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地質、氣候與人類:究竟誰改變誰?

2016-2-20 10:18 來源: 南方周末報 |作者: 馬志飛

全球變暖,地質反受其害


2014年7月12日,俄羅斯《共青團真理報》報道:一名直升機駕駛員在飛過西伯利亞西北部的亞馬爾半島時發現了一個巨大的圓坑,直徑約30米,深度約70米,坑底還有一個冰湖。幾天之后,到了7月28日,英國《每日郵報》報道,俄羅斯的牧民又發現了兩個類似的大坑,其中一個位于俄羅斯亞馬爾半島,直徑15米,另一個位于俄羅斯北西伯利亞的泰米爾半島,直徑只有4米,雖然規模比之前的亞馬爾半島巨坑要小很多,但是其形狀極其相似,這讓當地人感到十分詫異。

科學家經過初步研究后認為,俄羅斯所謂的“末日天坑”應該是由于地下氣體集聚,導致壓力過大,從而發生了由內而外的爆炸性噴涌所致。不過,值得注意的是,俄羅斯境內分布著大片厚厚的永久凍土層,凍土層中溫度低于零攝氏度,也就是說,這里的水是以冰的形式存在,冰層內蘊含著大量的天然氣水合物,而如今不斷出現這種地下天然氣向外排放的現象,說明這里的凍土層開始部分融化,這在一定程度上證明了全球氣候仍在繼續變暖。

如果越來越多的甲烷氣體被釋放到大氣中,這將進一步加劇溫室效應,因此,俄羅斯“末日天坑”的出現不僅僅是一種地質現象,更是一種氣候變化的反映,需要引起人類的密切關注。

全球氣候變暖,已經是不爭的事實。世界氣象組織在2015年11月9日發布的《溫室氣體公報》稱,全球溫室氣體濃度在2014年再創新高,2014年全球大氣中的二氧化碳濃度是工業革命前(1750年)水平的143%,甲烷和一氧化二氮的濃度也分別是工業革命前水平的254%和121%。由全球氣候變暖所可能帶來的災難,也幾乎是人盡皆知。有數據顯示,自1880年以來,氣候變化已經導致海平面升高了20.3厘米,在本世紀結束前,預計平均還將升高30.5至122厘米。

美國著名科普作家比爾·布萊森在其所著的《萬物簡史》一書中寫道:“在我們歷史的下一階段,將會看到大量冰蓋融化而不是大量冰蓋形成。如果所有的冰蓋都融化,海平面將上升60米——有20層樓那么高,全世界所有沿海城市都會被淹沒。更加可能的是,至少在短期內,南極洲西部的冰蓋會塌陷。在過去50年的時間內,南極洲周圍水域的溫度增加了2.5攝氏度,冰蓋塌陷已經大大加劇。這一地區的地質構造特點使得大規模的塌陷更有可能發生。一旦這種情況出現,全世界海平面將平均上升——而且速度很快——4.5~6米。”該書中還總結了一句發人深省的話:“一個明顯的事實是,我們不知道未來的年代是一個嚴寒氣候,還是一個酷熱的氣候。只有一點是肯定的,我們生活在刀刃上。”

據英國《衛報》2015年12月9日報道,美國政府的科學家們已經預測出,到本世紀末,阿拉斯加地表下超過四分之一的永久凍土有可能會融化,長期儲存在地下的二氧化碳會排放到大氣中,加速全球氣候變暖。阿拉斯加州是美國西北的一個州,北臨北冰洋,東接加拿大,中間是白令海峽與俄羅斯隔海相望,這里38%的陸地面積被永久凍土、土壤、巖石或連續冰凍在地下至少兩年的沉積物所覆蓋,其中的凍土層深達30~40厘米,原本是夏季上層凍土層融化而冬季再次被凍結的情況將隨著全球氣候變化而改變,一部分永久凍土層將徹底消失。

氣候變化對地質的改變不僅僅是凍土層的變化,在一定程度上,全球氣候變暖,加速了地質災害的發育。我們還是以阿拉斯加為例,窺一斑而見全豹。2015年9月24日的《中國科學報》發表了一篇題為《氣候變暖使阿拉斯加公路面臨滑坡風險》的文章,文中指出,阿拉斯加大學費爾班克斯分校的地質工程學家對沿著道爾頓高速公路的43處類似凍土碎裂面進行了分析,而后證實了阿拉斯加的氣候變化促進了滑坡的形成,其中一個高度達20米的滑坡,每天平均移動1.4厘米,大規模、慢速移動的滑坡對道爾頓高速公路將產生嚴重威脅,而這一切都是由于氣候變化軟化了它們原來的凍土支撐,地質工程學家稱呼它們是“懸在頭頂的嚴重地質災害風險”。

如果我們僅僅意識到氣候變化會造成地質災害的變化,這是遠遠不夠的。全球氣候變暖,以及極端氣候事件發生的頻率和強度增加,也對重大工程的建設和未來安全運行增大了風險。眾所周知,天氣的變化對地質災害具有直接的誘發作用,比如崩塌、滑坡、泥石流,它們通常集中爆發于暴雨和長時間降雨等極端天氣條件下,在不同的月份地質災害發生的概率明顯不同,所以,每年的汛期來臨都是對地質災害防治工作的嚴峻考驗。而從長時間的氣候變化角度考慮,比如不同年、不同的十年、不同的百年,這些時間段上的氣候變化對地質災害的影響,研究成果十分稀少。

2015年11月2日的《中國氣象報》曾發文探討了氣候變化對我國重大工程的影響和挑戰,文中指出“在氣候變化的背景下,重大工程的安全性、穩定性、可靠性和耐久性,以及運行效率和經濟效益都受到一定影響。”因此,為了提高對未來風險的應對能力,我們需要在重大工程建設方面充分考慮氣候變化及由此引發的地質變化,合理調整工程設計標準,提高我們對地質災害的抵御能力。

在過去半個世紀里,全球冰川的平均厚度在顯著減少。 (維基百科/圖)

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