原标题:邹长春:给南极冰下基岩做“CT”
邹长春在东南极拉斯曼丘陵采集基岩样品。 张崇光摄
新春佳节,万家团圆之际,“雪龙2”号极地科考破冰船,承载着科技工作者的梦想与使命,在遥远的地球南端执行中国第41次南极考察任务。
中国地质大学(北京)几位师生也参与了此次科考。在他们赴南极前,学校为其举行了出征仪式。一位头发略显灰白的科学家,郑重地将旗帜交给队员们。
他就是中国首位在南极开展冰下基岩无人机电磁探测试验的科学家,中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院院长、教授邹长春。他曾参与中国第40次南极考察,并长期从事深海与极地地球物理探测工作。
身担重任,勇闯极地冰川
在中国第40次南极考察队,邹长春算是“大龄队员”,但他工作起来比年轻人还有冲劲。
“我站在鲜有人踏足的南极,即将开展中国首次冰下基岩无人机电磁探测试验,激动且自豪。”他说。
邹长春告诉记者,对南极冰下地质环境进行地球物理探测,了解南极冰下地质构造和水系分布,对于认识和保护南极意义重大。这些数据可以帮助科学家更深入地了解南极的地质演变历史,并为全球气候研究提供重要依据。
无人机电磁探测技术是近年来方兴未艾的地球物理探测手段,已在我国多地开展应用。但在南极这片神秘的大陆上,无人机电磁探测技术还是首次亮相。
冰下基岩无人机电磁探测试验工作量巨大,一般需要几位科考队员才能完成。即便有帮手,在冰盖区域开展试验依然十分困难。到达试验地点后,他们需要完成布线工作:把发射信号的装置放在地面上,将信号接收器安装在无人机上,地面上要布设一个面积约25万平方米的大线圈。
“由于冰盖区域地形复杂,有的地方地势太高,需要绕路;有的地方过于陡峭,只能寻找稍微平坦的地方布线。”邹长春对试验过程记忆犹新。
线圈布设完成后,无人机就要“登场”了。邹长春操控无人机在冰盖上空来回飞行,并通过无人机接收探测数据。
当克服重重困难,终于拿到测量数据,邹长春难掩心中喜悦。“此次探测给南极的冰下基岩做了一次‘CT体检’,我们结合磁异常等地球物理参数,精细掌握了冰下基岩物性特征和地质构造情况。”邹长春说。
踏冰前行,直面科考挑战
南极,这片被冰雪覆盖的神秘大陆,有着绝美的自然风光,也隐藏着危险与挑战。在科考过程中,邹长春深刻体会到这片土地严酷的一面。
试验地点距离南极科考站——中山站大约10公里,中间的路途崎岖不平。行走其间,邹长春和其他科考队员随时可能遇上冰裂缝或冰窟窿。
“脚下的路非常难走,有些地方看似平坦,其实下面是空的,一不小心就可能踩空,掉进冰窟窿里。”邹长春回忆,有一次到野外踏勘,他一脚踩进六七十厘米深的冰窟窿,后来在队友帮助下爬了出来。这次经历至今令他心有余悸。
除了复杂的地形,南极变幻莫测的天气也是邹长春和其他科考队员要面临的一大难题。
出发时晴空万里,转眼间大雪纷飞,这在南极是常事。好几次他们在做试验时,大雪又密又急,狂风呼啸,5米之外几乎什么都看不见。邹长春和队友只好到附近的岩石背面暂时躲避。
邹长春至今清楚记得“最艰难的一天”。那天,他和队友从早上10点忙到晚上11点,在冰盖上完成了11条测线测量任务,每条测线长度约1公里。在完成9条测线后,已经是晚上9点。尽管当时南极是极昼,但夜幕下的冰盖区域光线微弱,冰盖表面起伏不平,他们很容易被绊倒。
“是继续,还是放弃?我很纠结。”邹长春回忆。
稍作犹豫后,邹长春和队友决定坚持完成当天的试验任务。他说,南极天气变幻莫测,开展地球物理探测试验需要抢抓宝贵的“天气窗口”,尽可能在天气条件允许的情况下高效完成任务。
不过,比起南极恶劣的天气,仪器设备的状况才是邹长春更担忧的问题。受南极特殊的磁场环境影响,原本在国内可以正常使用的仪器,到了南极会“水土不服”,经常犯点小毛病。而在遥远的南极,一旦仪器损坏,除非有备份,否则很难找到新仪器“补位”。
“仪器设备是我们开展试验的前提,任何一个小部件出现问题,都可能导致整个试验失败,让我们的努力付诸东流。”邹长春说。
邹长春告诉记者,此次试验所使用的无人机装备及其搭载的探测技术均由他所在项目组自主研制。他为此感到骄傲,但同时也保持清醒。“我们的探测技术与发达国家相比依然存在差距,需要不断优化升级。”他说。
言传身教,培育科研新苗
南极科考的经历,不仅坚定了邹长春为建设极地强国作贡献的决心,也深刻影响了他的教育理念。回到国内,站在讲台上的邹长春,将在南极的所见所闻、所思所感融入到教书育人中。
目前,邹长春正带领团队加强冰下基岩探测关键技术研发,创新南极冰下基岩探测数据处理方法和探测技术。他将青年骨干教师安排到项目重要位置,让他们在实践中锻炼成长;鼓励学生参与到项目中,在实践中提升科研能力和解决问题的能力。
作为院长,在承担科研和行政任务的同时,邹长春每学期坚持给学生上课,还指导十几名研究生。2023年,凭借出色的教学能力,邹长春获得北京市教学名师称号。
“我带研究生,更重视培养学生的学术素养和科研协作能力。我鼓励学生参与学术交流活动,为学生创造更多机会展示自己的研究成果。”邹长春说。
虽已年近六旬,但邹长春觉得,自己的科考之路刚刚开始。
“南极科考是探索未知的征程,是挑战极限的冒险,更是培育科研新苗的肥沃‘土壤’。于我而言,科考一直在继续。我希望培养更多优秀青年科研人员,把创新的‘火种’带到那片被冰雪覆盖的神秘大陆。”邹长春说。(记者 刘园园)