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第3次格罗夫山考察

队次名称: 第3次格罗夫山考察
起止时间: 2002-12-23 ~ 2003-02-03
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考察概述

       20021223日至20032月初中国南极考察第19次队在格罗夫山地区开展了第三次科学考察。由于有了前两次格罗夫山考察的经验和成果,这次考察的任务目标更为明确。

20世纪60年代以来,各国在南极内陆地区开展着激烈的陨石回收竞赛。而第二次格罗夫山考察明确了格罗夫山是一个新的陨石富集区,并发现了火星陨石、灶神星陨石等珍贵样品。这些样品的分析鉴定和深入的研究工作使我国的天体化学、比较行星学等学科研究水平跻身于先进国家行列。格罗夫山地区冰面陨石的现存量是有限的,而重新富集的自然过程相当缓慢。为保持我国在该地区陨石回收的优势地位,同时考虑到该地区科学研究内容的重要性、地区性科学资源和国家权益的紧迫性,以及我国目前南极内陆考察的后勤保障能力,国家海洋局极地考察办公室决定在第19次南极考察时执行第三次格罗夫山考察任务,争取在陨石回收、地质调查、冰盖运动学、地形图测绘等领域获得突出成果。

现场实施情况

先遣队员琚宜太等人于20021119日到达霍巴特,乘坐澳大利亚第二航次的“极光”(Aurora Australis)号于20021122日离开霍巴特,于125日到达中山站。会同越冬考察队员徐霞兴,开始了各项准备工作。中山站在物资不多的情况下,优先保证了格罗夫山考察队的补给,许多生活用品也是从站上临时借用的,从而保证了格罗夫山考察队从中山站顺利出发。

第三次格罗夫山考察工作分两个阶段:

考察阶段:

20021223日—2003117日,有5名队员,主要以陨石回收、冰雪调查为主,对阵风悬崖南段和中段的蓝冰区和碎石带进行了地毯式搜索。为体现我国在格罗夫山地区的权益,于1月15日在阵风悬崖中段立了一个标志牌。2003年,于1月18日、19日后续3名队员陆续由直升机送入格罗夫山。魏文良领队和陈丹红主任等领导视察现场工作并慰问格罗夫山队员,同机抵达的还有记者4人。借助于直升机,考察队在格罗夫山北部的库克岛峰建立了一个高精度的GPS控制点,对格罗夫山北部的伯德岛峰和库克岛峰进行了地质考察。从1月20日开始,陨石回收、测绘工作、地质调查、冰雪调查各项工作全面展开。格罗夫山地区阵风悬崖一带冰裂隙密布,经常出现不同程度的险情,而且天气恶劣,队员们经常冒着6、7级大风坚持野外工作。

返程阶段:

考察队于2003年2月3日开始返回,安全通过多个冰裂隙区。沿途补插即将或已经被雪覆盖的标志杆,每40千米左右打一个2米左右的浅钻,换标志杆的编号牌,采表层雪的样品,复测15次队内陆考察队布设的高精度GPS控制点。并于2月11日抵达中山站。

野外科考实施情况与成果

   第三次格罗夫山考察历时59天。此次考察虽然人员较少、任务很重,但是队员们任劳任怨,互相协作,精神饱满,出色地完成了陨石回收、地质调查、测绘和冰雪调查等各项考察任务。考察队共布设7个地面控制点,并测量其精确坐标;返程时复测并增设高精度GPS控制点。地质学方面完成了对库克岛峰的地质考察,在哈丁山采集多个新生代土壤(沉积物)样品和热释光样品,采集了6个宇宙成因核素年代测试样品。考察队沿途共测量及补杆247根,钻取26根雪芯;挖取雪坑并采样,还采集大量沿途表层雪样品。

   1.陨石回收

考察队前后有32天用于陨石搜索,共计回收陨石4448块(前两次格罗夫山考察共回收南极陨石32块),包括一些比较特殊、珍贵的类型。证实了格罗夫山地区确实是南极一个新的陨石富集区;使得我国南极陨石拥有量一跃成为世界第三(欧盟各国陨石总和为500余块)。

本次陨石回收工作最具开创意义的是,首次发现了大量碎石带型陨石。在野外,考察队员将陨石分为蓝冰型和碎石带型:蓝冰型陨石呈黑色或者灰色,一般风化强烈,结构松散,随主风向由大到小呈带状分布;碎石带型陨石呈咖啡色,质地坚硬,熔壳不明显,有不同程度的磨圆,在碎石带上或碎石带附近的蓝冰上分布,和蓝冰的流动方向有关。本次陨石回收工作寻找的蓝冰面积约100平方千米,碎石带有5条,工作方式主要是步行拉网,绝大部分陨石是在碎石带中找到的。

本次陨石搜索工作表明阵风悬崖下方蓝冰区以及碎石带均为陨石富集区域,从南段最南端到北段最北端,均找到了陨石,但富集程度受冰流、风向的影响有相当的差异。另外考察队员在哈丁山碎石带也发现了2块碎石带型陨石,表明陨石富集区并不仅仅局限于阵风悬崖一带。本次陨石回收工作进一步证实了刘小汉研究员在1998年的推测:格罗夫山地区可能是南极一个新的陨石富集区;预示着格罗夫山将成为南极陨石回收的热点地区之一。这些南极陨石的发现和多学科的综合研究将会使我国在陨石学、天体化学和行星科学等领域的科学研究取得重大突破。

2.测绘工作

在格罗夫山地区布设7个地面控制点,并测量其精确坐标;返程时复测15次队内陆考察队布设的高精度GPS控制点6个。鉴于冰川末端运动明显,新增加一个高精度控制点。

(1)测图控制点的布设和测量

根据考察路线和测图点位要求,经过综合考虑,在测区选择和布设了7个控制点。在每一个控制点,选择影像特征比较明显的地方,然后固定控制点的测量标志,采用Trimble双频GPS接受机进行观测,观测时间1小时。这样,与中山站GPS常年跟踪基准站进行联测,可以达到分米或亚分米级精度,能够满足本次测图控制点的要求。

(2)返程路线高精度GPS控制点的复测

根据返程路线高精度GPS控制点复测记载情况,对下表中的前6个点进行复测,第7个点是根据冰川运动监测的需求新增加的一个。经过与冰雪科考任务的协调,将这些控制点的位置作为返程宿营地,这样,实现了长时间的GPS观测,以便获取高精度的控制点坐标。

3.野外地质考察

主要完成了对哈丁山,阵风悬崖南段、中段和北段,梅尔沃德岛峰群,布莱克岛峰群的考察,借助于直升机对格罗夫山北部的伯德岛峰和库克岛峰进行了考察。在哈丁山采集了两个剖面的新生代土壤(沉积物)样品和热释光样品,计40多个。在哈丁山采集了6个宇宙成因核素年代测试样品,以确定末次冰期最盛期以来格罗夫山地区被冰盖覆盖情况。分别在阵风悬崖北段碎石带、哈丁山西侧堤、阵风悬崖中段碎石带收集沉积岩转石9块。

4.雪冰考察概况

沿途共测量247根花杆的高度,补杆58根;将原来澳大利亚的编号牌(从LT880到LT992)换成ZDT000到ZDT112铝牌,共226块牌子(每个号两块牌子);沿途每6~8千米测量表层20厘米雪密度,同时加测雪温度。沿途钻取18根1.6~2.0米雪芯,20厘米采样,采取334个样品;钻取2米雪芯共8根,3厘米间隔采样,共计505个样品;另外挖取两个雪坑:分别为2.5米和2米深,1厘米间隔采样,共计450个样品,并测量了密度。受中国极地研究所李院生研究员委托,沿途每6~10千米采集表层雪样品,共计68个样品;另受罗马尼亚人委托,沿途每14~20千米采集34个雪样。

冰雪采样、物质平衡观测与现场气象要素观测等方面的工作,具体现场执行情况如下:

中山站到格罗夫山沿途共测量247根花杆与两个6×6花杆矩阵的高度:其中从中山站到DT085(折返点)沿途,补插即将(或已经)被雪掩埋的花杆58根;将原来澳大利亚的编号牌(从LT880到LT992)全部换成ZDT000到ZDT112铝牌,共226块牌子(每个号两块牌子)。同时,沿途每4~6千米测量表层20厘米雪密度,用于计算冰盖物质平衡。

沿途每4~6厘米测量雪下15厘米、雪气界面和1米高度的3个温度,同时测量粒径。这些资料不但可以提供雪气界面温度梯度,还可以进一步为考察队开展遥感研究进行地面验证与调查。

沿途每16~24千米左右钻取1根雪芯,共钻取了31根1.7~2.0米雪芯。其中19根每20厘米采样,共计182个样品,主要为了分析最近3~7年来各种因素的平均状况;其他13根浅雪芯3厘米间隔采样,共计825个样品,主要为了分析最近3~7年来各种因素的年际间的变化情况。所有这些雪芯各种因素的多年平均状况还可以进一步用于进行空间分布与差异等方面的研究。

挖取两个雪坑:分别为2.7米和2.2米深,首次进行1厘米间隔采样,共计490个样品,并测量了密度。由此可能得到研究地区最近3~7年各种因素的详细变化情况。同时在雪坑中采集重金属样品88个,可以获得近年来人类活动对该研究地区的影响情况。

沿途每6~10千米采集表层雪样品,共计68个样品,每14~20千米采集表层雪样品(测H3+(氚)),共计34个样品。

第三次队的格罗夫山考察历时59天,出色地完成了陨石回收、地质调查、测绘和冰雪调查等各项考察任务。考察队共回收陨石4448块,证实了格罗夫山地区确实是南极一个新的陨石富集区;使得我国南极陨石拥有量一跃成为世界第三。考察队共布设7个地面控制点,并测量其精确坐标;返程时复测并增设高精度GPS控制点。地质学家完成了对库克岛峰的地质考察,在哈丁山采集多个新生代土壤(沉积物)样品和热释光样品,采集了6个宇宙成因核素年代测试样品。考察队沿途共测量及补杆247根,钻取26根雪芯;挖取雪坑并采样,并在沿途采集大量表层雪样品

考察队员

考察队员 单位 工作地点 考察类型 角色
缪秉魁 桂林理工大学 格罗夫山 陨石回收与研究 队员
闫利 武汉大学测绘学院 格罗夫山 地形图测绘 队员
张胜凯 武汉大学中国南极测绘研究中心 格罗夫山 地形图测绘 队员
徐霞兴 中国极地研究中心 格罗夫山 后勤保障 队员
李金雁 中国科学院地质与地球物理研究所 格罗夫山 后勤保障 队员
俞良军 中国科学院地质研究所 格罗夫山 陨石回收与研究、变质作用 队员
秦翔 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 格罗夫山 雪冰研究 队员
琚宜太 中国冶金地质总局 格罗夫山 构造地质考察、陨石回收 队长

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更新时间:2015-11-12 22:02

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