科考隊員們在5200米珠峰大本營。青藏高原所供圖
■本報記者 馮麗妃
“他們青藏高原所的人啊，都是鐵打的。”2024年9月，從西藏那曲雙湖縣趕往普若崗日冰原的路上，中國科學(xué)院院士、北京大學(xué)教授朱彤向《中國科學(xué)報》記者感慨道。
最近熱映的電影《遙遠(yuǎn)的普若崗日》，讓公眾得以一窺這片冰原的神秘，天藍(lán)如洗、純凈遼闊。但這里更是人類生理極限的試煉場——平均海拔約6100米，含氧量不足平原的40%，8級大風(fēng)是家常便飯，50多條冰川在此匯聚，構(gòu)成了地球南北極之外的世界第三大冰原。
普通人待上一天，便可能出現(xiàn)頭痛、惡心、呼吸困難等高原反應(yīng)。而作為第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究（以下簡稱第二次青藏科考）的主體單位，中國科學(xué)院青藏高原研究所（以下簡稱青藏高原所）的科考隊員們，卻在這里一待就是3個多月——從2024年7月底到11月初，氣溫從零下四五攝氏度驟降至零下二十多攝氏度。他們徒步穿越冰川，觀察、記錄、采集樣本，在冰川頂部支起帳篷鉆取冰芯，展開一場又一場“酣戰(zhàn)”。
這，只是第二次青藏科考的一個縮影。
“十四五”期間，此次科考面向青藏高原生態(tài)保護與可持續(xù)發(fā)展的重大國家需求，統(tǒng)籌十大任務(wù)、70余個專題，組織超過3000個科考分隊次，從基礎(chǔ)科學(xué)探索到應(yīng)用技術(shù)攻關(guān)，再到政策咨詢支撐，交出了一系列沉甸甸的“答卷”。“這次科考讓我們實現(xiàn)了從‘跟跑’到‘領(lǐng)跑’的歷史性跨越。”第二次青藏科考隊隊長、中國科學(xué)院院士姚檀棟如是說。
一項豪邁的事業(yè)
2017年8月，在青藏高原所牽頭下，第二次青藏科考正式啟動。這場前所未有的科學(xué)行動，匯聚了全國222家科研院所和高校的逾7000名科研人員，開展跨學(xué)科、跨領(lǐng)域、跨區(qū)域的協(xié)同攻關(guān)。
8年間，科考隊累計組織3000多個分隊、3萬余人次深入青藏高原腹地，創(chuàng)下多項歷史紀(jì)錄。
2022年5月，13名科考隊員成功登頂珠峰，完成“巔峰使命”任務(wù)。這是青藏高原科考史上具有劃時代意義的一刻——隊員們在海拔8830米處架設(shè)了全球海拔最高的自動氣象站；首次利用高精度雷達(dá)測量珠峰頂部冰雪厚度；創(chuàng)造了浮空艇環(huán)境觀測的最高海拔9050米的世界紀(jì)錄；首次獲取珠峰北坡海拔6500米至8848米的高分辨率梯度雪冰樣品和冰芯；首次完成對東絨布冰川的高分辨率“全面體檢”……一系列突破在地球之巔樹立起中國科考的新標(biāo)桿。
2024年11月，在重大標(biāo)志性任務(wù)“守護‘水塔’——‘一原兩湖三江’”中，科考隊再創(chuàng)紀(jì)錄：在海拔6100米的普若崗日冰原，成功鉆取長達(dá)324米的山地冰芯，刷新全球最長山地冰芯紀(jì)錄。
成績背后，有中國科學(xué)院科考隊員們堅韌不拔的身影。
冰芯，是解讀青藏高原氣候變遷的“時間密碼”。作為冰雪樣品采集負(fù)責(zé)人，青藏高原所研究員徐柏青和隊員們經(jīng)常在極寒的夜間工作。因為陽光照射會導(dǎo)致鉆頭卡頓和冰芯融化，鉆探時氣溫越低越好。他們?yōu)榇瞬坏貌贿^著晝夜顛倒的生活——夜晚打鉆，白天補覺。然而高原強光穿透帳篷，白天只能迷迷糊糊睡兩三個小時。
惡劣天氣、鉆頭卡頓、冰層異常……每一個環(huán)節(jié)都可能讓數(shù)日努力付諸東流。青藏高原所研究員鄔光劍至今仍記得，“巔峰使命”中，隊員克服重重困難抵達(dá)海拔6500米的鉆探點安營扎寨，一陣狂風(fēng)卻瞬間掀翻帳篷，將所有準(zhǔn)備工作毀于一旦。有的隊友忍不住落淚，平復(fù)心情后挖雪坑掩埋設(shè)備，暫時撤退。次日，他們負(fù)重攀上冰原，從頭再來。
在普若崗日冰原，因為氣候變暖導(dǎo)致冰川上部的冰層物理性質(zhì)發(fā)生了重大變化，徐柏青和隊友們“一連卡了3個鉆頭在冰里”，不得不一次次找新的地方重新開孔，最終創(chuàng)下了324米的山地冰芯紀(jì)錄。
湖泊考察同樣驚心動魄。青藏高原所研究員朱立平帶領(lǐng)團隊為高原湖泊“做體檢”——測量水深、水質(zhì)、儲水量，提取湖底沉積巖芯。一次作業(yè)中突遇巨浪，小船呈45度角“切”浪前行。“學(xué)生在船頭拼命舀水，我在船尾掌舵，就怕發(fā)動機熄火。”他回憶說，回到岸邊時，全員衣物濕透，如同剛從水中撈出一樣。
“你見過凌晨4點的珠峰嗎？我見過。”青藏高原所研究員楊威首次登上海拔7000米，面對高寒缺氧，他心中涌動的不是畏懼，而是對這片土地的敬畏與自豪。
這樣的故事還有很多。中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員秦克章行走在喜馬拉雅山區(qū)，勘察金屬礦床；中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所研究員鄧濤行走在古遺址中，尋找化石證據(jù)還原遠(yuǎn)古時期動物與人類的生活場景；中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園研究員楊永平穿梭于森林草原之間，觀察記錄高原珍稀植物、建立檔案……8年間，科考隊員在野外與實驗室間反復(fù)切換，中秋、國慶乃至春節(jié)，都常常在帳篷中度過。
“冰川事業(yè)是一項豪邁的事業(yè)，是勇敢者的事業(yè)。”姚檀棟回憶，他的博士生導(dǎo)師、我國現(xiàn)代冰川科學(xué)的開拓者施雅風(fēng)曾這樣勉勵他。“這句話，是對我們所有青藏高原科考人的一種鼓勵，把青藏高原科考當(dāng)作豪邁的事業(yè)來干。”
破譯“青藏密碼”，交出“應(yīng)用答卷”
青藏高原，被稱為“地球第三極”和“亞洲水塔”，孕育亞洲10多條大江大河，是全球最獨特的地質(zhì)、地理、資源、生態(tài)單元。
我國自20世紀(jì)50年代起開展了多次珠峰科考活動。20世紀(jì)70年代的第一次大規(guī)模青藏科考，全面完成了260萬平方公里的考察，取得了舉世矚目的成就。
隨著全球變暖，青藏高原地區(qū)呈現(xiàn)出海拔越高、升溫幅度越大的特征。“如果說第一次青藏科考是一次‘摸家底’的發(fā)現(xiàn)之旅，第二次青藏科考則是‘看變化、找規(guī)律、尋對策’的探索之路。”姚檀棟說，第二次青藏科考始終面向國家重大戰(zhàn)略需求，聚焦“大問題”、解決“真問題”，不僅推動了地球系統(tǒng)科學(xué)前沿突破，形成了應(yīng)用成效顯著的成果體系，也使中國在青藏高原研究領(lǐng)域的整體影響力位居國際前列。
國產(chǎn)裝備自主創(chuàng)新成為科考“利器”。由中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院自主研發(fā)的“極目一號”系留浮空艇就是其中之一，科研團隊圍繞復(fù)合艇體材料、硬式充氣口、供配電系統(tǒng)設(shè)計等技術(shù)，申請專利60余件，逐步建立起100%國產(chǎn)化的自主可控技術(shù)體系，創(chuàng)造了海拔9050米的大氣科學(xué)觀測海拔世界紀(jì)錄。
通過綜合運用系留浮空艇、無人機、水下機器人、直升機等先進手段，科考隊初步建成了“山水林田湖草沙冰”一體化保護與系統(tǒng)化治理的地球系統(tǒng)科考平臺。“這是我們目前最先進的科考平臺，大氣圈、冰凍圈、水圈、生態(tài)圈、巖石圈、人類圈等所有圈層的變化過程，可以在同一時間被完整記錄和關(guān)聯(lián)分析。”姚檀棟介紹。
基于此，第二次青藏科考原創(chuàng)成果持續(xù)涌現(xiàn)：探明亞洲水塔儲水量保持動態(tài)增長，總量相當(dāng)于黃河200年徑流總量；發(fā)現(xiàn)新物種超3000個，一批被認(rèn)為滅絕或瀕危的珍稀物種被重新發(fā)現(xiàn)，填補了第一次青藏科考在微生物領(lǐng)域的空白；證實青藏高原人類活動最早可能追溯至19萬年前；明確青藏高原生態(tài)系統(tǒng)整體趨好，退化態(tài)勢得到根本遏制……這些新成果在不同層面破譯“青藏密碼”，持續(xù)刷新全球認(rèn)知。
“這次科考創(chuàng)建了新的科考范式。”中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院昆明植物研究所研究員孫航表示，以生物多樣性研究為例，科考首次實現(xiàn)了物種數(shù)字化、網(wǎng)格化精準(zhǔn)調(diào)查，構(gòu)建的生物多樣性數(shù)據(jù)庫涵蓋圖片、地理信息、遺傳資源、物種特征格局及用途等全維度信息，為實現(xiàn)人工智能融入青藏高原植物多樣性研究奠定了重要基礎(chǔ)。
通過聚焦區(qū)域發(fā)展中的關(guān)鍵命題，科考隊還交出一份“硬核”應(yīng)用答卷：在生態(tài)建設(shè)方面，全過程支撐《中華人民共和國青藏高原生態(tài)保護法》立法，指導(dǎo)羌塘、三江源等國家公園建設(shè)；在人地關(guān)系方面，填補了青藏高原城鎮(zhèn)化地圖集的歷史空白，首次科學(xué)地回答了青藏高原未來常住人口承載閾值約為2620萬；在災(zāi)害防控方面，建成地球系統(tǒng)綜合觀測與預(yù)警平臺，服務(wù)于冰崩災(zāi)害預(yù)警、川藏交通廊道災(zāi)害本底評估、雅江下游冰崩災(zāi)害智能化監(jiān)測預(yù)警；在資源勘探方面，確立喜馬拉雅稀有金屬礦帶，預(yù)測北羌塘盆地具有優(yōu)質(zhì)烴源巖潛力，圈定找礦靶區(qū)33個、鹵水鋰遠(yuǎn)景區(qū)110處……累計形成140余份決策咨詢報告，服務(wù)和支撐了國家重大戰(zhàn)略，實現(xiàn)了“科學(xué)－政策－實踐”閉環(huán)轉(zhuǎn)化。
“能參與其中，為國家尋找急需的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)，我感到非常榮幸和自豪。”秦克章說，“過去，我國一些大宗礦產(chǎn)、戰(zhàn)略性關(guān)鍵礦產(chǎn)及稀有礦產(chǎn)對外依存度很高。面對緊缺的礦產(chǎn)資源，我們是‘等米下鍋’，心里沒底�，F(xiàn)在，摸清了更多的資源家底，我們是‘手中有糧，心中不慌’了。”
“這彰顯了科考的最終目的，回應(yīng)了國家對我們‘科技要落地’的要求。”中國科學(xué)院院士、青藏高原所研究員方小敏說。
不僅如此，隊員們還推出了“第三極大本營”科考公眾號和《珠峰講堂》《中國從哪里來》《亞洲水塔》等系列科普視頻，在青少年心中撒下科學(xué)的種子。
“不是終點，而是新的起點”
談及科考取得成功的關(guān)鍵，有隊員直言，緊密配合的“大科學(xué)工程”組織模式是至關(guān)重要的保障。這種機制打破了學(xué)科壁壘，實現(xiàn)了從單點突破到系統(tǒng)攻關(guān)的跨越。
“有了這個平臺，我們深入羌塘無人區(qū)等地的考察，在手續(xù)報備、后勤保障、安全支撐等方面得到了前所未有的加強，讓我們能更專注、更安全地開展科研。同時，與地方隊伍的合作，也切實提升了區(qū)域找礦理論與技術(shù)水平，加速了成果轉(zhuǎn)化。”秦克章對此深有感觸。
面對已取得的成績，姚檀棟直言：“第二次青藏科考不是終點，而是新的起點。作為國家生態(tài)安全屏障，青藏高原仍有許多奧秘值得探究。”
他表示，從綜合集成成果判斷，青藏高原正處于“第三次環(huán)境轉(zhuǎn)型期”，其核心特征是全球變化與人類活動疊加驅(qū)動下的“暖濕化”和“暗綠化”，這一過程也是多圈層相互作用空前活躍、區(qū)域放大效應(yīng)與全球聯(lián)動極為顯著的過程。青藏高原將成為暖濕化“放大器”，升溫速率為每10年0.37攝氏度，是全球平均水平的兩倍，降水也呈增加趨勢。
這使得機遇與風(fēng)險并存。一方面，“亞洲水塔”供水能力增強，碳匯能力增強，生物多樣性服務(wù)人類潛力增強，為宜居發(fā)展提供了前所未有的機遇；另一方面，“亞洲水塔”失衡、冰崩及冰湖潰決等巨型災(zāi)害風(fēng)險顯著增加，生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生深刻變化，高海拔特有生物多樣性喪失的風(fēng)險加劇。
“下一步，要在充分認(rèn)識新風(fēng)險基礎(chǔ)上，抓住新機遇，融入‘穩(wěn)定、發(fā)展、生態(tài)、強邊’發(fā)展戰(zhàn)略，組織好新階段重大科考任務(wù)。”姚檀棟表示，新的科考目標(biāo)將直指現(xiàn)實需求——青藏高原第三次環(huán)境轉(zhuǎn)型下的綠色宜居發(fā)展科學(xué)行動。
面對風(fēng)險，第二次青藏科考隊還積極聯(lián)手國外科學(xué)家，推動建立國際環(huán)喜馬拉雅地球系統(tǒng)科學(xué)協(xié)會（ATH），以期在未來10年通過開展國際大科學(xué)計劃守護這片高原。
在這片離藍(lán)天最近的土地上，這群“鐵打”的人將繼續(xù)書寫新的篇章。
《中國科學(xué)報》(2025-01-14 第1版 要聞)