作者:泉琳 来源: 发布时间:2020-12-17 20:31:10
冰川融化:引发山体滑坡的“稻草”

   6年前,黑沙滩作为美国阿拉斯加威廉王子湾最美丽的海滩之一声名大噪。

   沿着这片由碎石和苔藓混合而成的沙滩向前漫步,不一会儿便到达了Coxe冰川的边缘:这是一条4英里长的冰河,从山上流向大海。

   可如今,这里却发生了翻天覆地的变化。Coxe冰川已经从一个山坡上“撤退”了,留下一堵巨大而松散的岩石墙耸立在海滩上,几乎每年都有部分岩石墙崩塌到冰川河中。现在,很多人都不敢再来海滩,包括以前每年都将游客带到这里游玩的生态旅游公司。

   Coxe冰川相对较小,然而发生在其身上的事件却值得深思。专家们表示,它们反映出在阿拉斯加和世界其他山区的消退冰川附近,山体滑坡正在增加。

   冰川正在以越来越快的速度消融,地质学家们坦言,这是造成滑坡的原因之一,其中一些滑坡的规模大到足以阻塞河流,或在湖泊或海洋中引发致命的海啸。

   在非营利性科学咨询组织Ground Truth Alaska执行董事Bretwood Higman看来,这是气候变化潜在的危险副作用,需要更多研究才能完全理解。“这肯定是一个不断发展的领域。”

   Higman已经对阿拉斯加的海啸和山体滑坡进行了长达20年的研究,他相信有充分的证据表明冰川的退缩会破坏山坡的稳定性。

   不仅如此,这还可能产生严重的危害。2020年5月,Higman和其他十几位地质学家曾警告威廉王子湾社区的居民,Coxe冰川附近的一个更大的山坡似乎很容易崩塌。而靠近退缩的Barry冰川附近的那一处山坡可能会直接滑入大海,并产生高达600英尺的海浪,给50英里外的城市带来潜在的毁灭性海啸。

 

广泛的威胁

 

   Higman指出,潜在的Barry冰川滑坡携带着类似于2015年在塔恩峡湾发生的大规模事件的标记。

   2015年,在威廉王子湾东南150英里处的塔恩峡湾,边坡下滑掀起了633英尺高的巨浪,并引发了海啸,将8平方英里的森林夷为平地。虽然这些事件通过后期分析,发现是由多种原因触发的,但这样的斜坡可能会从缓慢的蠕变变为快速移动的滑坡。

   作为对今年5月警告的回应,阿拉斯加楚加奇国家森林;で僭苯ㄒ楣诒苊馇巴缇靶憷龅墓锫客——这里曾是娱乐和旅游活动的主要场所,为阿拉斯加中南部地区带来收入。整个夏天,州和联邦的地质学家们都在忙着了解更多信息,以便;さ钡鼐用。

   “人们的反应给我留下了深刻印象。”与森林服务及其他机构一起评估这种危险的Higman坦言。

   他说,山体滑坡的不可预测性给人们带来了挑战,因为一些崩塌的山坡会造成灾难性的后果,而另一些山坡会在原地不稳定地待上几十年甚至更久。这使得公共信息的传递变得复杂,也让居民和旅游经营者的生活变得困难。

   如今,阿拉斯加瓦尔迪兹市的市政官员警告称,最近在距离威廉王子湾东侧的惠蒂尔90英里处的Valdez冰川发生的事件可能会造成类似的破坏性威胁。今年夏天,两场大型的“分离事件”使半英里长的冰川分离,这可能会破坏邻近斜坡的稳定性,并增加未来发生滑坡的风险。

   瓦尔迪兹市紧急事务主任Aaron Baczuk详细描述了冰是如何在整个峡湾范围内崩裂的。紧接着,Baczuk和当地运动用具商合作发布了视频,警告在该地区划船的旅行者滑坡进入湖中并引发危险海浪的可能性。他们之所以认真对待潜在的威胁,是因为已有前车之鉴:2019年,3名皮划艇运动员正是在冰掉入湖中后丧生的。

 

永久冻土的因素

 

   一项绘制于2019年的阿拉斯加冰川湾滑坡灾害地图指出,冰川退缩是造成山体滑坡的一个因素,但高海拔永久冻土层的融化同样不可忽视。

   在这个过程中,与山峰连接在一起的冰冻岩石和水随着温度的上升不断软化,使得斜坡更容易受到降雨、融雪、地震和其他力量的影响。

   “融化导致岩石强度发生变化。”地质工程学研究生Erin Bessette-Kirton解释道,“它使水和热量能够传递到岩石深处。而且它将冻融作用转移到更深的物质中,从而形成不稳定的环境。”

   将视线转回威廉王子湾地区。在过去的两年里,5起可能与永久冻土融化有关的大型山体滑坡已经撕裂了楚加奇山脉的高峰。

   山体滑坡越来越多地沉积在高山冰川上的“大黑斑”(在卫星图像上可以看到),这与高山永久冻土的融化是一致的。Higman对此表示赞同,同时他警告道,事情并非总是那么简单。

   “这些山脉上有很多事情在发生。”他说。降雨、融雪、气温升高、地质构造和地震以及冰川的崩解和永久冻土的融化,都各自施加压力。“气候变化是其中几种力量的基础,但当谈到山体滑坡时,其中任何一个因素都可能成为压死骆驼的‘最后一根稻草’。”

   从这个意义上来说,就像很难把任何特定的飓风或野火完全归咎于气候变化一样,我们同样很难把特定的山体滑坡归因于气候变化。但值得注意的是,永久冻土的融化与全球范围内越来越多的案例相关联。

   研究人员推测,永久冻土融化是导致2017年瑞士阿尔卑斯山脉Pizzo Cengalo大滑坡的原因之一,那次滑坡导致8名徒步旅行者死亡,并摧毁了Bondo村的部分地区。其还与喜马拉雅山、安第斯山脉、格陵兰岛和加拿大北极地区的事件有关,那里最近发生了数千次山体滑坡。

   不幸的是,正如在退缩的冰川附近发生的滑坡一样,由于高山永久冻土层地处偏远且分布广泛,因此在没有进行事先监测的地区经常发生滑坡。

   “非常困难的地形通常很难进入。”Bissette-Kirton说。“而且它在表面上是看不见的,所以你需要在适当的地方放置温度计并长期记录以检测其变化。”

   为了解决“硬数据”不足的问题,美国地质调查局研究员Jeffrey Coe最近提议对喜马拉雅山脉、阿尔卑斯山脉和其他最有可能发生山体滑坡和永久冻土融化地区的五个“先导”地点进行监测。

 

复合因素

 

   气候变暖所带来的迅速变化总是会同时引发多种破坏性力量。

   以2013年发生在印度的“喜马拉雅海啸”为例。从表面上看,这似乎是与气候变化相关的创纪录降雨导致的——由冰川滋养的Chorabari湖湖水不断上涨,当湖水冲破形成堰塞湖屏障的冰碛时,几十座村庄被冲毁,6000多人因此丧生。但研究表明,Chorabari冰川的退缩可能也在这场灾难中发挥了作用。当冰融化时,它不再支撑冰碛,使其更有可能崩塌。

   在这场灾难中也暴露出另一个问题——冰川湖随着冰川的融化而不断扩大。美国国家航空航天局最近的研究已证实了这一点,该研究指出由于冰川的加速消失,冰川湖在全球范围内扩大了50%,湖泊的变化会带来不稳定性。

   Higman指出,这些湖泊形成于地势较高的山区,在这些地区,它们很容易因冰川收缩或永久冻土层融化而发生山体滑坡。

   秘鲁安第斯山脉高处的Palcacocha湖是最典型的案例。1941年,这里落下的冰块引发了海啸,冲破了湖水的屏障,巨大的“水墙”冲进了Huaraz市,造成1800人死亡。那是在现代社会尚未认识到气候变化之前发生的事,但是今天,融化的冰川使该湖泊的面积扩大至1941年的许多倍,而且还有成千上万的人生活在它的下面。

   这些毁灭性的“定时炸弹”,促使Higman和其他人继续在Barry冰川这样的地方寻找答案。他说,在过去,研究冰川和山脉需要在数千年的时间尺度上思考,但是气候变化已经将事件的规模缩小到几十年甚至几年。

   “走在这条曲线前面更好地理解这些过程,将是一件好事。”他说,“也许通过采取缓解措施,我们将能够在未来讲述一个积极的故事。”■

 

 

《科学新闻》 (科学新闻2020年12月刊 绿色)
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