封面故事
VOL:62期

遠征北極,超級任務

封面故事撰文、企編/許雅筑

北極處於地球最北端的地區,這兒長年冰天雪地,但現在,我們卻經常聽見「北極變暖了」。科學家發現,因為地球暖化,北極海上的浮冰逐漸融化,這不但影響當地生態,也導致全球海平面上升,進而影響全人類的生活。此外,北極圈暖化還影響了地球的氣流變動,甚至造成歐洲在夏季出現高溫熱浪,在在顯示北極是極端氣候變化的關鍵地區,想預測地球氣候,不能不了解北極。

只是一直以來,科學研究的觸角不易伸到北極,因為北極冬季的冰層實在太厚,破冰船無法破冰前進,只能藉由夏季融冰時開通的航道通行;加上北冰洋沒有厚實的陸地,無法在冰上建造堅固長久的考察基地,科學家大多是在浮冰上架設漂浮研究站,一旦冰塊斷裂就必須撤離。因此,以往在北極的研究大多是短期工作。

邁向北極的路途極為艱辛,雖然如此,科學家還是想克服重重困難,長期監測,深入研究北極,也因此一支跨國團隊成立了!名叫MOSAiC(北極氣候研究多學科漂移觀測站),他們讓研究船凍結在冰層上,隨冰漂流到北極中心,計劃考察整整一年。

這是一項史無前例的壯舉!想想呼嘯的寒風、冰封的海洋,科學家必須適應極地氣候,還要提防凶猛的北極熊,過程無比艱難,但為了科學,他們遠征北極,相信也將帶來前所未有的科學成果。

北極是什麼樣的地方?

你對北極的了解有多少?北極一般來說,是指北緯66.34度以北的區域,也就是北極圈,這裡屬於寒帶,終年嚴寒,而極圈邊緣地區是冷暖氣團交會處,容易颳起暴風雪,由於地球磁力線的分布,還可見到美麗的極光。北極在夏季有永晝現象,太陽不會落下;在冬季則是永夜,整天處於黑暗中,見不到陽光。

北極圈內絕大部分是北冰洋,或稱為北極海,海面上有長年凍結的冰層;陸地面積不大,大多分布在極圈邊緣,包含格陵蘭島、歐亞大陸和北美大陸,分屬於八個國家的領地,這八個環北極圈的國家組成了北極理事會。

北極中心是人類尚未全面了解的地帶,但北極圈邊緣與陸地相連,早在一萬年前就有人類抵達,並於數百年前開始定居,現今主要住著北極原住民因紐特人、尤皮克人、薩米人等。他們傳統的房屋是雪屋、獸皮帳篷;以肉食為主,會獵捕魚類、海生哺乳動物,還有北極熊、馴鹿等陸地動物。

極限探索

過去幾百年來,許多人想探索地球的極北之地,19世紀時探險活動非常踴躍,人們把征服遙遠的北極點視為榮耀。想前往北極點,首先要克服厚厚的海冰,1893年挪威探險家南森的隊伍首度使用了讓船隻隨海冰漂流的方法,不過當時他們並沒有順利到達北極點。後來,人們利用不同的運輸工具在夏秋兩季前往:1926年用飛機飛越上空,1958年用潛艇從冰下穿過,1977年才終於有史上第一艘破冰船到達北極點。
北極的環境嚴峻,居住人口原本很稀少,但隨著世界各國對北極逐漸了解,北極圈的領土開始受到重視—根據評估,北冰洋海底可能蘊藏著占全球1/8含量的石油和1/3的天然氣,那是有待發掘的寶藏!北極理事會的國家紛紛劃分領土範圍和經濟海域,以利於開採海底的資源。為了更了解北極的環境,這些國家都有各自的科學考察基地。

極限生物

北極天寒地凍,能夠在此生存的生物種類很有限,牠們大多數生活在北冰洋外圍的陸地。這裡的土地結冰,稱為凍土,只有到夏季,當凍土表層融化時,苔蘚植物或是草本植物才可生長,形成一片翠綠的苔原。這些植物能適應低溫、強風和短暫的生長週期,在永晝時利用整天的日照持續行光合作用,把握生存機會。

生活在北極的動物大多具有豐厚的毛髮、羽毛或是體脂肪層,可用來保暖。最具代表性的就是北極熊,牠是陸地上最大的掠食動物,主食是海豹;其他食肉動物還有北極狐、北極狼等。食草動物有馴鹿、麝牛、北極兔、旅鼠等。北極的鳥類大多數為候鳥,如雷鳥、北極燕鷗、北極海鸚,有些鳥在北極繁衍後代,僅少數在北極過冬。

北極表面的海冰不宜居住,但底下的海水比冰層溫暖,因此海生生物得以生存。海中微小的藻類、浮游生物等微生物,可餵養磷蝦、各種海魚,進而提供食物給大型哺乳動物,如海豹、海象、鯨豚類。

由於北極的生物種類不多,食物鏈結構簡單,如果受到干擾,例如某種動物數量減少,很容易連帶影響到牠的獵物和捕食者,使生態系統變得不穩定。但由於人類活動愈來愈頻繁,在北極發展漁業,大量撈捕魚蝦,或是侵犯動物的棲地,因此嚴重影響北極的生態環境。

至於北極中心的海冰與海水則充滿未知,這裡每年會面臨長達數個月的黑暗和冰冷的溫度,是地球上最極端的環境之一,不過,科學家仍認為這裡有許多微生物能適應生存,因此對北極中心的生態系統充滿好奇。......

[更多詳細內容請參閱《科學少年》2020年3月 ]