,也許你聽南極冰溶已經聽到耳朵長繭了
但是看看本文
與我們切身有關係
今天早上聽廣播科學人雜誌內容
與我們相關的是青康藏高原上面的冰
具中國大陸冰原研究所的所長寫的文章
青康藏高原上有95%的冰是向後流了
只有5%
短暫來說是洪水
長期來說必然是旱災
去年泰國七月才下雨 直到一月都是旱災

 

  ■格陵蘭和南極這兩處陸上冰原所含的水,足以使全球海平面上升超過60公尺

  ■在冰原底下,有河川、湖泊與融水構成的複雜「水道系統」,這些水是巨大的冰流向海洋時的潤滑劑。

  ■數千年來,排到海洋的冰,與降雪達成平衡,但當溫暖的空氣或表面的融水進一步潤滑冰流或除去其自然障礙時,大量的冰便往海的方向踉蹌而去。

  ■氣候變遷估計海平面上升潛力的模型,忽略了冰下水與大量冰流移向海洋的效應。

  我們的P-3飛行實驗室掠過冰凍的威德海表面時,我緊緊伏貼在機艙板上,透過飛機底部的窗口往外看,海豹、企鵝、冰山一一在眼前放大又縮小,從150公尺的高度往下看,每樣東西都像玩具,唯一例外的只有巨大的冰棚。這些看起來無限延伸的冰棚,厚度相當於好幾個足球場的長度,在南大洋上圍繞著冰原懸浮,而冰原則覆蓋了整個南極大陸。1980年代中期,我們的飛行完全是為了調查:一旦從智利南部的基地出發之後,我們有12個小時的時間都得待在空中,所以有很多時間和飛行員聊天,談論在冰棚上的迫降,這不是隨便聊聊而已,不只一次,飛機的四具引擎之一失去動力;而在1987年,拉森B冰棚和南極洲半島之間的巨大裂隙變得更明顯時,我們很清楚知道:緊急迫降可不只是輕輕碰觸一下而已。

  這個裂隙也不禁讓我們猜想:超過一萬年以來,冰棚都看似穩定,有沒有可能是因為下方的海水溫度夠高,才使這些巨大的冰塊破裂?

  將近10年後,我的一位同事──來自美國國家冰雪資料中心的史坎波斯(Ted Scambos),從氣象衛星影像上注意到我從P-3看到的那片冰棚產生了變化,他發現白色冰棚上開始出現雀斑一樣的深色斑點,隨後,彩色影像顯示,這些深色斑點其實是鮮豔的深藍色。全球氣候變遷對南極洲半島加溫的速度,超越地球上所有地方,拉森B冰棚的部份表面正融化成藍色的池塘。已故的冰河學家羅賓(Gordon de Q. Robin)與美國西北大學的冰河學家惠特曼(Johannes Weertman)早在幾十年前已經提出,表層的水有可能使冰棚裂開。史坎波斯了解到這些池塘可能正在鑿穿冰棚、直通底下的海水,使得整片冰棚破裂。不過,那時還沒有任何事情發生。

  拉森 B 冰棚碎裂成浮冰

  然而,南極的平靜只維持到2001~02年夏天。2001年11月,史坎波斯接到一個他至今仍印象深刻的消息:來自阿根廷南極研究所的冰河學家史克瓦卡(Pedro Skvarca),正試著在拉森B冰棚上進行野外調查,但是到處都是水,而且正在產生很深的裂痕。史克瓦卡發現自己根本動彈不得,也不可能工作。到了2002年2月底,水塘開始消失,水流光了──其實是水已經鑿穿了冰棚。同年3月中,驚人的衛星影像顯示,拉森B冰棚碎裂了一大塊,面積足有3328平方公里,比美國羅德島州還要大。冰棚支離破碎,只留下一堆浮冰,像艦隊一般;這些冰塊大的像曼哈頓島,小的差不多像一台微波爐。我們飛行研究的緊急降落點過去數千年來都很穩固,現在也不見了。3月20日,史坎波斯從衛星影像取得的冰棚坍塌照片,刊登在《紐約時報》的頭版(見第63頁右下角〈拉森B冰棚的崩裂〉),震驚世人。

  忽然間,全球暖化導致冰寒極地快速變化的可能性,變得真實了起來。不久後的8月,彷彿是為了更加強調這個可能性,在地球的另一邊,海冰量創下了歷史新低,而格陵蘭冰原表面的夏季融化量,也遠遠超過之前的觀察。格陵蘭的融水也同樣會湧入冰原的裂縫,並切出洞隙(稱為冰河壺穴);理論上這些水會潛入冰原底下,同時也把夏天的熱度帶下去。在拉森B冰棚,這些水會與下方的海水混合,在格陵蘭則不同,融水可能與底下的泥土混合,在基岩上形成一層泥漿,導致冰和岩石的交界面彷彿抹上一層油或潤滑劑。不過,不管是何種機制,格陵蘭冰原正從岩石上方加速向海面滑動。

  近來,我和同事參與了正在進行中的國際極地年(見第66頁邊欄)研究,因此也追蹤測繪位於南極冰原底下的「水道系統」。雖然大部份使南極冰原底部變滑的液態水並不一定是從表面而來,但仍具同樣的潤滑效果,而且某些冰原的反應也會加速滑動與崩裂。

  為什麼這些狀況如此惱人,又為什麼我們這麼亟需了解?全球有1/3的人口生活在海拔91公尺以下,而且世界上最大的都市幾乎都臨海。每600立方公里的冰塊從陸地進入海中,全球的海平面就會上升約0.15公分。這聽起來似乎不多,可是想想目前地球上最大的三片冰原所擁有的冰量:如果西部南極冰原消失,海平面會上升5.7公尺;格陵蘭冰原消失,會再增加7.2公尺;而東部南極冰原還可以再為世界海洋增高51公尺;全部加起來幾乎有63.9公尺(見右頁上方〈如果冰原引起海水氾濫……〉)。(自由女神像從基座到火炬的頂端約有45公尺。)對於冰原的內部移動與向海推進,液態水扮演著至為關鍵的角色,而它的重要性直到不久前都還被低估。知道液態水如何形成、在何處發生、氣候變遷如何強化它對極地冰的影響,對於全球暖化影響海平面高度的預測與準備,都是非常重要的。

 
 冰原傳來的隆隆聲

  長久以來,冰河學家便注意到冰原是會改變的,只是研究者單純假設它們的改變是逐步且緩慢的,就好像我們用碳14定年法推論出來的尺度,而不是像拉森B冰棚崩裂的事件可以用日曆來記錄。理論上,雪會在冰原的中心地帶囤積(主要來自蒸發的海水),囤積量大約等於冰原在海邊融化與斷裂成冰山的量。以南極為例,到達海邊的冰有90%是由冰流帶去的,冰流是巨大的冰輸送帶,厚度與旁邊的冰原厚度相當(1000~2000公尺)、寬約95公里,從海邊往內陸「上游」延伸,可達800公里長。冰流穿越冰原而移動,當它踉蹌前進時,會在兩側留下冰隙並形成缺口。在冰原接近海洋的邊緣,冰流一般的移動速度是一年200~1000公尺,周遭的冰原則幾乎不會移動。

  然而,長期的冰平衡只是一種理想狀態,真實的冰原並不是永久固定在地球上的。舉例來說,冰心研究顯示,格陵蘭冰原在久遠以前曾經比現在要小,尤其是在12萬年前的最近一次間冰期,那時全球溫度也高。2007年,瑞典哥本哈根大學的威勒斯雷夫(Eske Willerslev)帶領一個國際團隊,試圖找尋冰原底下的DNA,以求得古代生態系的證據。他們還原出來的格陵蘭,直到40萬年前還是一片覆蓋著針葉樹的綠色大地,甚至還有甲蟲與蝴蝶等無脊椎動物。簡言之,當全球溫度增高時,格陵蘭冰原就會縮小。

  目前,格陵蘭冰冠的降雪量其實正在增加,這應該是氣候型態正在改變之故;然而其冰原邊緣的大量流失,卻仍舊使冰的總量減少。冰原邊緣的海拔高度正迅速降低,而衛星測量發現到重力作用的小幅度變化,也證實冰原的邊緣正在減損。速度的測量則指出,主要的注出冰河(與山脈相連的冰流)向海移動的速度正在增加,尤以南邊為甚。沿著注出冰河,冰河地震發出的隆隆聲也越來越頻繁。

  就像格陵蘭冰原一樣,西部南極冰原也正在流失。如同格陵蘭冰原,在不久之前的地質時代,西部南極冰原也曾經消失,所以理論上有可能再次發生。在西部南極冰原的鑽孔底部,美國北伊利諾大學的謝瑞爾(Reed P. Scherer)發現只有在開放的海洋條件下才會出現的海洋微生物化石。化石的年齡顯示,這些生活在開放水域的生物,生存的年代可能並不很遠,距今僅有40萬年。從它們的出現可以推論,西部南極冰原在當時應該不存在。

  過去3000萬年間,在地球溫度的高低變化之中唯一持續存在的,只有東部的南極冰原,因此東部南極冰原是目前為止最古老也最穩定的冰原。它許多地方的厚度超過3公里,體積大約是格陵蘭冰原的10倍。它在3500萬年前南極洲與南美洲分開時首次形成,同一時期全球二氧化碳量降低,東部南極冰原的內部似乎稍有增長,不過觀察者也偵測到邊緣的冰量有局部損失。

  冰原為何加速流失?

  是什麼作用導致了格陵蘭與西部南極冰原的冰流失?大家可能猜得到,根本原因在於冰原上加速流動的冰流與注出冰河把冰帶到海裡,這些新加入海水的冰體額外佔去水中的空間,於是造成海平面的上升。(或許值得一提的是,漂浮在海上的冰棚,不管是斷裂或融化,都不會影響海平面的高度,原因是浮冰在水中排開的水重等於冰塊本身的重量;冰融化後,重量不會改變,但新的體積變得比較小,正好填滿先前在水中所佔的空間。)

  過去五年來,對於促使冰加速移動的作用,研究者得到了兩個重要的新見解。首先,冰流的底部如果遇到泥漿、融水或甚至很深的湖泊,間歇地潤滑冰流的路徑,冰流便有可能會忽然加速。其次,如果海上的冰棚(漂浮在南極周圍的南大洋)或冰舌(狹長的冰棚,與某個注出冰河連接,在格陵蘭的峽灣地區很常見)斷裂,它們龐大的質量便無力阻擋冰流向外流動。舉例來說,注入拉森B冰棚的冰河,在2002年拉森B冰棚破裂之後,速度便劇烈加快,這些本來受到阻擋的陸域冰流與冰河,彷彿被拔掉了瓶塞,很可能加速朝海移動,最終會增加海水的總體積。

  冰河學家很久以前就認為還有第三種加速冰原滑動的原因,和第二種原因密切相關。正如拉森B冰棚破裂後加速流動的冰河,如果溫暖的海流把冰棚變薄了,滑向那片冰棚的冰原速度也會加快。在西部南極的阿曼森海域,冰原表面每年降低1.5公尺,冰原滑動的速度則加快了10%,兩者顯然都源自於冰棚變薄。



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科學人雜誌 vol.200803, Mon, 03 Mar, 2008
南極冰原蠢蠢欲動 
撰文∕貝爾(Robin E. Bell) 翻譯∕姚若潔 友善列印
 
 
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