40载冰雪奇缘 极地考察为海洋事业发展打开一扇窗
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40载冰雪奇缘 极地考察为海洋事业发展打开一扇窗

极地,蕴藏丰富资源,是科学的殿堂、创新的源泉,被誉为“天然的科学实验室”,吸引着人类探索的目光和脚步;

青岛,国家海洋科教名城,海洋科研实力雄厚,聚集了全国30%的涉海院士、40%的涉海高端研发平台和50%的海洋领域国际领跑技术,拥有37.65万名海洋人才。

青岛—极地,这是一场实力与机遇成就的奇缘,奔跑在探索新领域的“第一梯队”。南征北战,青岛力量赋能极地考察,拓展了极地考察的广度和深度。极地考察也为青岛海洋事业发展打开一扇窗。

40载冰雪奇缘 极地考察为海洋事业发展打开一扇窗

极地之上 无限光芒

极地科学考察是人类探索自然奥秘、探求新的发展空间的重要领域。今年是中国极地考察40周年,自然资源部将开展一系列活动纪念这一重要时间节点。中国极地考察40周年成就展将于6月在国家博物馆举办,生动再现我国极地考察走过的光辉历程,展示极地考察工作取得的重大成就。

40年前,我国的极地事业几乎是一张白纸,没有一个极地考察站,没有一艘专业极地科考船。

1984年11月20日,“向阳红10”号启航,首次踏上前往南极的征程,实施我国第一次南极考察,考察队的75位科学家有一半以上是青岛高校中国海洋大学毕业生;

1986年10月31日,我国第一艘极地科学考察船“极地”号载着第三次南极科考队员从青岛启航,这是“极地”号的首次航程,也是我国航海史上的第一次环球航行,由此开始,“极地”号六次出征南极;

2017年8月28日,我国首次环球海洋综合科考在青岛起航,国内最先进的海洋综合科考船——“向阳红01”船从青岛出发,穿越南半球的印度洋、大西洋、太平洋和南极半岛周边洋区,开启我国首次将大洋科考与极地科考整合在一起的环球海洋综合科学考察活动;

2019年10月,中国第一艘自主建造的极地科学考察破冰船“雪龙2”号跟随中国第36次南极考察队首航南极,与“雪龙”号一起组成破冰船编队,开启“双龙探极”新时代……

时至今日,从无到有、由弱到强,中国极地考察事业已走过40年,建立了“两船七站”,跻身全球极地研究“第一梯队”,取得了丰硕成果。

青岛与极地考察渊源深厚。40年来,青岛深度参与极地考察。来自驻青科研院所、高校以及企业的科研人员冰雪兼程,“青岛智造”破冰前行,为我国极地事业贡献了青岛力量,科技之光闪耀南北两极。

破冰踏浪 非凡航程

记者从自然资源部北海局获悉,1984年11月,我国首次开展南极科考,主要任务是在南极乔治王岛建设长城站,自然资源部北海局等单位人员参与了长城站建设。

1985年10月,我国第一艘极地考察船“极地”号交由自然资源部北海局前身——原国家海洋局北海分局管理。从1986年首航至1994年退役,“极地”号六次从青岛起航出征南极,先后执行第三次、第五次、第六次、第七次、第八次、第九次南极考察任务,圆满完成我国南极长城站扩建、中山站建站的物资运输及南大洋考察等重大任务的保障工作,为我国南极事业的发展作出了突出贡献。

其中,1986年10月31日,“极地”号在青岛启航,执行第三次南极考察任务,这也是我国首次环球考察,航行太平洋、大西洋、印度洋航线进行重力、物理、化学和生物四个项目的考察,取得宝贵资料,填补了我国相关领域的空白。

1992年10月30日至1993年4月6日,“极地”号完成第九次南极考察“一船两站”任务,此次考察历时159天,航行24000海里,成功开辟了“青岛—新西兰—风暴圈—南极冰区—中国南极长城站”的新航线;首次沿南极冰缘航行一周,积累了我国环冰缘航行宝贵经验。

1994年,我国新一代极地科考船“雪龙”号正式入列,“极地”号结束了光辉的历史使命正式退役。北海局在中国极地考察事业的角色由船舶保障转变为科考调查。据介绍,自2021年开始,作为我国南北极考察各航次的水体化学业务化工作的牵头单位,北海局成建制承担极地业务化考察工作,主要承担海洋化学、海洋生态、海洋水文等专业领域的调查任务,为极地业务化调查工作贡献了青岛力量。在参与极地考察新征程上,北海局先后共派出36人次参与我国南北极11个航次的考察工作。

升级重启 求索无极

航次有终点,求索无极限。青岛市海洋重点项目——北海局破冰调查船和浮标作业船项目,进一步充实青岛海洋科考实力,为极地考察提供新装备。据介绍,为继承和发扬“南极精神”,北海局重新启用“极地”舷号。2022年11月,新“极地”号开工建造,2023年12月,“极地”号破冰科考船顺利出坞,将于今年5月交付入列,预计下半年开始承担科学考察任务,成为南北极考察补充力量。

以科考船为代表的支撑保障能力,是开展极地考察的重要基础。新“极地”号是我国自主设计、建造的新一代破冰科考船,具备全球无限航区航行能力。船长89.95米、船宽17.8米,相当于三个标准篮球场首尾相连组合在一起;定员60人,排水量5600吨,续航力达26000公里,最大航速15节,一次补给可以保障全船在海上生活80天以上;破冰等级PC6,能以2节的连续速度破1米厚的当年冰。新“极地”号设计建造充分借鉴了“雪龙”号、“雪龙2”号经验,具备开展极区科学考察的巨大潜力。

新“极地”号最大的亮点是可以同时搭载国产无人机、无人船以及水下自主机器人等装备,依托我国自主卫星网络系统,形成了空—天—海—冰—潜一体化的科考模式,打破了传统科考的诸多限制,能够同步完成包括大气、海冰、水体、地球物理在内的多学科综合科学考察任务,赋予科学家们更为广阔的探索空间。

硬科技成就硬实力

工欲善其事,必先利其器。极地装备是认识极地、开发极地、利用极地的基础保障和重要载体。在极地严酷复杂的环境中,想要取得科研成果离不开先进科研设施。依靠强大的科技创新实力,越来越多的来自青岛的自主创新技术、先进的极地探测与作业装备为极地考察提供了有力支撑。

2012年8月,位于青岛的山东省科学院海洋仪器仪表研究所(以下简称海仪所)研发的我国首个极地大型海洋观测浮标,由中国第五次北极考察队成功实现在北纬70度、东经3度的挪威海布放和长期连续运行。这是我国首次将自主研发的浮标和观测技术应用于北极海域,并利用大型浮标对海气相互作用进行连续观测,标志着我国自主研发的浮标观测与布放技术达到世界先进水平。

海仪所还参与研发了国际上首台在南极部署的可全天时观测80至110千米大气温度和风场的高空测风激光雷达,在第35次南极科学考察期间,海仪所团队完成了“极区钠荧光多普勒激光雷达探测系统”在中山站的安装和调试,该系统弥补了我国在极隙区中高层大气探测的空白。

2019年11月底,海仪所自主研制的“相干多普勒测风激光雷达”随我国第36次南极科考队顺利抵达南极中山站。这是我国首次在南极部署相干多普勒测风激光雷达,填补了我国对南极大陆低空大气风场探测的空白。至此,高、低空测风雷达“无缝衔接”,为我国在南极大气探测提供了全新的观测手段。

海洋观测站(点)是观测与研究海洋的重要平台,第35次南极科学考察期间,北海局在南极长城站建设了我国极地首个海洋站。2019年2月,长城站海洋站验潮站开始进行潮位业务化观测,标志着我国极地区域首个业务化海洋观测站正式开始运行。南极海洋站验潮站与位于青岛的国家海洋局北海预报中心相隔万里,但通过卫星,站内的观测数据可以实时传输至国内。北海预报中心的工作人员坐在电脑前就可实时查看长城站无冰期的潮汐观测数据,并完成实时监控。

青岛高校也为极地考察事业作出了卓越贡献。比如,中国海洋大学(前身为山东海洋学院)参与南北两极科考的科研人员已经达到230人次。1984年,中国海洋大学的赵进平、张玉林与李福荣参与了中国首次南极考察任务,参与此次科考的75位科学家中超过一半是中国海洋大学毕业生;中国第一个登上南极的科学家董兆乾、中国第一个徒步考察南极的科学家蒋家伦,都是中国海洋大学校友;中国第一个南北两极都登上的科学家是中国海洋大学的赵进平教授。近年来,著名极地科考专家赵进平及其科研团队已成为我国南北极研究的支柱力量,支撑和引领了我国极地科学的研究发展。

在刚刚结束的中国第40次南极考察中,我国首次在极地布放生态潜标。该套潜标被布放水深约3000米,将收集长周期序列的磷虾数据以及相关的生态环境参数数据。值得一提的是,此次布放首个生态潜标任务,由青岛企业海丽雅集团助力完成。据了解,海丽雅集团针对第40次南极考察专门设计研发了潜标锚系绳缆,能够满足南极海洋环境对绳缆的耐低温、抗切割、防附着、高强度和低延伸等特殊要求,为南极考察提供了重要的技术支持。

许多的“首次”,生动地彰显了极地考察的青岛力量。

而这只是青岛深度参与极地考察的冰山一角。40年来,中国科学院海洋研究所、中国水产科学研究院黄海水产研究所、自然资源部第一海洋研究所、中国海洋大学等科研院所高校以及青岛企业的科研人员频频参加极地考察,有许多人多次前往极地。青岛先后派遣了多少科研人员奔赴两极,有多少“青岛造”应用于极地考察,尚未有统计数据,但可以确信,书写我国极地科学考察史必有厚厚的青岛篇章。

开拓极地 向海掘金

虽然对于大多数人来说,南极、北极神秘而遥远,触不可及,但是极地考察成果离大众并不远。比如,来自南极的海藻,变成国际首款进入临床试验的免疫抗肿瘤海洋多糖类药物BG136;南极小磷虾带动大产业,一家企业仅用5年时间便以267.45亿元的品牌价值,与海尔、青啤、海信等老牌名企比肩,入选“2023亚洲品牌500强”,成长为市场份额中国第一、世界第二的磷虾油知名企业……从认识极地、保护极地,到利用极地,青岛将科研优势转化成产业优势。

一棵普通的南极褐藻,从万里之遥的南极海域来到青岛的实验室,变成了给人类带来抗肿瘤新希望的海洋新药。2023年6月11日,由青岛自主研发的海洋一类新药“注射用BG136”(简称“BG136”)正式启动临床试验。BG136由青岛海洋生物医药研究院、中国海洋大学、正大制药(青岛)有限公司联合研发,是国际首个进入临床试验的免疫抗肿瘤海洋多糖类药物。BG136的原料来源,正是南极褐藻。科研人员在开展海洋生物资源调查和评价的过程中,发现并验证了南极褐藻的抗肿瘤潜力,从开始基础研究到获批临床试验,用时19年,历经重重考验。BG136是国际上首次将海藻来源的糖类药物应用于肿瘤免疫治疗,具有创新性和先进性。

广受关注的南极磷虾,被称为“海上金矿”“蛋白质仓库”,是世界各国争相开发的海上资源。南极磷虾富含高蛋白质,含量远高于牛肉和一般鱼类,还含有人体所必需的多种氨基酸。一年捕捞7000万吨南极磷虾,即可为世界四分之一人口每天提供20克高质量蛋白。青岛与南极磷虾产业的探索发展,有着密切关系。2023年,全球首个南极磷虾基因组图谱在青岛发布。此次基因组破译由中国水产科学研究院黄海水产研究所(以下简称黄海所)联合青岛华大基因研究院等机构完成,从基因层面为南极磷虾资源合理开发利用提供了理论依据。中国工程院院士、黄海所名誉所长唐启升表示,该研究对于我国南极磷虾这一海洋生物资源开发利用的新兴战略产业建设、深度参与极地渔业国际治理具有重大意义。

黄海所是我国成立最早的综合性海洋渔业研究机构,也是我国南极磷虾高值利用的市场开拓者、业务引领者和标准制定者。在刚刚结束的中国第40次南极考察中,就有来自黄海所的科研人员——王新良和赵云霞博士,他们的研究方向主要是南极磷虾,为可持续利用磷虾提供更多数据支撑。2023年12月26日,黄海所与逢时(青岛)海洋科技有限公司共建的南极磷虾高值利用与质量检测联合研发中心在青岛揭牌,致力于带动中国的南极磷虾行业向高值化和多元化发展。逢时科技建造了我国最大的磷虾油透明工厂,青岛南极维康生物科技有限公司是全球首家优先开发南极磷虾肽蛋白粉产品的企业,青岛康境海洋生物科技有限公司建成了南极磷虾油产业园……青岛企业在南极磷虾产业方面积极探索和创新,推动南极磷虾全产业链技术进步。作为我国南极磷虾生物制品及功能产品的主要生产基地,青岛的磷虾油产量占全国50%以上。

青岛市海洋发展局相关负责人表示,青岛坚持产业兴海,推动海洋经济高质量发展,开拓推动南极磷虾全产业链发展,着力提升海洋药物和生物制品产业创新力,培育深海开发产业先发优势。

科研优势推动产业崛起、升级,这只是极地科学考察促进青岛海洋事业发展的缩影。作为极地考察的重要力量,青岛立足独特的资源禀赋、产业基础和雄厚的海洋科研实力,加强极地产业布局,为城市产业升级、经济高质量发展打造新的增长点。今年是我国极地考察40周年,四十不惑,方向更加明确。青青之岛,扬帆新航程,探索极地之光,奋力打造引领型现代海洋城市。

原标题:深度关注 | 40载冰雪奇缘 青岛“极地之约”带来什么?