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                    作者:程唯珈 來源: 中國科學報 發布時間:2019/7/25 8:41:03
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                    人造雪能否阻止南極冰蓋坍塌

                     

                    ■本報見習記者 程唯珈

                    日前發表在《科學進展》上的一項研究登上了微博熱搜,引發了網友幾乎“一邊倒”的否定和質疑。

                    原來,為遏制全球變暖的趨勢,科學家提出了一種應對方法,即在南極洲西部噴撒數萬億噸人造雪。專家稱這或許可以阻止脆弱的冰蓋坍塌,并使世界各地的沿海城市免受海平面上升的影響。

                    回顧人類歷史,諸如此類改造地球系統的工程設想并非個例,此次造雪工程飽受詬病究竟為何?對此,《中國科學報》邀請了相關專家進行解讀。

                    試圖阻止接地線繼續后退

                    據報道,全球變暖已導致南極冰雪大量融化,南極西部冰蓋強烈消融。

                    研究報告作者之一、德國波茨坦氣候影響研究所教授Anders Levermann介紹,南極西部冰蓋是海平面上升危機的重災區。如今沿海冰川阻擋了一些內部冰雪融化,但它們仍在被升溫的海水侵蝕。一旦南極西部冰蓋崩潰,海平面將全面上升,紐約、漢堡等沿海城市將被淹沒。

                    盡管停止燃燒化石燃料仍是應對氣候危機和海平面上升的關鍵,但截至目前,排放到大氣中的溫室氣體可能已經注定了南極西部冰蓋的消融。也就是說,無法通過停止或削減人為排放來阻止冰封區域加速消失。

                    為此,相關人員提出設想,使用1.2萬個大功率風力渦輪機將海水泵到1500米高空。在那里,海水會被凍結成雪落到南極西部冰蓋,待雪成冰后增加冰蓋重量防止其進一步坍塌。通過計算機模型計算,科學家認為,通過10年時間,用上述方法在南極松島冰川、思韋茨冰川周圍造雪7.4萬億噸,就能使南極洲西部冰蓋穩定下來。

                    這種設想是否有理論依據呢?在此不得不提到一個概念:接地線。

                    原來,由于南極大陸冰層足夠厚實,大都會在海岸處形成冰架。其中,基巖、冰層與海水三者相接之處被稱為“接地線”,它決定了冰川消退和垮塌的速度。

                    中國科學院西北生態環境資源研究院副研究員李傳金告訴《中國科學報》,冰層“接地線”通常深入冰架沿岸,由于全球變暖的影響致使溫暖的海水不斷侵蝕、融化“接地線”處的冰層,導致“接地線”加速向南極大陸中心移動。“此次研究也是通過人造雪的方式,在冰川的后端增加一點重量將其壓住,阻止‘接地線’繼續后退,以此保持冰川的相對穩定。”

                    困難重重的造雪工程

                    “我們已經驚動了南極的巨人。”Levermann曾在接受媒體采訪時表示,如果不對冰蓋采取相應措施,可能會到達無法挽回的地步。然而,這項工程卻遭到了包括中國科學家在內的各國科學家的質疑。

                    英國南極調查局地質物理學家Robert Larter就認為,這樣一個地球工程計劃即使切實可行,也是一種非常昂貴的方法。

                    “如此大面積作業、如此大量的人造冰雪,以達到對全球氣候變化的某種程度的影響,包括海平面顯著升降,不亞于人造一次小冰期的能量。該設想和制造永動機差不多。”在接受《中國科學報》采訪時,自然資源部第二海洋研究所研究員王自磐評價說。

                    而在李傳金看來,該計劃倘若投入實施,無論理論還是技術上都會出現很多意想不到的問題。

                    首先是冰川運動的不確定性。冰川是一個塑性流體,盡管理論上可以壓住冰川后端使“接地線”不產生后退,但同時也在頂部給其增加了重量,有可能會促使冰川加快運動,最終適得其反。

                    另一方面,雖然科學家改變了冰川條件,但并未考慮海水對冰架的頂力、海洋對冰川底部的掏蝕作用等影響,而這些都可能造成冰川更易崩塌。

                    而想讓上萬臺風力渦輪機“吹水成雪”,實際操作更是困難重重。

                    “盡管技術上存在可能,但把水氣泵到那么高的高度后,南極冰蓋的動力下降風可能會進行干擾。動力下降風是從冰蓋內部往外吹的,反而有可能將水汽直接吹向海洋,從而無法在內陸形成降雪。”李傳金分析道。

                    “況且,讓1.2萬個大功率吹雪機運作的能源從哪里來?”李傳金發出了疑問。相反,在把海水吹到高空變成雪的凝結過程中,將產生大量熱量,導致冰川、海水加溫。增加的融水可能增加冰川底部的滑動性,反而造成冰川流動速度更快。

                    此外,此項工程還可能產生一些包括大型噪音在內的污染,對南極生態系統產生巨大影響。“有可能造成的損失比科學家計算的結果超出很多。”李傳金說。

                    后續影響可能比事件本身更大

                    縱觀幾十年間,為遏制全球變暖,科學家已提出許多有關地球工程的理論方案,但每個方案的實施都面臨著各方面巨大挑戰。

                    例如,通過向大氣中排放硫酸鹽的氣溶膠,讓其生成更多的云導致反射太陽輻射能力增強,從而造成到達地面的太陽輻射減少。但是同樣,海洋將變得更酸,天空也會變得更暗,降雨模式可能會受影響,修復臭氧層的工作也將被減緩。

                    還有科學家建議往海里扔點鐵。鐵是海洋里浮游生物的營養物質,倘若浮游生物大量生長,即可吸收更多二氧化碳。然而,科學家在實驗中發現,傾倒的鐵屑確實引發了一場“海中盛宴”,卻在沉底之前被一群甲殼類生物吞食干凈。

                    李傳金認為,地球工程有望降低或延緩全球變暖出現的潛在影響,使得地球更加適合人類居住,本身具有一定現實意義。“但不可否認,很多地球工程規模太大,造成的后續影響可能比這個事件本身更大。”他表示,任何一項地球工程都需要非常認真的理論推算、實際情況模擬等,包括一些仿真信息的內容都須研究到位,以期將可能出現的負面影響降到最低。

                    《中國科學報》 (2019-07-25 第4版 綜合)
                     
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