看似不起眼的企鹅粪便，其实保存着海洋、湖泊、生物的信息。通过研究粪便，我们可以了解历史的变迁：一是了解企鹅的生态史；另一个是，在企鹅粪便和企鹅羽毛中，可能保存着几千年前，甚至几万年前人类活动的历史。其实，世界上值得探索和研究的东西远比我们想象的多...中国地球科学技术大学空间科学学院教授孙立广发言：

1998年之前，我有很多梦想，梦想自己像一只小鸟一样在天空中自由飞翔，但我从来没有梦想去南极。

一天，突然接到一个电话：“孙老师，你想去南极吗？”此时我的心情是怎样的？喜出望外！

可是，我的一个研究生，在我准备送他去南极的时候，很认真的跟我说：“孙老师，你要知道，我爸妈只有我一个儿子！”他胆小吗？？不，他知道很多关于南极探险的故事。

冰雪的危险

去南极是有风险的。现在看到的雪龙是那样的安详，稳重，壮观，，进去感觉很舒服。

但是到了太平洋，就只是一叶扁舟。当它越过赤道，进入环南极圈，进入西风带时，你可能会吐出五脏六腑。离死不远了。

这个时候，会有人发誓——我再也不会来了！我的一个同学就是这样。他去了南极洲，吐得很厉害。回来的时候，他向我发誓再也不去了。他一共向我发誓两次，却去了三次。

这还没有结束。当南极大陆周围的海冰过来时，货物就会卸下来。这时候，我们就得骑雪地摩托了。

雪地摩托在冰面上行走的时候，真的是如履薄冰，万丈深渊的感觉。当雪龙号船员下船时，他们处于这两种状态之一。

一个真实的故事——一位雪地摩托的乘务员，当他装上货物准备出发时，几米厚的冰裂开了，车身掉了下来。他爬出天窗，跳上冰面。面临逃跑，然后雪地摩托坠落！

有多深？一两公里！你是说惊险还是不惊险？在冰上，裂缝就像陷阱，表面被雪覆盖，一不小心人车就会掉下来。为什么我们没有倒下？

因为我们保护的很好，车与人之间有铁链，人与人之间有绳子，你摔下来再拉起来。

到了南极，如果遇到乳白色的天空，那就更恐怖了。你可能见过沙尘暴，但你可能没见过冰暴。如果你在南极洲遭遇冰暴，你就完蛋了。因为它吹的不是几个小时，而是几天。

冰暴怎么了？强劲的顺风把冰吹成粉末飞向天空。一名韩国厨师在处理食物时被风吹倒。为什么一定要用惊险、恐怖来形容，因为这是事实。

拓荒者的南极大陆

可是，我们的科考队还是要去的，每年都有几百人去，为什么要去？为什么他们两次发誓三次去南极？有的人去了十几次，为什么？

因为这是国家的需要，但是每个人去南极的想法都不一样。我不能代表他们，我只能分享我自己的理由。首先，我对南极洲充满了的好奇。毛主席有诗云：百丈冰已是绝壁。我想去南极洲看看这样的百英尺冰层。其次，我有强烈的求知欲。南极大陆是先驱者和探险者的天堂，那里有许多谜团。

前人给了我们那么多知识，我们不要总是享受别人的知识，也要自己创造知识，让后代享受，这才是科学家的职责。

这些都是我的想法，但是说起来容易做起来难吗？

照片中的脚印是我们科考队员留下的。一排整齐的脚印，后人追随着前人的脚印，为什么？

避免危险-每一步都可能是危险的。这给了我一个启示：追随前人的脚步，却永远走不出自己的足迹，所以我要另辟蹊径。我去南极，地质、环境、太空，什么都做了，我只能做别人没有做过的工作。

别人没做过的工作只有三种情况：1.没有意义；2.艰难；3.出乎意料。

我们要做的，是别人想不到的。于是坐在阳台上苦思冥想七夜，终于想出一招——第一，在别人的边界上做；其次，我想找到以前没有人做过的东西，企鹅粪便。

为什么是企鹅粪便？

企鹅是一种边境动物。它是一只鸟，但它在陆地上生活和繁殖；当它在海洋中觅食时，它实际上是在消化海洋中的食物，并以粪便的形式出现在陆地上。就这样，完成了海洋-大气-陆地的大循环。的循环保存了海洋和生物的信息，以及湖泊的信息。

研究企鹅粪便可以帮助你了解历史变迁。当粪便流入湖泊或池塘时，您会看到底部最旧，顶部最新。沉积物1000年就是1000年，3000年就是3000年。历史。粪便中含有大量信息，包括元素、同位素、企鹅羽毛、企鹅骨头、植物残留物等等，是的历史文本。

我们用碳十四（C14）、铅、锶等传统经典测年法来测算这些粪便的年龄。这些时代是历史的篇章。

所以，我可以通过企鹅粪便了解历史变迁，也可以了解海豹的历史变迁，甚至可以研究南极海域磷虾的种群变化。

因为企鹅吃，吃磷虾，鲸鱼吃磷虾。磷虾很穷，处于食物链的底部。不过很好，如果磷虾的数量减少，其他生物也会减少，所以磷虾在食物链中扮演着非常重要的角色。

所以我选择了企鹅、磷虾、海豹作为我研究的支撑。弄清楚南大洋的食物链非常有趣。研究企鹅粪便，你可以得到两件事：一是了解企鹅的生态历史；一个人可能在企鹅粪便和企鹅羽毛中保存了数千年甚至数万年的前人类活动信息。

老实说，这是一个大胆的想法。之前没有人想到这两个想法，不知道能不能验证我的想法。但我相信，人类完全有可能在这里留下自己活动的痕迹。

我们常说头顶三尺有神，其实地下三尺一定有人类活动的信息，我们所做的好事坏事都会记录在那里。

后来，我的想法确实得到了证实。

人类拥有冶金文明。冶炼黄金需要水银。水银易挥发。它将汞从大陆移动到海洋，然后通过大气和海洋这两种流体移动到南极洲。

并通过食物链，在企鹅粪便、企鹅毛骨中富集储存。这样，我们就可以追溯人类文明的历史和那些失落的文明。

企鹅与气候变化

这个想法是在67.6厘米厚的湖泊沉积的一段中实现的。

我们在这只企鹅粪便中测定了27种元素，其中锶、氟、硫、磷、硒、钡、钙、铜、锌9种元素高度均匀，非常一致，波形也完全一致。

磷含量特别高，达到5%到15%，氟含量也很高，比背景值高30到100倍。这是什么意思？

企鹅吃磷虾，磷虾含氟量非常高。这样，磷和氟这两种元素就证明了27种元素中的这9种元素是企鹅粪便的标准元素，并用它们来表示企鹅粪便的多少。如果

多，说明当时企鹅多，如果少，说明企鹅少。如果今天在浦东发现了老虎的粪便，那么我们就可以确定老虎已经到了浦东，这是有道理的。

我们用它来研究三千年来企鹅种群的变化。从1800年到2300年前，气候急剧下降，企鹅的数量也急剧下降，这说明它与气候变化有着密切的关系。

这是第一次用企鹅粪便来验证企鹅的历史变迁。因为企鹅不同于人类，它们给我们留下的不是砖瓦、金字塔，也不是文字记载。我们只能通过这种无效腐朽的粪便来了解历史的变迁。

后来我们发现了8500年前企鹅的变化，1300年前海豹的变化，8500年前磷虾种群的变化。

磷虾没有粪便，但我们通过企鹅和海豹的骨骼验证了磷虾的历史种群变化。

这些东西很有意思。当这篇文章发表在Nature上时，Nature给了我们一个评论：这是一种研究湖泊流域的新的生物进化方法。相信在不久的将来，它可能会形成一个活跃的研究领域。果然从这里开始，我们开展了生态地质学的研究方向，即运用地质学、地球化学、有机地球化学等多种方法研究生态史。无法研究的过去一万年生物的历史。

我们发现气候变化，温度变化影响企鹅的数量，后来发现区域气候变化也影响企鹅的数量。

我们也在看低压降低，导致暗流上升，导致营养液增加，导致磷虾数量增加，进而导致企鹅数量增加。所以企鹅在天冷的时候也会增加，这也是我们的一个新发现。

海豹与人类活动

海豹皮毛中的水银正如我们想象的那样——水银可以在海豹皮毛中积累，人类活动在海豹皮毛中留下痕迹。

250年前，海豹皮毛中的汞含量急剧增加，比现在还高，但几十年后，又下降了，降到比过去更低的水平，这似乎是不可能的，最后证明的问题是什么？

250多年前，南美洲发现了许多金矿。炼金术需要水银。当时冶炼了24万吨水银。汞挥发后，影响了南极大气层，影响了生物，最后影响到海豹皮毛。因此，当时海豹毛皮中的汞含量很高。独立内战开始后，金矿关闭，水银消失，海豹皮毛中的水银含量下降，所以人类所谓的文明活动其实影响很大关于生态。

其实，我们每个人都在地球上留下了印记。这条痕迹就是我们排放的气体。它已经存在于南极洲，也许是十亿分之一，也许是十亿分之一，但它确实存在于那里。

大家还记得吗，2008年，整个南方都被大冰雪覆盖，这种突然降温的状态，在气候变暖的过程中也会出现，非常可怕，历史上也发生过很多次。

18000年前末次冰河期开始结束，慢慢回暖。当它改变到大约11,000年前时，另一个冻结过程开始了，称为新仙女木事件。

暖和了就突然冷了，冷了又慢慢暖和了，暖和了又突然又冷了。

我们还在北极进行了研究工作，在那里我们发现了11200多年前冰层退去时飞翔的。

到9400年，暖期发生冰冻事件，海洋中的钝壳类动物一下子灭绝了。

为什么会这样？为什么在温暖时期会发生这种情况？

上面红色的是热洋流，下面是冷洋流。洋流就像海洋中的河流，它们在流动。

温暖的海洋经过大西洋时，温度极高，北冰洋的冰层融化，海水变成淡水，盐度变低。

北端洋流下不去，下不去就后退，热流温度上不去，一下子变冷了。

美国有一部电影，《后天》，讲的是全球变暖过程中的降温事件。所以我们都关心全球变暖，但从来没有想过需要少数人来研究变暖中冷事件的发生。

250年前，库克船长在南极留下足迹，100年前，两个英国人在南极留下足迹。2017年，中国雪龙舰首次穿越北冰洋，通过中部航道，通过点。它连接了东亚经济带和欧洲经济带。一个里程碑事件。

北极留下了中国人的足迹，我很自豪。此外，我们还在黄海和南海留下了足迹。

想对年轻人说一句：那些伟大的人，那些伟大的天才，“老天爷”总是给他们准备非常好的礼物，但是前人总要留下一些东西，让后人去学习.

世间万事万物都值得研究，所以大家走前人的路去创新是非常重要的。

最后一首诗献给战友们：

冰海同舟兄弟，

雪山的足迹，

铺开碧云，

望回到南极，

南极，南极，

走遍世界。

“格致论”，原名“SELF格致论”，是由中国科学院发起，中国科学院计算机网络信息中心与科学传播学会共同主办的科学文化论坛中国科学院局主办，中国科普博览会承办。致力于非凡思想的跨界传播，旨在以“研究事物以学习”的精神探讨科技、教育、生活和未来的发展。获取更多信息。本文出自《格致论坛》公众号（SELFtalks），转载请注明公众号出处，未经授权不得转载。