南極考察60年：由極地考察，看地球和宇宙的未來

南極昭和基地將於2017年1月29日迎來創立60週年。這相當於人生走過一個甲子。60年間，日本以昭和基地為據點，一步一步地推進南極考察工作，取得了大量成果。其中，除了有南極觀測之初誰都未曾預料到的發現外，還有不少對預測未來地球環境具有重要意義的東西。在60週年這個具有里程碑意義的時刻，我想和大家共同回顧一下日本開展南極考察活動的歷程，以及為我們思考地球環境的現狀和未來所帶來的啟示。

南極昭和基地（左）和南極觀測船「Shirase號」。第58次南極觀測隊於2016年11月乘坐「Shirase號」前往昭和基地

戰後10年，戰敗國日本的決斷

事情要從1955年說起。當時，在比利時布魯塞爾（Brussels）召開的國際地球物理年（International Geophysical Year）特別委員會上，日本表態稱將參與南極考察。但據說歐美各國中出現了堅決反對戰敗國日本回歸國際社會的意見。即便如此，在一些支持日本的國家的推動下，日本啟動了南極考察的相關準備工作。雖說戰爭已經結束10年，但日本依然非常貧窮，戰爭的創傷也尚未平復；穿著戰時傷病服在街頭和站前演奏口琴或手風琴的傷殘軍人的身影，也深深地留在筆者童年的記憶中。就是在那個時代，南極考察成為了一大國家項目的開端。

日本或將以國際地球物理年為契機啟動南極考察活動——掌握了這一訊息的《朝日新聞》社記者矢田喜美熊向報社內高層提議，促使成立了南極學術探險項目。同時，全社上下動員的宣傳活動拉開了序幕，捐款活動也在全國範圍大規模展開。當時，文部省、日本學術會議（委員會）、負責「宗谷號」運作的海上保安廳等相關人士的巨大決心和努力自不用說，背後的推動力量則是國民的熱望和民間企業的熱情。

於是，1956年11月8日，在眾多國民狂熱的歡送下，南極考察船「宗谷號」駛出了東京灣晴海碼頭。碰巧日本同一年還加入了聯合國，想必在當時的人們眼中，駛向南極的「宗谷號」與回歸國際社會的日本的形象重疊在了一起。同時，我再次感到這也是一個標誌，它向國內外展示了戰後日本將通過科學立國來實現重生的決心。

1956年11月8日，南極考察船「宗谷號」起航

一脈相承的「南極精神」

就這樣，「宗谷號」背負著國民的期待起航了，但南極的厚冰層和暴風雪阻擋了它的前進，雖然把第1次考察的越冬隊成功送達了目的地，但在返航途中卻被浮冰圍困；通過向位於附近海域的蘇聯（當時）「鄂畢（(Оb）號」破冰船求救，才總算艱難脫險。當時正處於冷戰時期，日本和蘇聯絕非友好國家，但這並未影響救援行動，我們從中體會到了「在南極遇困時彼此互助」的精神。這種精神正是一脈相承至今的南極精神的一部分。

由西堀榮三郎隊長和10名隊員構成的第1次考察越冬隊開始了越冬。放在海冰上的食物被沖走、觀測小屋失火燒毀……，讀過西堀隊長著名的《南極越冬記》（岩波新書）一書的人，一定會深刻地感受到他們每一天的生活都處在與死亡相伴的危險之中。就是在這樣極端嚴酷的自然條件下，隊員們發揮創造力，想方設法開展觀測和基地建設活動，他們的精神即便是在今天也絕不會褪色。

新發現——隕石、臭氧空洞和「苔蘚柱」

首先，筆者想為大家介紹一下在南極考察活動中觀測到的一些此前不為人知的新發現。

發現大量隕石，有的來自月球和火星

1969年，在南極內陸地區擔任冰雪調查任務的第10次觀測隊隊員吉田勝，在Yamato山脈（位於昭和基地南西南約300km處的山脈）的冰上偶然發現了一種黑色的物體。吉田是一名地質學家，所以當場就斷定該物體不是地球上的石頭。回國進行詳細調查後，發現它竟然是隕石。後來，日本持續開展了有組織的隕石探查活動，截至2016年，日本的考察隊發現和回收的南極隕石超過17,000塊。

2013年1月，參加第54次考察的隊員在南龍達訥山脈進行隕石探查活動

如此大量的隕石決不是偶然被發現的。在日本國土面積37倍大的南極大陸，這些隕石不是你四處隨意走走就可發現的。找到隕石分布的規律，遵循這種規律集中探查，讓全世界都知道了南極是隕石的寶庫——這一事實，我們必須視作為日本的一大功績而載入史冊。

南極隕石的絕大部分被認為來自小行星，但其中也含有源自月球和火星的隕石，今後或許還會有新的發現。2019年是發現南極隕石50週年，次年的2020年，「隼鳥2號」將結束小行星探測之旅返回地球。南極隕石的發現打開了行星物質科學研究的大門，希望該領域在未來還會有更大的發展。

在世界上率先報告臭氧空洞

1982年，第23次考察的越冬隊在昭和基地的觀測活動中發現，南極上空的臭氧量正在急劇減少。負責觀測活動的隊員忠缽繁稱，當時的數值極為異常，最初甚至懷疑是觀測儀器發生了故障。結束越冬任務回到日本的忠缽參加了1984年在希臘召開的臭氧論壇並發布了自己的調查成果，這是世界上關於南極上空臭氧空洞的第1份報告。測定臭氧量需要使用「多布森分光光度計」這種裝置，通常是利用太陽光進行觀測，但由於極夜期（太陽不露出地平線的時期）也要繼續觀測活動，所以觀測隊獨創了借助月光的觀測辦法。在這裏也可以看出日本人動腦創新的點滴痕跡。

臭氧空洞的擴大不只是南極的問題，而是影響全球的環境問題，它促成了《蒙特婁議定書》（1987年在加拿大通過，1989年生效）的誕生。或許是相關努力產生了效果，一度面積曾擴大到南極大陸兩倍左右的臭氧空洞，近來呈現出了縮小的趨勢。

臭氧層具有阻擋有害紫外線觸照射地球的重要作用。如果臭氧層遭到破壞，那么生物就無法在地表生息，大概只有紫外線無法到達的水中及地下的生物才能存活。

簇生於南極湖底的「苔蘚柱」

1995年，參加第36次考察的越冬隊隊員伊村智在零散分布於昭和基地附近基岩中的湖底裏，發現了奇異的物體。那是直徑40cm，高60cm多的綠色柱狀植物，被命名為「苔蘚柱」。它們由苔蘚類、藻類和藍藻等形成，簇生於湖底。

在南極，就算是極寒的冬季，海洋和湖澤也只有表面凍結，深處不會完全凍結，但即便如此，發現如此規模之大、堪稱湖底森林的植被還是令人感到非常驚異的。它們是何時、在怎樣的情況作用下來到南極「安家」的？這個問題讓人趣味橫生。生存於南極這種極端環境中的生物，它們的生態想必與地球生命的起源和進化具有密切聯繫。

為觀察「苔蘚柱」而在湖底設置水中錄影系統（2010年1月，第51次觀測隊）

「苔蘚柱」是地球環境的時間膠囊

在位於內陸的富士圓頂基地挖掘冰床的景象。光線照到的地方是挖掘孔入口。從那裏放下鑽頭向冰層內掘進（2005年1月，第45次觀測隊）

南極大陸的冰床，最厚處超過4,000m。這是南極降雪堆積形成的，越往深處凍冰的年代越久遠。2007年，在距離昭和基地1,000km的內陸地區的富士圓頂基地，觀測隊員們深掘冰層3,035m，幾乎觸及基岩，成功挖掘出距今約72萬年前的柱狀冰樣本（冰核）。通過對冰核的分析，以連續性資料明確了過去72萬年的氣溫和二氧化碳濃度變化情況。在這個意義上，南極冰核或可謂是地球環境的時間膠囊。

富士圓頂基地開設於1996年，位於標高3,800m處，平均氣溫零下50℃，最低氣溫會達到零下80℃。為了在這樣的地方建造基地，首先需要開發可以在極低溫環境下運送大量物資的大型雪地車。此外，科研人員還在日本國內和格陵蘭島，對掘冰鑽頭進行了反覆測試，研製出世界最高速的鑽頭。我想特別指出的一點是，冰核的成功鑽取也少不了這些技術支持。

從南極看到的地球和宇宙的未來

2001年，筆者在第42次南極考察中承擔了越冬任務。在2016年11月出發的第58次南極考察任務中被任命為觀測隊隊長

大家都說「南極是窺探地球和宇宙的窗口」，而極地觀測無非就是要釐清全球及地球近旁宇宙空間的變化，尤其是要找出引發環境變化的原因，並監控這種變化。地球的環境變化機制絕不是簡單的東西，而是大型運動的連鎖反應——太陽能、宇宙射線、地球磁場、板塊運動、洋流、冰床、生物活動等多種要素以非常複雜的關係相互發生作用，它們對地球上的大氣、海洋、動物群、植物群造成影響，並會形成新的變化誘因。

我想強調，在這個意義上，冰床、海洋、陸地整套存在的「極圈」是地球上的稀有之地，因此與其他地方相比，這裏擁有無可比擬的科研優勢。如果你問「為什麼要開展南極科學考察」，那麼我會回答，這是「為了從科學角度闡明現在地球發生了什麼以及今後地球會變成什麼樣子」。這也是在探求關於人類生存於地球這個平臺的意義，即尋找「我們人類來自何方？又將走向何處？」這個問題的答案。

（2016年10月3日）