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| 編輯推薦: |
l 美国国家科学院院士、“提塔利克鱼”发现者尼尔·舒宾40年极地科考手记;中国科学院院士、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员徐星作序并担纲翻译。 l 在极地寻找生命、宇宙和人类未来的答案。一部关于冰、生命和人类未来的史诗;一场跨越百年的探索故事;一面映照人类未来的镜子。 l 中国科学院院士、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员徐星,优客工厂、共享际创始人毛大庆,理论物理学家肖恩·卡罗尔,演化生物学家史蒂夫?布鲁萨特加拿大蒙特利尔麦吉尔大学心理学教授丹尼尔?列维京,《滚石》杂志特约编辑、《纽约时报》撰稿人杰夫·古德尔倾情推荐;《书单》《出版人周刊》《经济学人》《纽约客》《自然》《科学》等媒体联袂推荐。 湛庐文化出品。
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| 內容簡介: |
地球的尽头藏着地球最初的记忆,也藏着人类未来的答案。 极地不是生命的荒漠,而是一部摊开的宇宙之书:这里的冰层是时间的琥珀,封存着尼安德特人时代的空气;横贯山脉的岩层中,3.8亿年前的鲨鱼化石证明这里曾是赤道暖流;千米冰盖之下,仅依靠岩石和水在黑暗中繁衍了数百万年;广袤的冰原更是太阳系的“陨石捕捞网”,收集着来自太空的星尘。 《地球的尽头》是一场跨越百年的科学探险。在极寒、狂风和致命的冰裂隙中,探险者以生命为代价,寻找深埋地下的远古真相。作者尼尔·舒宾是世界知名的古生物学家,他因发现“提塔利克鱼”(填补鱼类到两栖类演化空白的关键化石)而闻名。作为芝加哥大学的解剖学教授,他兼具顶/尖学者的严谨与野外探险家的勇气。在书中,他将以第/一视角,带领读者深入极地腹地,还原真实的科考现场。知名古生物学家徐星担纲翻译,确保了专业术语的准确与中文语境的流畅。 极地也是一面映照未来的镜子。它用冰川消融警示人类的短视,也用生命的韧性启示未来的可能。无论你是寻求商业智慧的决策者、关注教育的家长,还是纯粹对宇宙好奇的探索者,极地都将是你理解地球命运不可或缺的一课。
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| 關於作者: |
尼尔·舒宾
美国国家科学院院士,“提塔利克鱼”发现者。
美国古生物学家、演化生物学家,哈佛大学生物学博士,现任芝加哥大学生物学院副院长。
他在2004年发现了“提塔利克鱼”,这是一种介于陆生四足爬行动物与鱼类之间的过渡生物,可能代表了生物界从鱼类向两栖类演化缺失的中间环节。该发现于2006年公布后引发全球媒体关注,他也因此入选ABC世界新闻“本周人物”。
著有科普畅销书《你是怎么来的》,该书荣获美国国家科学院颁发的年度最佳图书奖,由他主演的同名纪录片获得艾美奖。
[译者简介]
徐星
中国科学院院士。现任中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员、所长,云南大学教授、古生物研究院学术院长。长期从事中生代陆相脊椎动物化石及地层学研究,在恐龙演化与鸟类起源研究方向做出了系统性和原创性贡献,成果被国内外权威生物学和古生物学教科书引用和介绍。
曾获得未来科学大奖生命科学奖,杨钟健科学传播奖和发展中国家科学院地球、天文学和空间科学奖等多个奖项。
热心科普事业,科普文章“飞向蓝天的恐龙”选入人民教育出版社出版的《小学语文》四年级课文,《未亡的恐龙》一书被《中华读书报》评选为2001年度全国十大科普好书。
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| 目錄:
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推荐序一 从恐龙到极地,一位古生物学家的思想远征
徐星
中国科学院院士、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员
推荐序二 在地球的尽头,与冰川共呼吸
毛大庆
优客工厂、共享际创始人、董事长
序言 在世界尽头,寻找文明存续的答案
第1章 人类与冰川的每一次接触,都充满了冒险与探索
简单的化学公式,竟撑起魔幻多变的冰雪世界
在极地喝下的水,是来自尼安德特人时期降落的雪花
冰川缓慢雕刻出了高山深谷、蜿蜒峡湾
第2章 存在于极地的隐秘世界,也是理解外星生命的窗口
南极冰层下的湖泊,生命如何抵达那里
独自演化,百万年前留下时间的胶囊
被冰封的微生物世界,自我繁荣的生态系统
第3章 保持理智,学会适应,极地的生存艺术
冰冻自己,在极端严寒的环境中生存下来
在午夜时分进食,必须适应极昼极夜的特殊环境
从身体到心理,承受极端的考验
极地工作的七大法则,请你务必遵守
第4章 在不寻常的南极洲,探寻宇宙起源的奥秘
南极洲的第一颗陨石,意想不到的新发现
数百万年的冰层移动,让古老的陨石重现
来自南极洲的陨石,竟然有火星生命的证据
宇宙尘埃吸尘器,揭示太阳系的历史秘密
第5章 追溯极地冰川的发展,重构地球的历史地图
抵达最北端,广阔的极地海洋
即使生命垂危,也未停止科学探索
人类物种的历史发生在地球的特殊时期
两极被冰川覆盖,世界迈入全新阶段
第6章 极地冰川塑造我们的历史,改变我们的生活
恐龙舞池,来自2亿年前的永恒印记
冰川的移动,改变了一切
人类物种,在冰河时期中崛起
第7章 当极地冰川开始融化,地球的计时器开始启动
北极冰川始终是在快速变化的
南极的冰盖并没有想象中那么稳定
逐渐缩小的冰川,逐渐上升的海平面
当冰层消失,陆地开始隆升
当冰川融化,地球的气候也会发生改变
第8章 我们已经踏入一个充满变数的世界,整个生态系统都在被改写
科学研究与政治角力
“流离失所”的极地居民
冻土融化与全球变暖,来自极地的警钟
适应,极地生存的关键
结语 在地球的尽头,保持谦卑
致谢
注释
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| 內容試閱:
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从恐龙到极地,一位古生物学家的思想远征 徐星 中国科学院院士 中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员 如果你喜欢古生物学和演化发育生物学,大概率听说过尼尔·舒宾这个名字。他的作品《你是怎么来的》(Your Inner Fish)是古生物学和演化发育生物学领域一本现象级科普著作。在这本2008年出版的英文原版书中,舒宾用通俗易懂、生动有趣的语言,向公众描述了人类身体的演化历程;用基因和化石,把人类和鱼类紧密相连,让我们感受演化的伟大和神奇之处。在随后出版的《身体中的宇宙》(The Universe Within)一书中,舒宾更是把人类身体的形成和宇宙起源、星系诞生以及地球演化关联起来,从极微观到极宏观,从广博的知识到深邃的思想,让读者体验一个复杂而联系紧密的世界。2026年,舒宾的新书《地球的尽头》中文简体字版问世。在这本新书中,他再次拓展关注视野:以南极与北极的科学探险和研究为焦点,串联历史、当下和未来,连接个人、群体和整个人类,为我们带来了更深刻的思考。
这部新著延续了舒宾以往的写作风格。从野外考察故事的娓娓叙述,到不同学科知识的信手拈来;从个体和群体的矛盾与互助,到国家之间的冲突与合作;从对科学知识和研究历史的介绍,到对个人、群体和民族情感的呈现,都有机融合了作者对极地科学、极地文化、冰雪世界、全球变化关系以及关于人类未来命运的思索。这样一本书,一定会让读者在知识上收获满满,情感上有所触动,思想上有所启发。 在许多人的认知当中,古生物学是一门远离社会、不沾烟火的冷门学科,古生物研究者是一个视野狭窄、不谙世事的群体,其实不然。古生物学者在日常研究中,常常要面临广阔的空间、令人生畏的自然、复杂而难以预测的环境,以及巨大的时间尺度,他们的思维方式常常更加宏观且更具整体主义特征,他们观察世界的视野也常常更为宽广,他们对待同行和他人常常更加包容与平和。舒宾就是这样的一位古生物学者,也是在这些方面更突出的一位古生物学家。在阅读《地球的尽头》一书时,读者一定有所体会。 对我个人而言,虽然和舒宾几乎没有直接交往,但是从某些角度来看,我们有着密切的关系。舒宾主要以鱼类和两栖动物为研究对象,但他早期曾关注恐龙研究,这也是我本人的主要研究方向。在约30年前,舒宾甚至来到中国云南,对早侏罗世的禄丰龙动物群展开了野外调查。在《地球的尽头》一书中,舒宾介绍了他在格陵兰岛的一个有关恐龙的重要发现,即被称为“恐龙舞池”的恐龙脚印化石点。这些脚印和禄丰龙动物群时代的脚印相近,云南也发现了类似的脚印,这向我们揭示了那个时期恐龙面貌和大陆格局的关联。 舒宾和中国恐龙古生物学的关系还表现在另一方面。这与我在中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(简称为“古脊椎所”)的一位同事有关。这位同事名叫尤海鲁,关注中国恐龙古生物学的读者一定听说过这个名字。20世纪90年代,尤海鲁在美国宾夕法尼亚大学攻读博士学位。时任该校副教授的舒宾和著名恐龙古生物学家彼得·多德森(Peter Dodson)一起指导尤海鲁,帮助他成为一位世界知名的恐龙古生物学者。从这个意义上,舒宾为中国的恐龙古生物学培养了人才。 当然,舒宾和中国古生物学的关系不仅仅与恐龙古生物学相关。他和中国古两栖动物研究者一直有着密切的合作。这种合作关系始于20世纪90年代,一直持续到今天,历经两代学者。说起来,他们的早期合作和我也有关系。1997年,我参加了由中国地质科学院地质研究所的程政武和美国自然历史博物馆的高克勤(后转入北京大学工作)组织的野外科考。简单地说,程政武得知河北省承德市丰宁凤山镇产出过白垩纪蝾螈化石,这在当时是世界罕见的发现。于是他和高克勤组织了在凤山镇附近山沟里的野外调查,期望找到更多蝾螈化石。可以说,我的古生物学术生涯中最重要的野外贡献之一就发生在这里。当时我们知道化石被发现的大致区域,但要知道具体在哪一个山沟里,在哪一层岩石中,还需要野外工作来确认。我有幸首先发现了化石产出层位;随后,在大约两三平方米的区域里,我们采集到几百件蝾螈化石。这些化石为有尾两栖动物的早期演化提供了重要信息,产出了多篇论文,其中一篇论文由舒宾和高克勤发表于2001年的《自然》杂志上。舒宾和高克勤的合作一直延续至今,他们的研究历程甚至传承至高克勤指导的博士生贾佳博士。贾佳现在是古脊椎所所的一名研究人员。 当然,我和舒宾的关系不仅仅源自他与中国古生物学的联系,还因为在研究思路上,我非常认同他,或者说,我的研究受到了他的影响。舒宾既是一位古生物学家,也是一位演化发育生物学家,但他首先是一位古生物学家。他身上有着传统古生物学家的风范,热爱野外工作,喜欢去荒蛮之地探险。我也是如此。从内心深处来说,我最喜欢的地方是戈壁和荒漠。我喜欢感受大漠孤烟直,喜欢感受广袤的空间,更喜欢感受那些历经亿万年形成的岩石和化石。古生物学的基础数据来自化石,野外工作是古生物学当中最重要的一个组成部分,但在崇尚定量分析的当下,野外工作的重要性被日益轻视。舒宾显然极其重视野外工作。在《地球的尽头》一书中,舒宾不仅用他在极地探险过程中的亲身经历,还用几代极地探险者的艰辛经历,展现了古生物学和其他野外科学领域的学者如何克服大自然的挑战,获取一手科学数据,推动我们认知上的进步。 在极地科考中,舒宾最重要的贡献是在加拿大北极地区埃尔斯米尔岛发现和命名了提塔利克鱼(Tiktaalik roseae),一种生存于约3.75亿年前的鱼类。提塔利克鱼是代表鱼类向四足动物过渡期的一个物种,兼具鱼类与四足动物的特征,为脊椎动物登陆演化提供了关键证据。在《地球的尽头》一书中,舒宾提及了这一重要发现。其实,在提塔利克鱼发现之前,舒宾就一直在试图重建鱼类演化出四肢、登上陆地的过程。但他研究的方式不同于传统的古生物学家。 舒宾虽然是一个古生物学家,但他的视野并不局限于化石。他是古生物学家中最早关注演化发育生物学的学者之一,甚至是演化发育生物学的先驱者之一。在1997年发表于《自然》杂志的一篇题为《化石、基因和动物肢体演化》(Fossils, genes and the evolution of animal limbs)的论文中,他和另外两位学者一起,结合化石和发育生物学证据,展现了在昆虫翅膀、鱼鳍和脊椎动物四肢这些形态迥异的器官背后,实际上有一套同样的遗传调控机制。其实在同年早些时候发表的另外一篇文章中,舒宾和合作者就提出了深度同源(deep homology)这一概念,解释为什么昆虫翅膀、鱼鳍和脊椎动物四肢看着不一样,但实际上又有着本质的相似之处。这一概念现在成为演化生物学领域的一个重要概念。整合多学科数据解释演化现象,这一科学研究的整体主义思路也影响了我本人的研究。在重建鸟类翅膀和羽毛等一些生物结构和器官的演化历史时,我也采用了类似的研究方式。从这个角度来说,他就是我学术研究的领航者。
舒宾的融合理念体现在科研领域,也体现在其他方面。他一直在推动科技界和公众的交流,通过科学传播和科学普及,让公众更加了解科学、信任科学工作者。作为一位科学工作者,他不仅在自己的专业领域贡献卓著,而且关注社会、关注地球和人类未来。从这个角度上讲,舒宾是一个公众科学家,这也许是他被选为美国科学院院长的原因之一。一位来自古生物学这样一个小且冷门学科的学者,成为世界上科技最发达国家之一的科学院的掌门人,这是一个标志性的事件。这当然和舒宾本人的科学地位与社会影响有关,也和人类面临的日益严峻的挑战有关。一方面,现代科技的快速发展让我们对未来充满信心,另一方面,人类面临各种挑战。我们的地球家园能否一直为我们提供庇护,从《地球的尽头》一书中,我们能够感受到舒宾的担忧。从这个意义上讲,这本书超出了一部科普著作通常涵盖的范围。其实,古生物学这样一个小众学科受到整个科学家群体的日益关注,这不仅体现在舒宾身上,也体现在包括中国古生物学者在内的许多古生物学者身上。我想,原因之一在于我们确实需要更多、更好的历史认知,这有助于我们更好地面对未来的挑战。 最后,我还想提及一个有关本书的细节。实际上,本书背后有两个译者:我和AI。更客观地说,AI做了初步粗略的翻译工作,本书的编辑也付出了很多,我更像一位审校人。我之所以接受这本书的翻译工作,并采用AI辅助翻译,原因有二:一是我非常敬重尼尔·舒宾,能够成为他的著作的译者,让我们的名字出现在一起,这是我的荣幸;二是借助AI翻译器,我能够更有效地完成翻译任务。我们进入了AI时代,我们需要迎合时代的变化。人类社会已经历两个文明阶段:农业文明和工业文明,现在我们也许正在进入第三个文明阶段,也就是AI文明阶段。AI当下正在大幅提高人们的工作效率,未来将会颠覆人类社会的工作方式。作为科技工作者,我们需要有勇气做出改变,哪怕这有悖于你的习惯和认知。我们能否从地球的尽头迈向一个新世界,书中也许就有答案。
[推荐序二] 在地球的尽头,与冰川共呼吸 毛大庆 优客工厂、共享际创始人、董事长
我在北极、南极都参加过马拉松赛事,前不久还在南极完赛了一场百公里超马(2025南极大陆冰原超马挑战赛)。在极地的冰原上奔跑时,自己的呼吸声会被无限放大,视线会被无边的白色吞没。脚下是万年冰川,头顶是无边的白昼,抑或是黑夜。 与城市马拉松相比,极地赛事的体验,与其说是竞技,不如说是一场与地球最古老生命的对话。合上尼尔·舒宾教授的这本《地球的尽头》,那些曾被冰雪封存的记忆,忽然被赋予了全新的意义。
极地不是远方,是镜像 作为一个曾用双脚丈量两极的跑者,我原以为极地是“远方”,是地理的尽头,是挑战自我意志的考场。但舒宾以古生物学家的深邃视角告诉我们:极地是地球的“记忆库”,是理解生命起源、气候变迁甚至宇宙演化的钥匙。 我在南极跑步时,看到的很多景象都非常科幻,甚至魔幻,那些地方岩石裸露,狂风如刀。在我的意识中,这实在有悖于常识中的地球,它们更像是科幻电影中某个遥远外星球上的样子,比如火星。 而舒宾在书中揭示,这样的极端环境正是研究外星生命的窗口——冰层下的湖泊、百万年前的微生物、自我维持的生态系统……极地的荒芜之下,竟涌动着如此磅礴的生命力。 这让我想起书中那个动人的细节:考察队员在融化冰川饮用水时,喝下的水是来自“尼安德特人时期降落的雪花”。每一口极地的水,都是穿越时空的馈赠。
在极地,人只是渺小的过客 舒宾用大量篇幅描写了极地探险史上的悲壮故事:罗伯特·福尔肯·斯科特(Robert Falcon Scott)的团队在南极点旁采集植物化石,即便濒死也未放弃科学样本;伊莱沙·肯特·凯恩(Elisha Kent Kane)在-56℃的冰海中寻找“开阔极海”的执念;道格拉斯·莫森(Douglas Mawson)团队的队员坠入冰裂隙时留下的永恒沉默……这些故事让我深感震撼。 在极地奔跑,总有一些意想不到、突如其来的状况发生,这是城市路跑没法想象的,比如暴风雪会让能见度迅速降低,而在极端天气中,人类的身体能力显得如此渺小,一切科技、装备、经验都显得苍白无力,我们所需要做的就是敬畏。 就像书中所讲,在极地,决定命运的是你携带的技能、同伴的能力,以及那条漫长的补给链。 而这恰恰是极地教给我们最重要的一课:谦卑。 人类习惯于改造环境,但在极地,我们只能学习适应。书中所提的“极地工作的七大法则”——别让自己冻着、别让自己发热、别让身体缺水……看似朴素,却是在极限环境中生存的终极智慧。
冰川的脉搏,就是地球的心跳 长期跑步的人,对于“节奏”有着异于常人的敏感。而舒宾揭示了极地最深刻的节奏:冰川的消长。书中通过卫星数据、冰芯研究和气候模型,清晰地展示了冰川如何像活着的生命般流动、呼吸、变迁。 在南极奔跑过的人,一定会对这样的描述深有体会。在南极,冰山随处可见,同时也伴随着深蓝色的海水。 我所见的每一座冰山,都可能封存着10万年前的空气、远古的病毒,甚至是火星的碎片。舒宾在书中写道,南极冰盖每年移动近800米,冰下湖泊中活跃着近4 000种微生物——这是一个我们看不见却真实存在的“平行世界”。 最让我触动的是他对“雪球地球”的描述:7亿年前,冰川曾覆盖赤道,整个地球如同一个冰封的雪球。而如今,随着人类活动导致的气候变暖,两极冰川正在加速融化。舒宾在书中发出警告:“我们理解宇宙、地球与人类自身的珍贵窗口正逐渐关闭。”
为什么我们要读这本书? 如果你从未去过极地,这本书将带你进行一场沉浸式的科学远征。舒宾的笔触既有科学家的精确,又有探险家的激情。你会跟随他钻进冰裂隙,在蓝色冰穹下感受“冰砌哥特式教堂”的神圣;你会与他一起在苔原上寻找3.8亿年前的鱼化石,触摸生命登陆的瞬间;你还会透过卫星数据,看见冰川如河流般在大陆上蜿蜒流淌。 如果你曾到过极地,这本书会让你重新理解那片土地。你会发现,你走过的每一寸冰原,都承载着地球数十亿年的记忆;你呼吸的每一口空气,都可能裹挟着恐龙时代的气息。 对我而言,这本书让我的极地奔跑经历从“体验”升华为“领悟”。我更加明白,为什么在极地跑步时,总会感到一种近乎宗教般的宁静——因为那里是地球的起点,也可能是指向未来的路标。
写在最后 这本书通过大量的资料告诉我们:“极地之所以独特,很大程度上源于其与太阳的特殊关系。”站在普通人的视角看,极地的重要性和独特性体现在它与每个人息息相关。冰川融化关系着海平面上升,冻土解冻释放着远古病毒,极地涡旋影响着全球气候……南极和北极从来不是遥远的故事,而是人类命运共同体的一部分。 合上这本书,我仿佛回到了在南极完赛马拉松后的那一刻,站在终点,望着无际冰原,时间仿佛静止,我听到了地球的心跳。 如果你也想听到地球的心跳,即便身不往极地,亦可开卷有益,跟随舒宾教授的笔触,去倾听地球的心跳——在那尽头之处,藏着我们的过去,也写着我们的未来。 极地不远,它在书里,更在我们每个人的呼吸之间。
[序言] 在世界尽头,寻找文明存续的答案 我蜷缩在一架小型螺旋桨飞机里,双膝紧抵着一堆帐篷、食物和化石采集装备。当格陵兰岛的海岸线在远处显现时,下方的冰山仿佛触手可及。那是1988年7月,我是团队中唯一的学生,既是露营新手,也缺乏野外工作经验。同行的是3位经验丰富的野外古生物学家。我们的目标是在东格陵兰岛寻找早期恐龙化石。飞机从雷克雅未克郊外海军航空站的巨型跑道上起飞,与那些监控该区域苏联潜艇活动的军用飞机相比,我们的飞机显得格外渺小。这架飞机专为北极偏远山谷未铺砌的跑道与苔原着陆而设计,飞行速度极慢,我甚至担心它会突然坠落。 当飞机越过格陵兰岛目标区域时,飞行员全神贯注地在苔原与岩层间寻找安全降落点。他将机身侧倾,让飞机盘旋在山谷中,山谷两侧是由冰盖覆盖的红绿相间的平顶山与孤峰。飞行员试图找到一块长达460米的无岩石区域,准备降落。随着飞机的急转弯,前方的峭壁透过挡风玻璃扑面而来。我紧抓着座椅,想起一句老话:“世上的老派丛林飞行 员,要么经验老到,要么胆识过人。”看着飞行员浓密的灰白头发,我感到莫名的安心。经过三四次低空盘旋,他用轮胎轻触苔原,模拟着陆,以测试地面是否稳固。淤泥、苔原上的巨大丘壑以及散落的巨石,是北极荒野着陆的致命难题。飞行员最终选定降落点后,飞机载着我们颠簸摇晃地触地,剧烈的震动使机舱内物品四处散落。 由于返程可能遭遇恶劣天气,飞行员需即刻返航,我们只得临时排成人链匆忙卸货。当超额完成搬运工作量的飞行员仍衣着笔挺、纤尘不染时,我早已浑身沾满泥浆。飞机离去的轰鸣声,标志着我们未来6周极地新生活的开端。从此,岩石、冰雪、极地生物,连同我们此行的科研任务,将成为我们全部的世界图景。
世界最遥远角落的科学 在极地开展科学研究,意味着要直面情感、体力和后勤方面的重重挑战,这一切都是为了探索生命与地球的过去、现在及未来等根本性问题。从在格陵兰岛时的初出茅庐,到过去30年领导南北极科考,我最初的忐忑已化作感恩:何其有幸能在地球最瑰丽的奇境中工作。一个人能有几次机会在几乎没有人类涉足的地方工作?而且这样的探索还肩负着理解世界的基本规律及其形成方式的使命。
对欧洲国家而言,极地科学最初是带有民族主义色彩的事业,源于人类对地球最北端与最南端的探索与开发企图。无论是争夺极地控制权,还是寻找连接大西洋与太平洋的西北航道,各国在这场“地理大发现”竞赛中相互角力,却常以悲剧收场。 随着探险队在极地地区测绘工作的开展,对当地自然生态、原住民和气候特征的研究,科学发现逐渐涌现。尽管存在竞争,但我们今天对极地的科学认知,很大程度上源于具有空前广度与无私精神的国际合作。 自1870年起,科学家们开始不定期发起“国际极地年”(International Polar Year)的联合科考计划,促成各国研究人员在极地地质与气象研究领域的合作。1957年的国际极地年首次启动了格陵兰岛与南极冰层的钻探工作。这一行动将多国领导人汇聚谈判桌前,他们最终缔结了一份涵盖范围很广且极具前瞻性的国际协议。1959年,12个国家签署《南极条约》,明确规定任何国家在南极洲的活动必须完全以科学研究为目的。整片南极大陆从此成为科研圣地,而非各国军事力量的战略储备区。由于北极地区大部分领土早已为各国所占,此类协议在北极地区无法实现。尽管不同国家和私营机构难免会在南极资源和领土问题上展开博弈,并试图利用条约谋取私利,但无人能预见最终浮现的科学发现将产生何等影响。
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极地封存了过往,决定着未来 1988年实地考察伊始,我们无暇沉醉于眼前景致。 面对变幻莫测的极地天气,搭建庇护所成为首要任务。在三位同伴小法里什·A.詹金斯(Farish A.Jenkins Jr)、查克·沙夫(Chuck Schaff)与比尔·阿马拉尔(Bill Amaral)的指引下,我开始拆解帐篷装备,翻找物资中的绳索、锤子和地钉。他们三人各司其职:法里什,这位资深教授兼前海军陆战队队员负责行政决策;比尔作为经验丰富的野外工作者,既能在沙漠风暴中烹饪虾肉浓汤,也能在厨房帐篷里处理化脓的伤口;而查克最擅于在乱石堆中辨识化石。我的角色除了携带巴里·洛佩兹(Barry Lopez)的著作、极地史文献与鸟类图鉴外,尚不明确。
帐篷搭设完毕、物资固定妥当后,真正的处境方才逐渐显露。我与自然界的关系形成于近5000千米外的更南方,那里被绿植环绕,昼夜交替循环,可以方便地进行人际交往以及获得食物和医疗保障。而在这片新天地里,我以往依赖的感官信号已无法帮助我感知时间、距离与周遭变化。此刻决定命运的,是我具备的技能、同行三人的能力,以及与最近人类聚居地之间那条漫长的补给链。陌生与不安在空气中弥漫,加上自己可怜的露营经验,帐篷成了我在极地广袤冰原上的救生筏。我不断摆弄着绳结、绳索和地钉,偏执地追求搭建完美的庇护所。显然,我不仅要学会在此生存,还得完成当初把我们引至此处的科研任务。 很快我就意识到,在北极地区,科学工作乃至日常生活都严格遵循着极地天气、地形和后勤保障的节奏。淤泥、巨石与冰层,尤其是遇到逆风时,能将每日行程拖慢至几千米。那些曾在产品图册中光鲜亮丽的装备,或是在大学广场测试良好的器材,在零下低温和强风环境中频频失灵。 直升机、飞机和其他机动设备会出现各种意外故障,而备用零件可能远隔半个大陆。由于这些挑战,野外工作的每一周都需要提前在家花费数周时间进行规划。即便如此,精心设计的行程安排、考察清单和目标任务,往往在双脚刚踏上实地时就被抛诸脑后。正如泰森对拳击的经典评论:“每个人在挨第一拳之前都有完美计划。”当极地考察计划出现偏差时,耐心便成为最佳策略——对天气的耐心、对队友的耐心,最重要的是对自己身心极限的耐心。
[精彩样章] 当来自深层的超致密冰块被带到地表时,会呈现出犹如海蓝宝石的光泽。这种冰块被称为“蓝冰”,是极地研究人员的噩梦。远观宛如热带水域的浅蓝色池水,但其表象极具欺骗性。蓝冰表面摩擦力极低,在其表面,即使是最简单的移动也充满危险。人在平坦的蓝冰表面根本无法获得足够的摩擦力来移动。冰爪通常无法使用,因为锋齿难以嵌入坚如岩石的蓝冰表面。曾有被困在蓝冰斜坡上的雪地摩托,沿着坡面滑落了百余米。 蓝冰诉说着冰川运动的轨迹,它形成于冰川深处,在 某些特定区域被推挤至地表。与世界各地的冰川相同,南极洲的冰盖始终从高海拔区域向低处流动。当冰流遭遇山脉等障碍物时,深层的蓝冰会从冰川中被挤压而出,垂直隆起的冰体高度可达一二百米。最深处的冰层蕴含着最致密、最坚硬、最古老的蓝冰,其中部分冰体已存在超过10万年。尽管这种冰层是地表作业的最大危险源之一,但其古老特性却能给我们带来无上的喜悦。当我们将这种冰融化成饮用水时,实际是在饮用尼安德特人在地球游荡时期降落的雪。 我们在冰原上扎营,融冰取水,在科研工作、日常饮食和睡眠休息时都必须因地制宜地与冰层打交道。冰如同呼吸的空气与摄入的食物,已成为我们生活结构的组成部分。它更是我们穿越冰原、抵达裸露山岩的天然通道。冰层还对天气及我们周围的整体地貌产生重大影响。 在南极山麓地带,始终潜藏着灾难性狂风的威胁,风速有时超过每小时 160 千米,不仅使工作无法继续,甚至可能摧毁整个营地。高处的冰会使周围空气变得寒冷且异常稠密。这种高密度空气会向山下流动,并在下降过程中不断加速,从而在山谷底部引发猛烈的风暴。福里斯特遭遇南极强风的经历广为人知,当时他所在团队的雪地摩托被狂风吹得腾空而起。当然鉴于福里斯特的经验,我们此行特意将设备停放在远离帐篷的位置。 极端风力如同无形的雕刻师,塑造着我们脚下和远方的世界。被狂风打磨过的岩石群散布在南极山谷中。岩石表面深深镌刻着盛行风的方向。经过数百年的侵蚀,这些岩石和巨砾被雕琢出各种形态,从克尔维特跑车式楔形结构到海绵状镂空壳体。山谷的地貌特征也显示出持续数个世纪的强风作用。悬崖表面布满扇形边缘、凹陷的岩壁以及砂岩柱体,这些都是风力雕琢的痕迹。 南极干谷,前景中有一块被风吹动的岩石风与冰共同塑造着整片地貌并创造新生态系统。在麦克默多站以西 60 多千米处,有一组近乎平行的山谷群,覆盖面积超 5 000 平方千米。虽然它们两侧被冰雪包围, 但谷壁与谷底全是裸露的基岩,几乎没有一块冰。这片区域看起来就像布满岩石、毫无生机的地表沙漠。冬季气温可降至约 -70℃。该地区极度寒冷贫瘠,被用于模拟火星地质环境与探寻生命存在的可能性。这片被称为“干谷”(Dry Valleys)的地貌呈现出矛盾的特质。若山谷上方山体的积雪使谷内变得极度寒冷,那为何谷底却不见冰雪堆积? 沿着山谷边缘分布着海2400米的小型山脉。这些山脊成为天然屏障,阻挡冰川向下流入山谷。冰因此滞留在山脊上,而非进入山谷区域。冷空气在冰面上方聚集,当条件成熟时,这些寒冷稠密的气团会以强飓风般的速度冲入山谷。这些疾风不断雕琢谷壁岩层,并阻止积雪在低洼地带堆积。于是在广袤的冰封大陆上造就了这片寒冷的沙漠绿洲。想象科罗拉多大峡谷被冰雪世界环绕的景象。矗立在峡谷两侧的山脉拥有充满神话色彩的名字,如阿斯加德山脉(Asgard Range)与奥林匹克山脉(Olympic Range),这些名称恰如其分地传递出它们所激发的人们 的敬畏之情。 南极洲的狂风雕刻着嶙峋的岩石地貌,并不断重塑冰原地表。冰川表面覆盖着高达两米的雪丘,这种被称为“风蚀雪沟”(sastrugi)的地貌特征在极地探险中至关重要。曾试图乘雪橇抵达南北极的探险家们讲述过这样的经历:他们不得不推着雪橇翻越这些雪丘,行进速度因此大受影响。风吹积雪、风蚀雪沟以及冰川的规律运动,使得冰川表面如同波涛起伏的海洋,每日景象都变幻莫测。 若古生物学界存在墨菲定律,那必然是:最珍贵的化石往往藏于群山之巅。我们的化石发掘点也不例外。随着风蚀雪沟的不断变化,从迪塞普申冰川通往山巅的路线几乎每天都在改变。我们掌握了在极地冰盖上行走、生存和攀登的技巧,踏着层层叠叠的岩层向上攀登时,仿佛穿越了数百万年的地质时光。我们常常俯身贴近地表,只为寻找化石的踪迹。最终的收获是:3.8亿年前的鲨鱼、甲胄鱼类以及我们在北极地区发现的鱼足动物的近亲的骨骼与牙齿化石。一条曾孕育无数生命的远古热带河流,如今却化作一层岩石,覆盖在南极一座山峰之巅。四周冰原绵延数百千米,直抵南极点。 极地景观不仅揭示了人类存在的短暂与脆弱,也映照出整个生命世界的无常本质。冰原之上,变化无处不在。 若要在行星尺度上洞悉这种动态变迁的深远影响,我们需要培养一种全新的视角。 冰川缓慢雕刻出了高山深谷、蜿蜒峡湾 埃里克·里格诺特(Eric Rignot)踏上与冰雪结缘的职业道路,并非源自登山或地质学,而是从数学开始。在法国求学时,老师曾告诉他,数学是通往精彩职业生涯的门票。对他而言确实如此——数学为他打开了探索工程学、航空学与天文学的兴趣之门。 20世纪80年代中期,方兴未艾的卫星成像领域深深吸引了里格诺特。自1972年美国启动陆地卫星项目以来,每一代新卫星的发射都不断刷新地球成像的精度。受到这门新兴科学潜力的激励,里格诺特选择加入位于加州帕萨迪纳的喷气推进实验室。该实验室以研制卫星和太空探测器闻名,同时也是全球最先进的遥感技术研发基地。 初入喷气推进实验室团队时,上司指派里格诺特研究冰川。他当时颇为困惑,正如他向我透露的:“我甚至怀疑上司不喜欢我,才把我打发去研究冰川冰”。但很快,在喷气推进实验室的工作经历让他确信,基于卫星的遥感技术将彻底改变人类对格陵兰岛与南极冰盖的认知。理想状态下,卫星能让科学家一次性观测整条冰川,突破极地考察中难以克服的后勤障碍。此外,当时新兴的卫星成像技术还能穿透云层,以全新视角呈现冰川全貌。 尽管起初怀着疑虑投入研究,但事实证明:天时地利兼具,他正走在正确的科研道路上。回顾30年前刚踏入这一行时,里格诺特说:“很快我就意识到,自己进入了一个依赖遥感技术建立的信息宝库,这些技术彻底改变了我们观察冰的方式。”我们原先对冰川及其对地球气候变 化的响应机制的认知,大部分都被证明存在谬误。 20世纪90年代初期,喷气推进实验室的天文学家们开发出一种卫星技术,用于测量地球表面的细微运动。从太空中的卫星向下方地球发射的雷达脉冲会被反射回卫星。通过计算脉冲往返所需时间,就能精确测量地表与卫星探测器之间的距离。若对同一区域进行多次测量,综合 信号便可揭示地表物体的移动速度。这项技术的精度之高,甚至能从太空探测到毫米级别的位置变化。对里格诺特而言,这项技术就像一副新眼镜——整个冰层世界及其运动轨迹都变得清晰可辨。 里格诺特与他在喷气推进实验室、美国国家航空航天局(NASA)以及国际航天机构的团队,通过分析 2007— 2009 年的卫星数据,对南极大陆全域的冰流运动进行了精准测绘。就测量规模而言,这项工作相当于持续两年每日监测流经美国本土全境的水流动态。卫星成像技术产生了海量数据。这些数据随后在加州大学欧文分校由高性能计算机处理并可视化。当卫星数据以图形形式呈现时,整个南极大陆的冰流运动规律便显露无遗。冰川显然并非静止存在,但其运动方式仍令人称奇。从太空俯瞰,这些冰流宽约10千米的河流,自大陆中心绵延数千千米流向海岸。冰流在运动过程中会分裂形成支流,最终汇入海洋。这些移动冰带的厚度可达150米,年均移动距离可近1000米。 正如从太空拍摄的北美地图显示江河从大陆分水岭流向两岸海洋,南极冰层的卫星图像也揭示出冰流从大陆内部向周边海洋移动的壮观景象。这种流动已持续数千年之久。 卫星观测表明,南极冰盖整体正持续从大陆中心向海洋方向移动。若在南极点放置一块可追踪的巨石,百年之内它就会被冰流裹挟进入海洋。当冰体遇到山脉或其他障碍物时,冰盖输送带仍持续向前推进,冰体会绕过障碍物继续流动,同时深层冰体会向上涌动。这些区域还会形成裂缝、冰裂隙和冰崖,冰层在此处发生褶皱与弯折。 卫星观测发现促使里格诺特及其团队提出新问题:既然冰盖始终持续向海岸线方向流动且速度通常较快,那么控制其滑动、扩张或消融速度的因素究竟是什么? 冰川学家认为冰川规模由年增冰量与消融量的动态平衡决定。此外,冰体在重力作用下会像河流般从高海拔向海海拔海动。当冰川向下流动时,消融过程通过三种方式损耗冰体:底部融化、边缘崩解,以及固态冰体在风力作用下的直接升华。气候变暖意味着顶部积雪减少,底部融化、开裂和升华加剧。在同等条件下,冰川下移速度会随着体积缩减而加快。气候转冷时则呈现相反趋势。 每年持续累积的新雪会增加冰川体积,而整个冰体表面及下游边缘的消融作用则会使其体积缩减。按照这一逻辑推演,冰川在气候变暖时的退缩方式应当是:表层冰雪融化,融水汇入海洋。当气候转冷时,融化过程和径流会停止,同时积雪覆盖表层,促使冰川扩张。
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