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减少排放,冰川地球工程可能减缓海平面上升

作者:岩雪松 发布日期:2019-01-25 10:06

  根据欧洲地球科学联盟期刊《冰冻圈》发表的一项最新研究成果,一项旨在阻止冰川融化的工程项目可以减缓冰盖解体崩塌的过程,进而可以减慢全球海平面的上升。研究人员马修·沃尔维克和约翰·摩尔警告说,使用工程的方法阻止冰川融化,只是“头痛医头,脚痛医脚”的做法,减少温室气体的排放,仍然是阻止气候变化及其影响的关键措施。 

  “地球工程意味着经常考虑不可想象的事情。”中国北京师范大学科学家,兼芬兰拉普兰大学气候变化教授摩尔说,“地球工程”一词通常是指应对气候变化的大规模的人工干预措施。沃尔维克和摩尔所设想的措施并不会改变整个气候,人们可以采用更有针对性的方法,来限制海平面上升。 

  他们“不可想象”的想法,就是冰川地球工程,即改变冰川附近的海底几何形状,以保护海底的冰架,阻拦海洋中温水的流入,从而防止冰川的进一步融化。一些冰川,例如南极洲西部,面积和美国佛罗里达州大小相当的“斯卫士”冰川,正在快速地融化消减。普林斯顿大学地球科学系的研究员沃尔维克解释说:“‘斯卫士’冰川很容易引发失控的(南极西部)冰盖崩塌,最终将导致全球海平面上升大约3米。”这可能对生活在世界沿海地区的数百万人产生巨大影响。 

  正如沃尔维克和摩尔所展示的那样,使用冰川地球工程来阻止全球海平面上升的源头做法,可能是一种可行的方案,是传统限制海平面上升保护措施的补充。“我们研究中最重要的结果是,进行有效果的冰盖干预,所采用的措施在人类能够接受的合理范围之内。”沃尔维克说。 

  该团队研究了两种冰川地球工程设计。一个设计的想法是在水下建造一堵墙以阻挡温水到达冰架的基座,温水对冰川的融化非常敏感。在海底建造人造土墩或柱子,这些土墩或者柱子虽然不会阻挡温水,但可以支撑和阻挡冰川,有助于冰川的重新生长。“在任何一种情况下,我们都力求采用非常简单的结构,只是在海底堆积一些沙子或碎石。”沃尔维克说。 

  研究团队建立了计算机模型进行研究,模拟在气候变暖的世界里“斯卫士”冰川可能发生的变化,研究人员认为,“斯卫士”冰川预计将会成为未来影响海平面上升的最大单个融化冰川,“斯卫士”的宽度在80公里至100公里之间,是世界上最宽的冰川之一。“如果冰川地球工程对‘斯卫士’冰川起作用的话,那么我们就会期望冰川地球工程对其他的冰川一样起作用,因为相对于‘斯卫士’冰川,其他冰川并不具有挑战性。”研究者在《冰冻圈》发表的文章中写道。 

  研究表明,即使是比较简单的冰川地球工程设计,也会减缓海平面上升的速度,从而为沿海地区提供更长时间来应对不断上升的海平面。根据研究人员的模型模拟,在可预见的未来,一个规模比较小的干预措施,能够有30%的概率可以防止南极西部冰盖融化失控。这种人工干预措施包括在海底建造一些隔离墩,这些隔离墩由一些300米高的土墩或柱子组成,具体使用多少混凝土取决于隔离墩需要达到的强度。 

  更复杂的冰川地球工程,可能会超出人类迄今为止所尝试的规模,但是,更复杂的冰川地球工程可能会有更大的成功可能,以避免在未来1000年(模拟运行的时间)内防止冰盖融化崩溃,或者使冰盖重新生长。一个规模不大的水下阻挡墙大约可以阻挡50%的温水到达冰架的基部,有70%的成功的可能,而规模较大的水下阻挡墙可能会阻挡更多的温水,有更多成功阻止冰盖崩溃的可能。 

  尽管研究人员的计算机模拟取得了令人鼓舞的结果,但是科学家表示,他们并不主张立即实施这些雄心勃勃的项目。虽然最简单的设计在规模上与现有的工程项目相似,但工程将被建造在地球上最恶劣的环境之中,因此,仍然有一些工程细节问题需要解决。该团队希望了解冰川地球工程是否可以在理论上发挥作用,并希望科学家思考并改进设计。 

  我们都明白,人类急切希望了解未来海平面将会上升多高?上升得有多快?人们之所以如此急切,是因为海平面上升将会影响上万上亿生活在海滨的人,有些小岛屿将不复存在,海滨地区的面积将可能会减少。减少温室气体的排放,是限制海平面上升的有效措施,但不是唯一措施,专业的工程措施也会起作用。应该提醒世人,冰川融化已经到了最危险的时刻,每个人都有义务保护冰川。 

  关于冰川的研究表明,冰川地球工程可以阻止冰盖崩塌,但沃尔维克和摩尔都坚持认为,减少温室气体排放仍然是应对气候变化的首要任务。“有些不诚实的社会团体,可能会利用我们的研究来驳斥减排的必要性,认为既然冰川地球工程可以阻止冰川融化,就没有必要减少温室气体的排放了,我们的研究并不支持这种观点。”摩尔说。 

  冰川地球工程只可以限制海平面的上升,而减少温室气体的排放还可以限制气候变化的其他有害后果,例如海洋酸化、洪水、干旱和热浪等。此外,该研究团队指出,如果全球气候变暖的趋势太厉害,就意味着冰川工程项目可能不可行,因为在迅速变暖的环境下冰川地球工程成功的可能性会降低。毕竟,研究人员所设计的水下结构只能阻挡冰架底部不受温水融化影响,并不能阻止温暖空气对冰川顶部的融化。 

  沃尔维克总结道:“我们排放的碳越多,冰盖保持现有体积而长期存在的可能性就越小。”  

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来源:水与中国杂志 编辑:李楠