南极正在崩溃 | E闻美政(附音频)
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今天的新闻,来自南极。
本周一(12月13日),在美国地球物理联盟(AGU)的年会上,地球物理学家们向人们展示了一幅令人不安的图片,南极的一些原本被认为很稳定的浮冰,开始出现一些巨大的裂痕。
为了弄明白为什么冰川会消融,以及这一过程将会如何影响我们的地球,我做了一点点功课。
南极冰盖是地球表面最大的冰盖,地表 90% 的淡水存于南极冰盖。如果南极冰盖融化,地球海平面将会上升 61 米,将淹没几乎所有的人类临海城市。那么南极冰盖为什么会融化呢?这和我们想象的不太一样。全球再变暖,南极也依然是冰天雪地,冰盖怎么会融化呢?
这是一个很有意思的物理问题。情况是这样的:南极冰盖的平均厚度高达 2000 多米,以至于南极是地球上平均海拔最高的大陆,如此重的冰压下来,其基底的冰肯定会化掉,这是一个初中物理的问题,压力会降低冰的熔点,更不要说,南极的陆地和其他陆地一样,是有地热的。因此,冰盖和陆地相接触的部分,实际上是一层很滑的有一定流动性的冰。那么南极冰盖为什么不会顺着南极大陆的大陆架慢慢滑入南大洋呢?
这是因为一个叫冰架(Ice Shelf)的东西。这是冰川伸入大洋的部分。可以想象的是,冰架的底部,会是一个穹顶样的结构,就是我们熟悉的赵州桥的下缘那种结构,从大陆架呈一个弧形上升到海面上。这个弧形面上,就会承受海水向大陆方向的推挤力。冰川向下滑动的重力,和海水向上的推挤力在冰架的弧形面上形成了平衡,冰川就稳定住了,或者说,冰川移动的速度就非常慢,基本上和重新降落回南极表面的雪水呈一种动态平衡的状态。
问题就出在了这个弧形面上。我们先放一放。
南极洲周围洋面上的海水会被不断地推走。这是为什么呢?这是因为地球的自转导致南大洋上经常性的剧烈西风,这个地区周围没有任何其他大陆,这就使得海风异常凶猛,任何去南极的航线都充满了风险。强烈的海风会推着海水绕南极洲大陆呈顺时针方向流动,这就是地球上最大的洋流,南极环流 ACC。南极环流将表面的海水推向大西洋,太平洋和印度洋,那么自身的海水如何补充呢?就要从深海中抽取。因此南极洲周围的海洋还有从底部向上循环的洋流。合在一起,海水有点像一个顺时针的螺旋形楼梯,从深海上来,然后绕南极洲流动,然后在强烈的西风下被推入其他大洋。
可以说,南极洲的环流,是整个地球上的一个气候引擎。它将深海较为寒冷的水抽上来,平衡了地球表面的热量。在我们人类的活动造成地球表面温度上升的今天,南极环流的这种对流作用尤其重要,好像一个天然的空调。亚利桑那州立大学的海洋学家罗素(Joellen Russell)教授说:“对于气候改变来说,地球上没有任何地方比南极更为重要的了。”
但是全球变暖已经对这一南极环流造成了影响。而这一影响将会随着一系列的多米诺效应而被放大。
全球平均气温变暖,造成更强烈的大气对流。也就是说,南极上空的西风变得更加猛烈,这相当于抽水机的吸力开始增大,从大洋深处抽上来的深海海水开始增加。这一切都在一个叫 Argo 的海洋浮标检测系统中得到证实。这些深海海水带来两个效应。
第一,不断地冲刷我们前面提到的冰架的赵州桥弧面底部,这个部位叫做“接地线” (grounding line)。造成底部不断地融化后退,冰架就变得越来越突出,越来越脆弱。我在本文一开始提到的那些巨大的裂痕,就出现在南极洲一个相对最为稳定的冰架,叫思韦茨外围冰架。思韦茨(Thwaites)是南极大陆西部一个最大的冰川。那么出现了裂痕的冰架还能维持多久呢?海洋学家们认为它可能会在未来的三到五年内断裂。
一旦冰架断裂,巨大的思韦茨冰川就会失去阻挡,很快滑入大洋。请注意,那些浮在海面上的冰山或者冰架,他们的融化不会造成地球海平面的上升。这是我们中学都学过的一道物理题,当浮在水中的冰融化时,水面会上升?答案是不会,因为冰排开的水的体积,约等于自己化成水之后的体积(还会稍微小一点)。地球海平面的上升,就是因为这些原本是在陆地上的冰川,滑入了大洋而造成的。如果思韦茨冰川滑入大洋,目前的海平面会上升数英尺至 12 英尺,将会对海拔较低的沿海地区造成毁灭性的影响。科罗拉多大学博尔德分校的冰川学家斯坎波斯(Ted Scambos)说:“事情发展得很快,这是令人恐惧的。”另一名气象学家则将思韦茨冰川比喻成是一个“气象魔鬼”。
除此以外,深海海水的加速上涌,还带来一个后果,就是大量来自海底的二氧化碳,被带入了我们的大气。这些二氧化碳是海底生物和微生物腐化的结果。深海的二氧化碳浓度较高,几个世纪储存的二氧化碳,将会被排入我们的大气。就目前来说,海洋吸收的二氧化碳还是多于排出的二氧化碳的,因此海洋大概减少了我们排放的 25% 的二氧化碳。但这一效应正在降低,南极洲洋流从深海带来的二氧化碳越来越多,这对我们的碳排放控制提出了新的难题。
最近在美国肯塔基州肆虐的龙卷风带走了 70 多人的生命,我们地球的气候变化越来越能让每一个普通人感觉到。我相信在未来的十年中,气候的改变和地球生态的改变,会越来越成为影响我们国家政治甚至大国博弈中的一个重要因素。谁走在前面,谁就会更有主动权。目前美国的领导层大多数是有共识的,但美国保守的一代依然犹豫不决,不敢完全相信科学的结论,谁说保守主义没有危险性呢?
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