探索冰凍世界

劉靜靜

編者按：

國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)行業(yè)科研水平最高標(biāo)準(zhǔn)的體現(xiàn)，也是一個(gè)國家科研水平最高標(biāo)準(zhǔn)的體現(xiàn)。從本期開始，我們會(huì)對部分國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行介紹，讓讀者走近科學(xué)大師，管窺科技前沿，提高科學(xué)文化素質(zhì)。

對于大多數(shù)人來說，冰川、雪山太過遙遠(yuǎn)，或許很少有機(jī)會(huì)親眼見到。然而，就是這樣龐大的、高聳的冰雪世界，卻與人類的生活息息相關(guān)。

有資料記載，在我國西部，從祁連山、阿爾泰山、天山、昆侖山、喀喇昆侖山到喜馬拉雅山、念青唐古拉山、橫斷山……共擁有48 571條冰川，總面積超過5萬平方千米，冰儲(chǔ)量約為4 500立方千米。在這里，風(fēng)雪不休，凍結(jié)不化，厚厚的冰體至少存在了成千上萬年，因此也讓中國成為地球中低緯度冰川最發(fā)育的區(qū)域。

眾所周知，冰凍圈是指地球表層由山地冰川、極地冰蓋、積雪、凍土、海冰等固態(tài)水組成的圈層。它儲(chǔ)存了全球約70%以上的淡水資源，還存在巨大的相變潛能，對支持地球生命系統(tǒng)的水資源、能源、食物安全，以及陸地、海洋、生物多樣性等關(guān)鍵要素具有重要作用。

我國冰凍圈的主體為冰川、凍土和積雪，其未來的變化對西部生態(tài)與環(huán)境安全、水資源持續(xù)利用、對我國及周邊地區(qū)氣候都有著重要影響。

但近些年來，隨著全球氣候變暖，冰川正以驚人的速率消融。位于四川省阿壩藏族羌族自治州黑水縣境內(nèi)的達(dá)古冰川，在過去50余年中，面積已縮減了70%。按照現(xiàn)在的消融速度，5年～10年后，達(dá)古冰川將徹底消失。因此，保護(hù)和研究冰凍圈刻不容緩。

然而，冰凍三尺非一日之寒，冰凍圈的研究也是如此。數(shù)十年來，一代又一代冰凍圈研究者在惡劣的環(huán)境中前仆后繼……

1989年7月，一個(gè)來自中國的科考隊(duì)員抵達(dá)東南極冰蓋邊緣，用7個(gè)月的時(shí)間，與來自美國、法國、英國、日本等國家的隊(duì)員，首次不借助機(jī)械手段，徒步5 896千米橫穿南極大陸，書寫了人類南極科學(xué)探險(xiǎn)的奇跡。他就是我國氣候變化和冰凍圈科學(xué)研究的先行者，中國科學(xué)院院士秦大河。

在徒步途中，頂著肆虐的狂風(fēng)，每前行55千米，秦大河院士就要挖掘一個(gè)1米深的雪坑，以觀察、記錄雪層剖面，采集雪樣。整個(gè)科考期間，他采集800多個(gè)雪樣，也成為世界上唯一一個(gè)在野外季節(jié)連續(xù)采集到南極冰蓋表面1米雪坑雪冰樣品的科學(xué)家。

因?yàn)楫?dāng)時(shí)國內(nèi)沒有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室和分析儀器對雪樣進(jìn)行分析測試，秦大河只能把樣品交給法國科學(xué)研究中心的冰川實(shí)驗(yàn)室。1991年，秦大河申請建立冰芯實(shí)驗(yàn)室，并和團(tuán)隊(duì)在國際上最早提出冰凍圈科學(xué)的理論框架，以此指導(dǎo)冰凍圈變化、影響及其應(yīng)對的研究。

1995年，效存德教授參加了中國首次徒步遠(yuǎn)征北極點(diǎn)的科學(xué)考察。

2007年10月，冰芯實(shí)驗(yàn)室通過了國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)計(jì)劃可行性論證會(huì)，成為“冰凍圈科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”，這也是國際上第一個(gè)以冰凍圈科學(xué)命名的研究機(jī)構(gòu)。

在全球變暖的今天，冰凍圈科學(xué)已成為國際關(guān)注熱點(diǎn)和前沿研究領(lǐng)域之一。作為一門自然和人文深度交叉的新興學(xué)科，冰凍圈科學(xué)已被更多人所重視，也有越來越多的年輕人加入其中。

“80后”杜志恒是中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院冰凍圈科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副研究員，從事冰凍圈科學(xué)研究13年。2022年12月21日，經(jīng)過1萬多海里的航行，杜志恒一行終于到達(dá)羅斯海難言島，這里正在建設(shè)我國第五個(gè)南極科學(xué)考察站——羅斯海新站，也是我國第三個(gè)可以越冬的常年科考站，而這也是他的第三次南極科學(xué)考察。杜志恒和團(tuán)隊(duì)成員深耕冰凍圈科學(xué)研究，北極、南極、珠穆朗瑪峰都曾留下杜志恒的腳印。

秦大河院士作為冰凍圈研究領(lǐng)域的開拓者，更是將全部精力投入在科研和教學(xué)上。70歲以后，他仍遠(yuǎn)赴北極、阿拉斯加和格陵蘭冰蓋腹地考察。

如今，冰凍圈科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建立了國際上最全面的山地冰凍圈綜合監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和實(shí)驗(yàn)室分析研究平臺(tái)，以“冰凍圈過程、機(jī)理和模擬”“冰凍圈與其他圈層相互作用”“冰凍圈災(zāi)害、影響與適應(yīng)對策”三大研究方向?yàn)橹骶€，在中國西部、南極和北極地區(qū)，系統(tǒng)開展了與冰凍圈相關(guān)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究。目前，冰凍圈科學(xué)體系日臻完善，冰凍圈科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室已成為具有國際影響力的冰凍圈科學(xué)研究基地之一。

相信未來，我們對冰凍圈的研究與保護(hù)會(huì)更加深入，讓冰凍圈更好地造福于人類。