本文来自微信民众号：格致论道课堂（ID：SELFtalks），作者：孙立广（生态学家，中科大地球空间科学学院教授），头图来自：视觉中国

“南极大陆是给拓荒者、探索者去的，那里有许多的秘密。前人给了我们那么多知识，我们不能总是享受别人的知识，还应该自己去缔造知识，让后人去享受，这才是科学事情者的天职。”

1998年以前，我曾经多次做梦，梦到自己像鸟儿一样，在天空中自由地飞翔，但我从来没有梦到已往南极。

有一天，我突然接到一个电话：“孙先生，你愿意去南极吗？”这个时刻我的感受是什么？喜出望外！

然则，我的一位研究生，我要派他到南极去的时刻，他很严肃地告诉我：“孙先生，你要知道，我父母亲只有我这么一个儿子！”他是怯弱吗？不是，是他知道不少关于南极的探险故事。

冰天雪地的危险

去南极是有风险的，你现在看到的雪龙号，那么的宁静、稳重、壮观，进去也感应很舒适。

然则它到了太平洋就是一叶扁舟，过了赤道、进入环南极、进入西风带的时刻，你五脏六腑都可能吐出来，晕到天翻地覆，眼看着冰山过来了，死神就在不远处。

等到这个时刻，有人就立誓——我再也不来了！我有一个校友就是这样，他去南极吐得不得了，回来以后就向我立誓他再也不去了，他总共向我发过两次誓，然则他去过三次南极。

这还没完，到南极大陆周边海冰过来的时刻，就要卸货了，这时刻就要坐上雪地车。

当雪地车在冰面上走的时刻，那感受真的是如履薄冰、如临深渊。雪龙海员下船的时刻，他们就处在这两种状态之中。

一个真实的小故事——有一位雪地车的海员，装了货物最先走的时刻，几米厚的冰裂开了，车体往下降，他自己从天窗上爬出来，扑到冰面上逃生了，接着谁人雪地车就掉下去了！

深度若干？一两千米！你说惊险不惊险？

到了冰面上，裂痕就像一个个陷阱，表面上都是雪盖着的，一不小心人和车就掉下去了。为什么我们没有掉下去？

由于我们有很好的珍爱，车和车之间有铁链拉着，人和人之间有绳子拉着，你掉下去了再拉上来。

到了南极，若是你碰着乳白色的天空，那就更恐怖了。你们可能看到过沙尘暴，然则可能没有看到过冰尘暴。在南极若是碰着冰尘暴，你可能就完了。由于它一吹起来不是几个小时，而是好几天。

冰尘暴是怎么回事？强烈的下降风把冰吹成粉末状飞向天空。有个韩国炊事员在管食物的历程中就被吹下去了。为什么我要形貌得那么惊险那么恐怖，由于事实就是这样。

拓荒者的南极大陆

然则，我们的科考队员还要去，每年去几百小我私家，为什么要去？他们为什么两次立誓三次去南极？有的人去了十几次，为什么？

由于这是国家的需求，但每小我私家去南极的想法都是不一样的。我不能代表他们，我只能分享我自己的理由。

首先，我对南极充满了好奇心。毛主席有一句诗：已是悬崖百丈冰，我想去南极看看这样的百丈冰。

其次是我有强烈的求知欲望。南极大陆是给拓荒者、探索者去的，那里有许多的秘密。

前人给了我们那么多知识，我们不能总是享受别人的知识，还应该自己去缔造知识，让后人去享受，这才是科学事情者的天职。

这些都是我的想法，然则谈何容易？

照片里的脚印，是我们的科考队员留下来的。整齐的一行脚印，后人随着前人的脚印在走，为什么？

制止危险——每一步都可能是有危险的。

这给了我一个启示：沿着前人的脚印走，永远走不出自己的脚印，以是必须要另开新路。我去南极，地质、环境、空间，什么都有人做了，我只能做别人没有做过的事情。

别人没做的事情，只有三种情形：一、没意义；二、硬骨头；三、没想到。

我们要做的是别人没想到的。于是我坐在阳台上想了七个晚上，终于想到一招——第一，在人家的界限上去做；第二，我要寻找到别人以前没有做过的器械，企鹅粪。

为什么是企鹅粪？

企鹅是一个界限动物。它是鸟类，然则又在陆地上生涯繁衍；在海洋里取食，实际上是把海洋里的食物消化了，以粪便的形式出现在陆地上。这样就完成了一个海洋——大气——陆地的大尺度的循环。

这样的循环保留了海洋的信息、生物的信息，同时也保留了湖泊的信息。

研究企鹅粪，可以领会历史的转变。粪便流入一个湖泊、一个积水区的时刻，可以看到，最底部的是最老的，最上面的是最新的，若是这个沉积物有一千年的话就有一千年的历史，有三千年的话就有三千年的历史。

粪内里有许多信息，有元素、有同位素，另有企鹅的毛、企鹅的骨，植物的残积等等，它就是历史的文字。

我们再用碳十四（C14）、铅、锶这些传统经典的定年方式，来测这些粪便的岁数，这些岁数就是历史的页码。

以是，我可以通过企鹅粪来领会历史的转变，我还可以领会海豹的历史转变，甚至可以研究出来南极海洋里磷虾的数目转变。

由于企鹅吃的是磷虾，海豹也吃磷虾，鲸鱼也吃磷虾。磷虾很可怜，处于食物链底端。

然则它很伟大，若是磷虾的数目削减了，其他生物的也要削减，以是磷虾在食物链里起一个异常重要的作用。

以是我选择了企鹅、磷虾、海豹这三个作为我的研究的支持，把南大洋的食物链给搞清楚，这是异常有意思的事情。

研究企鹅粪，可以获得两个器械：一个可以领会企鹅的生态历史；一个在企鹅粪和企鹅毛内里，可能保留着几千年，甚至上万年前人类的流动信息。

说实在的，这是一个勇敢的想法，这两个想法以前没有人想过的，我自己也不知道它能不能验证我的想法。但我信赖，人类完全有可能把自己的流动痕迹留在这里。

我们经常讲，头上三尺有神明，实在地下三尺一定也有人类流动的信息，我们做的好事歹事都市在那里留下纪录。

厥后，我的想法确实被证实了。

人类有冶金文明，冶炼黄金就需要汞，汞是挥发的，它通过大气和海洋这两个流体，把汞元素从大陆移动到海洋上去，移动到南极洲上去。

而且通过食物链，把它富集起来，保留在企鹅粪和企鹅毛骨内里去。这样，我们就可以追寻人类文明的历史、追寻那些丢失的文明。

企鹅与天气转变

这一想法在一段67.6厘米厚的湖泊沉积里实现了。

我们在这个企鹅粪里测了27种元素，其中锶、氟、硫、磷、硒、钡、钙、铜、锌这9中元素是高度统一的，异常吻合，波形是完全一致的。

这内里磷的含量特别高，到达5%到15%，其中氟的含量也很高，凌驾靠山值30倍到100倍。这是什么意思呢？

企鹅吃的是磷虾，磷虾内里氟的含量异常高。这样一来，磷和氟这两个元素就证明了，这27种元素内里的这9种元素是企鹅粪的标形元素，用它们来指示企鹅粪的若干。

多了，就说明那时刻企鹅多，少了就说明企鹅少了。若是今天在浦东这个地方发现了老虎粪，那我们就可以一定老虎到了浦东了，是一个原理。

我们以此来研究三千年来企鹅数目的转变。在距今1800年到2300年的时刻，天气锐减，企鹅数目也锐减，就是说它和天气转变之间存在着亲切的关系。

这是第一次用企鹅粪的方式考证了企鹅的历史转变。由于企鹅和人不一样，它没有给我们留下秦砖汉瓦、也没有留下金字塔、也没有留下文字纪录，只有通过这个不成器的、腐朽的粪便领会历史之间的转变。

厥后我们发现了8500年前企鹅的转变、1300年海豹的转变、8500年磷虾数目的转变。

磷虾是没有粪便的，然则我们通过企鹅和海豹的尸骸考证了磷虾历史上的数目转变。

这些器械异常有意思，这个文章在Nature上揭晓的时刻，Nature给我们一个谈论：这是一种研究湖泊集水区的一种新颖的生物的进化学方式，信赖在不久的未来它可能形成一个活跃的研究领域。

果真从这里最先，我们推出了一个生态地质学的研究偏向，也就是我们用地质学、地球化学、有机地球化学等种种方式研究生态的历史，研究已往没法研究的，已往一万年以来的生物的历史。

我们已经发现天气转变、温度转变影响企鹅的数目，厥后又发现区域天气转变同样影响了企鹅的数目转变。

我们也在研究低气压降低，导致底流的上升，导致营养液的增添，导致磷虾数目增添，导致企鹅数目增添。以是企鹅在冷的时刻也会增添，这也是我们的一个新的发现。

海豹与人类流动

海豹毛内里的汞，果真和我们想象的完全一样——汞可以在海豹毛里群集起来，人类流动在海豹毛里留下了痕迹。

距今250年的时刻，海豹毛里的汞含量数目大增，比现在还高，但过了几十年以后，它又降低，降到比已往还要低，这似乎是不可能的，最后证明了什么问题呢？

在250多年以前，南美大陆新发现了许多金矿。炼金就必须要有汞，那时冶炼出24万吨的汞，汞挥发出来以后，影响到南极大气，影响到生物，最后影响到海豹毛，以是那段时间海豹毛里汞含量就高了。

厥后南北独立战争打响了，金矿关闭，汞消逝了，海豹毛里汞含量就降低了，以是人类所谓的文明的流动，实际上对生态发生了很大的影响。

实际上，我们每小我私家都在地球上留下了痕迹。这个痕迹就是我们排放的气体，它已经在南极存在了，也许是十亿分之一，也许百亿分之一，然则存在那儿了。

人人还记得不记得，2008年整个南方都被大冰雪笼罩，天气变暖历程中可以发生突然变冷的这种状态，这是异常恐怖的，在历史上发生过多次。

距今一万八千年的时刻，末次冰期最先竣事，逐步变暖，变到一万一千年左右的时刻，又最先一个冰冻的历程，叫新仙女木事宜。

暖了以后又突然变冷，冷了以后又逐步变暖，变暖了以后又是一个突然的变冷。

在北极我们也开展了研究事情，在那里我们发现了距今11200年的鸟飞过来了，那时刻冰退去了。

到9400年的时刻，一次暖期内里的冷冻事情发生了，那时海洋里的钝贝一下子就绝灭了。

为什么发生这样的征象？为什么暖期会发生这样的情形？

上图红的是热的洋流，底下是冷的洋流。洋流相当于大海里的河，它在运动着。

当暖洋在大西洋上空已往到顶的时刻，温度特别高，北冰洋的冰融化了，水酿成淡水，盐度变低了。

而洋流北边谁人头就下不去了，下不去就往退却，热流的温度就上不去，就突然变冷了。

美国有一个影戏《后天》，就讲述了全球变暖历程中的变冷事宜。以是我们都在体贴全球变暖，没有想到在变暖的时刻也需要少量的人去研究变暖内里的冷事宜的发生。

250年前，库克船长到了南极留了脚印，100年前两个英国人在南极点留下了脚印。

2017年，中国雪龙船第一次穿越了北冰洋，穿过中心通道经过了北极点，它把东亚经济带和欧洲经济带连起来了，这是一个史无前例的、里程碑式的重大的事宜。

北极留下了中国人的脚印，我感应异常自豪。另外，我们在黄海、南海都留下了脚印。

我想和年轻人说一句：那些伟大的人，那些伟大的天才，“天主”总是给他们准备了异常好的礼物，然则前人总是要给后人留下一些器械，让后人去研究。

世界上所有的事情都有值得去研究，以是人人要随着前人的路去创新，这是异常重要的。

最后，一首词，送给我的战友：

冰海同舟兄弟，

雪山一行足迹，

展臂揽青云，

回眸汗洒南极，

南极，南极，

走遍天涯无极。

本文来自微信民众号：格致论道课堂（ID：SELFtalks），作者：孙立广（生态学家，中科大地球空间科学学院教授）