理解地球气候,为何要去南极“挖泥”

2026-04-17 12:16:05 来源: 科技日报 点击数:

科技日报记者 毕文婷

4月12日,南大洋普里兹湾寒风凛冽,正在执行中国第42次南极考察2026秋季南极普里兹湾联合航次(以下简称“联合航次”)任务的“雪龙2”号,在这片充满未知的海域中航行。

作为联合航次首席科学家顾问,中国科学院院士、同济大学海洋与地球科学学院院长翦(jiǎn)知湣(mǐn)与考察队员一起,奋战在探索南大洋的第一现场。他正在探索一个宏大的科学命题:地球的气候脉搏,究竟是如何在高低纬度之间联动的。

翻开地球历史的“档案书”

记者:今年是我国首次在南半球秋季开展普里兹湾联合考察。您之前参与过大洋钻探、坐过“深海勇士”号深潜器,这次来南极,感受有啥不一样?

翦知湣:虽然我之前没到过南极,但一直关注高纬的气候变化。过去20余年,我的工作重心在低纬热带海洋,但地球系统是一个整体,高低纬度如何联动一直是我想要破解的课题。

这次来,正是为了从“低纬出发”走向“高低纬联动”,实地探索南极与太平洋的气候联系。

但来了才知道,秋季的南极确实充满挑战。海冰开始快速冻结、天气说翻脸就翻脸,作业难度直线上升,站位计划得实时调。

还有一个不一样的地方:以前我参与的多是地质或深潜的专业考察,这次是“综合性航次”。容纳物理海洋、生物、地质、大气等多个学科。

专业设备的针对性可能没那么强,但好处是交叉。比如物理海洋学家研究的南极底层水怎么生成,能直接帮我判断去哪儿挖海底沉积物。这种火花,坐在办公室里是碰不出来的。

记者:我观察到这次采集海底沉积物一波三折。为什么要在这片海域“掘地三尺”?

翦知湣:海底沉积物就是地球历史的“档案书”。研究气候变化,不能只看今天,得回溯历史,探寻气候演变的规律。

以前在南海海域,采集沉积物的重力柱往下一插,从五六百米深的软泥里,轻轻松松拉上来一根很长的样品。

但普里兹湾呢?我们尝试打的第一个重力柱就失败了。

这里的底质非常复杂。海底全是石头,也就是“冰碛(qì)物”——冰山融化时掉下来的碎渣,大大小小,专克钻头。

我们必须马上调整站位,这也是亲临现场的魅力。

最终,我们拿到了3个沉积物柱状样品,最长的4.26米,这也是中国第42次南极考察中获得的最长沉积物柱状样品。虽然它可能只记录了过去十几万年的历史,但这对于我们理解南极的气候变化过程,具有无可替代的价值。

发展富有东方韵味的气候理论

记者:据我所知,“太极计划”是同济大学汪品先院士提出的,这个名字听起来很有东方底蕴。它是一个什么样的科学计划?想解决什么问题?

翦知湣:“太极计划”就是“太平洋-极地”计划。这是我们尝试建立在地球系统科学中的“中国学派”的一项努力。

长期以来,西方主流气候理论认为:全球气候冷暖变化,是高纬度(尤其是北半球高纬度地区)说了算。

但我们研究发现,低纬热带海洋过程可能才是真正的“发动机”。

那到底高纬强还是低纬更强?我们认为不是谁替代谁,而是联动。

海洋占了地球71%的面积,太平洋最大。热带海洋产生的热量和水汽,通过大气和洋流送到两极;两极的冰盖消长和深层冷流又反过来调节全球气候。

“太极计划”的核心,就是解开“低纬驱动”和“高低纬联动”的奥秘。不能只盯两极,也不能只盯赤道,要把太平洋和两极当一个整体系统来研究——建立中国人主导的全球气候变化机理框架。

记者:那这次普里兹湾的考察,能给“太极计划”提供什么支撑?

翦知湣:我们实地获取了关键的“高纬端”的样品和数据。有了这些,就能从机理上追索气候变化的完整链条——热带发生了什么,两极怎么回应,中间通过什么路径“对话”。

甚至可以量化:全球气候变化里,高纬贡献了多少,低纬贡献了多少。

期待中国引领世界极地研究

记者:当前,联合航次的作业任务已接近尾声,对于我国未来的南极考察和深海研究,您有什么建议或愿景?

翦知湣:两个期待。

第一,技术引领。中国极地研究起步晚,但如今已经成功跨越了“开拓奠基”和“平台建设”阶段,正式迈入“科学深耕”的第三阶段。在此关键期,我们要通过原创性技术突破,力争在极地研究中占据世界领先地位。我特别期待未来能将“奋斗者”号万米载人深潜器带到南大洋,开启极地深海考察的新篇章。

第二,人才培养。深海和极地,是人类还没完全开发的新疆域。需要更多青年人才投身于此。但人才培养重在实践,海洋学子不能局限于实验室,必须身体力行深入一线,获取一手资料。只有通过亲身感性认识,才能真正理解海洋和极地,在这条长远之路上接续奋斗。

(科技日报记者 毕文婷 摄)

责任编辑:冷媚
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