積紀(jì)錄。“今年在珠峰待了三周時(shí)間，工作內(nèi)容與去年相似，包括冰川表面形態(tài)三維激光掃描、無人機(jī)航測、冰川厚度雷達(dá)觀測等，由此觀測冰川一年的變化。”康世昌說。
冰川是地球的年輪。降雪一年年沉積落下，凝結(jié)成冰，也將“自然檔案”封存其中。從冰川頂部自上而下打鉆得到的圓柱狀冰樣叫做冰芯，記錄著不同年代青藏高原氣候和環(huán)境變化等珍貴信息。
“今年我們在東絨布冰川海拔6500米處鉆取了2支透底冰芯，分別為118.72米和115.08米。還有1支長20.40米的淺冰芯。”康世昌告訴記者，冰芯里面的化學(xué)成分都是研究對象，數(shù)據(jù)分析量大，研究預(yù)計(jì)持續(xù)三到四年時(shí)間。
康世昌的青藏高原野外考察始于1993年。30年間，他經(jīng)歷過高原反應(yīng)的頭痛欲裂、徹夜無眠，也經(jīng)歷過狂風(fēng)暴雪、迷路、掉入冰裂隙，風(fēng)餐露宿、爬冰臥雪更是常態(tài)。
“有一次珠峰考察，我在6300米的遠(yuǎn)東絨布冰川住了1個(gè)月，拆掉帳篷離開冰川，睡墊下的冰面居然烙著一個(gè)完整的‘人形’冰印。”康世昌說，在極高海拔地區(qū)不僅缺氧，而且受地形環(huán)境限制，工作都要靠人力，極大地考驗(yàn)著隊(duì)員們的體力和毅力。
有的失溫后與死神擦肩，有的患肺水腫命懸一線，有的與野狼、野牦牛不期而遇，有的險(xiǎn)些被冰縫吞噬……對于青藏科考的艱辛，隊(duì)員們都有切身體會(huì)。
倪喜軍主要從事新生代早期哺乳動(dòng)物演化與靈長類研究工作，已有20多年青藏科考野外經(jīng)驗(yàn)。走進(jìn)他的辦公室，只見置物架上碼放著各種骨骼標(biāo)本，一臺(tái)顯微鏡和大大小小的化石標(biāo)本擺放在中間的工作臺(tái)上。“這些不到巴掌大小的盒子里的骨骼碎片、小哺乳動(dòng)物牙齒，都是我們從野外扛回來的上百噸巖石樣本里篩洗分選出來的。”倪喜軍說。
青藏科考是一項(xiàng)長期事業(yè)，每一項(xiàng)重大發(fā)現(xiàn)和成果背后都是數(shù)年乃至數(shù)十年的探尋和積淀。這次發(fā)現(xiàn)三疊紀(jì)喜馬拉雅魚龍化石，距離劉東生院士、邱占祥院士等老一輩青藏科考人首次發(fā)現(xiàn)化石已有近60年。
“在高原大山深處、在上千平方公里的區(qū)域?qū)ふ一菚缛粘志玫男量嗷睿墙?jīng)驗(yàn)活、技術(shù)活。”倪喜軍說，這些年來，多支科考分隊(duì)先后在定日地區(qū)和聶拉木地區(qū)進(jìn)行野外考察，重點(diǎn)對晚三疊世含魚龍化石地層進(jìn)行詳細(xì)踏勘，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)一些線索。鄧濤也坦言，這次能發(fā)現(xiàn)魚龍化石，不是偶然運(yùn)氣好，而是前期多次野外踏勘工作的積累，以及多個(gè)方向的研究力量聯(lián)合起來才獲得的突破。
從征服到了解，再到保護(hù)
“為什么要去珠峰科考？”
面對記者的提問，康世昌展示了三張照片：“第一張照片是1921年英國登山家喬治·馬洛里在珠峰北坡拍攝的中絨布冰川冰塔林分布，第二張是2007年一名美國記者在相同位置拍攝的，第三張是今年5月我們團(tuán)隊(duì)在相同位置拍攝的。百年來，冰塔林朝高海拔退縮，珠峰冰川的消融變化肉眼可見。”
而這，只是青藏高原被全球變暖影響的“冰山一角”。
“我們常說‘春江水暖鴨先知’，全球變暖是冰先知。道理很簡單，溫度超過0攝氏度，冰就要融化。”康世昌說，過去100年來，特別是最近幾十年的快速升溫，導(dǎo)致地球三極的冰川、冰蓋和海冰大面積退縮。
溫室氣體和污染物排放亦在冰芯里留下了痕跡。“冰芯中一些重金屬和持久性有機(jī)污染物近百年來迅速升高，反映了工業(yè)革命以來排放的污染物通過大氣環(huán)流傳輸?shù)奖ㄉ喜⒈４嫦聛怼?rdquo;康世昌說，今年會(huì)使用新的測量方法研究冰芯，并增加對一些同位素和新型污染物微塑料變化的歷史研究。
探秘青藏高原，了解巍巍珠峰，對揭示環(huán)境變化機(jī)理、促進(jìn)全球生態(tài)環(huán)境保護(hù)具有重要意義。科學(xué)家們正試圖搞清，在全球氣候變暖的大背景下，青藏高原到底發(fā)生了什么，將來又會(huì)沿著怎樣的趨勢演變。
因板塊碰撞逐步造就的地球上最高、最年輕的高原青藏高原，極大影響了世界范圍內(nèi)的地理和氣候格局，對植物多樣性的分布和演化，以及動(dòng)物環(huán)境適應(yīng)和遷徙等也產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。青藏高原經(jīng)歷了怎樣的隆升過程？它怎樣影響高原和周邊地區(qū)的生態(tài)環(huán)境？生物又如何響應(yīng)如此重大的地質(zhì)、環(huán)境事件而演化？……這些科學(xué)問題吸引著鄧濤和倪喜軍，吸引著一批批古生物研究者孜孜以求尋找答案。
青藏高原正成為科學(xué)考察研究的“新高地”。新中國對青藏高原的科學(xué)研究始于上世紀(jì)50年代，并在上世紀(jì)70年代開展了歷時(shí)20余年的第一次大規(guī)模的青藏科考。從第一次青藏科考的“摸家底”到第二次青藏科考的“看變化”，青藏科考始終圍繞國家需求來開展。
今年4月，十四屆全國人大常委會(huì)第二次會(huì)議表決通過青藏高原生態(tài)保護(hù)法，其中提出：“國家鼓勵(lì)和支持開展青藏高原科學(xué)考察與研究”“掌握青藏高原生態(tài)本底及其變化”“發(fā)揮科技在青藏高原生態(tài)保護(hù)中的支撐作用”等，生態(tài)保護(hù)是核心內(nèi)容。這給青藏科考也提出了新要求。
“2022年，我們實(shí)現(xiàn)了從登山科考到科考登山的登山模式轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)了從‘我要征服你’到‘我要了解你’的登山思路的轉(zhuǎn)變，在此基礎(chǔ)上，今后就更要突出‘我要保護(hù)你’。”姚檀棟表示，今年珠峰科考在持續(xù)做好揭示環(huán)境變化機(jī)理基礎(chǔ)上，致力于為青藏高原地區(qū)國家公園建設(shè)提供更多支持，更好服務(wù)區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護(hù)、流域治理等工作，力爭在全球生態(tài)環(huán)境保護(hù)科考工作中起到示范帶動(dòng)作用。
哪里有未解之謎，科學(xué)家就向哪里進(jìn)發(fā)
“很幸運(yùn)，相比第一次青藏科考，我們這次新發(fā)現(xiàn)的魚龍脊椎骨、肋骨化石保存更加完整，研究手段也更豐富，后續(xù)將借助高精度CT、結(jié)構(gòu)光成像等新裝備，通過計(jì)算機(jī)成像建模等方法開展精細(xì)化研究。”鄧濤說，這為了解地殼板塊運(yùn)動(dòng)和兩億年來高原地質(zhì)和生命演化歷史打開了新窗口。
“以前靠肉眼觀測，現(xiàn)在借助先進(jìn)設(shè)備，科學(xué)考察的精度提升了，科學(xué)認(rèn)知也更深刻。”康世昌說。
幾十年來，國家綜合實(shí)力提升和科技進(jìn)步支撐了科考裝備升級(jí)和科研技術(shù)進(jìn)步。姚檀棟回憶，十年前的野外科考，學(xué)生用的是地質(zhì)錘、羅盤、筆記本“三大件”，地質(zhì)錘用來敲打巖石觀察風(fēng)化等情況，羅盤用來辨別方向，筆記本用來畫素描。當(dāng)時(shí)，只有老師能有照相機(jī)和氣壓表。
從2005年跟隨姚檀棟院士攻讀博士研究生至今，楊威從事冰川考察研究已有18年。“原來不能做的研究，現(xiàn)在能做了；原先能做的研究，現(xiàn)在做得更加高效和精細(xì)了。”楊威說，在野外科考中，亞米級(jí)的高分辨率衛(wèi)星、北斗衛(wèi)星短報(bào)文功能也都派上了用場。
見到康世昌時(shí)，他正在做一場線上講座。與大學(xué)生們交流時(shí)，他說：“研究冰川三十載，我越來越熱愛這份事業(yè)，現(xiàn)在我去珠峰的感覺就像回家一樣。”
康世昌先后12次到珠峰開展科學(xué)考察研究，珠峰也見證了他從青年到中年的科研之路。今年，康世昌的臉被曬傷了，黝黑的臉頰和鼻子蛻皮發(fā)紅。“我知道這很苦，但還是想去做。這是使命，更是情懷。”
腳踏實(shí)地，勇于探索，協(xié)力攻堅(jiān)，勇攀高峰——歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)的風(fēng)雪，青藏科學(xué)精神薪火相傳。踏著老一輩科學(xué)家的足跡，新時(shí)代青藏科考人跋涉在這片250多萬平方公里的廣袤高原，追問著千萬年乃至更久遠(yuǎn)的時(shí)空歲月，向著一座座科學(xué)高峰奮力攀登。
冰凍圈是氣候系統(tǒng)中變化最敏感、反饋?zhàn)钪苯拥娜印Ｊ軞夂蜃兣绊懀馈⒈Q的風(fēng)險(xiǎn)不斷升高，威脅當(dāng)?shù)厝罕娚a(chǎn)生活。“我原來只做冰川變化基礎(chǔ)理論研究，但是第二次青藏科考帶來新的命題方向，我對冰川冰崩災(zāi)害問題的關(guān)注日益深入。這完全是新挑戰(zhàn)，但非常有現(xiàn)實(shí)意義。”楊威說，作為青年科學(xué)工作者，青藏科考帶來的成長是一生的財(cái)富。
青藏高原氣候和環(huán)境變化是動(dòng)態(tài)的長期過程，不是一次性考察結(jié)束后使命就完成了；近300個(gè)科研單位、7000多名科考隊(duì)員參加十大科考任務(wù)，預(yù)計(jì)持續(xù)十年時(shí)間，“巔峰使命”珠峰科考只是其中一個(gè)段落。
希夏邦馬峰是唯一一座完全在中國境內(nèi)的海拔8000米以上的高峰。上世紀(jì)60年代，科考人員在希夏邦馬峰北坡海拔6000米左右、距今約300萬年的砂巖中發(fā)現(xiàn)了高山櫟的古植物化石。高山櫟大多生長在海拔2500米到4000米的山區(qū)，以此推斷，喜馬拉雅地區(qū)在近300萬年內(nèi)還經(jīng)歷了劇烈的抬升。
“明年野外考察，我打算帶學(xué)生一起去希夏邦馬峰。”倪喜軍告訴記者，近年來那里又發(fā)現(xiàn)了新的古植物化石，他們希望去找到古脊椎動(dòng)物化石，利用古脊椎動(dòng)物學(xué)的證據(jù)還原青藏高原的隆升歷史。
哪里有未解之謎，科學(xué)家就向哪里進(jìn)發(fā)。從今年7月10日開始，由中國科學(xué)院青藏高原研究所、西北生態(tài)環(huán)境資源研究院、空天信息研究院和北京大學(xué)等組成的2023慕士塔格聯(lián)合科考隊(duì)，在位于帕米爾高原海拔7546米的慕士塔格峰展開為期2個(gè)月的綜合科學(xué)考察。作為青藏科考的一部分，此次考察對于研究青藏高原西緣的氣候環(huán)境具有重要意義。
在世界屋脊，水升成云，云降為雪，雪終年不化；無懼風(fēng)雪，迎風(fēng)探極，中國人攀登不止。