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南京科学家南极冰盖上架设中国“天眼”


http://www.sciencehuman.com   科学人  网站 2010-03-27

 

  南极,终年被冰雪覆盖;“冰穹A”海拔超过4000米,更是被称为“人类不可接近之极”。虽然那里气候条件极端恶劣,但是干燥的环境被认为是世界上最好的天文观测地。为了更好地观测宇宙暗物质、暗能量、变星、双星和太阳系外行星,作为第26次南极科考队员,中科院南京天文光学技术研究所的胡中文副研究员与同伴天津师范大学的商朝晖教授在南极内陆辛勤工作55天,在南极之巅装上了最新的亚毫米波探测仪(FTS)和一台太赫兹傅立叶变换频谱仪。昨天,结束了冰穹A和南极中山站科考任务的胡中文向记者讲述他在南极之巅的工作、生活以及一些意外发现。

  [科考任务]南京科学家三赴南极装“天眼”

  南京与南极冰穹A非常有缘,因为这里留下了多位南京科学家的身影。在第24次南极科考时,紫金山天文台的朱镇熹研究员作为中国首赴南极内陆的两位天文学家之一,在那里成功架设了南极之巅的首个望远镜阵;去年,天文光学技术研究所副研究员宫雪非去南极进行冰穹A望远镜的维修工作,让南极之巅的“天眼”睁得更亮;这一次,又是来自南京的科学家胡中文肩负起了维修旧仪器、安装新设备的艰巨任务。

  据介绍,胡中文此次南极之行,主要任务是在南极冰盖上架设新的“天眼”———一台紫金山天文台研制的亚毫米波探测仪(FTS)和一台太赫兹傅立叶变换频谱仪。胡中文告诉记者,亚毫米波探测仪是介于射电和红外之间的天文观测仪,对环境的要求很高,水汽含量不能太大,南极虽然气候条件极端恶劣,但是干燥的环境却是架设亚毫米波探测仪的上佳之选。据介绍,上个世纪60年代,科学家们在恒星最初的形成区发现了羟基、甲醛、水以及星际分子,而这些只有在亚毫米波段才能观测到。

  而太赫兹傅立叶变换频谱仪,则可以获得天文观测站观测条件的各种数据,为中国在南极之巅架设第二台更为强大的施密特望远镜(AST3)的选址作准备。中科院南京天文光学技术研究所的宫处长告诉记者,目前施密特望远镜的设计工作已经基本完成,这个“大眼睛”的望远镜,自重2吨左右,主镜的口径达50厘米,目前正在进行安装调试。据了解,首台施密特望远镜的安装已列入2010-2011年南极科考计划,这台望远镜安装完成之后,天文专家可以在南京通过铱星通讯,远距离遥控指挥,要求望远镜根据指令跟踪观测天体,同时将数据和图像传回南京。它将在暗物质、暗能量、变星、双星和太阳系外行星等方面的观测上发挥更大作用。[生存环境]

  “地吹雪”如同沙漠流沙般恐怖

  南京城前两天刚刚经受了一番沙尘暴的折磨,虽然这次仅是北方沙尘暴的尾巴扫到了南京,但是很多人还是感受到了它的巨大威力。不过,在南极科考队员眼中,沙尘暴只是小儿科,因为南极有一种极端的恶劣天气,让所有在南极待过的科考队员都很后怕,那就是地吹雪。

  由于南极大陆是中部隆起向四周倾斜的高原,一旦冷空气沿着南极高原光滑的表面向四周俯冲下来,一场可怕的极地风暴就产生了。有时候,狂风席卷起冰面上细细的雪粒,漫天飞舞,就形成了南极特有的“地吹雪”。从雪面上看,“地吹雪”仿佛一条条巨蟒,蜿蜒爬行,遇到障碍物就会腾空而起,好像冒起阵阵白烟。呼啸的狂风能很快带走人体的热量,发生冻伤甚至冻死事故。

  “当我们的车队冲进地吹雪区域后,坐在车子里的我们就像处在灰色的盒子里,大风把冰盖表面的雪都吹了起来,遮天蔽日,除了天空,什么都看不见,能见度只有几十米。”胡中文回忆起当时的一幕,现在还有点后怕,因为地吹雪的感觉就好像沙漠里的流沙一样,刚走过去没几分钟,脚印就没有了。“前面的雪地车刚刚开过去,走过的痕迹就被雪覆盖住了。之前就有一辆雪地车因为这个原因迷了路,后来经过搜寻才找到,如果找不到,后果不堪设想。”

  胡中文还介绍说,在南极他还遭遇了两次雪震现象,他回忆说,两次雪震都是在自己和队友工作完回到生活舱内发生的,就听到像放炮一样低沉响亮的轰鸣声从一个方向传到另一个方向,此前毫无征兆,后来才了解到,是发生了雪震。据了解,这是因为降雪地区的雪质松软,雪层在一定深度内粒雪晶体因升华、凝结变得粗大而较脆,当孔隙内的气体的振动频率与外来附加频率相同,压力加大时,雪面就会大面积地下沉形成雪震,好在这次雪震只是“声响吓人”,动静极大,并没有什么伤害性的后果出现。

  相比“地吹雪”、雪震等现象,“白化天”可要恐怖很多。参加第25次南极科考的南京天文光学技术研究所宫雪非就遇到过,“在那样的天气里,什么都看不见,从上到下一片白,连天都看不见,能见度只有3—5米。有时候为此我们必须暂停行程。这次他们没有遇到,还算是老天给面子。”

  [工作条件]

  严寒中电吹风是亲密战友

  南极内陆的温度到底低到什么程度,相信普通人无法体会。记者在胡中文的电脑里看到了很多他在南极冰穹A的工作照片:整个人包裹得像是个“粽子”,胡子上结了白花花的一层冰。他说,因为他每呼一口气,嘴边就会结起一层白冰。

  据介绍,南极内陆其实和我国东北的冬天气温差不多,零下25℃左右,而冰穹A更冷一些,达到零下40℃。除了低温,气候也很干燥,每个人的脸都是干裂的,“冰盖上天气这么差,队员就只能睡在特制的生活舱里,里面用油汀取暖。如果因为工作原因实在要出门,有经验的老队员会告诉你:千万别超过半个小时。”而事实上,大多数时候,他们工作的时间都是超过3个小时的。

  在如此恶劣的工作环境中,胡中文必须要完成“中国星”望远镜阵的维修任务,以及架设亚毫米波探测仪和太赫兹傅立叶变换频谱仪,而所有的这些工作都需要在户外进行。“冰盖上超级寒冷,即便是戴着手套也觉得骨头里都冷,但是由于维修和安装的很多工作都是极为精细的活,螺丝钉小到3毫米至5毫米,需要裸手操作,只得在观测站仪器旁边支个帐篷,把螺丝放在油汀里焐焐,或者用电吹风吹吹,等有了温度,快速完成。所以,电吹风可是我们最亲密的‘战友’。不过即便这样,脱下手套转螺丝,手还是会立刻冻得麻木。”

  在南极工作,还有一项耗时耗力的工作,就是给雪地车加油。“我们一共有四辆雪地车,在这四辆车同时在场的情况下,每次加油需要三个人,在风雪中工作3个小时才做完。”其实,在胡中文看来,在南极工作也并不是只有辛苦,还有很多乐趣。在那里,他们看见了很多企鹅,还有难得一见的地衣。当然,最让胡中文难忘的还是3月3日的“极光”,那天他们准备从南极启程回国,“极光就像放烟火一样,让人惊叹。光很弱,我们有队员拍极光照片,曝光需要6秒。”胡中文说,极光不仅好看,还很有意义,科学家通过观测极光来了解高空大气层的磁场,进一步摸清楚太阳黑子的活动规律。

  [业余生活]

  年夜饭是特别的户外烧烤

  每次南极科考,因为考虑到极夜的因素,必须在南极的夏天之前结束,这也就意味着,前往南极科考的科学家们,基本上都要在冰天雪地的南极度过中国传统的春节。此番胡中文和他的队友们自然也不能免俗。说到农历虎年的这个春节,胡中文说:“虽然是苦中作乐,但我们的年夜饭很新潮,是户外烧烤。而且整个年夜饭的过程非常愉快。”

  据介绍,科考队安排的年夜饭很丰盛,除了室内的自助餐,还有室外的烧烤。年三十那天晚上,大家通过网络观看了央视的春晚,另外还有猜灯谜、抽奖、台球、乒乓球、扑克大赛、卡拉OK等各种活动等“饭前节目”。不过,大家更关心在南极地区的烧烤会有哪些特别之处。胡中文介绍说,准备烧烤的时候,队员们用切割机把油桶切成两半,下一半用来放柴火;而上面那一半,队员们把它敲成平板,用来做烧烤台,放食物。“我们带去的食物还算不少,什么猪肉、羊腿、土豆片、玉米等等,虽然周围寒风凛冽,但大家一起围着吃烧烤,真是感觉到了过年的气氛。”烧烤容易吃,想要喝酒可就没那么容易了。因为温度太低,啤酒早就被冻成了“冰疙瘩”。“想要喝啤酒,得先把它们放在车里,暖上一夜,第二天才能喝,尽管如此,口感还是很凉。”

  在南极生活,饮用水和生活用水都是用电化的雪水,因此非常珍贵,所以洗澡便成了一件异常奢侈的事情。胡中文告诉记者,他们在南极呆了两个月,一次澡都没有洗过。相比于洗澡,更加严峻的问题是,因为雪水里面是没有维生素和矿物质的,所以两个月下来,胡中文感觉到了身体的变化,“我的指甲变脆了,脚上也长了很多老茧。”

    【南京晨报】 

 

 

相关报道

南京科考专家南极遭遇“地吹雪”

  快报讯(通讯员 谢丽华 记者 胡玉梅)“今年去南极,和以往不同的是,老队员感觉南极比去年还冷,温度降得很快。白天气温一般在零下25℃,晚上是零下40℃。”昨天,刚从南极科考回来的中科院南京天光所副研究员胡中文向记者讲述了自己在南极的非一般生活。

  有着“南极之巅”称号的“冰穹A”被称为“人类不可接近之极”,它也是世界上最好的天文观测地,在那里,中国建起了一个自动天文观测站,而中国的第26次南极科考任务中,在南极冰穹A进行天文科考是此次科考的闪光亮点之一。胡中文此次的重要任务,是和天津师范大学的商朝晖教授一起在南极内陆维护能源通信系统,维护现有天文仪器和安装傅立叶变幻光谱仪太赫兹傅立叶变换频谱仪及月光闪烁仪,为中国在南极之巅架设第二台更为强大的望远镜(AST3)作场地准备。

  胡中文说,他们这次去干的都是精细活,虽然寒风刺骨,在野外工作也不能戴手套,这“很考验人的意志力”,而南极的魔鬼天气则常常“不请自来”。

  “从昆仑站撤离后,我就遭遇了一次地吹雪。”胡中文说,地吹雪来袭时,雪就像沙漠里的流沙一样,被狂风席卷而起,扬起3—5米高的“雪流”,远远看去,就像一条巨蛇蜿蜒爬行,遇到障碍物还腾空而起,“等它们扑到人身上,会很快带走人体的热量,将人冻伤。”

  除了地吹雪,胡中文还遭遇了两次雪震。他回忆说,两次雪震都是在自己和队友工作完回到生活舱内发生的,就听到像放炮一样低沉响亮的轰鸣声从一个方向传到另一个方向,此前毫无征兆,后来才了解到,是发生了雪震。“幸好,就是声音大,其他没啥影响。”

  说起南极的冰盖,胡中文笑了,那里冰天雪地的,南极冰盖没有越来越薄,而是相对稳定。相比南极内陆,中山站及其附近区域的下雪几率反倒比南极内陆“冰穹A”更多一些,因为那里靠近海面,水汽更加丰富。

  和前两次科学考察不同的是,3月3日这一天,胡中文在中山站看到了极光,绿盈盈的,围绕在月亮周边,像绽放的烟花一样,非常梦幻。“极光有一定的规律性,每个月总有几天会特别亮。” 胡中文说,他平时的消遣之一,就是在出现极光的时候给企鹅拍照。在南极,胡中文见识了很多企鹅,比如金头企鹅、帽带企鹅等。

  除了企鹅,胡中文还看到了唯一的植物地衣。“大的有10—15厘米高,小的仅有几毫米。有的种类生长在岩石表面,形成形状不同、颜色各异的石花样的‘斑点’,有褐色的、灰白色的、古铜色的……非常漂亮。”

    [现代快报]
 

 

   

 

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