科学网—极限户外技能增强科学考察工作
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2024-7-16 18:11
| 系统分类: 海外观察
2004年的一个夏夜，在英国圣安德鲁斯大学的冰川学家Doug Benn与Jason Gulley一起在肯塔基州红河峡谷攀岩旅行的篝火旁分享了一张图片。照片上是一个深6米的洞，形状像一个倒置的“L”，位于尼泊尔珠穆朗玛峰西南坡、海拔7600米的世界最高冰川——昆布冰川的岩壁上。当时还是东肯塔基大学里士满分校地质学专业的大四学生的Gulley认为这个洞的形状似乎是融水排水的结果，这表明在冰川中可以形成并融化出长而复杂的洞穴。但是，如果不进入这些空洞内部，就无法准确了解这些过程是如何发生的。
Science on the edge: how extreme outdoor skills enhanced our fieldwork (nature.com)
因此，两人构想出了一个可能被一些人认为是离谱的计划。现在在佛罗里达州坦帕市南佛罗里达大学担任地质学家的Gulley决定学习攀冰，以便探索世界最高冰川的内部。Gulley已有探洞和水下潜水的经验，但这还不足以应对需要专业技巧的极端环境条件的远征。于是，他开始定期驱车约15小时前往加拿大巴奇瓦纳湾学习攀冰。
一年后，Gulley、Benn及其同事沿着狭窄、黑暗的通道爬行，仅依靠头灯照明，探索并绘制了喜马拉雅山脉海拔约5000米处的冰川隧道地图。“我意识到我或许能够将探索和研究结合成一项事业，”Gulley说。“我们的研究表明，珠峰地区的冰川洞穴实际上是从内到外腐蚀着冰川，它们的形成是气候变暖的直接结果。”
确实，许多研究项目或数据收集任务要求科学家学习不寻常、极端或非常技术性的身体技能，这超出了典型的野外工作职责，如搭建帐篷或驾驶全地形车。自然杂志采访了愿意学习这些技能的富有进取心的科学家。他们描述了自己是如何从心理和身体上做到这一点的，为什么安全至关重要，以及他们的新技能如何开辟了研究途径。
应用高风险技能进行研究野外工作的科学家可能会面临受伤、设备故障、极端天气或广阔恶劣的环境。因此，研究人员必须优先考虑安全，参加专业培训课程（如果有的话），并且不要超越自己的极限。但是，有了正确的训练和预防措施，当意外发生时，他们可以灵活且快速地思考。
陡峭的学习曲线
当一次充满挑战的冒险也能成为解答你研究问题的关键时，这是令人兴奋的，波兰西里西亚工业大学的古地震学家Krzysztof Gaidzik说，他研究古代和活跃的地震。他在波兰和捷克共和国边境附近的博士野外工作中学会了攀岩，以探索花岗岩构造。
“研究和冒险目标必须始终保持平衡，”Gaidzik说，他已经学会了几项极限冒险技能来支持他的研究。他说，对研究人员来说，不断练习和磨练技能以备探险中的意外是非常重要的。同时，研究人员应该尊重肾上腺素激增的感觉，并认识到它何时可能促使他们冒险，这可能会分散他们的注意力并危及他们的研究目标或安全。
2008年，Gaidzik开始访问秘鲁南部的科尔卡峡谷，这是世界上最深的峡谷之一，大约3400米深，以研究古代地震和活跃的构造结构。在收集数据时，他意识到崎岖的地形有时限制了他进入感兴趣的地点。因此，他学会了浮潜，以便到达深河水域中的岩石。“我目前正在计划学习滑翔伞，以便降落在难以到达的地方，”他说。
Elise Imbeau，一位生物学家，同时也是Viventem的联合创始人，这是一个位于加拿大剑桥湾的北极研究科学支持机构。她使用独木舟带领研究团队穿越加拿大北极群岛的河流和湖泊。这些团队可能会研究海洋和淡水鱼类、海带森林生物多样性或淡水无脊椎动物。她还指导那些专业领域之外的团队，比如极地化学和地质学。
当团队难以收集样本时，自2020年以来一直经营该机构的Imbeau及其伙伴便会承担起这一使命。一些研究者群体使用直升机来到达该地区难以接近的地点。但并非每个人都有这样的预算。“我们想，为什么不尝试用独木舟来做这件事呢，这个想法被证明是成功的，”Imbeau说。
Imbeau已经有过皮划艇和白水漂流的经验，但这些技能并不适合北极探险。Imbeau开始通过练习在靠近海岸的浮冰区划独木舟，以到达半冻湖海的中部，那里的冰层足够厚，可以在上面行走。她必须学会在笨重的充气独木舟中做出完美的前进划桨——将桨叶定位得能够高效拉动水流以获得最大动力。她还学会了如何在没有帮助的情况下进行翻船自救技巧，以便重新进入独木舟。“当我们引导团队时，”Imbeau说，“我们教他们独木舟的基本知识，并且保持近距离以确保他们安全划桨。”
Claudio Sillero，英国牛津大学的一名生物学家，自1980年代末以来一直在领导埃塞俄比亚狼保护项目（EWCP），以监测这些濒危动物。Sillero在阿根廷的一个农场长大，他花时间与马相处，但并不是一个专业的骑手。当他看到埃塞俄比亚的游牧奥罗莫人骑马放牧时，他意识到骑马可以帮助他覆盖大约2000平方公里的崎岖地带，那里有狼群出没。每次徒步覆盖这片区域需要一周的骑马旅行。
Sillero说，骑马让他到达了因悬崖和缺乏道路而无法到达的地方。他想要有效追踪狼群的愿望驱使他发展了他的骑马技能，使他能够在陡峭的地形上慢跑和疾驰。EWCP拥有一批马匹，Sillero的研究助理和学生团队学习骑马基础。“我们不仅可以覆盖更大的范围，还可以达到离狼群最近的距离，”Sillero说。不像研究人员步行时那样，他解释说，“当我们骑马接近时，狼不会因恐惧而逃跑，而是忽略我们”，他说。这是因为没有人骑马狩猎它们，他指出。
然而，野生动物可能构成重大威胁。“我在阿拉斯加北部的波弗特海上划船，不断警惕北极熊，它们是一个真正的威胁，”阿拉斯加大学费尔班克斯分校的海洋科学家Noelle Helder说。Imbeau指出，她的团队“带着训练有素的狗来保护我们，当任何北极熊靠近时通过吠叫来警告”。
Helder在开始她在佛罗里达州坦帕的南佛罗里达大学的海洋生物学职业生涯之前并不那么热衷于海上运动，在那里她学会了潜水和航海，并开始在加勒比海各地从事各种海洋研究项目。一次，当她和她的同事结束一项珊瑚礁测绘研究潜水时，一场强烈的雷暴开始形成。他们立即返回船上，却发现电池已死。随着波浪、风和雷声的增加，情况变得紧张，直到研究人员最终向一艘经过的船只求助。尽管他们在放弃自己的船只后安全返回岸边，“这提醒我们，当你在水上工作时，情况可能会非常迅速地变化，”Helder说。目前，Helder正在绘制气候变化对阿拉斯加海岸和珊瑚礁生态系统的影响。
在水上工作不仅带来快速变化的天气，还有强风、变化的潮汐和水流。“在外出进行田野工作之前，我们会列出一系列紧急情况下的潜在风险，包括对事故和突然自然条件的快速响应计划，”Imbeau说。
Imbeau和Helder通常在较温和的月份在水上工作。但即使在较暖的季节，水温也危险地低，大约在0到7°C之间，因此暴露在外可能会威胁生命，浸泡15到30分钟内可能会失去意识。Imbeau说，研究人员可以通过穿着干衣、检查详细的天气预报以及学习如何判断天气是否正在变化来降低风险。“我们有遵循的安全程序，比如通讯设备、急救和紧急电话号码列表，”她说。重要的是，她指出，“每次我们去田野工作时，镇上都有一个人知道我们在哪里”。
攀岩者也必须仔细检查天气，以避免可能导致坠落或落石的多风或潮湿条件。除了头盔、食物、水、头灯和手电筒之外，Gaidzik确保他的包里还有急救包、刀、地图、指南针、手机和GPS系统以备紧急情况使用。“定期检查和清理绳索也非常重要，”他说。
古地震学家Krysztof Gaidzik通过训练保持其攀岩技能的敏锐性，以便在难以到达的活跃构造结构上进行田野工作。
岩石和冰面攀登者还必须不断评估他们攀登时变化的地形条件。Gulley曾处于需要快速思考的危险情况中。一次，在喜马拉雅山的一个冰洞内，Gulley和他的同事走在一个假冰层上，突然塌陷，使Gulley陷入黑暗中。幸运的是，他只跌落了大约两米并且没有受伤。“我感觉我的心脏停了一下，”他说。
即使是轻微的伤害或设备损坏也可能提前结束探险。“重要的是尽量不要在不宽容的环境中攀爬或潜水时陷入危险情况，”Gulley说，“如果出了什么问题，风险将导致真正的代价”，或者更糟，生命的损失。
Gaidzik攀登偏远的岩石构造，期间可能几天都见不到当地人，这些人在紧急情况下本可以提供帮助。在一个关于景观演化的项目的一次科卡峡谷探险中，他正沿着陡峭的峡谷下降时，突然周围的岩石开始掉落。尽管他上方的岩石已经松动，但落下的岩石也使他下方的岩壁变得不稳定。没有安全下去的机会：“我意识到这有多危险，以及我离任何可能的医疗帮助有多远，”Gaidzik说。所以，他解开绳索，移动到一条更稳定的路径，并爬回地面。
骑马也可能是危险的，Sillero说。它们可能会害怕并拒绝穿过狭窄的路径或在陡峭的坡度上行走。如果被迫，它们可能会后踢并将骑手抛出。Sillero学会了在这种情况下安抚和保证马匹。“与马匹建立信任和相互尊重对于在崎岖地形上安全成功地骑行至关重要，”Sillero说。
心理和身体准备
当将这些极端技能应用于田野工作时，这些研究者建议定期锻炼、充足的睡眠和均衡的饮食以维持能量和精神清晰度，防止受伤并提高力量和灵活性。Gaidzik带上富含蛋白质的零食和大量的水以在恶劣条件下保持水分和体温。
他说，心理准备的一部分从将科学目标作为优先事项开始，并避免那些不会导致这些目标的分心。此外，他说，离开你的舒适区并在出发进行研究探险之前识别恐惧是好的。Helder认为，确保研究团队中有安全文化很重要。如果人们觉得某些事情不安全，应该感到舒适地说出来，并知道他们会因此决定而被听到和尊重。“在一个人们不能表达担忧或与你谈论安全的环境下，你不会有所创新，”她说。
当Helder在2019年开始她的硕士研究时，她已经拥有了一个认证的科学潜水执照，这需要根据科学专业化而有所不同的专门培训和资格。科学潜水员必须注意所有所需的安全因素，但也能够有效地多任务处理。她还拥有操作潜水和拖网船的船长执照，这使她能够参与难以到达地点的研究项目。她说，她以前的经验使她能够为研究制定计划，评估风险并在现场做出关键、快速的决定。“这绝对为我的职业开辟了许多新机会，与新人合作并探索新地方，”Helder说。
她的成功鼓励Helder获得另一项极端技能——2021年，她开始接受长距离海洋划艇训练。Helder和其他三位女性海洋科学家组队赢得了2024年世界上最艰难的划艇比赛女子组冠军，她们在38天内横渡了大西洋。“划艇并不在我们的技能范围内，当我们开始时，”她说。“但我们所有人在不同领域的潜水研究、划船和在偏远地区离岸工作的集体经验，共同促成了我们的胜利。”
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