用先进科学仪器对冰川全面“体检” 进行高海拔身体缺氧实验
已持续5年的第二次青藏高原综合科学考察研究,今年开启了“巅峰使命”2022——珠峰极高海拔地区综合科学考察研究。为何如此重视对青藏高原和珠穆朗玛峰的保护和研究?相关研究打破了哪些世界纪录?发现距今1500万年植物化石这次“巅峰使命”珠峰科考,已经取得了多项发现,来自中科院的古植物科考队就在珠峰地区发现了距今1500万年的植物化石。1500万年前喜马拉雅山脉地区的叶子长什么样呢?这些1500万年前的叶子,是科考团队在珠峰附近海拔5800米的区域发现的,分别为高山栎叶片和木贼地下块茎化石,而现今这些植物不可能分布在那样的高海拔地区,这对于认识珠峰地区的抬升历史和植物多样性演化过程都具有重要意义。中国科学院西双版纳热带植物园研究员苏涛介绍,此次科考继续关注珠峰地区新生代的植物多样性演化与环境变化历史,科考队员们实地勘测了珠峰五条不同地质时期的地层剖面,并采集到大量植物化石、孢粉和岩石样品。2亿多年前,喜马拉雅山脉还被特提斯海覆盖,由于印度洋板块和欧亚板块的碰撞,导致地壳上升,海底变成了如今地球上最高的山脉——喜马拉雅山脉。这些化石正是喜马拉雅山脉剧烈地壳运动的见证。在“巅峰使命”珠峰科考活动中,中国科学院西双版纳热带植物园的科考队,还深入到日喀则市的亚东沟、陈塘沟、樟木沟以及吉隆沟等地,考察了现代植物多样性垂直梯度分布,采集到海拔1650米至5500米的表土孢粉样品和现生植物标本,将为珠峰地区地质时期的植物多样性和环境提供参照依据。科考使命A完成污染物、绒布冰川和冰湖变化监测5月1日,冰川与污染物科考分队挺进东绒布冰川,携带先进科学仪器对冰川进行全面“体检”。冰川与污染物科考分队将覆盖珠峰大本营至东绒布冰川的高海拔区域,进行为期一个月的科考工作,主要完成污染物监测、绒布冰川和冰湖变化监测、河流湖泊温室气体通量监测等科考工作。科考队员们要登上海拔5800米到6700米的高度进行钻取冰芯、冰雷达测厚、采集雪样等科考工作。从海拔5800米向上的东绒布冰川冰塔林之路,是极高海拔科考团队必须共同经历的路途。这一路上是东绒布冰川冰塔林分布最密集的地方。科考组成员、青藏高原研究所冰芯组教授李真介绍,冰川,就是河流的意思,冰川也是流动的,在流动的过程中,在历史上的某个时期,温度突然升高,下面流动速度快,冰就断开了,拉开了,就形成了一个一个的截面。B采集高海拔PM2.5颗粒物此次珠峰科考有一项任务,就是在海拔5200米的珠峰大本营,采集大气氮氧化合物和PM2.5颗粒物,这项任务5月5日完成。样本会送进实验室,进行同位素分析,能够从中发现珠峰大气超强自我净化能力的来源和奥秘。本次珠峰科考,为什么要采集这些大气成分?在海拔5200米的珠峰大本营附近,放着两个黄色小帐篷和再远一些的金属箱,就是来自中国科学技术大学的科考队员,采集二氧化氮和PM2.5颗粒物的“利器”。每天早晨8点、下午2点和晚上9点,在这3个固定的时间,科考队员风雪无阻,要收走仪器采集的样本,并更换新的采集容器。收集氮氧化合物样本,科考队员要在仅容一人的小帐篷内,全过程蜷缩着完成,极高海拔的缺氧环境,常常让他们感到晕眩窒息。而回收采集PM2.5颗粒物的滤膜,则要求科考队员动作越快越好,通常控制在1分钟以内,因为光照会分解掉样本中最关键的硝酸根等成分。据介绍,采集的氮氧化合物和PM2.5颗粒物等样本进入实验室,预计最快可在半个月内完成分析。C亲测极高海拔对人体影响5月1日,为探寻高原反应对人体产生的影响并获取一手数据,中科院院士、北京大学环境科学与工程学院院长朱彤和部分科研人员,以自己的身体作为实验对象,佩戴测量血氧、心电监测的传感器,在珠峰登山大本营和绒布冰川之间来回徒步穿梭。科考队员要收集自身血样、尿样、唾液、粪便等样本,还要测量血压、监测脉搏波传导速度,为后续研究提供样本支撑。为了获取更多数据,科考分队将追踪在海拔5200米、5800米、6350米、8848米这4个高度活动的人群,开展高海拔缺氧的人体健康效应等科学问题研究。这也是第二次青藏高原科学考察“巅峰使命——珠峰极高海拔地区综合科学考察研究”的重要项目之一。珠峰科考百科为何如此重视珠峰科考?“守护好世界上最后一方净土”第二次青藏高原综合科学考察研究队队长、现场总指挥、中国科学院院士姚檀栋介绍,青藏高原是世界屋脊、亚洲水塔,是地球第三极,是我国重要的生态安全屏障、战略资源储备基地,是中华民族特色文化的重要保护地。新中国对青藏高原的科学研究从20世纪50年代就开始了。20世纪70年代初,在我们国家还很困难的时候,就启动了第一次青藏高原综合科考。2003年12月,中国科学院青藏高原研究所成立,专门从事青藏高原综合科学研究。国家第二次青藏高原综合考察研究的使命,聚焦水、生态、人类活动,着力解决青藏高原资源环境承载力、灾害风险、绿色发展途径等方面的问题,为守护好世界上最后一方净土、建设美丽的青藏高原作出新贡献,让青藏高原各族群众生活更加幸福安康。青藏高原综合科考,第一次主要是“摸家底”,第二次则要“看变化”。我们要努力取得重大科研突破,为青藏高原经济社会发展和生态环境保护提供决策依据。为何锁定珠穆朗玛峰?“揭秘气候变暖背景下珠峰环境变化规律”今年科考任务目标为何锁定珠穆朗玛峰?姚檀栋介绍,珠峰是青藏高原的标志,从科学角度来讲,青藏高原气候环境变化对世界其他地区而言,可谓牵一发而动全身。首先,青藏高原是亚洲水塔,世界上很多重要江河都从这里发源,从而造福人类。第二,从生态角度看。从珠峰往南走,下面就是恒河平原,海拔接近零米。也就是说,直线距离仅两三百公里,海拔落差就超过八千米。这里的动植物分布、生态系统变化就相当于一个微缩的地球景观,这也是珠峰最大的魅力之一。第三,从气候角度看。青藏高原是季风和西风的巨型调节器,对全球气候变化具有重要影响。我国科研地位如何?“某些研究领域已处于国际第一方阵”围绕青藏高原的科学研究备受世界关注,我国科学家的相关科研在国际上是否处于领先地位?姚檀栋介绍,从20世纪50年代至今,我国在青藏高原进行了多次专项和综合科考,中科院在青藏高原建立了多个观测台站,包括西藏的珠峰站、纳木错站、藏东南站、阿里站等等,持续开展相关科学研究。青藏高原研究范围很广泛,包括地球物理、地质构造、生态、环境等等。我国科学家的研究,特别是近二三十年在国家对重大基础研究项目的支持下,某些领域已经在国际上处于第一方阵,例如,包括冰川变化等气候变化领域,以及生态领域等。随着研究的推进,相信我们会在国际上展示更多新发现和新进展,将在相关科研领域拥有更多国际话语权。背景自20世纪50年代起,我国开展了超过6次的珠峰科考活动。此次“巅峰使命”首次突破8000米以上海拔高度并完成珠峰峰顶的综合科学考察任务,是第二次青藏科考自2017年启动以来学科覆盖面最广、参加科考队员最多、采用的仪器设备最先进的一次综合性科考,是人类在珠峰地区开展极高海拔综合科学考察研究的一次壮举。
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