182天,32000余海里,经受了惊涛骇浪和冰雪交加的考验,“雪龙号”极地考察船载着圆满完成各项任务的中国第26次南极考察队大部队,4月10日10时顺利泊岸,安全返回位于上海浦东曹路镇的中国极地考察国内基地码头。    中国地质科学院地质力学研究所2007级博士陈虹是第26次南极考察队10名格罗夫山队成员之一,他深入南极内陆格罗夫山地区工作了38天,圆满完成了“南极埃默里冰架—格罗夫山综合地质调查与研究”、“南极普里兹带构造格架、变形过程及大地构造意义”等项目的相关研究。这一次,伴随陈虹回到祖国的,不仅有来自格罗夫山北部构造研究空白区冰原岛峰和中山站的148件地质样品及珍贵资料,更有中国地质工作者探索南极地质科学未知的勇气和豪情。    10多年来,地质力学所先后7次派出科研人员参加南极科考    南极大陆是地球上最古老的大陆之一,经历并保存着地球演化中一些重大地质事件的记录,如格林威尔构造热事件、泛非期构造热事件等,那里蕴藏着无数的科学之谜和信息,其形成与演化关系到人们对全球构造格局的形成和演化的认识。如今,已有40多个国家在南极建立了100多个科学考察站,对南极开展了多学科考察研究。    我国自1984年首次自己组队开展南极科学考察至今,已在南极地区广泛开展了极地气象学、地质与地球物理学、海洋学、测绘学和环境科学等多学科考察,取得了令世人赞叹的科研成果,形成了具有特色优势的研究区域和科研领域。    在中国的南极科考队伍中,中国地质调查局的地学科研团队不可忽视,其中中国地质科学院地质力学研究所团队更是佼佼者。    所长龙长兴告诉记者,地质力学所自1999年开始,10多年来,先后7次派出科研人员参加南极地质科学考察,他们是:赵越、刘晓春、陈宣华、徐刚、胡健民、张拴宏、刘健、崔建军、陈虹等。在地质力学所,已经形成了一支具有国际影响力的南极研究团队。    据他介绍,目前,国内在极地进行地质科学考察的部门主要包括中国科学院、中国地质科学院、同济大学和中国科技大学等单位。其中,中科院等部门主要进行南极冰盖进退、陨石、极地海洋与生态环境、测绘及冰流研究、全球环境变化等科学研究,而地质力学所则“主要从事极地基础地质调查与研究,包括大地构造、变质地质学、构造地质学、花岗岩岩石学等,开展中大比例尺地质调查及相关地质图的填制,以及冰下地质研究等。”     赵越,地质力学所副所长,我国“十一五”南极内陆科考计划甘伯尔采夫冰下山脉项目建议人和国际合作计划的中国协调人,曾任中国地质科学院极地地质暨国外地质研究室主任,参加了我国第6、13、23次南极科考;刘晓春,参加了中国第15、21、24次南极科考;陈宣华、徐刚、胡健民、张拴宏,分别参加了中国第19、21、22、23次南极科考;刘健、崔建军,是中国第24次南极科考队员;陈虹,是第26次南极科考队员,4月10日刚刚从南极回到祖国。    据龙长兴介绍,地质力学所执行的南极项目有多个渠道来源:2004年来,中国地质调查局开始立项支持南极科学考察,先后由刘晓春负责的《南极普里兹带1:50万地质图编制》项目和胡健民负责的《格罗夫山—埃默里冰架东缘综合地质研究》项目,奠定了我国在南极普里兹带地质科学研究的基础。    最近几年,地质力学所承担的南极项目越来越多,如《东南极普里兹带从格林维尔到泛非期变质与岩浆演化及其大地构造意义》、《东南极埃默里冰架东缘的构造属性及演化过程》、《南极普里兹带构造格架、变形过程及大地构造意义》、《东南极普里兹带变沉积岩的地球化学特征及其对前泛非期构造》、《南极大陆及周边地区地壳和上地幔三维深部结构研究》、《东南极西福尔丘陵附近冰碛物研究》、《中山站—冰穹A断面天然地震观测和冰下地质研究》、《南极格罗夫山地质与遥感制图及资源潜力评价》项目等等,其中既有国家自然科学基金项目,又有国际极地年中国行动计划专项项目、国家科技支撑计划项目,有力地证实了这个团队在南极科研领域的实力。    从拉斯曼丘陵到格罗夫山,从埃默里冰架地区到冰穹A,地质力学所在南极的地学研究逐步向南极内陆延伸    从拉斯曼丘陵到格罗夫山,从埃默里冰架地区到冰穹A,地质力学所南极研究团队的足迹从西南极到东南极,逐步向南极内陆延伸。    在地质力学所,副所长赵越是最先前往南极参与地质科考的。他告诉记者,其实他个人参与南极研究已有25个年头——曾在中国地质科学院地质研究所工作一段时间,参与了陈廷愚研究员和李廷栋研究员负责的南极项目的研究工作。    地质力学所在南极的地学研究工作最初在普里兹带的核心部位——拉斯曼丘陵展开。由于南极考察地域和条件的限制,国际上针对普里兹带本身的调查和研究工作都比较薄弱。而我国中山站恰好位于拉斯曼丘陵,这为他们在普里兹带开展研究工作创造了非常有利的条件。    在第6次南极考察中,赵越在拉斯曼丘陵展开了地质调查,绘制出米勒半岛地质草图,并对布洛克奈斯半岛进行了初步勘察;在第13次南极考察中,赵越在拉斯曼丘陵地区着重进行了晚元古代至早古生代地质演化研究,主要包括部分熔融与麻粒岩变质的关系及其构造制约等野外研究工作。在这次考察期间,他们还将有关工作区域拓展到Vestfold丘陵。    格罗夫山,地处东南极内陆冰盖腹地,平均海拔高度在2000米以上,属于东南极冰盖内陆的冰原岛峰群,共有独立的冰原岛峰64座,是地球上极少数未见人迹的区域之一。然而,格罗夫山地区又是南极内陆极少的基岩出露于冰面之上的地区,是在南极大陆进行地质研究非常珍贵的地区。    一位记者曾经说过:“在格罗夫山地区进行科学考察,你迈出的每一步都有可能是人类的第一步,也有可能是你自己的最后一步”。格罗夫山地区是南极内陆地形最为复杂的地区之一,蓝冰上大大小小的冰裂缝纵横交错,被冰雪覆盖住的冰裂缝,随时都有可能将科考队员们吞没。    1999年,在第15次南极考察中,刘晓春等中国科考队员登上了前人尚未涉足的格罗夫山。而后,中国人多次对格罗夫山进行了详细的考察,刘晓春、胡健民则通过两次科考,对格罗夫山主要区域的11个角峰群进行了详细的地质调查,完成了格罗夫山地区的地质填图工作。就在刚刚结束的第26次南极考察中,中国的地质工作者再次瞄准了格罗夫山地区。陈虹的主要任务就是对格罗夫山北部进行地质构造调查研究;在格罗夫山地区核部哈丁山采集磷灰石裂变径迹样品,以确定格罗夫山隆升过程与隆升速率;采集蓝冰碎石带岩石样品,进行冰下地质研究;在格罗夫山基岩露头安装微地震台站。    在第21次南极科考中,刘晓春、徐刚等对埃默里冰架东缘麦卡斯克尔丘陵进行了考察和初步研究,并对蒙罗克尔山脉的主要地质露头进行了考察,获得了大量的岩石样品。三年后,刘晓春再次前往南极,与刘健和崔建军等一起对南极埃默里冰架地区东缘西福尔丘陵进行了详细的地质调查和研究,对这个地区的冰川前缘冰碛物进行考察,对部分重点基岩出露地区进行大比例尺填图并取样,以探解冈瓦纳大陆形成之谜。    南极洲板块由两个板块拼合而成,是地球上唯一的被地球旋转轴“穿过”的大陆,并且整个大陆周围被扩张的洋中脊所包围。由于南极大陆这些独有的地学特色,近年来,各国对南极及其深部结构的研究越来越重视。在第四个极地年期间,赵越和安美建参与了国际上实施的一个庞大的POLENET地震学和地球动力学观测计划,承担了南极甘伯采夫地区的冰层探测和天然地震观测研究任务,以及我国对中山站到冰穹A之间的南极内陆地震观测工作。    冰穹A,海拔4093米,最低温度-89℃,是南极冰盖的最高地区,也是南极内陆距海岸线最遥远的冰穹,气候条件极端恶劣,被称为“不可接近之极”。如今,地质力学所在雄鹰营地和冰穹A两个地区部署的低温宽频地震台站,正通过低温宽频天然地震观测系统,为人们提供着南极内陆地区地球深部结构信息,为我国对南极资源进行评价及南极科考战略布局提供着重要的基础资料。    从构造研究到地质编图,从冰层探测到天然地震观测再到综合地质考察,地质力学所南极研究团队的地质研究不断地深入。    在南极,为科学献身不是一个口号,而是最触手可及的现实    前往南极考察,可以说困难无奇不有、不论何时、无处不在,对科考队员绝对是个考验。    穿越西风带是队员们必经的一道“鬼门关”。西风带位于南纬40度至60度之间,一向以风大浪高著称,平均两三天就有一个气旋经过。强气旋来临时,可在西风带内形成狂风暴雪和高达十几米的巨浪,使海上能见度急剧下降,给船舶航行带来极大的困难和危险。    参加第22次南极科考的胡健民就遭遇了甚为厉害的一次。“雪龙号”穿越西风带时,遇到强烈的风浪袭击。一股股强气旋蜂拥而至,铅灰色的云层压得很低,海面上一片混沌。狂风席卷着巨浪向船头铺天盖地地压过来,发出轰隆隆的雷霆般的轰响,船疯狂地左右颠簸,似乎随时都会被风浪掀翻,卷入海底。人也如同放在一个摇摆器内,左右摇晃。胡健民很快就出现了晕船现象,开始呕吐。他根本无法睡觉:不能躺,不能站,不能坐,只能紧紧地抓着扶手趴着。这样的日子,持续了4个昼夜。     然而,这只是困难的开始。穿越西风带,进入南极区,更艰苦的作业开始了。    2007年12月11日,参加第24次南极科考的刘晓春、刘健和崔建军在南极开始作业的第一天就遭遇了暴风雪的袭击。那天,晴空万里,雪龙船到达中山站附近的海域破冰前进。按照预定计划,刘晓春几人所在的地质考察组乘直升飞机前往埃默里冰架中部詹宁斯岬开展野外地质考察。他们首先在地势平坦的雪坝附近支起了帐篷,然后沿着设计的地质路线开始考察。这是南极非常难得的好天气,几乎连一丝微风都没有,考察工作非常顺利。晚上9点半,他们返回帐篷吃完晚饭后,狂风骤起,滚滚乌云随之而来,暴风雪来了!帐篷被刮得轰轰作响。随着风暴的加大,帐篷的迎风面塌陷得越来越严重,死死地压在队员们的身上。为避免灾难的发生,睡在迎风面的队员只好用身体将帐篷支起。凌晨5点,门帘的拉链被吹开,队员们试图将拉链拉上,并用石头将门帘压实,但风太大,手一摸到石头就被冻僵。最后,费了很大的力气才将门帘弄好。队员们把门帘内的备用海绵垫拿进来,支在帐篷的迎风面,再用人靠住,然而,门帘还是一再被吹开,帐篷也被一次次掀起。队员们只好将拉链拴在帐篷穿杆的底座上,又把外面的一块大石头拉进来,门帘终于被固定住。暴风雪持续了30小时,后来得知,中山站那夜风暴达11级,远离海岸线的詹宁斯岬至少达到12级。    在南极,对他们威胁最大的是密集的冰缝。    2004年12月19日,参加第21次南极考察的刘晓春等人去姐妹岛南部的一个小岛采样,眼看岩石露头距离不远,只要走过一片冰盖就到了。可没想到,冰盖之中到处是陷阱。刘晓春一脚踩空,心里咯噔一下,人卡在了冰缝边缘。那天多亏他前面挂了照相机,后面背着大背包,他用冰镐顶住冰缝边缘的小突起,手脚并用才挣扎出来。回头一看,竟是一个无底洞。回撤的路上,冰裂缝若隐若现,他只好四肢着地,爬行前进。    其实,这样的危险境遇每个科考队员都能遇到,但为了尽可能多地调查每一个山峰,他们“明知山有虎,偏向虎山行”。队员们说,在南极的内陆考察,决不能仅专注自己的科考任务,必须随时对周围的环境充满警觉。南极各种危险几乎不可预测,其恶劣气候、冰原地貌、冰缝的发育,都在变化之中。所以,在考察中,他们必须调集每一根神经去判断哪一处能落脚,直到踏上陆地的那一刻,他们才会真切地感到脚踏陆地是如此之实在、安全。那种感觉让人明白:幸福其实就在脚下。    “在南极,爱国不是一个口号,而是一步一个脚印的行动。在这儿,我们深刻地体会了祖国两个字的含义,深深感受到了中山站飘扬着的五星红旗的分量。为了祖国的荣誉,我们义无反顾。”这是这一团体每一位成员的心声。    地质力学所正在一系列重要成果的基础上,瞄准南极地学前沿,凝聚力量再出发    经过多年的努力,地质力学所在南极地学研究领域取得一系列重要成果,尤其是近年来,随着中国地质调查局不断立项支持南极科学研究,他们在南极的地学考察进入了一个新的历史阶段:    赵越等建立了西南极乔治王岛菲尔德斯半岛的构造格架,发现了东南极泛非期普里兹构造带,挑战了传统的东南极大陆形成理论模式。其中,东南极泛非期(5亿年)地质事件的识别及其构造意义的认识,明确提出在东冈瓦纳内部存在一条泛非期碰撞造山带—普里兹带,证明格罗夫山是普里兹带向南极内陆的延伸部分,从而推测冈瓦纳超大陆是多个陆块在泛非期拼合的结果,改写了前人提出的由东、西冈瓦纳碰撞形成冈瓦纳超大陆的简单模型。尽管,这一研究成果起初引起了很大争议,但如今,“泛非”事件的重要性已成为世界南极科学界的共识,“泛非”构造热事件导致冈瓦纳古陆的形成的观点已经是“主旋律”。    不仅如此,赵越作为主要参加者还完成了国际最新、最为综合全面的大型地质图件1:500万南极洲地质图,承担了西南极和南极大地构造的研究,参与了南极地质与矿产的综合研究和评价,研究成果获得原地质矿产部科技进步二等奖。他还参加制定了“九五”、“十五”期间国家南极考察科技工作计划,参与制定南极拉斯曼丘陵环境管理国际协定;策划和组织实施了南极夏季普里兹带的大规模地质调查,作为2007/2008年国际极地年甘比尔采夫冰下山脉项目中国负责人和国际合作项目的共同发起人,制定了大型国际南极内陆考察计划。    刘晓春在三次赴南极考察中,创造了我国南极考察的多项第一:首次赴南极内陆地质研究的空白区——格罗夫山进行地质考察;首次考察远离中山站基地的埃默里冰架、兰丁陡崖和蒙罗克尔山脉;在南极内陆为我国发现第一块陨石;首次在南极编制1:50万地质图和实施地质剖面测量。他已经成为我国在南极考察地域最广、掌握样品最齐全的地质学家。    可以说,地质力学所南极研究团队的每一位成员都在我国南极地学研究上书写了浓墨重彩的一笔:    刘晓春、赵越、胡健民、徐刚等完成我国在南极第一张中比例尺地质图,即1:50万普里兹湾—格罗夫山地区地质图,建立了东南极普里兹湾—格罗夫山的构造演化框架,不仅证明格罗夫山是普里兹带向南极内陆的延伸部分,而且发现了它有别于其他泛非期地质体的一些独特特征,为普里兹带的性质和成因的确定提供了新的证据。    胡健民完成了我国第一幅南极内陆地质图的野外填制工作,提出格罗夫山经历两次重要抬升过程的认识。    刘晓春、胡健民等建立起普里兹构造带顺时针P—T演化轨迹,首次在格罗夫山地区发现镁铁质高压麻粒岩,为确认普里兹构造带为碰撞造山带取得重要证据。    如今,刘晓春、胡健民、陈虹等人已在南极搜寻到近500块陨石,为我国天体化学及陨石学的研究作出了贡献。    刘晓春、刘健、崔建军发现了浅变质沉积岩。这些发现对于认识南极地质和冈瓦纳大陆的历史有着重要价值。    安美建等在距离中山站806公里处的雄鹰营地和冰穹A两个地区,部署了低温宽频地震台站,建立了低温宽频天然地震观测系统。这是我国首次在南极内陆地区进行的地震观测。通过对数据的分析,获得台站下方地壳和上地幔结构,尤其是地壳、岩石圈等底界面的深度。    2010年1月,陈虹在格罗夫山地区安装了我国第一台低温宽频地震台站,这是我国第一台安装在南极内陆基岩上的低温宽频地震台站。    ……    龙长兴表示,尽管中国的南极科考已经硕果累累,但远远不够,人们对整个南极大陆的研究程度仍然很低。从地质的角度说,我国在南极地区的地质调查与研究工作都需要进一步深入,比如普里兹造山带本身的深入研究,包括对埃默里冰架东缘和格罗夫山北部等未考察区域开展系统的地质调查,以便对整个普里兹造山带有一个全方位的了解;南、北查尔斯王子山地质调查与研究,也是我国未来重点开展调查和研究的地区,这不仅会查明普里兹造山带的西延问题,而且对探索东南极大陆乃至整个地球的早期地壳演化历史具有重要的意义;冰下地质和地球物理调查与基岩钻探,有可能解决普里兹造山带向南极内陆的延伸及其性状这一国际关注的问题。    “这些领域的研究一方面将填补南极地质调查的空白,提高我国南极地质科学研究的水平,在国际上产生重要的影响;另一方面将增强我国在国际南极事务中的政治和外交地位,为我国在未来和平利用南极创造有利的条件,造福于子孙后代。而这些,都需要有关部门给予更多、更稳定的项目和经费支持。”龙长兴说,“目前,地质力学所在南极地学研究领域已形成良好的研究基础,今后,我们的研究团队将瞄准南极地学前沿,凝聚力量再出发,向南极地学更高峰挺进。”

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