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地球工程延缓冰川入海,可行吗?


发布时间:2018-03-22


    北极的格陵兰岛和南极洲冰盖是冰川入海进而抬升海平面的重要源头。
  学术界预测,到本世纪中叶,全球温度预计增加2℃,由此带来的全球海平面上升可能达到20厘米。如持续下去,到2100年,大多数大型沿海城市包括中国的上海、广州等,或将面临比目前高出一米多的海平面。
  芬兰罗瓦涅米拉普兰大学北极中心气候变化教授约翰·摩尔为首的科学团队认为,冰川地球工程可能会延缓格陵兰岛和南极洲的大部分陆地冰块入海速度,拖上数个世纪似乎都可能,以此给人类应对全球变暖争取宝贵时间。
  《自然》杂志官网日前发表了该团队的文章,在冰川地球工程框架下,探讨了实施这类工程的三种预想方案。这些方案是否可行?大连海事大学极地海事研究中心主任李振福对此提出自己的见解。
  方案一:拦堵大西洋暖流
  格陵兰岛西部的雅各布沙文(Jakobshavn)冰川,是地球上运动速度最快的冰川之一。它比北半球任何其他冰川对海平面上升的影响都大——其损失导致海平面在20世纪上升了约4%,即每年升高0.06毫米。
  来自大西洋的暖流冲刷着冰面以下300米区域,冰川的“地基”正在慢慢消失,雅各布沙文正在“撤退”。
  专家设想,在雅各布沙文冰川前5公里宽的峡湾内,建造一个100米高的倾斜边为15°—45°的墙,所需0.1立方公里的砾石和沙子可以从格陵兰岛大陆架挖取。这种人造堤坝可以用混凝土包裹,防止被侵蚀。
  与地球上的其他土木工程项目相比,这种设计的工程量并不算大。要知道,为了建造苏伊士运河,挖掘的土方材料是这个预算的10倍,香港机场用了0.3立方公里的填埋场,三峡大坝则使用了0.028立方公里的浇筑混凝土。
  在冰山散布的水域搞建设,任务艰巨而危险。当地居民的反应也参差不齐,虽然该项目能创造就业机会,但必须引入大量外来人员;生态、渔业和旅游业将受到影响;为浮游生物提供养分的冰川沉积物等海洋生态系统可能遭到破坏等。
  方案二:再塑人造冰架
  在坍塌的南极冰盖抵达大海时,冰块倾泻而出。如果有岩石和岛屿等阻止,是否能限制冰块到达海洋的速度?
  2002年,科学家惊讶地发现,南极洲阿蒙森海上Larsen B冰架坍塌成只有上世纪80年代的30%。而在过去的30年里,南极半岛上的其他6个冰架破碎不堪。
  南极西部的松岛冰川和Thwaites冰川是未来两个世纪海平面上升的最大潜在原因。两个冰川流动的速度比20年前更快。模型预测,到2150年,两个冰川可能比目前的流速还要再快10倍,将以每年4厘米的速度抬升全球海平面。
  一种解决方案是在海床上直接构建护岸和岛屿,在冰川前面构建人造冰架。经摩尔团队预算,这可能需要大约6立方公里的材料,比在北极雅各布沙文峡湾所需材料多60倍。
  当然,要实施这样的工程,还需要更好地理解其他相关因素,比如海洋如何在冰架下循环,冰川如何在地基上滑动和侵蚀,如何借助冰动力学模型确定人造冰架地基的最佳位置等。
  这种工程预计将给当地生态系统带来重大影响,需要在开始之前和之后进行彻底评估。此外,除了取材困难,在浮冰下施工的技术也不成熟。
  方案三:抽干冰下水
  冰川在冰床上滑动时,摩擦生热产生冰流底部90%的水,这种水润滑剂再次加速冰川流动,产生更多的热和更多的水,循环往复。
  相对于格陵兰岛地区的冰川,南极洲的冰层下方几乎没有季节性融化,水分也少得多。如果去除这层薄薄的水就能让冰川减速,岂不是美事?
  这需要向冰面以下打洞。虽难,但并非没有先例。南极的冰立方中微子天文台使用热水射流在冰盖上钻过60个洞,深度达1500—2500米。北极挪威Engabreen基岩下,也有隧道网络,冰川每秒能向Svartisen水电站供应30—40立方米的融水,估算继续向冰川下钻孔,穿越岩层的成本为5亿美元。
  南极洲深部的冰川下的水正处于压力之下,可以通过冰川底部10厘米厚的沉积岩循环冷却的盐水冷冻,相关成本似乎也可以接受。
  中国应积极参与南北极事务
  对于上述三种途径,大连海事大学极地海事研究中心主任李振福接受科技日报记者采访时表示:“从技术角度都具有可行性,但不可忽视的问题是,无论哪个方案,其实都会打破自然系统本身的平衡,都会对当地冰川系统和海洋生态系统造成巨大破坏,以至严重影响到全球生态系统。特别是对于南极和北极这样的生态脆弱区域和对全球生态系统至关重要的区域。”
  李振福还指出,“如此耗资巨大的工程由哪些国家参与?由哪些国家出资?在政治敏感度越来越高的南北极区域,投资额度是否会演变成政治权益的博弈也需要关注。”
  李振福最后强调:“南北极是全人类的南北极,参与未来的拦冰入海工程,是中国作为负责任大国应该负起的责任。”  (来源:科技日报 责任编辑:苏杰西)


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