两艘破冰船（图片来源：韦格纳研究所）
北纬85°，专家Nikolay Vokuev腰间缠着带子，从直升机敞开的舱门中探出身，将照明弹扔向数米下白雪覆盖的的北冰洋面上的浮冰。照明弹击中浮冰开始冒烟，使干净易碎的白色冰面变暗了。
我们位于遥远的北极，距离最近的大陆数百公里，并且离基地 —— 俄国破冰船Akademik Fedorov号也有大概50公里。我们正尝试着一次大胆的着陆，将俄国的Mi-8型直升机降落在浮冰上，而浮冰的厚度或许无法提供足够的支撑力。此次尝试十分危险，但若想直接检测冰川的厚度，我们就必须这么做。
飞行员调转直升机迎风飞行(通过判断照明弹烟雾的飘动方向)，以我几乎感觉不到的速度缓缓降落，并在距离冰面仅数厘米处盘旋。螺旋桨始终处于旋转状态，因此可以提供足够的升力平衡重量，并使直升机保持稳定，做好随时起飞的准备。
浮冰足够结实，于是俄国海冰专家Thomasz Petrovsky从舱门一跃而下。他一边小心翼翼一边迅速地在直升机旁边的冰面上钻了几个洞以弄清楚冰层的厚度。他缓缓地向下移动钻头，但是每一次，仅仅半米后，钻头便猛地摇晃，因为钻到了冰层下方的海水 ，这个过程太快了。Petrovsky正在寻找一块厚度达一米半的浮冰，坚实到足以稳固一艘大船。但是目前为止，每块浮冰都很薄。大雾临近，他回到直升机上，我们便朝着破冰船飞去。
寻找优质冰块
尽管很容易将北冰洋想象为一块巨大且坚固的冰盖，但实际上它是一个松散的拼接体，由互相持续碰撞的微薄浮冰组成。从高空鸟瞰，北冰洋很像一个放在世界顶端的破裂蛋壳。并且这些浮冰正在缩小。
9月20日和21日，俄国的Akademik Fedorov号和德国的Polarstern号两艘破冰船 从挪威的特罗姆瑟启航，前往北极中部执行任务。首个任务是找到一块又厚又结实的浮冰，最终能冻结在Polarstern号周围从而将船困在冰中一整年。
利用被称为北极气候研究多学科漂移观测站（MOSAiC）的这一独特平台科学家们对北极进行了前所未有的详细研究，提供了全新的信息。在北极中部的一整年里，专家们第一次对气候系统进行了如此多的细节研究，下至海洋上至云层。这些发现将帮助科学家更好地了解到北极的变化如何影响到地球的其他地区。
找到合适的浮冰并非易事。今年夏天，只有少量的冰能从这个反常的北极热浪中留存下来，因此冰层覆盖率也在逐渐下降。我在Akademik Fedorov号上度过了任务期的最初两周，我们先是航行于巴伦支海（Barents Sea）的广阔水域，接着是喀拉海（Kara Sea），此区域在最近几十年里平均升温5到6摄氏度，远远高于全球正常值。与我们同行的伦敦大学学院的海冰专家Michel Tsamados说道，“我们处在气候变化的热点区域。”
因为在过去的几十年内，冰缘线已经向北退缩了几百公里，我们不得不继续航行。尽管如此，当我们最终于9月25日抵达冰川边缘时，仍然被眼前的冰川所震撼。每次撞碎穿越巨大的冰块时，船体都会剧烈摇晃，抽屉、物品、甚至一些用螺栓固定住的家具都会随之震动。但是与震耳欲聋的噪音比起来，这都算不上什么。每当冰块划过沉重的钢制船体，会发出类似铲子刮过坚硬路面的噪音，但声音要大几百倍。最糟糕的时候，这个声音能让我心率飙升。最好的情况下也能让我深夜无法入眠。
接下来的几天里，为了穿过这片水域，我们在浮冰间蜿蜒前行。尽管Akademik Fedorov号能冲破1.5米厚的冰层，但船长只会在必要的时候下令这么做。于是我们有条不紊地行驶着 ，这给了我时间去欣赏冰冻的海景。冰的最薄处看起来就像是一片黑色的沙滩，远处是波光粼粼的白色波浪。但靠近之后，“海浪”变成了冰雕花园，不时有北极熊穿过，间或点缀着的融池仿佛耀眼的绿松石做成的水池。这样一片冰封仙境使我着迷。
接下来的几天我们继续朝东航行，因为在这个纬度上时区范围很窄，所以我们几乎每天都会少睡一个小时。但9月28日，船在北纬85°，东经125°的位置缓慢停下。正是从这里开始，大量的浮冰被一整年的盛行风和海浪带到北极，然后向南方的格陵兰和斯瓦尔巴群岛间的开阔海域移动。只要项目协调员找到合适的浮冰，MOSAiC将在这里开始执行任务。
过去的几个月内，Petrovsky和其他人通过卫星图像搜寻着潜在的浮冰块。但是评估一块浮冰是否合适的唯一方法就是亲眼确认。所以在10月1日的早晨，我们驾驶直升机飞往Akademik Fedorov号北边的一个地区，在那里我们可以在5个不同的浮冰块上打钻来测量它们的厚度。但每块浮冰的平均厚度都不足半米，根本无法稳固一艘船。
我们返回到破冰船上，船上的氛围也因为之前的搜寻而变得死气沉沉。MOSAiC任务的参与者，芬兰气象研究所的海冰科学家Jari Haapala说，“冰质变差也是气候变化造成的后果之一”。
从冰封到冰盖
而此时我们还不知道Polarstern号碰到了好运气。当我们还在Akademik Fedorov号上扫描着一片区域时，附近德国破冰船上的科学家们正在检查我们东南方向的一块奇怪浮冰。在雷达图上看它和其他潜在地点一样暗（代表着它很薄而且很可能被海水淹没），但它也存在一个不寻常的光亮区域。科学家们登上浮冰进行了徒步穿越，第二天又乘坐雪地车穿越了浮冰，他们发现此区域的冰层厚度达4至5米。
因为交流方式仅限于简短的邮件交流，所以直到两艘船在10月2日会面时，Akademik Fedorov号上的我们才知道Polarstern号的发现，船员们才得以开始讨论如何选择。总共检测了16块浮冰，但只有Polarstern号发现的那块有着厚厚的白色区域的浮冰能被用来稳定德国破冰船，它被取名为“堡垒”。这个喜讯让我们每个人都如释重负。Akademik Fedorov号上的领航员Thomas Krumpen在一次会议上说，“这就像一个隐匿的宝藏,发现这样的东西是我们的福气。”
有了这块浮冰，任务终于可以正式开始了。两天来，两艘船一直保持着对接，并通过一个大型起重机互相交换着气缸、雪猫（卡车大小的脚踏车具）甚至乘客。我被转移到Polarstern号上，并将在那里度过接下来的两周。转移工具是一个叫做“木乃伊椅子”的大型鸟笼，鸟笼将我举到空中，移过两船之间的水面，然后小心翼翼地将我放到Polarstern号的直升机甲板上。我在我的新船舱安顿了下来，而两艘船开始分路而行， Polarstern号向选中的浮冰前行，而Akademik Fedorov号驶向海平面上的另一块浮冰。后者将在那里以及其他几个遥远的地点停留，这样一来，研究人员就能以Polarstern号为观测中心，围绕其建造一个漂移仪器站网络。
10月4日夜晚，我们到达了“堡垒”，并撞上了一块1.5米厚的冰块，这次撞击使冰块在船体下方破碎并被推挤到船体两侧并咯咯作响。接着行驶了300米后，船长放慢了速度并熄灭了引擎。船体稍稍向后倾斜并静止下来，嘈杂声也随之消失了。我们终于停在了浮冰圈内。
在我们的航程中，这艘船第一次像回到港口一样静止不动，只是周围的环境令人生疏。远方的“天际线”是白色且平滑的，只略带起伏，但近处的冰却因船行驶过程中的撞击而崎岖不平 。在右舷处，有一块醒目的冰块碎片，雪白的层面间镶嵌着绿松石纹路。这艘船也很快地变成一座冰封城堡，栏杆和绳索上悬挂着霜花。但最奇特的景象是：扁圆盘似的太阳与海平面交汇，它并非在上升或下落，而是横向移动着。后来太阳消失了，很快地，极夜将会到来。
随之，科学家们开始争相建立中央观测台，这样他们在暮色中仍然能工作。科学家们开始用雪地车修路，把仪器设备拖到数个小组工作地点并运行从船牵引到这些地点的输电线。这项工程工作量庞大，我们常常感觉像是在北极建造一个城市。很快就会有远程操控的水下航行器、海冰监测器和大气测量塔。接下来的一年，数百个科学家将前来进行研究。这将是有史以来规模最大、最野心勃勃的一次北极远征，有关气候变化研究的数据将会被输入到未来几年的气候模型中。
但所有的这些设想都取决于浮冰的稳定性。10月5日，为了使Polarstern号更加稳定，船员们在浮冰上钻了几个洞，把锚抛入浮冰里，然后收紧绳索 ，船身因此经历了最后一次抖动 。船后的水面已冻结，进一步固定了船体。但是北极是不可预测的。三天后，一场时速35公里的风暴开始袭击浮冰， 冰上出现了一条裂缝，直指船头，并沿着左舷向船尾延伸。一小时后，裂缝扩大了5米，破冰船的左舷下沉了几米，导致右舷的绳索被拉得更紧了。这场风暴在浮冰上留下一个船形大洞，里面满是海水和落冰，也包括那块曾经被压在船侧的蓝绿色冰块碎片。
之后大风停息了，气温进一步下降，导致破碎的冰块重新冻结到一起，甚至更加紧密，并形成了一个小山脊。但科学家们无法判断我们还能保持多久的稳定状态。目前，我们正处在北极的掌控之中。
作者：Shannon Hall，是一位获奖的自由科学记者，目前在落基山脉工作。她专攻天文学、地质学和环境方面的文章写作。
翻译：蔡金哲
审校：孙雨漠
引进来源：科学美国人
本文来自：环球科学
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