惊！北极熊闯进科学家的营地帐篷！

在距北极不到320公里的北冰洋中部，德国破冰船“极地之星”号进入了笼罩在黑暗中的冰冻海洋。研究人员一周多次接触冰水和冰，潜在的北极熊到处觅食。

1.胆小的人不适合这次北极探险。在这个极端纬度地区，冬季气温将降至零下46摄氏度。自从11月份看到日落以来，将有150多天没有日出了。▲▲▲

新浪科技消息，北京时间3月31日，据国外媒体报道，在北冰洋中部，距离北极不到320公里的地方，德国破冰船“极地号”进入了笼罩在黑暗中的冰冻海域。科学研究人员一周多次接触冰水和冰。到处都有潜在的北极熊觅食。令人难以置信的是，每个人都有两个多月没有见到太阳了。

他们的任务是用机器人船探索北极海冰下最神秘的环境之一。这项工作充满了挑战，包括暴风雨天气，帐篷营地和营地漂移。然而，进行这项科学研究的科学家能够收集前所未有的调查数据并面对最大的挑战是值得的。

2.图为海冰中的冷冻海藻和海洋微生物。▲▲▲

探索北极海冰世界只是马赛克探险的研究项目之一。马赛克是长达一年的北极探险，有点像科幻作家儒勒·凡尔纳描述的传奇探险。“极地之星”号破冰船周围的海冰在航行时会结冰。它在北冰洋中部以之字形路径行进了2500多公里，有时会遇到风暴和洋流。在航行中，数百名研究人员不断收集北冰洋调查样本，分析北极气候并收集冰样本。通过建立一个室外实验室网络，被调查的自然生态系统可以从破冰船延伸到周围50公里。

胆小的人不适合这次北极探险。在这样的极端纬度地区，冬季气温将骤降至零下46摄氏度。在11月看完日落后，将有150多天没有日出。由于海冰周围潜伏着许多北极熊，这对科研人员构成了一定的威胁，他们建立的海上漂浮基地采用了复杂的北极熊防御系统，包括绊网、360度红外扫描仪和六次武装巡逻。

在探险的第一站，德国阿尔弗雷德·韦格纳研究所的海冰科学家马塞尔·尼科劳斯和伊尔卡·马特罗帮助建立了一个“水下机器人绿洲营地”，这是镶嵌冰观测网络的四个主要研究前哨之一。这里的明星是一个小冰箱大小的机器人，配备有传感器、摄像机和机械臂。它通过一个海冰洞穴进入海洋。科学家将控制拴着的机器人在冰下穿梭一年，每周一次。

3.水下机器人营地将搭建一个基地帐篷，然后在帐篷里钻一个冰洞，将一个水下机器人放入冰水中，旁边配有一个控制台，由两名工作人员作为主控制器和辅助控制器。他们坐在监视器屏幕前，使用控制器实时控制水下机器人，并检查传感器的所有数据。▲▲▲

“这是我们第一次追踪冰层下的季节变化。我们想知道形势如何，以及它们将如何影响一年后的气候变化。”

研究人员最感兴趣的是冰层下的光线变化对生态系统的影响。在一年的观测中，北极海冰从夏天到冬天都被永久照亮，而且完全是黑暗的，因为北极作为地球北半球的最高部分，将离太阳最近，也离太阳最远。海冰也经历季节性变化。在春天和夏天，海冰随着光线和温度的上升而逐渐融化和变薄，而在秋天和冬天，海冰会变得更厚。

穿透海冰的光量塑造了北冰洋的生态系统，该生态系统是基于海水和海冰中的微小绿藻。由于水下机器人探测器将全年测量、照明和收集生物样本，研究人员将看到北极海冰生态系统如何逐渐恢复，并在漫长的冬夜过后第一缕阳光再次出现时释放出活力。

4.在图中，研究人员正在监控水下机器人的测量操作。▲▲▲

海冰科学家马特罗说:“即使少量的太阳光穿过冰，它也能开始冰中藻类的生物生产。这些藻类是海洋食物链的底层。正是它们为浮游生物等微小甲壳动物提供食物来源，而浮游生物是各种鱼类和海洋无脊椎动物的食物。”

美国科罗拉多州立大学的大气科学家杰西·克雷梅参加了马赛克探险任务的第一阶段。她希望水下机器人的调查数据能帮助人们理解气溶胶、悬浮大气粒子和云的“种子”是如何在春季浮游植物大量繁殖期间产生的。研究小组在南部地区进行了一项调查。结果表明，海洋微生物对北极云的形成至关重要，这种情况也可能发生在我们以前不知道的北极中部地区。

杰西指出，我们目前正在探索北极海冰环境中的一个关键环节——气溶胶对云的影响，这一点以前还没有被彻底研究过。

除了太阳光线，水下机器人还收集其他海洋环境数据。营养和盐度等海洋环境因素会影响海冰下的生命形式。同时，它们也揭示了冰层底部的重要信息。通过水下机器人的多波束声纳，可以绘制出海冰底部起伏结构的三维图像。科学家研究海冰结构和周围海水的性质，希望能更好地了解海冰是如何变厚或变薄的，覆盖冰层的雪有多少更容易融化。

5.水下机器人将被放入冰洞。▲▲▲

尼古拉斯说，最终这些信息将被输入到模型中，以预测北极海冰何时何地最有可能融化，不管是在季节性周期还是在人类引起的气候变化的长期影响下。事实上，水下机器人收集的所有数据都可以作为基准，帮助科学家了解海冰及其独特的栖息地是如何随着北极地区温度的上升而变化的。

“一旦我们能把不同的生物群落映射到不同的冰况，我们就能预测生物群落会随着气候变暖而发生怎样的变化。”

正如水下机器人科学家在MOSAiC探险的早期了解到的，收集所有这些数据需要一些耐心和适应性。

水下机器人营地是建立一个基地帐篷，然后在其中钻一个冰洞，把一个水下机器人放入冰水中，旁边配备一个控制台，由两个工人作为主要和辅助控制器。他们坐在监视器屏幕前，用控制器实时控制水下机器人，并检查传感器的所有数据。2019年10月中旬，在科学家安装了所有设备后，一场风暴打破了海冰，营地漂浮在海面上。最后，研究人员不得不启动一项救援行动，包括驾驶一架直升机到他们的野外营地去回收营地的物资。

然后一切都得重建。经过两周的休养，研究小组于11月2日再次部署了水下机器人潜水调查。马特罗说:“在接下来的两周内，行动非常成功，但紧接着又是一场风暴，整个营地再次漂浮起来。这一次，研究小组设法在同一个地方多呆了几个星期，然后继续潜水。然而，在12月16日，另一条裂缝出现在冰上，并且正在穿过营地。最后，研究小组*拆除所有研究设备，以免被海水浸泡。

平安夜，新员工第三次来到马赛克的第二站建立“水下机器人绿洲营地”。随着冬天的到来，冰变得更加坚硬和稳定。幸运的是，从那时起，营地就没有调整过。

尼古拉斯说，北极工作必须面对这些后勤挑战和困难。自20世纪90年代末以来，他一直在偏远的北极地区进行实地调查，并不得不承认之前的冰作业带来了许多麻烦。北极海冰比我们预期的更“动态”。这是北极。

除了多变的海冰，“北极土著”——海豹和北极熊——对我们构成威胁。

正如海冰物理学家和水下机器人绿洲营成员克里斯蒂安·卡特琳所描述的那样:北极海豹非常讨厌。他们经常咬掉水下电缆。为了防止海洋哺乳动物咬断电缆并导致停电，水下机器人和其他电缆在不使用时被存放在金属笼中，这是迄今为止最有效的预防措施。

北极熊也有威胁。目前，研究人员还没有遇到任何危险。11月9日，在研究人员的午餐时间，一只北极熊漫步进入马赛克气象研究营地。研究小组的所有成员*撤离冰层，整个下午的工作不得不取消。马特罗解释说，我们的首要任务是确保北极熊不会对科学家造成伤害，人类安全是北极探险活动的重中之重。

尽管在北极开展科学研究将面临许多挑战，但水下机器人绿洲团队值得收集一整年的调查数据。卡特·瑞安对北极探险非常乐观。他说这是我的希望和梦想。北冰洋是一个非常好的探险地点，这非常重要。他回忆说，在2019年10月的黄昏，天空变成了粉红色和橙色，强烈的太阳直射角在冰上显示出耀眼的蓝色。但是当夜晚来临的时候，你会沉浸在黑暗的环境中，但是它仍然很美。

北极熊在两个多月没有见到太阳后进入帐篷