我的中国“芯”——中国南极内陆深冰芯钻探纪实
“在那里工作,队员们如果觉得太冷,可以到外面零下30多摄氏度的地方暖和一会儿再回来……”究竟是什么工作场所,如此寒冷?那个地方在海拔超过4000米的南极内陆冰盖最高点,在南极的夏季,那里是中国南极昆仑站深冰芯钻探房,温度接近零下50摄氏度。
正是在如此寒冷的环境中,中国第32次南极科考队昆仑站队的勇士们,今年成功钻取了351.5米深的冰芯,创造了中国单次南极考察季总进尺(钻探深度术语)的新纪录。
冰盖之巅,开启中国深冰芯第一钻
在有着“白色沙漠”之称的南极内陆,降水量低,冰雪累积速度非常慢,数千米厚的冰盖可能记录了几十万至上百万年的地球气候变化信息。因此,南极内陆深冰芯被形象地比作地球古气候的“年轮”。
“南极深冰芯钻探是研究全球气候变化机制的前沿学科,有望为科学家揭开地球古气候之谜、重建百万年以来的气候档案提供一把金钥匙,”中国第32次南极科考队副领队、冰川学专家孙波进一步介绍说,中国昆仑站所在的冰穹A地区,是南极内陆冰盖最高点,是国际上公认的理想深冰芯钻取地点。但由于这里温度极低、海拔很高,在这里钻取冰芯也是技术难度极大的工程。
2013年1月21日,在昆仑站东南方向300米、位于冰面以下3米深的冰芯房内,中国第一套深冰芯钻机系统成功投入使用,并成功钻取一段3.83米长的完整冰芯,标志着中国深冰芯第一钻在南极冰盖最高点正式开钻。
“当时大家在冰芯房里,捧着我国深冰芯第一钻取出的首支冰芯,激动和自豪之情至今依然记忆犹新,”作为当年深冰芯钻探小组成员的范晓鹏,今年又参加了昆仑站的深冰芯钻探工作。
从2009年开始建设,经过考察队的不懈努力,如今一座场地设施完善、钻探设备齐全、系统运行平稳的深冰芯钻探场地已在南极内陆冰盖之巅成功建成。
夜以继日,创造单季进尺新纪录
2016年元旦,昆仑队深冰芯钻探小组就又开工了。
“经过一年风雪堆积作用,冰芯房前后三个通道已全被厚厚的积雪掩埋。我们用扬雪机和人工挖掘方式,经过12个小时连续奋战,终于打通了进入冰芯房场地的通道,”深冰芯钻探小组组长史贵涛说。
经过一个天寒地冻的冬天,如果立即开钻,深冰芯钻探系统的电子设备极易损坏。因此,还需通过加热设备,为冰芯房回温2天左右。
1月4日,经过积雪清理、场房加热、场地整理、仪器部件检查调试等一系列准备工作,深冰芯钻探的关键步骤——钻进、取芯工作正式开始。
南极内陆气候恶劣多变,按照考察队要求,昆仑队最迟须在1月21日撤离昆仑站。时间紧、任务重,为了将有限的时间最大化利用,一共9人的深冰芯钻探小组,实施“两班倒”作业模式。白班从早上8点到下午5点,夜班接着工作到凌晨2点。
从1月4日开钻到18日收钻,经过15天连续作业,深冰芯钻探小组总计钻探117个回次,钻取了351.5米深的冰芯,这是中国南极冰芯钻探史上单季进尺的新纪录。至此,中国深冰芯钻探总深度达到654.5米。
须眉凝雪,用青春铸纯粹中国“芯”
队员们的工作时节正值南极夏季,但昆仑站的温度还是达到零下30多摄氏度,位于冰面下的深冰芯房的温度则接近零下50摄氏度。队员们都穿戴上了特制的防寒服、雪地靴和防寒手套,但工作一段时间后,手脚还会冻得失去知觉。
“这种极端寒冷,若非亲身经历,很难想象,”让钻探小组成员胡正毅感触最深的是极低温的“灼烫”,“拆卸钻具时常常需要拧小螺丝,带着手套不方便操作,有时我索性摘掉手套,手与金属接触的一刹那,感到的不是冷,是‘烫’——冷到极致竟是一种‘灼烫’的触觉”。
冰芯房里,时刻考验队员们的除了酷寒,还有钻井液的刺鼻气味。因此在作业时,队员们还要在防寒服外套上防化服,戴上防毒面具。昆仑站地区的大气含氧量很低,本来就容易引起缺氧反应,现在又要戴上面具,更是呼吸困难。
“尽管很苦很累,大家都毫无怨言,因为大家觉得这不仅是一项工作,更是一种能够参与国家极地考察事业的光荣和使命,”史贵涛说。
这个钻探小组的成员全都是“80后”和“90后”。冰天雪地里,他们天天忙于工作,累得倒头就睡,基本顾不上什么形象,有的人蓄起了大胡子。低温下,胡须冻上了一层冰碴,变成了白胡子,他们乐观地笑称自己是“昆仑站大叔”。
他们,用最美的青春年华,在南极冰盖之巅,铸就了冰雪般纯粹的中国“芯”。