格陵蘭島迪斯科灣的冰山。
攝影：MICHAEL MELFORD, NAT GEO IMAGE COLLECTION
撰文：ALEJANDRA BORUNDA
東格陵蘭島，大海中的冰山閃閃發(fā)光。在距離海面300米高空中，一架經(jīng)過特別改裝的飛機(jī)飛過，海洋學(xué)家Josh Willis雙腳分開站在飛機(jī)的金屬地板上，努力保持平衡。他正抓著一個(gè)灰色的圓柱體，把它移到15厘米寬的無底管里。
對講機(jī)里傳出飛行員的聲音：“3、2、1、0，扔。”
Willis放開了圓柱體。隨著嗖的一聲，它滑下管道，沖到空中。
飛機(jī)立即向右傾斜，所有人都跑到了窗口?！拔铱匆娝?！”項(xiàng)目的另一位海洋學(xué)家Ian Fenty喊道。這個(gè)探測器的任務(wù)是沉入海底，記錄那里的情況。
Willis、Fenty以及其他科學(xué)家和飛行員正飛過格陵蘭島廣闊的冰原，希望能找到海洋侵蝕冰層的原因，以及加速或減緩冰層進(jìn)入海水，會對全球海平面上升造成怎樣的影響。
這是一架改裝過的DC-3型飛機(jī)，正飛過格陵蘭島東海岸上空?！昂Ｑ笕诨窳晏m島”研究項(xiàng)目的首席科學(xué)家Josh Willis準(zhǔn)備把探測器放入無底管。探測器將從空中落下，降落在近岸海域，測量那里的海水溫度和鹽度。
攝影：JONATHAN NACKSTRAND, AFP/GETTY IMAGES
但究竟有多少海冰流失？速度有多快？這都是懸而未決的問題。目前全球海平面上升主要原因在于格陵蘭島。到2100年，冰蓋融化會導(dǎo)致海面上升十幾厘米嗎？甚或更多？
這個(gè)問題牽涉到上萬億美元。地球上近70%的人口生活在距離海岸160公里的地方，大量基礎(chǔ)設(shè)施（包括機(jī)場、港口、城市、道路、網(wǎng)絡(luò)電纜）所在地方，在未來幾十年里可能會被洪水淹沒。地勢低洼的小島國、城市規(guī)劃者、保險(xiǎn)定損員、房主……所有人都非常想知道未來水面會上漲多少。
Willis表示，為此他們需要弄清楚在海洋與海冰相會的地方，究竟發(fā)生了什么。
“一切都發(fā)生在這里。”就在此時(shí)此地，未來的洪水在下方波光粼粼的大海中涌動。
突然融化
很久之前，由于全球變暖科學(xué)的發(fā)展，我們早就知道格陵蘭島的冰層在縮小。正如一位著名的氣候科學(xué)家所言，這項(xiàng)科學(xué)比蘋果手機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還要古老。
但直到20世紀(jì)90年代，格陵蘭島的冰層仍然非常穩(wěn)定，雖然人為造成的氣候變化導(dǎo)致氣溫上升。每年，冰像太妃糖一樣，通過漏斗狀的注出冰川，從冰蓋中心流入海洋，使得冰蓋重量有所下降。但足夠多的降雪會落在1600米高的冰蓋內(nèi)部，平衡損失。
20世紀(jì)90年代，科學(xué)家認(rèn)為，格陵蘭島和南極洲的大型冰蓋對氣候變化反應(yīng)緩慢，就像從冬眠中醒來的熊一樣微微顫抖。是的，人為導(dǎo)致的氣候變化在影響地球，冰蓋也會受到影響，但真正的后果需要幾十年甚至幾百年才會顯現(xiàn)出來。
國家冰雪數(shù)據(jù)中心的冰川專家Twila Moon解釋說：“最早，我們并不認(rèn)為格陵蘭島需要觀測幾十年，而且也沒有工具這么做?！?/p>
但1997年前后，情況發(fā)生了變化。研究格陵蘭島西海岸雅各布港冰川的科學(xué)家驚恐地看到，伸入峽灣多年的冰舌開始縮小。1997年，冰舌的長度大約15公里；到21世紀(jì)初，僅僅過了5年，冰舌竟然消失了。
“我們懷疑這種情況時(shí)有發(fā)生，但這是我們第一次親眼看到，”David Holland說。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，對冰舌快速瓦解展開研究。
在格陵蘭島西部，大塊大塊的冰從雅各布港冰川斷裂。
攝影：JAMES BALOG, NAT GEO IMAGE COLLECTION
今天格陵蘭島冰蓋失去重量的速度比幾十年前快六倍，不久前的微妙平衡已被打破了。從2005年至2016年，格陵蘭島冰蓋融化成了全球海平面上升最重要的原因，而南極洲很快就會超過它。
在過去50年里，冰蓋脫落導(dǎo)致海平面上升約1.27厘米，隨著地球變暖，這個(gè)數(shù)字還在急劇增加。今年夏天，熱浪在格陵蘭島徘徊了一周時(shí)間，一半的地面因此變得泥濘不堪；一天里流入海洋的融水相當(dāng)于400多萬個(gè)游泳池水量的總和。7月，大量融水涌入海洋，導(dǎo)致海平面上升了0.5毫米。
總體而言，格陵蘭島冰蓋鎖住的水足以讓全球海洋上升約7.6米。但在未來幾百年時(shí)間里，這種災(zāi)難不太可能很快發(fā)生。盡管如此，在冰蓋全部融化之前，就會引發(fā)全球性的巨大反響。
紐約大學(xué)的海洋學(xué)家David Holland說：“這項(xiàng)研究開始時(shí)，我沒想過溫暖的次表層水會使冰蓋瓦解。但現(xiàn)在越來越明顯，它們可以而且正在瓦解冰蓋?！?/p>
第一條線索
面對冰舌的消退，科學(xué)家開始了一場夏洛克·福爾摩斯式的追兇行動。
當(dāng)時(shí)，關(guān)于冰蓋消融的大部分模型或多或少地假定：溫暖的氣團(tuán)停留在冰蓋上方，接著冰從頂部開始融化。但當(dāng)雅各布港冰川突然消退時(shí)，天氣并沒有特別暖和。這意味著還有其他因素。
由David和Denise Holland帶領(lǐng)的海洋學(xué)家團(tuán)隊(duì)有一個(gè)預(yù)感：也許是冰舌所在的海水發(fā)生了什么變化。如果融化的原因不是上方溫暖的東西，那可能和下方有關(guān)，就像一杯水中的冰塊。
問題在于格陵蘭島的海岸線崎嶇偏遠(yuǎn)、冰雪覆蓋，長達(dá)4.3萬公里，而且只有少數(shù)幾個(gè)地方可以進(jìn)行持續(xù)測量。相比之下，加州海岸線的長度只有它的八分之一，卻有幾百個(gè)浮標(biāo)在不斷傳輸信息。
幸運(yùn)的是，丹麥漁業(yè)部門多年來一直在雅各布港冰川周圍的峽灣中航行，檢測水溫和其他數(shù)據(jù)，以了解什么樣的環(huán)境利于魚類生長。
Holland的研究團(tuán)隊(duì)將這些數(shù)據(jù)結(jié)合在一起，發(fā)現(xiàn)當(dāng)雅各布港冰舌開始消退時(shí)，峽灣的海水也在變暖。
所以罪魁禍?zhǔn)撞粌H僅是直射冰面的炙熱陽光，當(dāng)然這也是重要因素。源源不斷的、穩(wěn)定的溫暖海水突然抵達(dá)雅各布港冰川，這才是癥結(jié)所在。
但這些海水來自何處？未來它們會做什么？問題堆積如山，一批又一批的科學(xué)家涌向格陵蘭島尋找答案。
回歸謎團(tuán)
雅各布港冰川的秘密被發(fā)現(xiàn)后，科學(xué)家清楚地意識到，海水的微小變化（溫度、鹽度和流動狀態(tài)）會影響所有與之接觸的冰。
“海洋融化格陵蘭島”項(xiàng)目的研究人員乘坐一架改裝過的DC-3型飛機(jī)，飛過格陵蘭島海岸上空。今年春天，科學(xué)家在冰蓋上方1.2萬米的高空，繪制出了冰川的形狀。夏季時(shí)，他們降低了高度，正好掠過海岸，把探測器投入冰川附近的水中。
供圖：NASA
從長遠(yuǎn)來看，這是個(gè)壞消息。自工業(yè)革命以來，人類造成的氣候變化給大氣帶來了多余的熱量，其中90%以上被海洋所吸收。隨著時(shí)間推移，越來越多溫暖的海水將會融化冰層。
更多的冰即將被融化。格陵蘭島大約有200個(gè)冰川突出水面，因此很容易受到同樣的侵蝕。最近為《國家地理》專門制作的模型顯示，如果氣候變化持續(xù)下去，那么像雅各布港冰川、格陵蘭島東南海岸的黑爾海姆冰川這樣的大型冰川將會融化，致使海平面上升約1厘米。最近的研究還表明，到2100年，格陵蘭島融入海洋的冰（以冰山或融水的形式）將會使海平面上升5至30厘米。1000年后，如果溫室氣體排放量有增無減，那么冰層將會消失。
沿海冰川就像卷曲在格陵蘭島內(nèi)陸這個(gè)主根上的細(xì)根，大部分冰都是通過這些細(xì)根流走的。內(nèi)部的冰流經(jīng)這些冰川，最終匯入大海、消融，導(dǎo)致海平面上升。
本世紀(jì)最初的幾十年里，科學(xué)家發(fā)明了更為復(fù)雜的方法，來測量冰的流速：用雷達(dá)和可見光光譜衛(wèi)星圖像觀測亮白色的注出冰川，用兩顆強(qiáng)大的衛(wèi)星給正在消失的冰“稱重”，建立模型，捕捉冰層發(fā)出的聲音和承受的壓力。借助這些方法，科學(xué)家更清楚地看到有多少冰層在消失，他們發(fā)現(xiàn)200個(gè)注出冰川里，其中很多在縮小，就像雅各布港冰川一樣。
Willis和同事們推測，答案可能又和海洋有關(guān)。
于是，他們設(shè)計(jì)了一個(gè)項(xiàng)目。他們需要知道一些情況：陸地上的冰發(fā)生了什么（于是他們飛過冰的邊緣，用雷達(dá)追蹤其活動）；陸地和水中的冰之下的水深數(shù)據(jù)；冰是否沉到了深處，就像一個(gè)厚厚的酒瓶塞子堵住了峽灣，或者只是薄薄的一層？
最后，他們還需要知道海水本身有哪些變化。海水變暖了嗎？哪些部分變暖了？為什么會變暖？為此，科學(xué)家要把一些傳感器放入水中。他們決定通過一架改裝過的飛機(jī)投送傳感器，被選中的是1942年制造的DC-3型飛機(jī)。
2015年，他們坐著飛機(jī)，駕著船，開始科學(xué)研究，很快就得到一幅全景圖。“我們發(fā)現(xiàn)這些峽灣有200米、400米、800米深！”Fenty驚呼道。
“海洋融化格陵蘭島”研究團(tuán)隊(duì)乘坐的是一架經(jīng)過改裝的DC-3型飛機(jī)。這架飛機(jī)制造于1942年，原本在加拿大空軍服役。這一次，它從東英格蘭島的庫魯蘇克機(jī)場起飛，在附近海岸飛行一天。
攝影：JONATHAN NACKSTRABD, AFP/GETTY IMAGES
海岸周圍的水域呢？Fenty說，有些地方的溫度高得驚人，能達(dá)到10度甚至更高，遠(yuǎn)高于之前的猜測：他們以為只略高于冰點(diǎn)。
這為融冰創(chuàng)造了一個(gè)完美的環(huán)境。這里的海水往往寒冷而清新，但如果潛到幾百米深的地方，則有溫暖的鹽水層。這道洋流是墨西哥灣暖流的一部分，它來自熱帶，水中融入了赤道陽光的溫度。
大部分時(shí)候，格陵蘭島海岸都與溫暖的海水隔離開來。島嶼邊緣有一個(gè)寬闊的大陸架，像防波堤一樣阻止海水與冰接觸。但有時(shí)，當(dāng)長期天氣系統(tǒng)陷入一種特定模式時(shí)，海水可能會溢出。一旦突破，海水就會流入深深的峽灣，繼而長驅(qū)直入，抵達(dá)冰壁。
深深的峽灣里滿是冰川，就像瓶子里的巨大冰塞。但這些塞子很脆弱。每一點(diǎn)溫暖的海水都會侵蝕它們。就在那次考察后的幾天，科學(xué)家觀察到驚人的一幕。當(dāng)時(shí)，他們正從巨大的黑爾海姆冰川前低空飛過，目標(biāo)是在冰川前鋒漂浮的巨大冰山群中，從一個(gè)洞把探測器放出去。他們看到水從洞中奔涌而出，“就像冒著泡的大鍋”，Willis說。
探測器傳回的數(shù)據(jù)顯示，一堵溫暖的水墻一直延伸到2000米以下的峽灣底部，正準(zhǔn)備融化冰川。
自2015年以來，研究團(tuán)隊(duì)每年都會向格陵蘭島附近的海域投放大約250個(gè)探測器。他們發(fā)現(xiàn)，很多時(shí)候，在大部分地方，溫暖的海水已經(jīng)流到了島嶼周圍的冰川底部。
格陵蘭島沿岸的很多冰川一直延伸到大海，但有些冰川已經(jīng)分離。接觸到溫暖的海水后，它們會很快融化。
供圖：NASA GODDARD
科學(xué)家認(rèn)為，一些例外也證明了這個(gè)規(guī)律。例如，在雅各布港冰川，他們看到海水冷卻幾年，冰川也相應(yīng)地減緩了消退的速度。但Willis表示，這只是印證了假設(shè)，且更清楚地告訴我們，海洋是“冰川的主控制器”。這個(gè)系統(tǒng)完全由海水決定。
海洋的未來
在飛機(jī)上，探測器落下幾分鐘后，數(shù)據(jù)開始傳回Fenty的屏幕。在水面附近，海水溫度僅高于冰點(diǎn)。但隨著深度的增加，100米、200米、400米、500米，熟悉的信號又出現(xiàn)了，這意味著出現(xiàn)了溫暖的海水。
“就是它，”Fenty說：“大西洋的海水又來了?！?/p>
多年來，研究團(tuán)隊(duì)一直在這里投放探測器：溫暖的冰層已經(jīng)侵入格陵蘭島沿岸的大部分地方。但島上的風(fēng)和洋流也受到天氣循環(huán)的影響。這個(gè)循環(huán)正處于這樣一個(gè)階段：大西洋暖流在流向格陵蘭島，而非歐洲。當(dāng)情況發(fā)生翻轉(zhuǎn)后，格陵蘭島周圍的洋流會變冷，雅各布港冰川的融化速度減慢。
與其他很多大氣、海洋模式一樣，這個(gè)循環(huán)變化還沒有和氣候變化直接聯(lián)系起來。但有一些跡象表明，溫暖的海水接觸冰層邊緣的現(xiàn)象越來越普遍。
斯克里普斯海洋研究所的海洋學(xué)家Fiamma Straneo說：“我認(rèn)為，在不斷變暖的星球上，一定會出現(xiàn)冰川消退和冰蓋改變。格陵蘭島在向我們傳遞氣候信號，在告訴我們：北極上空更溫暖的大氣和更溫暖的海洋究竟帶來了什么?！?/p>
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