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“我们去南极时,看到冰川像瀑布一样在融化”

“我们去南极时,看到冰川像瀑布一样在融化”

社会

澎湃新闻实习生 刘卓尔 苏航 首席记者 刘栋


当地时间2019年2月,南极洲,一艘美国科考船沿着思韦茨东部冰架的边缘行进。本文图片 视觉中国 图

透过船舱的玻璃,郑亦曦凝视着窗外,这是她第一次亲眼目睹冰川在融化。


“当猛烈的风暂时减弱时,你能听到海冰碎裂的声音。我们知道南极的冰川正在融化,但是当你真的亲眼看到它们在融化,听到水从冰川滴落的声音,会感到非常难过,仿佛这些冰川正在哭泣。”她说道。


郑亦曦是英国东安格利亚大学的海洋科学家。2022年1月,正值南极洲的夏季,她和研究团队到达了南极洲海岸外的阿蒙森海域,对南极洲西部最大的冰川之一思韦茨冰川(Thwaites Glacier)展开研究。


南极洲是地球上最大的冷冻淡水库,拥有大量的冰盖覆盖其陆地表面。随着全球气候变暖,这些冰盖正迅速并加速融化。英国利兹大学的一项研究显示,今天南极洲冰盖融化的速度比以往任何时候都快。在过去的40年里,南极洲的冰融化速度加快了280%。1996年至2021年期间,南极洲西部的冰盖净减少了33310亿吨,使全球海平面上升超过9毫米。


作为地球上最宽阔的冰川之一,也是南极冰川系统的重要组成部分,正在不断加速融化的思韦茨冰川是全球科学家的重点研究对象。美国科罗拉多大学博尔德分校冰川学家、国际思韦茨冰川合作组织(ITGC)负责人泰德·斯坎博斯(Ted Scambos)教授告诉澎湃新闻,思韦茨冰川的融化可能已经接近或越过了“临界点”。


这意味着这些冰川的融化速度已经超过其自身的再生能力,导致不可逆转的冰体损失,其连锁反应或将最终导致南极洲西部的冰在未来几百年内全部融化,使得海平面上升2-3米。首当其冲受到影响的,将是位于北半球的美国、加拿大和中国的海岸线。


除了冰川,南极洲的海冰也在不断消失。海冰和冰川之间存在着相互关系,南极洲冰川融化后的冰水会流入海洋,参与形成海冰。自20世纪70年代后期以来,人们已经可以通过卫星技术测量海冰,并观测到海冰冻结和融化的规律循环。2022年的夏季,卫星记录到海冰面积有史以来的最小值。南极洲“冰心”的跳动幅度正在不断变“小”。


当地时间2022年9月5日,南极洲,思韦茨冰架。

借海豹之力解密“末日冰川”


思韦茨冰川是地球最宽阔的冰川之一,拥有和中国广东省差不多大的面积,并一直延伸到南极西部的冰盖。南极西部的冰盖,地理位置十分特殊,它的中心区域比海平面和沿海地区深得多。这意味着冰川底部的基岩深入到海平面以下。因此,当冰川融化时,其接地线(grounding line)将不断向后撤退到一个更深入的位置,形成一个更高、更厚、流失速度更快的冰柱,从而开启一个被称为冰盖不稳定性(Marine Icesheet Instability)的恶性循环过程——接地线不断向后撤退,冰柱将变得更厚、冰川融化的速度变得更快。因此,思韦茨冰川融化的后果非常严重,也被称为“末日冰川”。


美国地球物理学家和南极洲研究专家John. H. Mercer早在1978年就提出“末日冰川”的概念。他指出了思韦茨冰川在全球气候系统中的重要性,并指出它对海平面上升和全球气候的威胁。随着时间的推移,“末日冰川”这一概念被用于描述那些可能对海平面上升产生巨大影响的冰川。思韦茨冰川由于其巨大的规模和潜在的危险性,成为了“末日冰川”的代表。


思韦茨冰川融化示意图

此外,对思韦茨冰川的研究也是难度最大的科学研究之一,想要做出保护性措施也难上加难。冰川距离人类聚居区较远,环境极度寒冷恶劣。低温、强风、暴雪和浓雾等环境条件加剧了实地考察的难度。由于冰川地区复杂的地形和常年的积雪覆盖,连用卫星遥感获取准确的数据也面临一定的挑战。同时,思韦茨冰川的重要部分位于海表以下,水下探测和采样需要复杂的装备和技术。

鉴于此,郑亦曦参与的科考团队在思韦茨冰川附近采集数据时另辟蹊径,选择借用了海豹之力。一些生物学家在南极完成进场实验时,在海豹的头顶粘上仪器伴随它们下潜,这启发了郑亦曦和她的团队。他们将测量电导率、温度、深度的仪器加装在海豹头上的仪器内,让海豹帮助采集数据。

“当海豹每次浮上来的时候,仪器会上传海豹经过海域的海水的温度、盐度、深度数据。去年在南极,我们标记了超过20只海豹,所以同时有20条以上的轨迹。因为海冰实在是太厚了,而且它又太密,所以我们无法以人力采集数据。但是这些海豹很神奇,能够找到很小的缝隙通往思韦茨冰川。所以,明明我们人没有去思韦茨,但是却收集到了数据,因为海豹们找到了船也没有找到的路径。于是,我们有了一个较大范围的数据量。”郑亦曦对澎湃新闻说。 

不仅如此,海豹采集数据可以持续8个月之久,且它们头顶的仪器比起其他专业测量工具更为经济。唯一的不足之处就是海豹测量的海水盐度往往高于标准值,这需要科学家们进行校准。

郑亦曦的科学团队研究成果表明,思韦茨冰川的接地线后退速度非常快。如果冰川接地线融化,整个冰架和冰川都将变得极其不稳定。“冰架原本有陆地支撑,现在只剩下海水的浮力支撑,它的压力可能会越来越大,上下支撑的力很可能会断开,变得不稳定。”她说。

当巨大的思韦茨冰川全部融化的时候,海平面会上升约60厘米。然而,思韦茨冰川不是“一块能被切下来单独讨论的面包片”。它的融化将牵涉到邻近的冰川区域。斯坎博斯教授称,如果思韦茨冰川在未来几百年内彻底融化,会引发周边其他冰川的不稳定,最终导致整个南极洲西部的冰全部融化,并让海平面上升2-3米。

当地时间2022年9月5日,南极洲,两位科学家在甲板上敬畏地看着冰川边缘破碎的冰面。

是否越过临界点之争


科学界对于南极冰川是否已经越过融化临界点的问题尚存在一定的不确定性。冰川的变化是一个复杂的过程,涉及到许多相互关联的因素。但对于思韦茨冰川是否已越了临界点的问题,斯坎博斯教授的答案是肯定的。


“如果条件不改变,随着时间的推移,思韦茨冰川会把所有的冰都挤出去(squeeze out),让海平面上升。导致接地线继续后退的因素在未来可能会增加。例如,全球变暖导致南极周围的风向继续改变,温暖的海洋水得以涌上南极洲的大陆架,到达冰川的底部,进而导致更多的融化和接地线更快的后退,引发更多的失控过程。因此,在未来100到200年内,思韦茨冰川可能会非常迅速地融化流入海洋,海平面上升的速度将比今天快得多。”他说道。


郑亦曦也告诉澎湃新闻,思韦茨冰川接地线的后退速度远超从前观测到的很多冰架,她的许多同事实际上非常担忧思韦茨冰川的融化临界点已过。“现在问题是,你根本就不可能知道究竟有没有过。但是等到我们真的有把握说这个临界点过没过的时候,或许已经过了临界点很久了。”


对于科学家们而言,虽然无法通过南极冰川的融化或接地线后退直接得出全球变暖的结论,但是南极的变化是显而易见的。


“以前观测的时候我们发现冰川一直都很稳定,直到这几年,它们突然开始有的在变厚,有的在变薄,有的在后退消融,有的在往前涨。”2021年底至2022年3月,郑亦曦在南极考察时发现,大大小小的海冰碎片散布整个海面,而她在前几年的科考中并没有观察到此类状况。


“我们去南极的时候,看到冰川像瀑布一样在融化,甚至在冰川和海交界的地方出现了颜色不同的水。因为融化速度太快了,海底的融水因为密度低、温度高往上流。虽然我也知道,我们观察的时间尺度实在是太短,我们就在那里待两个月,看到的所有东西或许不能够说明任何事情,也不能拿它来证明什么,但你看到了,它就在那儿发生着。”她说。


当地时间2014年5月12日,南极洲思韦茨冰川。

挑战与应对措施的探索


南极洲冰川融化已成为全球气候变化的一个主要焦点。有关防止冰川进一步融化的方法一直备受关注。斯坎博斯教授表示,现有的解决方案需要花费数十亿美元,且只能解决部分问题。


其中一种方案是在阿蒙森特海域架设某种长约650公里,宽约160公里的塑料薄膜,防止深处的暖洋水流通,延缓冰川融化。但这将需要至少500亿至1000亿美元,且对流动的冰川造成影响。第二种可能性是尝试在冰川表面打数百口井,通过不停泵水增加冰层与下面的岩石之间的摩擦力。另外一种非常间接的方法是尝试部分阻挡太阳辐射,但在实施上存在许多问题。


斯坎博斯教授坦言,全球清洁能源政策的推行才是解决问题的关键。思韦茨冰川周围还有几个可能在未来构成威胁的地区,每个地区的应对措施都需要耗资数百亿美元,他建议将这些资金花费在更直接地解决问题的清洁能源技术上。


“尽管我们可以做出一些刹车的努力来减缓全球变暖的速度,但我们不能指望回到过去的气候世界。温室气体如果不加控制,将会显著地加剧全球变暖。我们必须共同努力来减少温室气体的排放,并提高人们的保护意识。”斯坎博斯教授称。


郑亦曦认为,人们需要增加对于南极的关注。“我们经常与媒体合作进行培训,和公众科普科学问题。我们强调一切都还是有可能被改变的。虽然变化不可逆,但是我们可以阻止这些变化的进一步发生。首先最重要的是政府的政策,在个体上,少吃红肉、节能出行、节能减排这些,都是个人能够做的。”她说。


随着全球变暖的影响变得更加严重,人们终将去适应一个高温和海平面上升的星球。


“我们永远不会回到过去的气候。”斯坎博斯教授表示,除了在现阶段要尽可能的减少温室气体的排放,减缓冰川融化、海平面上升的进程,人们也要做好面对一个彻底变化的未来世界的准备。


全球变暖导致的海平面上升将会促使一大批居住在低洼地区的“气候难民”的诞生。目前,全球约有9亿人生活在低洼沿海地区。一些位于南太平洋的岛国,如图瓦卢、马绍尔群岛和吉利巴斯等岛国居民已经被迫离开家园寻找新的地方居住。


当地时间2021年10月23日,南极洲思韦茨冰川。

联合国秘书长古特雷斯今年2月14日在纽约安理会就海平面上升对全球和平与安全的影响发表讲话时提到,“各大洲的特大城市都将面临严重影响,包括拉各斯、马普托、曼谷、达卡、雅加达、孟买、上海、哥本哈根、伦敦、洛杉矶、纽约、布宜诺斯艾利斯和圣地亚哥等。”保护那些受到气候变化影响最严重的人群,特别是那些居住在低洼地区的人们,将是应对未来世界的重要任务之一。国际社会需要加强合作,提供支持和援助,确保这些人们能够获得安全、可持续的生活条件。


与此同时,许多国家已经开始采取行动来应对海平面上升带来的威胁。


2020年,丹麦海岸管理局针对整个丹麦海岸线发布了新的全国风险评估。同时还包括绘制洪水和海岸侵蚀风险图,以及在4年内降低风险和具体保护沿海举措的建议。2022年,丹麦启动丹麦气象研究所(DMI)为国家洪水预警机构,该国现在也是欧洲洪水预警系统(EFAS)的成员。日本则规定为电网运营商制定集体行动计划,以确保发生风暴和洪水袭来时的电力供应可靠性。


“全球气候变化让人们意识到,我们会破坏地球,给未来世代留下难以生存的世界。我们欠未来的世代,我们需要一个关心未来世代的世界,并且我们必须意识到,全球气候变化是一场缓慢而持久的灾难,需要全球范围内的合作和长期规划。如果不采取行动,我们将失去很多沿海城市,付出昂贵的代价。”斯坎博斯说。



本期编辑 邹姗
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