科技
格陵兰岛的北极冰告诉我们气候变化

  

  

  站在格陵兰冰原上,很容易感到整个世界都被冻结了。那闪闪发光的白茫茫一片,一直延伸到我所能看到的每一个方向,它被风吹过的表面像海洋一样泛起涟漪。

  但我知道,随着地球变暖,这里的景观实际上非常脆弱。美国宇航局的分析显示,格陵兰岛每年平均损失2700亿吨冰,足以填满大约1000万个奥林匹克游泳池。科学家表示,随着人类造成的污染继续使地球变暖,这种损失只会加速。

  今年春天,我和一组科学家一起来到了这个偏远的冰盖角落,他们试图弄清楚格陵兰岛到底有多麻烦。他们在零下的条件下露营了两个月,试图钻穿1600多英尺的冰。他们的目标是:揭开冰盖下的岩石,这些岩石可以告诉他们格陵兰岛上一次完全融化的时间,以及下一次完全融化的时间。

  这就是为什么这项工作对世界的未来如此重要:

  根据去年发表在《自然》杂志上的一项研究,北极的平均气温已经比1979年高出3摄氏度(5.4华氏度)。这一增幅是同期全球平均水平的4倍。

  跳到旋转木马的尽头

  北极的冰和气候变化气候变化是如何影响北极冰的?以下是一些关键数据:

  595,000平方英里:与1981-2010年的平均值相比,北极已经失去的海冰面积。

  1000万个奥林匹克游泳池:根据美国宇航局的数据,相当于格陵兰岛每年损失的冰量。

  24英尺:如果格陵兰岛所有的冰融化,海平面将上升的高度。

  旋转木马结束了

  科学家们说,这种快速变暖是一个被称为“北极放大”的反馈循环的结果,这是由海面上的冰减少引起的。

  当海洋表面结冰时,明亮的白色海冰反射大部分照射到它的阳光,将三分之二的辐射送回太空。然而,随着海水变暖和气温上升导致海冰融化,更多射入的阳光被黑暗的海洋表面吸收。这使得海水变暖,阻止了海冰的增长,这意味着海洋变得更热。

  与1981-2010年的平均值相比,北极已经失去了59.5万平方英里的海冰——足以填满德克萨斯州、加利福尼亚州、科罗拉多州和纽约州的面积总和。海冰在秋天形成得晚,在春天消失得早。这种损失不仅加速了气候变暖;它伤害了依靠海冰生存的人和动物。当我在格陵兰岛的时候,我和北部偏远城镇卡纳克的居民交谈过,他们说,海冰的减少使他们没有一个稳定的平台,可以在上面打猎和捕鱼。

  消失的陆地冰——比如冰原和冰川——也会产生一个反馈循环。但由于陆地不像海洋表面那么暗,所以不会产生那么多额外的热量。这就是为什么南极(被南极大陆覆盖)没有像北极(被海洋包围)那样快速变暖的部分原因。南极洲还受到巨大而寒冷的南大洋的保护,并受到天气模式的缓冲,防止大量热空气侵入冰冻的大陆。

  海冰融化不会导致海平面上升,因为它已经在海洋中了。想象一下漂浮在一杯水中的冰块——它冻结时排开的水量大致等于它融化时增加的水量,所以总体水位不会改变。

  但是,海冰消失导致的北极放大表明,陆地上的冰——尤其是格陵兰冰盖——面临着严重的麻烦。变暖的海洋渗入冰下,从下面融化冰。更高的气温也会导致地表融化加剧;今年夏天早些时候,几股暖空气导致超过30万平方英里的冰盖融化。

  当所有的陆地冰融化时,它们流入海洋,使海平面每年上升约四分之三毫米。根据政府间气候变化专门委员会的数据,格陵兰岛正在以南极洲两倍的速度失去质量。

  拉蒙特·多尔蒂地球观测站(Lamont Doherty Earth Observatory)的气候地球化学家约格·谢弗(Joerg Schaefer)是我在文章中提到的钻探项目的首席研究员,他把格陵兰冰盖称为“气候系统中病情最严重的病人”。

  海平面上升几英寸听起来可能不是很多,但沿海社区已经在经历后果。即使不下雨,海平面上升也会淹没基础设施,淹没社区;美国国家海洋和大气管理局最近的一份报告发现,在过去20年里,美国的“晴天洪水”增加了一倍。从北卡罗莱纳到孟加拉国,海水正在渗入地下水储备,杀死森林,毒害农田。一项研究发现,纽约周围较高的平均海平面导致飓风“桑迪”(Sandy)引发的洪水向更远的内陆地区蔓延,影响了7万人,使风暴造成的损失增加了80亿美元。

  格陵兰岛的融化正在变得更加严重。即使世界今天停止排放温室气体,去年发表的一项研究发现,到2100年,冰盖将失去超过110万亿吨的冰,这将导致全球海平面上升近一英尺。最新的气候模型显示,在最坏的变暖情况下,到本世纪末,仅格陵兰岛就可能导致海平面再上升7英寸。如此多的融化将淹没纽约,淹没迈阿密,并可能将整个岛国从地图上抹去。

  大约十年前,Schaefer和GreenDrill的联合主任,布法罗大学的地质学家Jason Briner,得到了一个难得的机会来分析从格陵兰冰盖最厚的部分下面提取的岩石样本。他们发现,在过去的110万年里,这块岩石一直暴露在阳光下——这意味着,在与我们现在生活的气候条件没有太大不同的情况下,格陵兰岛几乎完全没有冰。

  现在,格陵兰岛的冰足以使海平面上升24英尺。冰盖的完全融化在我们的有生之年不会发生,但对后代的潜在后果将是灾难性的。根据气候中心(Climate Central)的一项分析,这么高的海平面上升幅度将使44万平方英里的土地消失,目前有超过3.75亿人居住在这里。国家广场将被淹没。上海、阿姆斯特丹和佛罗里达的整个下半部分都将消失。

  但是,直接观察和计算机模型本身并不能精确预测格陵兰岛将因现代气候变化而融化多少。

  布里纳告诉我,当地球变暖时,“一些模型表明格陵兰岛北部会融化很多”。一些模型说,‘不,不,不,北格陵兰岛真的很强壮——那里有一个幸存者。’”

  GreenDrill——这个将Schaefer和Briner(还有我)带到冰盖顶部的项目——旨在通过分析格陵兰岛的基岩来寻找其过去行为的线索,从而消除这种不确定性。

  被冰原掩埋的岩石带有它们最后一次见到阳光时的化学特征。通过收集格陵兰岛不同地区的材料,GreenDrill团队希望确定当气温开始上升时,冰盖的哪些部分首先消失。他们的发现可以帮助改进科学家用来预测格陵兰岛将如何在人类造成的变暖中融化的模型,以及这对海平面将上升多少意味着什么。

  “你几乎可以像阅读历史书一样阅读这些记录,”拉蒙特·多尔蒂的冰川地质学家、GreenDrill团队的另一名成员艾莉·巴尔特-肯尼迪(Allie Balter-Kennedy)说。“这对了解地球的历史很重要,但对预测未来更重要。”

  从冰下提取这些关键的基岩样本花费了数百万美元和一个由12名科学家和工程师组成的团队。其中一些人,如美国冰钻项目的首席钻井师坦纳·库尔(Tanner Kuhl),是各自领域的顶尖专家。其他人,如巴尔特-肯尼迪和布法罗大学的博士生迦勒·沃尔科特,在他们的职业生涯刚开始时都是很有前途的科学家。他们一起前往偏远的冰原营地,完成一项前所未有的任务。

  谢弗说:“这支球队的人文素质给我留下了深刻的印象。

  在一个多月的时间里,GreenDrill团队成员睡在没有暖气的帐篷里的小床上,用丙烷炉做饭。他们所有的饮用水都必须从雪中融化。他们不能洗澡,也不能打电话。即使太阳一天24小时都在照耀,气温也很少超过华氏0度。

  到达这个偏远的地方本身就是一场后勤冒险。今年春天,我和摄影记者邦妮·乔·芒特乘坐了四次商业航班,并在美国国家科学基金会的安排下乘坐了一架直升机,到达了GreenDrill营地,开始了我们的报道。一场不合时宜的暴风雪把我们到达冰盖的时间推迟了将近一个星期。

  当我们在镇上等待天气转晴时,冰原上的科学家们正在处理吹雪和时速50英里的阵风,加上冰上的裂缝,这危及了整个实验。其中一个钻探地点在一个斜坡上,布里纳回忆说,冰冷的风从冰面上刮下来,有可能把他们的帐篷吹走。

  “这有点可怕,”布里纳说。“但对于我在暴风雨中可能遇到的每一次挑战和每一次惊慌,我都有很多回报。在如此原始、戏剧性、引人注目的风景中工作令人鼓舞。”

  然而,在我在冰盖上的三天里,我看到了在这种恶劣条件下工作需要多大的决心。机器效率较低,在寒冷中更容易损坏。电池损耗更快。每项任务都需要更长的时间,因为必须戴着笨拙的手套或用麻木的手指完成。早上穿衣服这个简单的动作变成了一种折磨,我穿上了一层层的长内衣,然后是一件毛衣和羊毛裤,然后是滑雪裤和一件蓬松的夹克,这让我看起来像皮尔斯伯里面团男孩。

  舍费尔告诉我,科学家们以前从未试图从1000英尺以上的冰层下提取多个基岩样本,这是有原因的:“这真的不容易。”

  但他说,这个项目值得冒险,因为人们需要知道,随着地球继续变暖,冰盖可能会融化多少。

  “格陵兰冰盖可能是气候系统中的头号病人,”谢弗说。“绿色钻探”“基本上是一次活组织检查”,它将揭示冰盖有多麻烦。

点击分享到

热门推荐