冒险家小传

丁琛

极地探险教育的实践者

2011年以来，丁晨先后组织青少年走进南极、北极、青藏高原、南海等地，围绕极地环境、生物多样性、海洋资源、地质结构、全球气候变化等科学主题进行调研。科研团队发表了300多篇极地科研论文，发表了20多篇学生科技论文，发现了3个极地未知物种。

到过极地科考的孩子，有什么区别？

在城市公园里，你带着孩子去喂麻雀、鲫鱼；极地科研的孩子们，看着北极熊饿着肚子乞讨食物，目睹了贼鸥捕食企鹅幼崽。

你的孩子在植物园里欣赏盛开的花朵；北纬78°在斯瓦尔巴德群岛，一个孩子捡起一块植物化石，破解了3亿年前北极的样子。

孩子为老师布置的一篇作文很难写；极地科学研究的孩子们，数万字的科研论文已经在出版物上发表。

这次活动的组织者和策划者是丁晨。他曾在科技部和外交部工作。在接下来的十年里，他计划组织1000多名青少年到南极和北极进行科学调查。

科学启蒙应该以更生动有趣的方式，让青少年能够直观地接触和感受，从浅到深，树立科学的概念和框架，提高他们对自然科学和生命科学的认识。

01

不到十年，北极气温上升了20年℃

白鲸在沙滩上自杀，北极熊被迫啃草坪

2018年，丁晨率领的青年科学研究团队再次出发。当船即将靠近斯瓦尔巴岛时，眼前的一幕震惊了所有人——一条巨大的白鲸冲向海滩自杀，双头北极熊正在浅滩享受久违的饕餮盛宴。

刚到，就看到北极两大食物链顶端的物种就这样同框，船上的青少年从视觉到内心都受到了很大的冲击。

事实上，自2015年以来，学生们已经清楚地意识到北极熊寻找食物的方式发生了变化。在海岸你经常可以看到骨瘦如柴的北极熊，它们的头发是黄色的，这在过去的电视和教科书中是完全不胖的。他们太饿了，他们去岩石的裂缝里寻找小螃蟹，吃植物和草坪，有时为了抓食物而互相争斗，甚至攻击人类。

而这一切的罪魁祸首，就是全球变暖。

气温的迅速上升，引发了一系列连锁反应，对整个北极的生态产生了很大的影响。

首先，大量的海冰融化成海水后，更多的太阳辐射热被吸收，反而加速了冰的融化。如今，北极浮冰的面积比1970年缩小了三分之一。

这对需要用浮冰捕猎的北极熊无疑是一场大灾难——它必须躺在冰上，在前面挖一个洞，当海豹伸出洞通风时，用锋利的爪子迅速将海豹击昏，然后把海豹拉起来吃掉。北极熊的鼻子非常敏感。它还可以闻到水下8公里到10公里的海豹。

以前的冰区离海岸线只有40到50公里。北极熊游泳的极限记录是102公里。通常，旅行60或70公里不是问题。游到冰区捕食很容易。

然而，在过去的两年里，当青年科学研究小组再次去那里时，他们发现最近的冰区离海岸线有100公里远。这意味着北极熊可能会因为身体透支而淹死或在游到冰区之前死亡。

目前，北极熊的数量不到3万只.这个物种将在2060年灭绝。

此外，海冰融化后大量淡水注入海洋，海水浓度降低，PH随着价值的变化，海中的微生物、鱼类甚至整个生态都会受到影响，无一幸免。

北极动物的生存受到了前所未有的挑战。北极植物的生存条件同样严格。

02

极地动植物也抱团

观察冻融现象后，孩子获得科技奖

在到达北极之前，学生们认为那里只有一大片白色。去了之后，我发现北极圈不仅有100多种植物，而且大多数植物都有美丽的形状和颜色。

好看是为了吸引驯鹿、雪兔、小狐狸等动物食用，从而把植物种子粘在动物身上，带到各个地方。动物相当于植物授粉和传播的媒介。

当然，动物并没有白帮。北极的花一般都有向阳生长的特点，可以作为指南针。因此，驯鹿在迁移时，会依靠虎耳草来识别方向。

北极植物，不仅需要与动物拥抱，植物之间也会伴随。

北极有强风和低温。如果植物生长在石头或土壤中，它们很容易被风吹倒。有些植物根系短，不发达，需要和苔藓、地衣等伴生植物一起生长，以抵御极端的自然环境。

在北极，植物通常生长在冻土中。要想立足

这是因为北极有一个非常独特的冻融现象：冬天，冻土中的水会在结冰后膨胀，挤出土壤中的沙子、石头、异物和硬物；夏天，冰雪融化，土壤变软。没有沙子和其他坚硬物体的支撑，土壤中部会凹陷。一年又一年，碎石会在外面整齐地形成一个圆圈。

在冻融现象的作用下，居住在北极圈城区的电线杆也整齐地向一个方向倾斜。科学研究小组的一名学生在观察到这一现象后受到启发，立即回来学习——他想知道电线杆有多深。

他用一个大玻璃盒装土和石头，注入水和泥浆；把泥做成陡坡，把1到10插入陡坡 不同厘米深米深的小木棍；每根木棍都系上一个计时器。如果木棍掉下来，计时器将停止运行。设置完成后，将整个设备放入冰箱冷冻。待土壤冻硬后，取出箱子，使土壤在室温下熔化。这种替代模拟了北极冻土的环境。

经过一个月的实验，学生发现最快的是插入土壤深层2.5厘米以下的木棍；超出这个深度，木棍的倒出时间可以增加，甚至不会倒出。

走进极地世界，启动的不仅仅是孩子的科学思维，更能拓展他们对生活的审视和理解。

03

南极企鹅也做幼稚园

看到孩子被吃了，人类不能干涉

在极地地区，生物必须互相帮助才能生存。就像北极植物的伴侣一样，南极动物也是一种共生关系。例如，南极企鹅是一个完全社会化的群体。

南极洲有十几亿只企鹅，远远超过一般认知。为了在有限的居住环境中生存，他们必须分工合作——尤其是在有天敌的情况下。

筑巢时，公企鹅必须到很远的海滩去寻找拳头大小的鹅卵石。由于建筑材料运输困难，巢穴一般密集，间距约40或50厘米。这种结构也更方便抵御海鸥的偷袭，不给它们留下一个地方。

大约一个月大的企鹅宝宝是最危险的时候。因为它有移动的能力，它会在巢穴周围奔跑，所以很容易被海鸥或其他大型鸟类和鸟类吃掉。与年轻时不同，它被保护在父亲和母亲肚子上的毛绒下面；或者，当它长到一个半到两个月，更换胎儿的头发，排水和游泳，鸟类不再对它构成威胁。

当学生们访问南极时，他们看到一只小偷在猎杀一只30或40厘米高的小企鹅。海鸥一步一步地把小企鹅从巢赶到海滩。起初，小企鹅的父母试图营救小企鹅，但随着小企鹅越来越远，成年企鹅不敢离巢太远，只能放弃。

小企鹅顽强地抵抗了近两个小时，四处躲避，最终未能摆脱被捕食的命运。

▲小企鹅捕食小企鹅

这就是大自然，一定有它残酷的一面，这也是一种眼界，是青少年生命教育的必修课。

南极公约中有相关规定，人类不能直接干预极地生物，包括在它们遭到天敌攻击时它们。即使你观察，你也必须保持一定的距离。

丁解释说，制定这些条款的目的是防止动物失去捕食能力，避免动物离人类聚集的城市越来越近。这将带来更大的威胁。

04

科学启蒙

让青少年受到科学和生活的启发

全球变暖……这是一个众所周知的、听起来非常正确的概念。但如果只向青少年灌输一个空洞的想法，它可能永远是一个概念，不会开始行动和实践。

▲丁晨指导青年科研团队的学生在极地进行科研实践。科学研究的内容包括让学生收集化石和岩层，了解极地地区的形成、地质结构和演变。

▲在北极斯瓦尔巴德岛发现的植物化石，证实了北极斯瓦尔巴德岛非常温暖潮湿。

▲青年科学研究小组的学生使用水下无人机观察和采集水下植被、无脊椎动物和冰川砾石。

▲青年研究小组的学生在北极苔原观察植物样方，统计北极植物的种类和数量，并研究植物多样性

现在，他是密歇根大学的博士后研究员。研究内容是极地微生物——在北极和南极，微生物物种资源极为丰富。收集微生物样本一直是青年研究小组最受欢迎的科研项目之一，因为我们很有可能发现未知的新物种，我们也发现了三个极地未知物种。

一般来说，能在极地环境中生存下来的微生物，都有一些神奇的功能。

青年科学研究团队的一些学生发现了一种具有抗辐射功能的微生物，可以抵抗500000mSv（mSv是辐射量单位)。

这种微生物可能在未来的太空发展中发挥重要作用，甚至地球移民到外层空间。例如，将防辐射微生物撒在火星上，使其表面环境变成人类可居住的行星。这一过程被称为火星地球化。

到目前为止，科并非遥不可及的成人专属领地。青少年不仅就，而且将成为越来越重要的参与者。

希望通过极地教育，实现对青少年的科学启蒙，促进青少年亲身感受地球系统的运行和演变，探索冰川、海洋、生物、地质、大气等科学奥秘，获得科学和生命的灵感。