專題報導

南極冰原蠢蠢欲動

2008/03/20 貝爾(Robin E. Bell)
冰原底下最新發現的大量液態水,證實全球暖化對冰原的破壞可能已經嚴重到超乎想像。即使冰原沒有融化,滑入海中的碎冰,也會使海平面上升。

重點提要

冰原底下最新發現的大量液態水,證實全球暖化對冰原的破壞可能已經嚴重到超乎想像。即使冰原沒有融化,滑入海中的碎冰,也會使海平面上升。
重點提要

■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。

【欲閱讀更豐富內容,請參閱科學人2008年第73期3月號】


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