地质、气候与人类:究竟谁改变谁?

2016-2-20 10:18 来源: 南方周末报 |作者: 马志飞

全球变暖,地质反受其害


2014年7月12日,俄罗斯《共青团真理报》报道:一名直升机驾驶员在飞过西伯利亚西北部的亚马尔半岛时发现了一个巨大的圆坑,直径约30米,深度约70米,坑底还有一个冰湖。几天之后,到了7月28日,英国《每日邮报》报道,俄罗斯的牧民又发现了两个类似的大坑,其中一个位于俄罗斯亚马尔半岛,直径15米,另一个位于俄罗斯北西伯利亚的泰米尔半岛,直径只有4米,虽然规模比之前的亚马尔半岛巨坑要小很多,但是其形状极其相似,这让当地人感到十分诧异。

科学家经过初步研究后认为,俄罗斯所谓的“末日天坑”应该是由于地下气体集聚,导致压力过大,从而发生了由内而外的爆炸性喷涌所致。不过,值得注意的是,俄罗斯境内分布着大片厚厚的永久冻土层,冻土层中温度低于零摄氏度,也就是说,这里的水是以冰的形式存在,冰层内蕴含着大量的天然气水合物,而如今不断出现这种地下天然气向外排放的现象,说明这里的冻土层开始部分融化,这在一定程度上证明了全球气候仍在继续变暖。

如果越来越多的甲烷气体被释放到大气中,这将进一步加剧温室效应,因此,俄罗斯“末日天坑”的出现不仅仅是一种地质现象,更是一种气候变化的反映,需要引起人类的密切关注。

全球气候变暖,已经是不争的事实。世界气象组织在2015年11月9日发布的《温室气体公报》称,全球温室气体浓度在2014年再创新高,2014年全球大气中的二氧化碳浓度是工业革命前(1750年)水平的143%,甲烷和一氧化二氮的浓度也分别是工业革命前水平的254%和121%。由全球气候变暖所可能带来的灾难,也几乎是人尽皆知。有数据显示,自1880年以来,气候变化已经导致海平面升高了20.3厘米,在本世纪结束前,预计平均还将升高30.5至122厘米。

美国著名科普作家比尔·布莱森在其所著的《万物简史》一书中写道:“在我们历史的下一阶段,将会看到大量冰盖融化而不是大量冰盖形成。如果所有的冰盖都融化,海平面将上升60米——有20层楼那么高,全世界所有沿海城市都会被淹没。更加可能的是,至少在短期内,南极洲西部的冰盖会塌陷。在过去50年的时间内,南极洲周围水域的温度增加了2.5摄氏度,冰盖塌陷已经大大加剧。这一地区的地质构造特点使得大规模的塌陷更有可能发生。一旦这种情况出现,全世界海平面将平均上升——而且速度很快——4.5~6米。”该书中还总结了一句发人深省的话:“一个明显的事实是,我们不知道未来的年代是一个严寒气候,还是一个酷热的气候。只有一点是肯定的,我们生活在刀刃上。”

据英国《卫报》2015年12月9日报道,美国政府的科学家们已经预测出,到本世纪末,阿拉斯加地表下超过四分之一的永久冻土有可能会融化,长期储存在地下的二氧化碳会排放到大气中,加速全球气候变暖。阿拉斯加州是美国西北的一个州,北临北冰洋,东接加拿大,中间是白令海峡与俄罗斯隔海相望,这里38%的陆地面积被永久冻土、土壤、岩石或连续冰冻在地下至少两年的沉积物所覆盖,其中的冻土层深达30~40厘米,原本是夏季上层冻土层融化而冬季再次被冻结的情况将随着全球气候变化而改变,一部分永久冻土层将彻底消失。

气候变化对地质的改变不仅仅是冻土层的变化,在一定程度上,全球气候变暖,加速了地质灾害的发育。我们还是以阿拉斯加为例,窥一斑而见全豹。2015年9月24日的《中国科学报》发表了一篇题为《气候变暖使阿拉斯加公路面临滑坡风险》的文章,文中指出,阿拉斯加大学费尔班克斯分校的地质工程学家对沿着道尔顿高速公路的43处类似冻土碎裂面进行了分析,而后证实了阿拉斯加的气候变化促进了滑坡的形成,其中一个高度达20米的滑坡,每天平均移动1.4厘米,大规模、慢速移动的滑坡对道尔顿高速公路将产生严重威胁,而这一切都是由于气候变化软化了它们原来的冻土支撑,地质工程学家称呼它们是“悬在头顶的严重地质灾害风险”。

如果我们仅仅意识到气候变化会造成地质灾害的变化,这是远远不够的。全球气候变暖,以及极端气候事件发生的频率和强度增加,也对重大工程的建设和未来安全运行增大了风险。众所周知,天气的变化对地质灾害具有直接的诱发作用,比如崩塌、滑坡、泥石流,它们通常集中爆发于暴雨和长时间降雨等极端天气条件下,在不同的月份地质灾害发生的概率明显不同,所以,每年的汛期来临都是对地质灾害防治工作的严峻考验。而从长时间的气候变化角度考虑,比如不同年、不同的十年、不同的百年,这些时间段上的气候变化对地质灾害的影响,研究成果十分稀少。

2015年11月2日的《中国气象报》曾发文探讨了气候变化对我国重大工程的影响和挑战,文中指出“在气候变化的背景下,重大工程的安全性、稳定性、可靠性和耐久性,以及运行效率和经济效益都受到一定影响。”因此,为了提高对未来风险的应对能力,我们需要在重大工程建设方面充分考虑气候变化及由此引发的地质变化,合理调整工程设计标准,提高我们对地质灾害的抵御能力。

在过去半个世纪里,全球冰川的平均厚度在显著减少。 (维基百科/图)

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