亲爱的同学们:
在上期“南极云科考”中,作为小航海家我们体验了一回的极地航行,你知道人类的这些活动会对极地甚至地球产生哪些影响吗?今天就让我们一起走进极地,探索人类活动与这颗我们繁衍生息的星球之间的关系。
“
当写下这篇文章之时,距离去年11月5日“雪龙”号从上海出发赴南极已经过去了165天,再过几天,它就要完成又一次风霜冰雪的旅程返回国内了。
地球与人类的演化进程
地球上的各个系统之间是一个相互作用的整体。地球系统是由岩石圈、大气圈、水圈(含冰雪)和生态圈组成的。一切生物的出现都是在地球岩石圈、大气圈和水圈形成之后很多年的事。太阳的作用至关重要,地球上一切的生命,无论是过程还是终结,几乎都无法逃脱太阳的影响。太阳输送到地球的能量、地球与太阳距离的变化,连同地球深处地核的作用,使得地球在亿万年的时空中不断演化。水圈、大气圈也不断变化着物理和化学的属性,最终某一时刻最简单的有机分子出现了,生命开始了漫长的演化过程。
图1:地球的四大圈层
“
人类的出现是整个地球系统不断演化的结果,同时人类的出现又在某种程度上深刻地影响着地球演化的进程。
尽管人类发展的历史在整个地球历史上只是一眨眼的时间,但作为智慧最高的物种,人类凭借智慧,创造出无数可以改变地球的工具。从蒸汽机到电力,从核技术到互联网科技,从人工智能再到基因编辑技术,在这些工具的加持下,人类社会发展的进程迅猛发展,似乎整个地球都在人类脚下臣服。
图 2:严峻的垃圾污染
然而,事实似乎超出了人们的预料。人类在享受着科学与技术带来的无边力量之际,也在不断承受着自然界的各种回击。森林迅速消失,空气越来越糟,河流日益污染,城市越来越挤,信息充斥天际;伴随着地下水的疯狂开采,地面沉降不断出现,细菌和病毒的耐药性和药物的有效性之间此消彼长,物质生活的大幅度提高使得巨大的浪费层出不穷,产生无以计数的垃圾,让城市的运转不堪重负,对美食的无止境索求致使某些生物濒临灭绝。
人类活动与极地的关系
“
然而,在更多情况下,人类活动对大自然的影响需要几十甚至上百年的时间才能显现出来,而且这种因果联系因为时间的漫长变得模糊而不容易被认识。
例如全球气候变化问题,自十八世纪六十年代人类第一次工业革命开始,以煤炭、石油等化石能源为主的生产模式,导致排入环境中的二氧化碳等温室气体大幅度增加,从而产生了“温室效应”,地球升温趋势明显。地球两极的变化,因其敏感性,而更易为人类所观测到。
“
两极区域不仅是全球气候变化的指示器,而且还将起到扩大器的作用。
全球气温升高最直接的影响是南极冰盖的消融,占地球冰雪70%的南极冰盖,一旦融化将引起全球海平面几十米大幅度升高。无数大洋中的海岛国家将消失,许多沿海城市将遭受没顶之灾。二氧化碳排放增加的另一个后果是海洋酸化。人类每秒钟向海洋中排放约200吨的二氧化碳,海洋酸化将导致海洋中贝壳类生物大量消亡,并逐渐走向灭绝,美丽的珊瑚礁将像患了白血病一样失去五彩斑斓的颜色。通过一系列的反应,大洋中的整个生态系统将发生巨变,最终这些影响都将以某种形式作用于人类。
图 3:被海洋塑料污染伤害的生物
“
人类活动施加给环境的压力与日俱增,但其某些致命性的影响我们还知之甚少。
例如,每年有800万吨的塑料垃圾被倾倒入海。据估计,到2050年,海洋中的塑料垃圾总量将相当于海洋中所有鱼类的重量。塑料是人们日常工作和生活中随处随时可见的物品,因为其性状稳定而得到广泛使用,但也正因为如此,塑料在大自然中自然分解的时间需要上百年时间。大量的塑料在阳光等作用下,逐渐变小,最后形成微塑料,这些要在显微镜下才能看清的微塑料被海洋中的鱼类吞食,再通过食物链进入到人体。已经有研究发现,海洋生物的机体内存检测到微塑料,甚至在某些植物中也已经检测到了微塑料。然而,微塑料在人体内如何代谢,其影响又是什么,科学的研究还刚刚起步。但又有多少人愿意每天餐桌上的食物中都藏着看不见的微塑料呢?
环境问题的发现与补救
臭氧层
空洞
上世纪八十年代,远在南极的英国和日本的科学考察站几乎在同一年代发现了南极上空臭氧层变稀薄的现象,人们形象的将这种现象称之为“臭氧层空洞”。臭氧层是阻挡紫外线、使人类和其他物种免于伤害的重要屏障,过量的紫外线照射不仅增加人类罹患皮肤癌的风险,而且损害人类的免疫系统。这一发现震惊全世界,并最终使得全世界主要工业国家在上世纪八十年代初达成了“蒙特利尔破坏臭氧层物质管制议定书”(简称“蒙特利尔议定书”),这是历史上第一次由极地科学研究成果直接促成一个国际治理重要机制的诞生。
#
形成原因
科学研究揭示“臭氧层空洞”形成的原因是人类大规模使用含氯氟烃类的化合物,这些非常稳定的含氯氟烃的化合物进入到平流层并最终沉积下来,一些在其他地方不能发生、然而由于南极特殊地理和自然环境而可以发生的化学反应在平流层发生,致使南极上空的臭氧层被破坏,所以就形成了南极上空的“臭氧层空洞”,而真正的幕后杀手其实是远在北半球人类大规模使用的制冷剂、发泡剂等含氯氟烃物质以及汽车排放的氮氧化物等。这再一次证明,整个地球是一个整体,人类在一时一地的活动,都可能对地球其他部分或者未来产生影响;但同时也提醒人类,要想应对这些全球性的问题,整个人类都必须团结一致起来。
图4:南极上空臭氧层空洞
#
以史为鉴,启迪未来
“
要掌握地球系统演化和人类社会未来发展的趋势,科学家们必须深度挖掘地球过去的历史,以便通过过去百万年的历史总结出规律。
为此,几百年来,无数的科学家从最简陋的木船开始,穿越“魔鬼西风带”和密布大小冰山的极寒水域,抵达人迹罕至的南北两极,他们的目标是钻取几公里长的冰芯、获取几千米下的海底沉积物,他们要在长达数月见不到太阳的漫漫极夜中持续观测,而他们的目标只有一个,为看清我们地球的未来找到火把!冰天雪地之中,也孕育着无数生命的奇迹,它们独特的生命构造,也可以为我们今后突破人类身体极限、治愈某些疾病、改造我们周围的动植物提供钥匙。
图5:中国南极昆仑站钻取的冰芯,
可能揭示地球过去几十万年的气候历史
“
有位作家说过:每个人都是一座孤岛。但他可能忘了,即便是孤岛,我们也是一座座被海洋和空气相联结的岛屿群。
无论是自然界的演化,还是疫情与战争的蔓延,都在反复证明着这样的道理:人与人之间,国家与国家之间,人与自然之间是一个密不可分的整体。而事物的不断发展只能会使人们对这个道理的认识更加深刻!
图6:道阻且长、行则将至,
探索极地为人类未来作出贡献
当我们意识到人类这个最高等级的物种繁衍生息与地球系统是如此密不可分,我们的未来与地球是如此紧密的捆绑在一起。那么,我们就有理由相信,我们能够通过改变今天的一举一动,为地球塑造一个更好的未来,而这也将是我们的未来!
南极,北极,不再遥远,
因为它们已经烙印在我们心中!
“
同学们认真学习后发来了学习手记,一起来看看吧!
问
普通人能不能去南极旅行?
——上海市徐汇区盛大花园小学 王骆宾
王骆宾同学,你好,普通人也可以去南极。中国前往南极的主要是考察队员和游客,考察队员由国家极地管理机构根据任务需求选拔并派往南极;游客独自前往南极也需要获得国内主管极地事务的机构许可。
问
科考队员好,在南极由于磁场的影响,指南针不能发挥到它的作用,那指南针在南极到底是如何转动的呢?
——上海市田林中学 肖景然
肖景然同学你好,指南针在南极也是可以转动的,只不过受到地磁南极与地理南极不一致的影响,在指向上的误差非常大,转动是正常的,转动之后所指的方向不能作为参考。
问
在南极,全球变暖对于科考工作的影响大不大?
——上海市田林中学 文睿扬
文睿扬同学你好,全球变暖对科考工作有一定影响,全球变暖导致局部地区冰盖融化严重,海面上会出现大量冰山,给船舶航行带来一定的危险;同时部分区域的海冰融化比较厉害,也使得在这些区域的航行变得比较容易。
问
科学考察如此艰巨,请问你们是怎么战胜恶劣的环境呢?
——上海市徐汇区世界小学
曾怡琳
曾怡琳同学你好,谢谢你对我们的关心。面对南极恶劣的环境,我们有“爱国、求实、创新、拼搏”的南极精神。同时,经过多年的积累,我国的极地考察已经可以很好的为现场考察提供非常好的保障,考察队员的衣食住行都能够满足,南极的环境确实恶劣,但是我们已经具备了克服恶劣环境带来的困难的能力。但是,大自然的力量是很强大的,我们有能力去适应极端恶劣的现场条件,但是不会宣称自己去“战胜”环境,更多的是适应南极、保护南极。
END
供稿:中国极地研究中心
编辑:顾嘉源
制作:刘汉婷
审核:陈弘
微信视频号
官方网站
微信公众号