如何讓“冰脆弱”變“冰堅強”？｜世界冰川日

2022年12月14日，聯(lián)合國大會通過了一項特別決議，決議中宣布2025年為國際冰川保護年，從2025年起，每年的3月21日將被定為世界冰川日。面對加速消融的冰川，科學家們憂心忡忡，紛紛展開拯救冰川的行動。其中，一項十分有趣的試驗——給冰川“蓋被子”，引起了人們的廣泛關注。這聽起來確實有些匪夷所思，給冰川“蓋被子”真的能減緩其消融嗎？

01 冰川的前世今生

“我們怎么知道這是冰川時代？”

“因為四周都是冰！”

“就連說話都冷冰冰的。”

這是動畫電影《冰川時代》中動物們的幾句對話。電影中溫順善良的長毛象、兇猛霸氣的劍齒虎、愛說愛笑的樹懶、呆笨卻十分搞笑的渡渡鳥，還有那只為了堅果而糾結一生的小松鼠，都給大家留下了深刻的印象。但是，冰川時代究竟是什么樣，真的像這樣充滿了歡樂和溫情嗎？

電影畢竟是虛構的故事，真正的冰川時代其實十分殘酷，很多生物都在這個氣候急劇變化的時期逐漸走向滅絕，例如巨河貍、泰坦鳥、古巨蜥等。在地質演化歷史中，地球上不僅發(fā)生過海陸的變遷，還出現(xiàn)過氣候的大幅度變化。當氣候趨向寒冷時，南極、北極和高緯度地帶，以及中低緯度的高原和山地就會慢慢地被冰蓋或冰川所覆蓋，這樣的地質時期被稱為“冰期”，電影中所說的“四周都是冰”就是對冰期最簡明的解釋。

冰川時代的長毛象（版權圖庫圖片，轉載可能引發(fā)版權糾紛）

我們的地球曾經經歷了多次冰期，其中第四紀大冰期距現(xiàn)在時間最近、影響最大，在這次大冰期最寒冷的時候，風雪、冰雹經常出現(xiàn)，冰川、冰山隨處可見，平均氣溫比現(xiàn)在低3℃至7℃，陸地被廣袤的冰川覆蓋，大量的水被“困”在陸地上，結果導致海平面下降約130米。后來，隨著氣溫的漸漸回升，冰川開始慢慢消融，海平面逐漸上漲，大約到6000年前海平面才接近現(xiàn)在的位置。

冰川融化（版權圖庫圖片，轉載可能引發(fā)版權糾紛）

雖然冰川時代正在漸漸遠去，但冰川并沒有完全消失。迄今為止，地球上依然分布著數(shù)以萬計的冰川，并保存著冰川留下的地質遺跡和獨特的地貌景觀，成為一道道美麗的風景線。

02 全球冰川消融風險

冰川是地球上極為珍貴的淡水資源。我們知道，地球表面超過三分之二的地方都被水覆蓋，水體總量約為145億億噸，但僅有不足3%的陸地淡水可供人類飲用，而這其中的絕大部分都以冰川的形式存在。所以，冰川有“固體水庫”的美譽。根據(jù)冰川的形態(tài)、規(guī)模和發(fā)育條件，現(xiàn)代冰川可分為兩個基本類型：大陸冰川和山岳冰川。

?大陸冰川：表面呈凸起的盾狀，中間厚邊緣薄，最厚的地方可達幾千米，例如南極冰蓋；

南極冰山風光（版權圖庫圖片，轉載可能引發(fā)版權糾紛）

?山岳冰川：則廣泛分布于世界各地的高山地區(qū)，通常面積較小，厚度較薄，例如我國青藏高原的諸多冰川。

位于西藏那曲市雙湖縣的普若崗日冰原10號冰川（無人機照片）。新華社記者 姜帆 攝

同時，冰川還是塑造地形地貌的重要外力?，F(xiàn)代冰川覆蓋了世界陸地表面的10.7%。全球七大洲中，除了大洋洲之外都有冰川存在，而古冰川更是曾經遍布各地。盡管它的移動速度慢如蝸牛，但是隨著時間的推移，它能極大地改變地表環(huán)境，形成獨特的冰川地貌，例如幽深的冰蝕谷，兩坡陡峻而脊部尖薄像刀刃或鋸齒一樣的山脊，冰川融水形成的河流、湖泊以及沖積平原等。

近年來，隨著全球氣候變暖，冰川也面臨著消融的威脅。冰川的消融絕非僅僅是自然景觀的消失。它們是20億人的水源保障，是沿海城市免遭淹沒的“保險鎖”，更是地球氣候系統(tǒng)的“調節(jié)器”。冰川的白色表面能將80%的陽光反射回太空。一旦冰川消失，裸露的深色巖石和土壤會吸收更多熱量，加速全球變暖，形成惡性循環(huán)。

03 遮住陽光，把冰留住

如何才能阻止冰川消融？科學家通過長期的觀察發(fā)現(xiàn)，想方設法減少太陽輻射是最直接的方法。

位于新西蘭南島的弗朗茲?約瑟夫冰川，長度只有短短的12千米，卻從源頭的海拔3000米降落至終點的240米，落差如此之大，使其成為新西蘭最陡峭的冰川。它的平均流動速度超過每天0.5米，最快時可達到每天4米。更奇怪的是，在全球氣候變暖的大背景下，其他冰川都在縮小，而弗朗茲?約瑟夫冰川卻從1984年開始緩慢增長、加厚。至于弗朗茲?約瑟夫冰川“逆襲”的原因，有專家認為，一方面可能是因為南阿爾卑斯山脈降雪量增加，另一方面可能是因為附近火山爆發(fā)把火山灰噴入大氣層中遮擋住了陽光，削弱了太陽光的照射，使冰川融化減少。

受此啟發(fā)，人們想到了一種“土辦法”——給冰川“蓋被子”。自從2004年，每到春末夏初，瑞士的科學家都會將白色的防水油布蓋在阿爾卑斯山的冰川上，初秋時再把油布摘掉。這種油布以化學纖維制成，厚度為3至4毫米。將它們蓋在冰川上，可以反射陽光以保護冰雪層免受熱力和紫外線影響。有統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，通過這樣的方法，可以將冰雪消融的速度減緩50%。

意大利的科學家也借鑒了這個“土方法”，普雷薩納冰川是一處著名的滑雪勝地，但近年冰川急劇融化給當?shù)芈糜螏硪欢ㄓ绊?。于是，科學家提出，給冰川滑雪區(qū)鋪上巨型膠質防水布，以減慢冰川融化的速度。

在我國四川省，距離成都市約260千米的地方有一條達古冰川，形成至今已有200多萬年的歷史。從2020年至2024年，我國科學家已經在這里連續(xù)開展5年試驗，為冰川表面覆蓋一層隔熱反光材料，經過試驗發(fā)現(xiàn)，“蓋被子”的冰川明顯比周邊未“蓋被子”的區(qū)域消退速度減緩。在科研人員的幫助下，曾經快速消融的達古冰川正在變成“冰堅強”。

04 拯救冰川的“頭腦風暴”

盡管“蓋被子”在局部取得了一定成效，但有些科學家卻認為這是一場“無法持續(xù)的試驗”。一方面，給冰川“蓋被子”需要耗費大量的人力、物力和財力，特別是對于那些面積較大、地形復雜的冰川來說，不僅費用高，而且操作難度很大，對于格陵蘭、南極等巨型冰蓋來說更不現(xiàn)實；另一方面，給冰川“蓋被子”的效果也可能受到環(huán)境因素的影響，在高海拔、強風等惡劣氣候條件下，被子很容易被吹走或損壞，對冰川的保護效果會大打折扣。

除了給冰川“蓋被子”外，科學家們還想出了許多其他的方法來拯救冰川。例如，有人考慮到，海洋性冰川的底部也會因溫暖海水侵蝕而融化，僅僅在冰川表面“蓋被子”對此無濟于事，于是提出在冰川周圍的水下建造“墻壁”以阻擋溫暖的海水對冰川的侵蝕；有人提出冰川表面進行人工增雪，增加冰川的物質補給，來減緩冰川消融速度；還有人進行試驗，將大量小玻璃珠（一種硅基物質）撒在冰川之上，幫助冰層增強對太陽光的反射，但這種方法是否會造成二次污染還沒有得到時間的檢驗。

再多的奇思妙想，也比不上減少溫室氣體排放這個最簡單的答案。通過大力推廣太陽能、風能等可再生能源，降低對化石燃料的依賴，可以顯著減少溫室氣體排放，從而減緩全球氣候變暖的趨勢，間接保護冰川，這才是可持續(xù)的保護措施。

作者：馬志飛 地質高級工程師，中國地質學會會員，自然資源優(yōu)秀科普圖書獎獲得者

審核：董漢文 中國地質科學院地質研究所研究員,地球系統(tǒng)科學研究中心副主任

出品：科普中國