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在青藏高原无人区科考

江苏省科学技术协会

南京信息工程大学学子讲述科研故事

“高原荒途,凛风飞雪。无人迹处通车辙,坚冰冻处寻生机。于险峻见勇毅,于深邃觅幽微。昆仑群岭苍雪色,别有浮云衬旭日……”

近日,由南京信息工程大学地科院赵林教授承担的第二次青藏高原综合科学考察研究子专题--“多年冻土对亚洲水塔的影响”子课题,完成相关科考任务。35天的时间内,来自赵林团队的地科院学子李祥飞、张钰鑫、刘世博、李智斌、储晓煜、陈威和其他科考成员一起,成功完成对青藏高原西部羌塘高原腹地无人区的科学考察。

本次南信大科研团队主要通过钻探获取了18个不同深度(15m~40m)的土壤样品,并运用无人机、探地雷达和瞬变电磁等方法,获取了研究区大量的多年冻土本底特征资料,并初步建成了全国首个纵穿羌塘高原腹地的冻土监测网络,弥补了该地区多年冻土监测的空白。

羌塘高原约占青藏高原总面积1/5,是世界上海拔最高、气候条件最恶劣的高原之一,由于其地理位置的特殊性,该区域还存在大片的冻土和气象观测空白,“在我们科考的区域,由于冬季气候环境恶劣,基本上不存在固定居住的人。”科考队员说。

高反、缺氧、寒冻、断联……他们都是战士

从南京起飞到格尔木,沿着109国道和317国道,再到改则县,“前往科考地的路途花了四天。”团队中的博士后刘世博说,“办理进入保护区的手续要在各地区和所属县乡的相关部门办理,在这个海拔接近5000米的地方每天在各个办公楼爬上爬下十余次。因为高反,爬到两层,得歇一会儿,再上两层。”

早六点起床,晚十点回营,披星戴月是工作日常;5000米以上的海拔,零下20℃的气温,无止境的风雪是工作背景;睡袋挂冰,牙刷结冰,这都是生活常态。

“这些苦,一咬牙就过去了,‘缺氧’才是整趟旅行驱之不散的‘噩梦’。”即使前期已经通过锻炼增强体质,但实际的缺氧情况仍然超越了想象,陈威感叹道:“连吃饭都费劲,吃到一半还得歇一下。”行动不便、头晕想吐,甚至连入睡都成困难。“最难熬的是晚上睡觉时缺氧憋醒,醒了之后四周一片漆黑、一片寂静,那一瞬间你会怀疑自己是否还活着……”张钰鑫分享。

联合野外调查队工作主要围绕地球物理勘探组、无人机组、钻探组三个工作小组展开,南信大小组主要在钻探组和无人机组。

地球物理勘探组主要通过探地雷达方法(GPR)和瞬变电磁法(TEM)来获取调查区浅地层的沉积结构、活动层厚度等特征和深部的地电特征、多年冻土可能的下限信息等。无人机组则运用无人机观测地表环境,进行大范围观察选取典型区域、划定工作点,记录工作地表的环境。钻探组主要用钻机获取不同深度的土壤样品,查明或确认多年冻土是否存在,获取沉积物类型和多年冻土的基本特征,如埋藏深度、厚度、地下冰分布状况等信息。

古里雅冰川钻孔是此次野外工作的重点,也是最为艰难的任务。为完成该孔钻探任务,野外队在零下二十几摄氏度的气温下顶着凛冽寒风,五次进出古里雅,历时三天终于完成了任务。

“脸对着风都呼不到气,只能背着风走”,在这样恶劣的环境中开展工作,不仅钻机的钻头容易出故障,而且钻出来的土壤样品常常会冻在钻杆上,难以取样,不得不使用喷灯加热以便顺利取样。据钻探组成员储晓煜回忆,“有一次我们甚至钻断了钻杆。”冻土质地坚硬且难以连续获取,只能对冻土一截一截地取样,“想向下取四十米的土壤样本,最后打出来的是几十截小段土壤。同一个点位,要重复几十遍相同的钻探操作。几次钻探作业下来,脚就完全冻僵了,我几乎感觉不到大拇指的存在,回到车里暖和了一个小时才找回知觉。”

从第一个工作区域到最后一个工作区域,团队横跨了800公里,车辆所耗费的汽油柴油就超过了4吨,在这片人迹罕至的广袤土地上,大部分区域是没有任何通信信号的。晚间收工返回营地后,如果发现其他小组还没回来,大家都会十分紧张担心。

“有一次深夜,等了很久也不见钻孔组的队员回来,我们开了三辆车出发救援,结果在路途中与返程的他们相遇。”李祥飞说,“我们曾经连续11天处于没有任何信号的环境。因此在无人区工作,团队一般采取两台车两小队协同工作,相互照应。”

一段奇妙的科考之旅惊喜是野生动物、美景

“没有氧气、没有信号、没有电,但有不少野生动物陪我们,这是一段寂静不寂寞的时光。”储晓煜在一次夜间工作时,看到一匹狼就躺在身旁不远的车下,“离我就几米,我们对视很久。”回忆当时的情景,他仍是心有余悸。

“对人来说,高原上最危险的可能是牦牛。野生动物一般很少去追车,但野牦牛有时会冲向我们,甚至可以将越野车顶翻。除了狼,我们还在这里看到过藏羚羊、小狐狸。”陈威笑着说,这算一段奇妙的体验。

李祥飞热情地分享黑石山的壮美,“所有的石头都是灰色的,远处的山也是灰色的,再加上山上的白雪和山下的冰湖,我想每个见过的人都会被震撼。”

“这么大的地方,只有我们几人,我们都相互信任、互相帮助。”条件越艰苦的地区,人心越简单越靠近,大家也越是团结,“结束了一天工作,晚上回营条件比较艰苦,我们就会聊聊天。”坦率得就像苍茫的雪原,短短一个月使我们的感情更加深厚了。

张钰鑫说:“过去对青藏高原多年冻土变化的研究,大多利用的是G109公路(青藏公路)沿线的数据,也就是东部的数据,西侧的数据基本上是一个空白。”而这次科考团队不仅获得了西侧大量的土壤样本和多年冻土数据,更在无人区域初步建立了全国首个纵穿羌塘高原腹地的冻土监测网络,为今后对高原地区的科学研究提供了极为关键的基础资料。

科研的接力棒代代相传

“在大自然面前,我们每个人都是渺小的。”无人机组的刘世博深有感慨,“我们的工作现场在古里雅冰川前就是一个小黑点。但人的求知与探索的精神意志无疑又是伟大的,支撑着我们卧冰踏雪翻山越岭,在这片广阔天地克服一个又一个看似不可能解决的困难。”

“我常常联想到老一辈科学家做事的情景,他们不只关注发表一篇文章、承担一个课题,更重要的是会脚踏实地到环境最为艰苦的地方认真工作,努力将每件事情落到实处。我觉得这个精神品质,非常值得我们这些年轻人去学习。”张钰鑫说。

回忆起缺氧的场景,陈威和储晓煜还是一阵后怕,但被问及是否还愿意继续参与科考活动,两人还是一致点头:“会!以后只要有科考机会,一定还会去!现在由团队里的老师和师兄带我们出野外,等积累了足够的经验,我们也会带着师弟师妹去。”科学研究是一种精神,这种精神会一直传承下去。

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