南極、是一個大家都聽過,卻極少人去過的地方,雖然我們沒有去過但可以想像,到底是什麼樣的情況,不用到零度大家都冷的要死,更不用想像溫度到負的程度,大概是只要皮膚外露一陣子就會結冰壞死,就算穿著全套的保護裝置,也會有很大的機會死亡。今天要介紹的是國家地理頻道的紀錄片,Megastructures:South Pole Station,主要是述說一群人如何在這樣惡劣的環境中,建造一個科學研究站。

 
 
南極看名字就知道是地球的南端,在人類近代科學不斷進步的情況,讓世人越來越知道關於它神秘的面紗,更有影像與照片不斷出現,成為大家的話題,百年來有不少的人們登了這片比北極還冷的地方,就為了找出別人沒有發現的東西,只為了求知慾。記得曾在很多電影戲劇中,提到了在南極上的冒險,多半隨著死亡與傷殘,就算沒有當場死亡,也會被凍傷需要截肢,可以見得是多麼的殘酷。
 
 
 
 
圖片來源:
 
 
偉大工程巡禮Megastructures是國家地理頻道National Geographic Channel的電視紀錄片系列,從二零零四年開始播出,至到現在還有不斷推出新作品,在每一集之中介紹,每一個國家,地球上任何地點的人工建築,從結構組成到建設方式,如何運營管理,加上運用多少的人力去建成。還會實況訪問這些設計師工程人員負責人等,就節目的名稱上,這些工程必需是最大最深最高等條件的工程。
 
南極研究站South Pole Station則是要挑戰五十年前的南極舊建築物,再度興建一座以現代科技為主的全方面研究所,這個困難度到達頂端程度的工程,到底要如何達成,還得透過層層的手續,光是建材空運過來就是一大挑戰,因為每年只有四個月能降落,每年只有一百天。還需面對來自天氣的阻礙,除了不斷累積的白雪外,還有不斷吹襲的暴風,加上不知道如何變化的氣侯,與成員們的身體承受度。
 
 
 
 
 
 
以上資料來自報章雜誌網站以及訪問。
 
 
以下完整分享裡面的內容,並加入自己的感想:
 
 
 
 
 
 
 
 
從天空上看新舊研究站
 
南極的氣溫可降至攝氏下零下七十五度以下,這裡所下的雪從不融化,這裡被稱為地球環境最惡劣的地點,不過卻有一群人打算在這裡,興建人類有史以來最大膽的建築構案之一,獨一無二的建築,一座二十一世紀的研究中心,他們所要建的就是南極研究站。不管是早上與白天,幾乎都沒有什麼差別,天氣一樣的糟糕,還常常有暴風雪來襲,不能待在戶外的狀況,只能夠在搭建好的房舍休息。
 
常常結冰不能動彈的機具。
 
因為其酷寒的天氣,常常讓起重機及推土機等的機械設備常常停擺,雖然這些例行事故可能發生在世界各地,但在這裡更加的頻繁,建造地點是南極洲的正中央,一個超大建築的施工團隊,想辦法挑戰看似不可能的任務。他們打算在這冰封的荒原,打造一座高科技科學設施,佔地一萬五千平方公尺,如果他們成功了,這裡將是全球最先進的研究的中心,但數百名的工人必須忍耐南極酷寒的氣溫。
 
 
超過一萬一千公斤的建材只能靠空運送來,每年在戶外工作的時間只有一百一十天,也就是南極洲的夏季,其他季節連想都不要想,幾分鐘就能殺死一個人,而且南極冬季時有數個月都是黑暗的,所有戶外作業工作一定要暫停。這個工程的提案,是美國政府的國家科學基金會的構想,光是規劃和施工已經進行了十幾年,但國家地理頻道拍攝時,已經是他們的最後一季,施工團隊要在一百多天內,完成剩餘的三座側翼。
 
工作人員的避寒秘招,在臉上鼻子貼上膠帶,
不然有可能鼻子臉部會凍傷壞死。
 
另外在人員正式進駐研究站前,每個元素都必須經過嚴格檢查,證明符合美國建築及安全法規,這可不是開玩笑的,只要有一個小地方擁有缺陷,就足以讓建築內所有人都凍死,自然要啟動比平常還要仔細嚴密的檢查。不過這個施工團隊並非沒有壓力,他們如果沒有在這個夏天完成,就會等到下一個夏天,延宕一年甚至更久,會建造這麼久的時間,跟南極的環境大有關係,能夠待在戶外的時間不多。
 
數十年前的南極登陸隊,需要依靠犬隻來當成運輸及代步工具。
 
國家科學基金會的專案經理傑瑞馬帝,包商的工地主任卡爾頓沃克,為了這項工程可以說是傷盡腦筋,經常遇到推土機與起動機無法啟動,它們不是故障壞掉,只不過是結冰了,就真的這麼簡單,因為在南極夏季的正常溫度,都是攝氏零下三十度左右。這裡的海拔是三千公尺,最近的城市在距離一千六百公里之外,還有週圍一千四百多萬平方公尺的冰雪,想要找人來修還是幫忙,都要靠飛機。
 
一定有人會產生疑問,當初為何要在這裡蓋研究站,因為對科學家而言,南極的特殊環境提供了地球上絕無僅有的機會,對天文學家而言,純淨的大氣層和座落在地軸上的位置,使其成為觀測天象的完美地點。對物理學家來說,終年不化的冰層讓他得以研究神秘的次原子粒子,或許能看出宇宙混沌初期的原貌,與世隔絕的的地理位置,加上出現過好幾次史上最低氣溫,南極洲最適合研究人類對氣候造成的衝擊。
 
當初設計的草圖
 
可是科學家要於南極工作就得在這邊住下來,需要一個獨特的建築群,南極研究站將能解決大約一百五十人的食宿問題,這座新建築將有自備的發電廠以及燃料貯存設施、食堂,某些最先進的科學所需要設施和實驗室,將散落在至少三平方公里的面積上。一座淨水處理廠,一所非常先進的氣候研究中心,一座巨大的活動鑽機,一架用來尋找有關宇宙起源線索的無線電望遠鏡,都在這個建築群的裡面。
 
 
但在這個酷寒的環境與建一個龐大的科學建築群,需要的人都不是泛泛之輩,所有的工人都具備很多經驗與才能,這份工作還是全年無休的,就算是休息的淡季也需要擬定計畫,確定所有的建材包括鋼材與鑲板數量等等,能夠準時抵達。他們時常面對一個問題,就是機具引擎經常結冰停擺,所以想出用特製的瓦斯暖爐為引擎加溫,雖然產生的熱氣相當於五台家用暖爐,碰上這裡酷寒的天氣,只能勉強把引擎的溫度,加熱到冰點以上。
 
暖爐終於發生了作用,讓引擎可以啟動,機具終於可以超工,他們每天都要面對加速的趕工,卻沒有任何出錯的空間,因為將有一百五十多人進駐研究站,有些人還要這裡度過隆冬,他們的生命就掌握在這些施工人員的手裡,一旦寒冬籠罩建築物和裡面的人員,他們將會全然與世隔絕。當溫度降至攝氏零下五十度,飛機就無法起降,這時是夏天的最後一班飛機,留下來的人只能夠靠自己,彷彿活在另一個星球上。
 
除了雪只有建築物。
 
有一個幾乎難以克服的問題,雪、這裡每年的平均降雪量只有二十八公分,但這些雪永遠不會融化,白雪會不斷的累積,在大地上颳雪成堆,這種微小的晶體正是此地每棟建築倒塌的主因,南極第三棟建築物就是如此。在一九五六年十月三十一日,首度有飛機在南極降落,二十四名海軍工兵營人員,很快就展開首座南極研究站的工程,只能算是簡陋的前哨站,零零落落的小型木才及帆布建築。
 
就連一個線路也需要大工程。
 
成功建立了首座永久研究中心,但是降雪和雪堆緩慢而穩定的,吞噬了這些小型建築,到了一九六零年代末期,開始規劃起新建築案,一座巨大的鋁多面體圓頂,整個夏天可容納三十三人,冬天則容納十八人,圓頂馬上成為當地的原標,讓南極變成科學聖地。研究站的營運非常成功,幾乎一開張就馬上客滿,但這座建築有嚴重的限制,儘管體積龐大卻敵不過此地惡劣的環境,數百里之內唯一的防雪物。
 
需要不斷挖雪,不然會被淹沒的舊建築圓頂。
 
擋住了龐大的雪堆,積雪好像怎麼也清不完,最糟的情況是當年興建時,是著眼於一九七零年代的科技以及建築法規,早就過時許久,功效不彰又過時的圓頂逐漸淹沒在積雪之中,如果只能勉強的露出來,所以建築家和科學家必須提出一個全新的規劃。設計一座擋得住風雪摧殘的建築物,南極的雪可掩埋任何東西,連巨大的建築也無法抵擋,包括在任何建物,可是設計師提出一個絕妙的解決方案。
 
這是他們首度在此種環境和規模嘗試這樣的方案,一棟如假包換的凌空研究旅館,這棟建築將座落在近四公尺高的特製淬鍊鋼柱上,讓雪從下上面吹過不會造成任何損害,也不會累積成雪堆掩埋研究站。牆壁本身是有角度的,就如同飛機機翼迫使通過研究站下方的空氣加速,藉此清除下面的積雪,多年來連續不斷地使用燃燒化石燃料的推土機來清雪,每季需要六萬多公升的燃料,可以說是非常浪費。
 
施工中,隨時會被雪淹埋。
 
但要避免新的研究站積雪,幾乎不需要大量耗油的重裝備,只靠穩定的風勢即可,新的創意還不止如此,即使有了如同機翼的設計,規劃師知道積雪終究難以避免,於是納入另一種特殊設計,當積雪終於到達新站的樓面線,可以把建築物托高整整一層樓,也就是提高四公尺。而且不只一次,而是兩次,這個簡單的設計讓新的南極研究站擁有三十到四十五年的壽命,可是要落實這個革命性的設計,要考驗全體團隊的勇氣。
 
在這種環境施工需要堅忍不拔的決心,鋼鐵工人懸在半空中,暴露在南極洲嚴酷的環境下,工人焊接的鋼樑,有時在酷寒中就是不能密合,除非冷到不能使用電動工具,木匠才會到室內避寒,他們告訴攝影團隊施工的密訣就是,動作加快比較不會冷(汗)。包括廚師、搬運工、加油人員,重裝備操作員,負責維持供應線運轉的重任,到了夏季剛剛開始,艱鉅的挑戰出現面前,要完成新側翼還要完成檢查。
 
花了數年時間。
 
溫度在零下四十度上下徘徊(夏天),鋼鐵施工原本就很困難又加上這個天氣,裁切與焊接,讓密合變得更加困難,如果鋼鐵有一部份無法密合,新的建材絕不可能連夜送來,不能累積太多會有積雪對的危險,可是一次只能在戶外待九十分鐘,施工非常不易。在極地工作的人,經常要面臨凍傷的危險,要避免凍傷的方法除了外在的防護,還有休息時間一定要到室內,可這只是少數的障礙之一。
 
常常有連飛機都要結冰的溫度。
 
與建研究站所需要的一千一百多萬公斤建材,由軍方的大力士LC130空運送達,工作上的每一樣東西從鋼樑到鎚子,都得從一萬九千多公里外運來,貨船則是每年一度從加州的赫努米港出發,前往紐西蘭的利特頓,接著用破冰船開出一條航道,讓船隻駛進美國最大的南極觀測站麥克馬多港。最後一段路程則以空運到南極,每架飛機最多只有十二公噸左右的裝載量,要飛行近千個班機才能完成這個任務。
 
積雪已經推起來了。
 
飛機只能在夏天趁白天時飛抵南極,冬天的溫度實在太低,油料和液壓油都會結冰,但即使是夏天的情況也未必理想,機場的工作人員都得加快動作,不然無法應付因為好天氣飛來的飛機運材,此外、燃料是研究站的命脈,也是這些飛機所運來。負責卸下燃料加油人員和搬運工,日夜無休地搬運數千公斤的建材,但這份工作最可怕的地方在於,他們要在每架飛機落前十五分鐘到外面待命,將肉體曝露於外。
 
別想要步行移動,光是銷耗熱量就會死人。
 
他們最重要的工作之一就是負責保暖,讓身體不斷活動是產生熱能的唯一辦法,幸好他們一工作起來沒有這個顧慮,分散在三平方公里的工地,少了搬運工就會停擺。下一個重點則是即將取代過時舊天線的巨大衛星天線接收器,廣大的冰原上也架設了十一公里長的低頻天線,這將有助於預測太空的天氣,如會摧毀無線電通訊的天體風暴,研究站以西將近二公理處,未來南極最高的建築已開始動工。
 
「十公尺望遠鏡」其巨大鏡面將會有七層樓高,望遠鏡本身達二十七萬五千公斤,透過地球上最乾淨的空氣,或許能發現前所未見的星系,揭開暗能量的謎團,依照某些天文學家的推論,這脫肋量會導致宇宙自我撕裂,幸好就算這個理論屬實,也要數十億年後才會發生。南極還有一個規模最大的計畫,這個計畫被戲稱為冰塊,科學家到南極來研究一種叫做微中忠的神秘次原子粒子,深邃的冰層是偵測微中子的最佳地點。
 
PS:別問筆者科學問題。
 
 
這種鑽井花了超乎想像的金錢。
 
一具特殊設計的鑽機用熱水往地下鑽孔將近二點五公里,速度每小時十二公尺,近五千個感應器,將會放在冰封數百萬年的冰層深處,這些冰層如今已晶瑩剔透,一平方公里要鑽八十個洞,因此鑽機和金屬休息室必須不停的搬來搬去。冰塊這個大規模計畫,耗資二億七千五百萬美金,幾乎是研究站本身兩倍,但日後收集的資訊或許能幫助我們瞭解,宇宙歷史上最令人困惑的事件,爆炸的恆星如伽瑪射線爆發、黑洞。
 
不是合成的喔。
 
只有在南極才可以做這種實驗,在一九一一年之前,此地一直是毫無人跡的絕境,首位踏上南極的是挪威人羅德阿蒙森,不到一個月,英國探險家羅伯史考特也來了,現在的阿蒙森史考特研究站,就是為了紀念他們兩位。自從人類在五零年代末期首次進駐極地,此地向來不宜人類生活和工作,現在也沒有改變,他們現今的工程每年耗資數百萬美金,雇用數百名來自全球各地的人,但行政討論的地方跟效區車庫差不多大。
 
可以看見建築都是架空的。
 
南極研究站的每個部份一旦完工並核准使用,就會立刻投入運作,首先是新食堂開張營業,對工作人員而言是一大安慰,雖然他們打算開慶祝會,可是廚師所能給這兩百多人的食物只有四道菜,而且他們還是第一次在設備齊全的廚房煮菜,他們需要吃飽了才能工作。在這裡工作身體光是保暖,就得消耗大量精力,長時間在酷寒的南極工作,每天消耗高達五千卡路里的熱量,比溫帶氣候的人多了將近三千卡路里。
 
安安、推薦想減肥的人去南極,但不負責死活。
 
 
最重要的施設之一,發電廠同時供應舊站和新站的許多用電,前面提到的圓頂仍舊是通訊總部的所在地,使用一九七五年左右的設備,等到目前建築的新站完成,將會從這裡徹底遷到新站,但還要通用完成後的檢查,他們打算拍攝當時的那年搬到新站。圓頂擁有住宅區該有的機能,目前正在拆除中,在拆除的同時,新站的施工團隊必須趕快完成,使用了最新科技技術的新建築,使用了很多當年沒有的手法。
 
除了把建築升高避免積雪和昂貴的掃雪作業,新建築群的屋頂、牆壁、地板,都是用特製的絕綠建材打造,大量的降低能源消耗,這種建材稱為結構絕緣鑲板,這種薄板是用一層隔熱泡沫板,夾在兩層膠合板中間,如果用標準的玻璃纖維絕緣材,要將近一公尺厚才有同樣的保暖效果。第一要務就是保存能源,運送一公升燃料到此,耗費將近七美金,但南極的生活完全仰賴能源還有科技,最要的就是加熱和發電廠。
 
建築群。
 
針對嚴酷環境設計的最先進發電裝置,將供應新站的所需電力,可以從消耗的燃料中擠出每一盎斯的能源,三座柴油引擎發電機,產生的電力將近1000千瓦時,但這些引擎的功能不只為發電機提供動力,就像汽車的暖氣,引擎製造的多餘熱能回收後輸送到整個研究站。利用甘醇這種防凍劑,電熱系統提供了研究站八十%的暖氣用量,除了冬季最冷的那幾天,幾乎不需要補充用的暖爐,一絲一毫都不能浪費。
 
除了外部還有內部裝璜,電線管路,舖設整個研究站的水管,暖氣通風和空調系統將近二千公尺的輸送管,會把暖氣送到新站的每個角落,牆上舖設一萬多塊乾砌牆板,一百多公里的通訊線路要從牆內部通過。為了工程照進度順利進行,還要不斷的開會研究其中的風險,沒必要受傷,在這裡受傷是件麻煩致命的事,他們的團隊在六年間蓋好了將近六千平方公尺的內部空間,兩座主體八座側翼。
 
南極光。
 
每一座側翼都需要十一萬三千公斤的鋼材,二百五十塊結構絕緣鑲板,和二萬一千九百個工時,施工時的溫度平均為攝氏零下三十度。
 
每一季都有數百班飛機,載著建材食物補給和工人,可是每年有一班飛機所戴的人不相同,就是設計小組,他們有七天的時間檢查進度和安全系數,這也是確定已建好的建築物,是不是可以入住的關鍵,如果不成功將會空置避免危險。檢查人員日夜不停的工作檢查是違反消防及安全的條例,是否遵守規電氣法則,結構完整性如何,有沒有機械方面的問題,連美學上也要計較,設計圖上的每個項目,
 
這類場景應該不會出現在現實。
 
設計小組與建築團隊面對面,討論第一第二第三優先的缺失,第一優先的缺失都是可能威脅人身安全的項目,必須馬上的處理,如果有條件進駐研究站,非得經過一個人的同意才行,國家科學基金會的設施經理,任何一項都不可以,從小至大。他們的檢查嚴密連雞蛋的縫都不能,被舉出的缺失還算少,甚至是優秀,可是這裡是南極,這些關係到人命的問題,如果在冬天發生意外,要等好幾個月才能得到救援。
 
連夏天都零下三四十度。
 
透過不斷的找出缺失,他們要找出解決的辦法,這不是找麻煩,有必須一定修護的地方,就算是一個小洞或是沒處理好,都會導致建築物的瓦解,因為源自這裡極冷的天氣,一個缺失都要花整天的時間來完成,如果缺失沒有完成,就要等到了下年的夏天。證明施工團隊必須跟檢查小組分開,才能夠看出找到真正的漏洞,如果是栽判與球員,那可能因為這樣子,讓最後建成的東西充滿了危險。
 
當然設計建築團隊的趕工終於成功了,經過不間停的找缺失補缺失,整整一個星期,他們所建的研究站將成為研究室房舍,甚至是休閒中心,可以讓科學家專心的進行研究工作。
 
一個各國都想要插國旗的地方。
 
 
總結:光是在南極待著就需要極大的體力與意志力,因為這是一個溫度隨時令人喪命的地方,每一刻都要拉緊神經,更不用說還需要進行緊密的工程,進行能在這裡零度以下,隨時吹襲風雪的環境,能夠矗立的建築,是多麼不簡單。把工程學與科學發揮到了極限,尤其是那無論任何角落都要經過科學設計的建築體,再加上人力的結晶體,戶外工作要超越自己的體能,證明了人類的可能性,不只是如此簡單。
 
內陸沒有任何的生物。
 
感想:偉大工程巡禮看了不少部,但看到南極研究站就覺得瞬間震憾了心靈,想說這裡怎麼建房子啊,光是待在外面可能就累死了吧,還不用什麼勞動,也很佩服在那邊工作的人,根本每個都是超人啊。
 
這個系列也確實擁有很廣大的意義,不只是建築那麼簡單,還融合很多關於現代科學,工業技術的知識,甚至是建築相關的常識及知識,不過深入淺入能讓觀眾看懂,這也是好看的地方之一,不用講到艱深,讓我們自然發揮。
 
 
 
 
 
如果喜歡孤的文章,不妨訂閱,就是最好的鼓勵。
以上圖片及影片並無商業用途,
純屬介紹引用。
 
 
 
 

    任孤行 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()