北極的格陵蘭(lan) 島和南極洲冰蓋是冰川入海進而抬升海平麵的重要源頭。
學術界預測,到本世紀中葉,全球溫度預計增加2℃,由此帶來的全球海平麵上升可能達到20厘米。如持續下去,到2100年,大多數大型沿海城市包括中國的上海、廣州等,或將麵臨(lin) 比目前高出一米多的海平麵。
芬蘭(lan) 羅瓦涅米拉普蘭(lan) 大學北極中心氣候變化教授約翰·摩爾為(wei) 首的科學團隊認為(wei) ,冰川地球工程可能會(hui) 延緩格陵蘭(lan) 島和南極洲的大部分陸地冰塊入海速度,拖上數個(ge) 世紀似乎都可能,以此給人類應對全球變暖爭(zheng) 取寶貴時間。
《自然》雜誌官網日前發表了該團隊的文章,在冰川地球工程框架下,探討了實施這類工程的三種預想方案。這些方案是否可行?大連海事大學極地海事研究中心主任李振福對此提出自己的見解。
方案一:攔堵大西洋暖流
格陵蘭(lan) 島西部的雅各布沙文(Jakobshavn)冰川,是地球上運動速度最快的冰川之一。它比北半球任何其他冰川對海平麵上升的影響都大——其損失導致海平麵在20世紀上升了約4%,即每年升高0.06毫米。
來自大西洋的暖流衝(chong) 刷著冰麵以下300米區域,冰川的“地基”正在慢慢消失,雅各布沙文正在“撤退”。
專(zhuan) 家設想,在雅各布沙文冰川前5公裏寬的峽灣內(nei) ,建造一個(ge) 100米高的傾(qing) 斜邊為(wei) 15—45的牆,所需0.1立方公裏的礫石和沙子可以從(cong) 格陵蘭(lan) 島大陸架挖取。這種人造堤壩可以用混凝土包裹,防止被侵蝕。
與(yu) 地球上的其他土木工程項目相比,這種設計的工程量並不算大。要知道,為(wei) 了建造蘇伊士運河,挖掘的土方材料是這個(ge) 預算的10倍,香港機場用了0.3立方公裏的填埋場,三峽大壩則使用了0.028立方公裏的澆築混凝土。
在冰山散布的水域搞建設,任務艱巨而危險。當地居民的反應也參差不齊,雖然該項目能創造就業(ye) 機會(hui) ,但必須引入大量外來人員;生態、漁業(ye) 和旅遊業(ye) 將受到影響;為(wei) 浮遊生物提供養(yang) 分的冰川沉積物等海洋生態係統可能遭到破壞等。
方案二:再塑人造冰架
在坍塌的南極冰蓋抵達大海時,冰塊傾(qing) 瀉而出。如果有岩石和島嶼等阻止,是否能限製冰塊到達海洋的速度?
2002年,科學家驚訝地發現,南極洲阿蒙森海上Larsen B冰架坍塌成隻有上世紀80年代的30%。而在過去的30年裏,南極半島上的其他6個(ge) 冰架破碎不堪。
南極西部的鬆島冰川和Thwaites冰川是未來兩(liang) 個(ge) 世紀海平麵上升的最大潛在原因。兩(liang) 個(ge) 冰川流動的速度比20年前更快。模型預測,到2150年,兩(liang) 個(ge) 冰川可能比目前的流速還要再快10倍,將以每年4厘米的速度抬升全球海平麵。
一種解決(jue) 方案是在海床上直接構建護岸和島嶼,在冰川前麵構建人造冰架。經摩爾團隊預算,這可能需要大約6立方公裏的材料,比在北極雅各布沙文峽灣所需材料多60倍。
當然,要實施這樣的工程,還需要更好地理解其他相關(guan) 因素,比如海洋如何在冰架下循環,冰川如何在地基上滑動和侵蝕,如何借助冰動力學模型確定人造冰架地基的最佳位置等。
這種工程預計將給當地生態係統帶來重大影響,需要在開始之前和之後進行徹底評估。此外,除了取材困難,在浮冰下施工的技術也不成熟。
方案三:抽幹冰下水
冰川在冰床上滑動時,摩擦生熱產(chan) 生冰流底部90%的水,這種水潤滑劑再次加速冰川流動,產(chan) 生更多的熱和更多的水,循環往複。
相對於(yu) 格陵蘭(lan) 島地區的冰川,南極洲的冰層下方幾乎沒有季節性融化,水分也少得多。如果去除這層薄薄的水就能讓冰川減速,豈不是美事?
這需要向冰麵以下打洞。雖難,但並非沒有先例。南極的冰立方中微子天文台使用熱水射流在冰蓋上鑽過60個(ge) 洞,深度達1500—2500米。北極挪威Engabreen基岩下,也有隧道網絡,冰川每秒能向Svartisen水電站供應30—40立方米的融水,估算繼續向冰川下鑽孔,穿越岩層的成本為(wei) 5億(yi) 美元。
南極洲深部的冰川下的水正處於(yu) 壓力之下,可以通過冰川底部10厘米厚的沉積岩循環冷卻的鹽水冷凍,相關(guan) 成本似乎也可以接受。
中國應積極參與(yu) 南北極事務
對於(yu) 上述三種途徑,大連海事大學極地海事研究中心主任李振福接受科技日報記者采訪時表示:“從(cong) 技術角度都具有可行性,但不可忽視的問題是,無論哪個(ge) 方案,其實都會(hui) 打破自然係統本身的平衡,都會(hui) 對當地冰川係統和海洋生態係統造成巨大破壞,以至嚴(yan) 重影響到全球生態係統。特別是對於(yu) 南極和北極這樣的生態脆弱區域和對全球生態係統至關(guan) 重要的區域。”
李振福還指出,“如此耗資巨大的工程由哪些國家參與(yu) ?由哪些國家出資?在政治敏感度越來越高的南北極區域,投資額度是否會(hui) 演變成政治權益的博弈也需要關(guan) 注。”
李振福最後強調:“南北極是全人類的南北極,參與(yu) 未來的攔冰入海工程,是中國作為(wei) 負責任大國應該負起的責任。”
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