自1984年中国首次南极科考开始，一批批考察队员远赴极地，考察站陆续落成，那么，年复一年的极地科考究竟在做什么？极地科考已取得的成果有哪些科学价值？未来，极地科考又将走向何方？我们特邀中国科普作家协会会员雷淼来说一说。

人类为何渴望探索南北两极

极地地区指地球的两极：南极和北极。其中，南极地区以南极洲为中心，邻近太平洋、大西洋、印度洋三大洋；北极地区以北冰洋为中心，邻近亚洲、欧洲、北美洲三大洲。南极洲和北冰洋一陆一海，各据地球一端，曾是与世隔绝的秘境。1820年，有航海家遥遥望见南极洲的冰架，直到1895年，这座第五大洲才迎来人类的足迹。北冰洋虽然被大陆环抱，周围却是密集的浮冰，既无法行走，也难以航行，直到1896年才有人完成首次跨洋航行。

人类对于极地科学探索的渴望，主要有两个原因。一方面，极地远离人类生活环境，保留着生命、地球乃至太阳系早期的秘密；另一方面，极地是地球自然与生态系统的重要组成部分，它们既能反映地球的变化，又能对地球的发展（如气候）产生深远的影响。举个例子，南极冰盖平均厚度逾2000米，最厚的地方近5000米，北极地区的格陵兰岛也积累了最厚达3500米的冰层，目前在南极钻取的最古老冰芯或可追溯到500万年前。极地冰盖由逐年的降雪积压而成，就像时间胶囊一样，封存着以百万年计的大气样本和微生物及植物孢粉样本，具有极高的科研价值。而在参与地球活动这方面，最著名的案例莫过于臭氧层空洞了，在此事件中人类空前团结，迅速达成《蒙特利尔议定书》，弃用臭氧损耗物质，现在南极上空臭氧层正在逐年恢复，树立了环境保护的一个经典成功案例。

极地如同一个天然实验室，科学考察可以从多方向入手，涉及的学科也五花八门，包括气象学、气候学、生物学、环境学、地震学、地质学、矿物学、冰川学、海洋学、医学、天体物理学、宇宙学等。为了方便理解，可以将极地科考的内容分为固态、液态、气态、太空、生物5个方面。

南极是被大洋包围的大陆，北极是被大陆包围的大洋，二者既有相似性也有不同点。它们的相似之处是气候寒冷，大陆或周围大陆具有永久冰盖，毗邻重要的洋流，都能影响地球气候，且均为地磁极所在地。

1.固态 极地积累了几千米厚的冰层，是研究地球与生命演化史的有力工具。南极洲1400万平方公里的面积中，冰覆盖率达97%，这些冰蕴藏着世界上70%的淡水，假如全部融化可使全球海洋水位上升60米。所以，为了预测冰盖的未来行为及其对全球气候的影响，冰川学家需对其历史、现状和内部动态有透彻的了解。南极洲曾经气候温和，是巨大的冈瓦纳古陆的一部分，它的演化历史和未来走向都隐藏在冰层之下的地壳岩石中，是地质学所要揭示的内容。

2.液态 南极洲被海洋包围，南极绕极流是世界上最强大的洋流；北冰洋本身就是海洋，它和大西洋的边界是北大西洋暖流，能够左右整个欧洲的气候。陆地冰川和海洋的互动会对全球气候造成长期影响，极地洋流在全球碳循环中也扮演着重要角色，所以在极地开展海洋学研究的意义不言而喻。

3.气态 极地气候能对温带乃至亚热带造成广泛影响。最近几年，“极地涡旋”这个词逐渐为人熟知，它稍微“擅离岗位”，就会带来超乎寻常的严冬。而全球变暖又反过来会造成更多的极地涡旋“离岗”事件，气象和气候学家对此都很关注。极地涡旋干过的一件大事就跟前面提到的臭氧层空洞有关。由于南极的极地涡旋较为显著稳定，人类使用的喷雾剂和制冷剂中的氯原子被集中在南极极地涡旋中，进入平流层的冰云，并在春季到来时大量释放，促成臭氧分解，从而恶化了地球的空间环境。因此，对臭氧层的观测也是极地科考的重要内容之一。

4.太空 极地远离人类城市的光污染，尤其是南极洲这座冰雪高原严寒干燥，空气稀薄且质量优异，是天文观测和宇宙学研究的绝佳场所。除了工作在可见光到射电波段的几座大型望远镜之外，南极还有一座利用天然巨冰建造的中微子观测站。南极洲还是地球上著名的陨石宝库，降落在南极大陆的陨石被冰雪包裹，并在冰川流动受阻时渐渐转移到表面，这些陨石数量大、类型多、储存久、氧化弱、污染少，对于认识地球乃至太阳系的演化过程极具价值，而且还“物美价廉”，比起去月球、火星或小行星采集样本要实惠多了。