南极的冰盖是怎么形成的(南极冰下水世界首次被发现)
文|良之才
瀚海阑干百丈冰,愁云惨淡万里凝。
1400万平方公里银装素裹的无人区,平均气温零下25℃,极端最低气温零下89.2℃,常年伴随20m/s以上的大风。满目所见,都是像高山一样的冰障,甚至随时会有裂开的冰块掉入海中,发出巨大的轰鸣。如果说世界上还有人类无法轻易征服的地方,那一定是南极洲。极端气候虽然阻拦了人类的脚步,却挡不住生命的蔓延。成群的企鹅、大量的磷虾、嬉戏的巨鲸。南极洲像一块未开发过的处女地,让无数人趋之若鹜。
长期以来,受限于冰盖的阻挡,南极的面貌始终模糊。近日,科学家利用“巨型核磁共振”成像,第一次绘制出南极冰盖下的地图 图(部分)。确定南极洲冰下隐藏着一个巨大的水世界,并发表在《科学》杂志上。科学家通过测量地震活动和电磁场,发现了一层千米厚的沉积物,包含了新鲜冰川水和古海水的混合物。
南极冰下水世界的发现,确认了南极洲冰面下隐藏着大量的水。而且在南极洲的冰盖内,相对快速移动的冰通过冰走廊流向海洋。而科学研究表明,整个南极洲冰盖含有足以导致海平面上升约57米的水,并且不再稳定。2017 年,南极冰架发生崩解,形成的冰山比整个上海市还要大。这预示着,随着全球变暖进程加剧, 南极冰盖越来越不稳定。
看到这,你也许好奇,南极冰盖是什么东西?为何融化后会导致海平面上升约至少57米?冰盖、冰架、冰山、海洋间的关系又是什么?它们是怎么形成的?南极冰盖消融后,对地球又会产生哪些影响?本文,我们就来看看全球变暖背景下岌岌可危的南极冰盖。全文约2000字,预计阅读时间10min。
一、极地冰之家族有哪些?
南极冰盖是南极大陆积雪经过一千多万年积累而形成的,平均厚度在2000米以上,较厚的地方可以能翻倍,占有世界淡水总储量的大约70%。如此庞然大物,近几十年来,却在不断的消融中。
欲知其无,则需知其有。但在了解南极冰盖如何生成之前,我们还要先科普一些基本概念,讲讲极地冰之家族的基本成员:冰川、冰山、海冰、冰盖。
(1)冰川
冰川是陆地上的大型淡水冰体,其主要来源于积雪,经过长年累月不断重压,浓缩成冰。冰川在地球上的每个大陆都有分布,非常常见。从本质上来说,冰川其实是小型的冰盖。只不过,冰川盖着的是某地,而南极冰盖盖着的是地球。
(2)冰山
冰山不在陆地上,它是海洋中漂浮的大块冰体。虽然名字霸气,但它们只是从冰川、冰盖上断裂后落入海洋的剩余物,好比冰川的九牛一毛。
(3)海冰
海冰是淡水冰晶,广义来说,也包含海洋中的河冰、冰山等,它是“卤水”和含有盐分的气泡混合体。北极周围多是海冰,是经过漫长时间形成的。一旦融化,再难重生,被认为是不可再生的资源。
(4)冰盖
覆盖着大陆的极厚冰层。南极的主要冰盖,分别为南极冰盖和格陵兰岛。现存的两大冰盖已形成一千多万年前,是第四纪冰期(冰河时期)的残留。
二、南极冰盖如何生成的?
南极大陆一开始并不在南极。在上千万年的板块移动中,南极大陆运动到了现在的位置,成为极地,而如今的南极冰盖,已经形成超过一千万年了。探究南极冰盖的成因,需要先看它的组成成分。南极冰盖是由雪花不断压实,不断排出其中空气,继续压迫后形成的多重结晶粒状冰。如今的地球环境,已经很难再生成这样的冰盖。它需要独特的条件,具体如下:
(1)天时
冰盖的生成,离不开当时独特的天时。首先是地球在那个时期独特的轨道,科学家称之为米兰科维奇循环。其次是当时地月系统的互相影响。最后是太阳在银河系中的位置以及太原能量的周期波动。三者互相结合,让地球进入了冰河时代,为南极冰盖的形成提供了天时条件。
(2)地利
冰盖的生成,离不开当时独特的地理环境。首先是大气环境,那时候的大气层中主要是二氧化碳和甲烷。其次是地球正处于特殊的板块运动期,这对地球环境的风、洋流产生严重影响。最后是地球众多火山都在超级喷发期。
(3)人和
冰河时代并无人类,温室效应更无从谈起。少了人类的干扰,气候开始着最原始变化。
三、南极冰盖融化有多快?两年“融化”一座珠峰
(1)南极一向很稳定?
南极冰盖在融化,几乎都不算热词。长期以来,科学家员认为南极冰盖较为稳定,但大量冰川开始融化这一事实大大出乎了众人的意料。但你知道冰盖的融化速度吗?
数据显示,从2009年起,南极大陆约750千米长的海岸线上,冰川开始以每年60立方千米的速率融化。要知道,南极不同于北极,陆地冰川相对稳定,海冰每年消融再重生,但是南极洲的冰原加速融化的速度依然骇人。
(2)融化速度有多快?
说全球海平面上升大家感受不直观,毕竟地球实在浩瀚,如果以珠峰为参考,那么南极洲西部的冰原,两年就会“融化”一座珠峰。就在短短几十年的时间里,南极已经消失了七座冰架。这个数据是来自英国冰川学研究中心在《科学》上的发表物。他们通过使用欧洲航天局的CryoSat-2卫星监测南极半岛南部冰原,在过去的六年时间里(发表当时是2015年),南极冰表面开始以每年4米的速率下降,以每年60立方千米的速率融化。与此同时,美国的据美国航天局的卫星监测也发现,过去21年中(发表当时是2015年),南极洲冰川每两年的融化量相当于一座珠穆朗玛峰。
(3)为什么会突然加快融化?
对于这个变化,英国的科学家作出了解释,由于全球气候变暖,环绕整个南极洲的风发生了变化,推动了南大洋的温暖海水向冰原流去。它们从海洋下方侵蚀了漂浮在海洋表面的冰架和冰川,造成了南极冰盖快速融化的现象。
但即便人类可以合理地解释这种现象?那又如何?南极冰盖依然在以更快的速度融化,大量的冰水被注入大海。
四、南极冰盖融化会带来什么?
(1)陆地面积大幅减少,城市被淹没
陆地只有地球表面的29%,如果南北极的冰川融化,除了紧随而来的海啸和水面上涨之外,陆地面积会大幅度缩小,全球大部分城市将被淹没。具体来说,如果按照57米的海平面涨幅来说,日本、韩国、越南、泰国、新加坡等亚洲国家会直接消失。中国的沿海城市也难逃此劫,欧洲众多水城更不必多提。
(2)水深带来的火热,地球将变成火锅
自然就是这么神奇,冰架的消失带来的水量大增,却会导致地球高温。这是因为地球上80%来自太阳的光和热都是通过冰雪反射回太空的。而高温会反向加快冰架的消失,形成恶性循环。冰川的融化不仅使得南北极的动物无法生存,更将使全球渔业走向崩溃。
(3)改变地球引力场
南极的质量是以冰川的形式存在的,由于冰川大量融化,冰川融水向低纬度地区转移,地球引力场也就随之发生变化。这会造成地球的气候、洋流、火山、甚至是大陆板块运动发生变化,产生不可预见的影响力。
(4)史前微生物现世
冰川的融化会导致被埋藏在冰盖中几百年甚至几万年的微生物被暴露出来,微生物的扩散影响人类的健康。科学家曾对5个10万年~800万年的冰芯进行试验,这些被称为“基因冰棒”的冰芯中的远古细菌仍具有活性。关键是,经过科学家的努力,沉睡了10多万年的细菌最终在实验室苏醒过来,并已开始再次生长。
在实验室的控制中,人类自然可以安全的研究,但是在未来呢?冰川融化从地下的黑暗世界里苏醒过来的这些未知生物,究竟会给地球上的人类带来什么影响,哪怕只有一种新的致命病毒,都足以改变我们的生活。
(5)百万年有害物质
有害物质随空气的流动被带到寒冷的地方,有害物质往往就被被压缩和储存在冰川中。冰川的融化会使这些有毒有害物质泄漏出来,对冰川周围的湖泊河流的影响是巨大的。举个例子,有机农药在上个世纪的中期曾经被广泛使用,尽管现在觉大部分都被限制使用,但许多农药残留物都被封存在了冰川中。
五、结语
到目前为止,全球的温度依然在上升,南极冰盖也同样在加速融化。这与人类工业活动紧密相关,地球是人类共同的家园,保护自然,人人有责。希望大家都提高保护自然的意识,珍惜这美丽的星球。
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