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鄒長春:給南極冰下基巖做“CT”

2025年02月10日08:37 | 來源:科技日報
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原標題:鄒長春:給南極冰下基巖做“CT”

鄒長春在東南極拉斯曼丘陵采集基巖樣品。 張崇光攝

鄒長春在東南極拉斯曼丘陵采集基巖樣品。 張崇光攝

新春佳節(jié),萬家團圓之際,“雪龍2”號極地科考破冰船,承載著科技工作者的夢想與使命,在遙遠的地球南端執(zhí)行中國第41次南極考察任務(wù)。

中國地質(zhì)大學(北京)幾位師生也參與了此次科考。在他們赴南極前,學校為其舉行了出征儀式。一位頭發(fā)略顯灰白的科學家,鄭重地將旗幟交給隊員們。

他就是中國首位在南極開展冰下基巖無人機電磁探測試驗的科學家,中國地質(zhì)大學(北京)地球物理與信息技術(shù)學院院長、教授鄒長春。他曾參與中國第40次南極考察,并長期從事深海與極地地球物理探測工作。

身擔重任,勇闖極地冰川

在中國第40次南極考察隊,鄒長春算是“大齡隊員”,但他工作起來比年輕人還有沖勁。

“我站在鮮有人踏足的南極,即將開展中國首次冰下基巖無人機電磁探測試驗,激動且自豪。”他說。

鄒長春告訴記者,對南極冰下地質(zhì)環(huán)境進行地球物理探測,了解南極冰下地質(zhì)構(gòu)造和水系分布,對于認識和保護南極意義重大。這些數(shù)據(jù)可以幫助科學家更深入地了解南極的地質(zhì)演變歷史,并為全球氣候研究提供重要依據(jù)。

無人機電磁探測技術(shù)是近年來方興未艾的地球物理探測手段,已在我國多地開展應(yīng)用。但在南極這片神秘的大陸上,無人機電磁探測技術(shù)還是首次亮相。

冰下基巖無人機電磁探測試驗工作量巨大,一般需要幾位科考隊員才能完成。即便有幫手,在冰蓋區(qū)域開展試驗依然十分困難。到達試驗地點后,他們需要完成布線工作:把發(fā)射信號的裝置放在地面上,將信號接收器安裝在無人機上,地面上要布設(shè)一個面積約25萬平方米的大線圈。

“由于冰蓋區(qū)域地形復雜,有的地方地勢太高,需要繞路;有的地方過于陡峭,只能尋找稍微平坦的地方布線?!编u長春對試驗過程記憶猶新。

線圈布設(shè)完成后,無人機就要“登場”了。鄒長春操控無人機在冰蓋上空來回飛行,并通過無人機接收探測數(shù)據(jù)。

當克服重重困難,終于拿到測量數(shù)據(jù),鄒長春難掩心中喜悅?!按舜翁綔y給南極的冰下基巖做了一次‘CT體檢’,我們結(jié)合磁異常等地球物理參數(shù),精細掌握了冰下基巖物性特征和地質(zhì)構(gòu)造情況?!编u長春說。

踏冰前行,直面科考挑戰(zhàn)

南極,這片被冰雪覆蓋的神秘大陸,有著絕美的自然風光,也隱藏著危險與挑戰(zhàn)。在科考過程中,鄒長春深刻體會到這片土地嚴酷的一面。

試驗地點距離南極科考站——中山站大約10公里,中間的路途崎嶇不平。行走其間,鄒長春和其他科考隊員隨時可能遇上冰裂縫或冰窟窿。

“腳下的路非常難走,有些地方看似平坦,其實下面是空的,一不小心就可能踩空,掉進冰窟窿里?!编u長春回憶,有一次到野外踏勘,他一腳踩進六七十厘米深的冰窟窿,后來在隊友幫助下爬了出來。這次經(jīng)歷至今令他心有余悸。

除了復雜的地形,南極變幻莫測的天氣也是鄒長春和其他科考隊員要面臨的一大難題。

出發(fā)時晴空萬里,轉(zhuǎn)眼間大雪紛飛,這在南極是常事。好幾次他們在做試驗時,大雪又密又急,狂風呼嘯,5米之外幾乎什么都看不見。鄒長春和隊友只好到附近的巖石背面暫時躲避。

鄒長春至今清楚記得“最艱難的一天”。那天,他和隊友從早上10點忙到晚上11點,在冰蓋上完成了11條測線測量任務(wù),每條測線長度約1公里。在完成9條測線后,已經(jīng)是晚上9點。盡管當時南極是極晝,但夜幕下的冰蓋區(qū)域光線微弱,冰蓋表面起伏不平,他們很容易被絆倒。

“是繼續(xù),還是放棄?我很糾結(jié)?!编u長春回憶。

稍作猶豫后,鄒長春和隊友決定堅持完成當天的試驗任務(wù)。他說,南極天氣變幻莫測,開展地球物理探測試驗需要搶抓寶貴的“天氣窗口”,盡可能在天氣條件允許的情況下高效完成任務(wù)。

不過,比起南極惡劣的天氣,儀器設(shè)備的狀況才是鄒長春更擔憂的問題。受南極特殊的磁場環(huán)境影響,原本在國內(nèi)可以正常使用的儀器,到了南極會“水土不服”,經(jīng)常犯點小毛病。而在遙遠的南極,一旦儀器損壞,除非有備份,否則很難找到新儀器“補位”。

“儀器設(shè)備是我們開展試驗的前提,任何一個小部件出現(xiàn)問題,都可能導致整個試驗失敗,讓我們的努力付諸東流?!编u長春說。

鄒長春告訴記者,此次試驗所使用的無人機裝備及其搭載的探測技術(shù)均由他所在項目組自主研制。他為此感到驕傲,但同時也保持清醒?!拔覀兊奶綔y技術(shù)與發(fā)達國家相比依然存在差距,需要不斷優(yōu)化升級。”他說。

言傳身教,培育科研新苗

南極科考的經(jīng)歷,不僅堅定了鄒長春為建設(shè)極地強國作貢獻的決心,也深刻影響了他的教育理念?;氐絿鴥?nèi),站在講臺上的鄒長春,將在南極的所見所聞、所思所感融入到教書育人中。

目前,鄒長春正帶領(lǐng)團隊加強冰下基巖探測關(guān)鍵技術(shù)研發(fā),創(chuàng)新南極冰下基巖探測數(shù)據(jù)處理方法和探測技術(shù)。他將青年骨干教師安排到項目重要位置,讓他們在實踐中鍛煉成長;鼓勵學生參與到項目中,在實踐中提升科研能力和解決問題的能力。

作為院長,在承擔科研和行政任務(wù)的同時,鄒長春每學期堅持給學生上課,還指導十幾名研究生。2023年,憑借出色的教學能力,鄒長春獲得北京市教學名師稱號。

“我?guī)а芯可?,更重視培養(yǎng)學生的學術(shù)素養(yǎng)和科研協(xié)作能力。我鼓勵學生參與學術(shù)交流活動,為學生創(chuàng)造更多機會展示自己的研究成果。”鄒長春說。

雖已年近六旬,但鄒長春覺得,自己的科考之路剛剛開始。

“南極科考是探索未知的征程,是挑戰(zhàn)極限的冒險,更是培育科研新苗的肥沃‘土壤’。于我而言,科考一直在繼續(xù)。我希望培養(yǎng)更多優(yōu)秀青年科研人員,把創(chuàng)新的‘火種’帶到那片被冰雪覆蓋的神秘大陸?!编u長春說。(記者 劉園園)

(責編:郝孟佳、孫競)

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