中国地质大学（武汉）助力北极航道“探路”！

打开电脑屏幕上的北极海冰动态变化图，几十年时间尺度内，白色越来越少，沿大陆海岸的蓝色则越来越深。宫勋说，北极的海运航道已经显现，这条30多年后夏季可能完全畅通的“冰上丝绸之路”将改变人类的航运史，我们现在要做的就是提前为它“探路”，为航道的拓展做好科学考察和基础研究。

                               
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7 i9 D4 g# g1 c# r& K' d宫勋，1984年生，在德国从事科研工作14年后，2020年回到中国地质大学（武汉）任海洋学院教授，目前他也兼任着地大海洋学院副院长和未来技术学院副院长。
十多年来，宫勋合作参与的“冰上丝绸之路’联合科考与发现”研究刚刚获得了2022年度中国海洋科学技术奖一等奖。
冰上丝绸之路，“冰”指北冰洋，“路”指穿越北极圈连接北美、亚洲和欧洲三大经济中心的北极航道。2018年1月26日，《中国的北极政策》白皮书发布，其中关于共建“冰上丝绸之路”的表述引起世界的高度关注：“中国愿依托北极航道的开发利用，与各方共建冰上丝绸之路。”
一项为我国北极科学打底气的研究

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宫勋合作参与的研究是一个主要对北极，特别是冰上丝绸之路沿线气候进行科考和研究的项目，包括了大气、海冰、海水、洋流等，覆盖气候系统多个圈层的全方位研究。多项研究成果填补了北极圈科研的空白，弥补了我国历次北极考察区域的不足，使中国对北极和亚北极海洋环境的认识更加完整、全面、系统；这也是一个中俄两国科学家长期务实合作的典范项目，合作研究区域包含了北极的楚科奇海、东西伯利亚海、拉普捷夫海和喀拉海，中俄科学家利用俄罗斯科考船开展了8个多学科综合科考航次，中方科学家共有110余人次参加现场科考，不断为加快推进“冰上丝绸之路”建设添砖加瓦。
7 E. M# H1 O0 k$ ]5 r2 ~对于这份奖的内涵，宫勋解释说：“100前人类进入北极还是探险，也许30年后再去北极不过是一次普通的航行，这条航线里包含着国家的大战略。如果2050年左右北极圈的夏天真的一块海冰也没有了，北冰洋化‘冰’为名副其实的‘洋’，这里不再是蛮荒之地，而是交通要路，各个国家都要推出自己的北极战略，需要我们科学家提供科学依据，更要我们有研究的积累。我们国家在北极圈的话语权，就来自于我们对北极气候、地理研究的科学底气。”
全球气候变暖下的机遇
硬币从来有两面，当全球都在争议全球气候变暖带来的危害时，北极圈周边各国则展望着北冰洋从“航运禁区”转身为新的“交通大动脉”所带来的机遇。
+ M8 ?: J; U  ]( S0 s- `: Y. ], Q全球气候变暖导致北极海冰加速消融，据统计，北极4年以上海冰覆盖面积从1984年的310万平方千米降至2019年的11.6万平方千米。国际上已有研究指出，2050-2060年夏季，北极圈内海冰有可能完全消失。届时，北极航道的商业价值将完全体现。
1 k$ ?, L( X% b/ v“北极如同一个放大器，其升温幅度高出全球平均水平2-3倍，俄罗斯沿岸受到大西洋暖流影响，海冰本身就比较薄，可能在夏季更快就没有冰了。”参与过北极科学考察航次，宫勋对北极的冰雪有更直观的感受。
长久以来，从亚洲到欧洲主要有三条海路航线，分别经苏伊士运河、巴拿马运河和非洲好望角。地图上线路的曲折代表着时空的远隔。百余年来，探险家们一直梦想打通常年冰封的北冰洋航道，一条“传说中的航道”。

                               
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航行在北极航道的中国货船。
穿越北冰洋的航道主要也有三条：经过加拿大海域的西北航道、经过俄罗斯海域的东北航道、直穿北冰洋中心海域的中央航道。西北航道海冰复杂，多分布多年冰或固定冰；中央航道当前只存在于理论上。
东北航道又称为北方海航道，大部分航段位于俄罗斯北部沿海的北冰洋离岸海域。2013年8月，中国货轮“永盛”号从大连港起航，首次通过白令海峡，进入北极圈，然后向西经过楚科奇海、德朗海峡、东西伯利亚海、新西伯利亚群岛北部、拉普捷夫海、维利基斯基海峡、喀拉海、新地岛北部、巴伦支海等，顺利到达欧洲荷兰的鹿特丹港，由此拉开了中国乃至亚洲的货船穿越北极航道的序幕。
“永盛”轮的航程约7800海里，行程27天，比经马六甲海峡、苏伊士运河到达鹿特丹港的航线航程缩短2800海里，航行时间减少9天。它证明了这条人们梦寐以求的北冰洋“黄金水道”，就是连接亚欧两大洲的最短航线。

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与此同时，北极圈内石油储量预测为900亿桶，天然气储量为47万亿立方米。世界未开发天然气的30%以及未开发石油的13%都蕴集于此，且大部分在不足500米水深的近岸。北极航道开通之后，可作为便捷的运输通道为沿线国家对外油气输出提供新通道。
中俄共建的“冰上丝绸之路”主要就是依托这条东北航道，把东北亚的中国、俄罗斯、蒙古、朝鲜、韩国、日本联结起来，构成全球的第七条经济走廊。专家认为，中国语意下的“冰上丝绸之路”是“海上丝绸之路”的延伸，以中国为始发地，以政策沟通为纽带，互联互通日本海和北极航线周边国家，构建的国际物流大通道。“冰上丝绸之路”建设，首要是“能源合作”，基础是“北极航线”，舞台是“北极治理”。
) H7 E  Z( T" [8 v探路者
9 [% C1 x0 q, m# N4 m- g7 ~2010年10月27日，乘坐俄罗斯远洋科考船“拉夫任捷耶夫院士”号，11名中方科考队员与20名俄方科考队员，开始了历时20天，航程2349海里的首次联合科考，也开启了随后8次联合科考的序幕。
2 B* [* w$ O- W5 O5 N0 c1 B" u+ h从初期的通过高分辨率沉积岩心的研究，恢复重建日本海、鄂霍次克海、西北太平洋及北冰洋西伯利亚陆海的古海洋和古气候演化历史，到近期的“冰上丝绸之路”核心区的日本海、鄂霍次克海、白令海及西北太平洋多学科综合调查，本次“冰上丝绸之路’联合科考与发现” 的牵头科学家、自然资源部海洋一所石学法研究员‍在一次采访中说到：“当时，国际上在这些区域的研究程度相对薄弱，这是中俄双方合作的重要原因。”
共建“冰上丝绸之路”，探索和认知北极是中俄联合科考的优先方向。实施了12年的中俄“冰上丝绸之路”联合科考取得了珍贵的资料和样品，首次编制了全区基础底质图件，中俄科学家联合发表论文近百篇，提交研究报告14部，揭示了“冰上丝绸之路”沉积特征和环境演变规律，显著提升了对“冰上丝绸之路”环境和气候变化的科学认知，项目成果支撑了“冰上丝绸之路”环境保障、航道开发利用和国家外交活动，对“冰上丝绸之路”这一重大战略的实施起到了推动作用，被鉴定专家组评价为“达到国际领先水平”。
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' {) N! M; f+ }8 S“事实证明，实施联合科考航次，使中俄互利共赢。”石学法表示。中国科学家由此填补了日本海、鄂霍次克海和白令海科考的空白，这对于深入了解北极和亚北极海区环境要素的特征和变化规律、开展环境气候和生态评价具有重要意义。
“就像修了一条路，有人负责修路，有人负责跑车，我们则更关心路况和周边环境气候的变化。地球科学是我们的出发点。‘冰上丝绸之路’跟气候变化紧密相关。我们的研究也从气候变化入手，了解从过去到现在气候系统是怎样变化的，才能预测未来会怎样变化，为国家的北极气候政策和“一带一路”战略提供科学依据。”宫勋评价说。
% H6 ?, m  c# x! c1 M也就是在联合科考之初，宫勋开始了和国内团队的长期合作，直至成为其中的一员。“在这个课题中，十几位老师，有做观测的，有做地质实验室分析，而我主要是做数据解析和计算机模拟，像两条腿，以不同的方法解决同一个科学问题。”
“我是个古气候学家，从事气候的大数据处理和计算机模拟。”宫勋的研究努力打通着最古老和最现代之间的联系，“就是在超算上以数值模拟研究海洋的变化，把地球整个的系统演化从现实搬进了计算机里，跟玩电脑游戏一样。”
不一样的北极
宫勋说他见过最美的蓝。
破冰船压过海冰，海冰破碎，翻转过来，一种通透的像宝石一般的蓝色闪烁而过。“带点光泽的蓝，非常干净、晶莹的蓝。是我见过最好看的、没有污染的蓝”，宫勋极力寻找着能准确表达的词汇。
( @& Y" s, e! g; {* E' K3 ~5 `1 l在北极圈科考常驻一年，在北极点坐船漂过一个月，一片白茫茫中，奇幻的蓝色让宫勋看到了不一样的北极。
有过陆上和船上的双重经历，宫勋又讲起一件颠覆认知的事：“很多人不知道，北极是海上不冷陆上冷。我在阿拉斯加的时候，陆地上的气温是零下五十度，我们去的第一天，当地人就告诉我们有件事情不能做，从屋内走到屋外的汽车里，你不能把钥匙叼在嘴里。但是因为海水结冰是零下二度，在那么广阔的大洋上，贴近海面处的最低气温也就零下二度左右。所以在北极航行，停船上岸，赶快加衣服。”
北极就是这样神奇的地方，它的复杂性时刻改变着人们的原有认知，包括科学研究。“‘冰上丝绸之路’联合科考与发现”项目有两项引起学术界关注的发现，就在于揭示了不同以往的北极。
一个关乎北极的二氧化碳到哪里去，一个关乎北极的海冰怎么化的。
北太平洋像一口锅，最底层是一个碳库，地球上的二氧化碳经过循环存到这里的深海里。碳库上有一层中层水，像一个上千米厚的盖子。这个盖子越厚，深海的碳就封得越严。如果盖子薄一点，碳封不严，就跑出来了。一跑出来，影响了大气的碳含量，引发气候的动荡。反过来，盖子盖不严，也是受气候变化影响的。于是极地与亚极地气候的动荡，不光有触发-响应机制，还有一个反馈机制，这证明了气候变化是一个相互演化、非线性的过程。

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全球平均温度升高，北极更要高两倍左右，是全球气候变暖中著名的北极强化现象。如何解释这一现象，一般认为，海冰融化，冰的反照率降低，海洋会吸收更多热量，如此循环。但宫勋他们的最新研究发现，俄罗斯沿岸从陆上流入海洋的淡水、暖水，漂在冷海水之上，和海冰接触，也加速了历史暖期海冰的融化。
# q. }/ r; L+ Y& ~2 l0 U“两项研究从地理上说，都离俄罗斯太近了，”宫勋说，“能够进俄罗斯这么近的近海去做科考，是非常重要的一点，说明我们赢得了对方科学家的信任。”
一张张数据的曲线变化图上，时间的跨度都达到了千年、万年，几十万年前，北极在某些时间段比现在要暖，当时的海冰化到什么程度？过去80万年，地球二氧化碳浓度从来没达到今天这么高，气温要上升到何种程度？“我们主要课题就是做冰上丝绸之路沿线气候变化，现在有个提法叫将今论古。历史是了解未来的钥匙。和全世界横向比较的话，中国的冰上丝绸之路科学研究极具特色，地理呀、气候啊，整个学术系统，所有的门类，咱们国家基本上都有涉猎，不光是涉猎了，还有较深的研究。”
! V% B$ d; g8 {/ @% P北极的雪像沙子，抓一把，捏不成团，寒冷让它失去了水分的黏性。宫勋站在北极圈里，想到漫天的雪和满眼的冰在不久的将来都会融化消失，他对北极的爱有一种迫切感。
1878-1879年，芬兰探险家阿道夫·诺登斯科德第一次完成东北航道的航行。就在近几年，北极部分水域夏季“无冰期”已超过30天，可通航状态扩大。
一旦海冰完全消失，北冰洋变成“极地地中海”，周边八个国家将额外获得两个出海口，“全球变暖的一个重中之重就是两极，这既是国家需要，也是国际热点。”共建“冰上丝绸之路”，中俄是倡导者，也是推动者。宫勋回答为什么要研究冰上丝绸之路时说，“北极航道是一条战略备用通道，中国不能缺席。”
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信息来源：长江日报大武汉客户端 文 | 周劼 王俊芳。