冰上危机

道格拉斯·福克斯

南极半岛西岸外，令人惊叹的落日将勒美尔海峡染红。随着周围海水和空气变暖，岸边的冰正分崩离析。

从空中俯瞰，派恩艾兰冰架如同慢速播放的火车事故。褶皱的表面伤痕累累，分布着数以千计的巨型裂缝。冰架边缘被近半公里宽的峡谷重重切割。在2015年和2016年，一块580平方公里大的冰块从冰架前端断裂，顺阿蒙森海漂离。

南极半岛西部的暖化比全球其他地区快了数倍。674座冰川中有90%正在后退，削落的冰山飘向海洋，如图中所示的安沃尔德湾冰山。

2号裂缝 2016年11 月，美国航空航天局的飞行器拍攝这张近距离照片时，左侧陆地卫星图片所显示冰川上游的裂缝仍在延伸。2号裂缝宽度约100米，形成的冰崖高耸于水面25米之上。

过去几十年间，这里的海水温度上升了超过0.5℃，而冰川融化和分崩的速度则加剧了四倍。这片冰架是派恩艾兰冰川漂浮在海面的前端，而派恩艾兰冰川是伸入阿蒙森海的数座巨型冰川之一。几座冰川共同耗损西南极冰盖，这片更为广袤的冰盖厚达3000米，覆盖面积超过两个法国。冰盖覆于一系列岛屿之上，但主体部分坐落在一座盆地的底面上，而这座盆地深处海平面以下逾1500米处，让它更难抵御变暖的海水。学者们越来越相信，受到威胁的冰川很可能开始蠢动，裂成碎块，顺海漂离，如果发生这些，将使海平面上升3.3米，淹没世界各地的海岸。

冰盖仅靠其边缘上的冰架阻挡，而那些嵌在盆地边缘孤立山脉和石脊上的漂浮冰坝已经开始瓦解。西南极洲阿蒙森海周边的太平洋海岸各处，冰架正变得更加脆弱，碎冰加速流入海中，导致冰川的后退。主体厚度约400米的派恩艾兰冰架退化程度尤为严重：从1994 年到2012年间全境平均减薄45米。但更令人担心的是与其比邻的思韦茨冰川，假如崩毁将可能动摇西南极洲冰盖的大部分区域。

“它们是地球上退化速度最快的冰川，”美国国家航空航天局喷气推进实验室的冰川专家埃里克·里格诺特说。该实验室位于加利福尼亚洲帕萨迪纳市。里格诺特利用飞行器和卫星雷达从事该地区研究已超过20年，他认为西南极洲冰盖的瓦解是早晚的事，但它在500年后发生还是100年内发生，以及人类会不会有时间做准备，才是问题的关键。

“我们必须确保预测的准确性，”他说，“同时也得注意不能在这上面消耗太多时间。”

要获得精确的预测，只能到冰面上量取数据。2012年12月，一架红白相间的“双水獭”飞机低空掠过派恩艾兰冰架。飞行员让飞机的橇板穿雪滑行，然后升空，再飞一圈回来查看，确认没有裂缝。飞机降落后，先派一人登陆。侦察员靠一套绳具系在机身上，使用两米半的长杆勘察积雪。

融化速度“实在疯狂”，研究员阿德里安·詹金斯说，“我们完全没有想到冰川可以融化得那么快。”

最终他获得满意结果：不存在可能吞没登陆团队的积雪掩埋的裂缝。其他学者走下飞机。阿拉斯加大学冰川学家马丁·特鲁弗带领的团队开始着手搭建营地。他们计划在冰架上逗留两个月——其实就算在这里过一夜也是前无古人。这里的冰面长期以来因过于危险而无人光临，但特鲁弗的团队打算在冰架上钻孔将其穿透，这样就可以测量导致冰架溶解的海水热量。

科学家们夜晚躺在帐篷中，身处海岸环绕的6500平方公里无人定居区，可以听到从冰中传来的砰然巨响。每天早上他们都能发现新的裂缝，3厘米宽，似乎深不见底，纵切冰面。在驻地研究的五周时间里，他们脚下的冰层厚度减少了两米。

学者们花了很长时间才意识到西南极洲的冰可以化得多快。部分原因是大多数处于危险中的冰川都在重重包围之下。在派恩艾兰冰架（冰川的漂浮部分）的前端，海面自身也会在每年冬天结冰。夏季，这些碎裂的海冰与从冰架上脱离的冰山结合，形成移动的围栏，曾长期将船只拦截在距离冰架至少160公里以外。

1994年3月，美国破冰船纳撒尼尔·B.帕尔梅号成为很可能是有史以来第二艘抵达冰架的船只。在数天时间里，劲风将浮冰吹散，形成一条狭窄的临时通道，让帕尔梅号可以穿行其间。由于缺乏准确的海图，驾驶室里的船员紧张地盯着声波探测器，上面显示出峡谷纵横、山脊陡峭的混乱海底，其中一道山脊在距龙骨不到6米处突起。

帕尔梅号意图在入侵的海冰迫使它向北撤离之前，在冰架前端逗留12小时。这让船员有时间将科学仪器降入水道。他们的发现令人不安。在靠近表面处，有股水流从冰架下方涌出，其盐度比周围海水稍低，原因是它被冰雪融水冲淡。（冰水是淡的，因为它来自南极降雪。）并且，在600米到900米深处，有更暖的海水流入贯穿冰层正下方的峡谷。

来自纽约拉蒙特-多尔蒂地球观测所的海洋学家斯坦·雅各布斯很快心中了然。暖流来自北边300多公里外的南太平洋，盐度高比重大，沉在海底峡谷中潜流，而峡谷向冰川的方向倾斜。冰川在冰河期的数千年间塑造了这座峡谷，当时包括这座冰川在内的西南极洲众多冰川与今日的位置相距数百公里。

现在，正是那条峡谷运送着派恩艾兰冰架下方的温暖海流。内陆方向几十公里某处，暖水找到了“接地线”：冰川从海底抬升、成为悬浮冰架的过渡点。暖水冲撞冰墙，将其溶蚀，形成源源不绝的融水海流。由于这股水流较冷较淡，比重较低，因此升到温暖的涌入海流之上，紧贴冰架底部流回海中。

通过测量淡水体积，学者们可以估测冰川损失的程度。融化速度“实在疯狂”，位于剑桥的英国南极调研所的冰川学家阿德里安·詹金斯说。根据他的计算，冰架底部流失的冰块体积多达每年53立方千米。在接地线附近，冰层每年消逝的厚度可能达到90米。

“我们完全没有想到冰川可以融化得那么快。”詹金斯说。

在随后的13年里，他和雅各布斯三次试图重返派恩艾兰冰架，每次都被海冰阻挡。当他们最终得以在2009年1月乘帕尔梅号故地重游时，发现融冰速度加快了约50%。这次他们带来了新装备：一架黄色机器人潜艇“自潜艇3号”，形似鱼雷，长度与送货车相当，可以在冰架下脱离大船自主航行，每次时长可达30小时。

在最初的三次下潜中，自潜艇3号发现冰架厚度已经减薄到可以从海底岩脊抬离的程度。该岩脊横跨冰架，曾为其提供支撑和稳固。这就打开一条缝隙，让暖水可以涌入，更快地从底层溶蚀冰架。第四次下潜，“小黄人”几乎送了命。队员们用绞盘将它捞出海面时，发现它的鼻锥体被撞碎，导致部分精密内部装置受损。

技术员根据潜艇的航行数据重现了事故的过程。回溯50公里，在冰架下方，迷途的潜艇误入底面裂口。为了探寻前行的路径，它撞击、刮擦裂口壁面，最终上行150米，进入冰架腹内迷宫。最后它終于跌出冰外，逃入开放水域。

与此同时，自潜艇的声波定位数据揭示了它探索到的惊人冰貌。冰架底部沟道纵横，最高向上深入185米。这些倒置冰谷的壁面被雕琢成台地、壁架和尖利的顶角，而在每一个冰谷的顶壁都有一条开口的裂缝，更深地刺入冰层。

“到底怎么回事？”詹金斯回忆自己首次看到声纳图的反应。

他和雅各布斯后来意识到，那些倒悬的冰谷与陆地上的岩石峡谷一样，是被流水雕蚀而成。显然，从接地线冒出的冰融水仍带有暖度，可以融化更多的冰。水流沿冰架底部流动数十公里，归向海洋，一路上继续融化大量冰体。

今天，西南极洲的大片地区如大出血一般流失着冰体。南极半岛的暖化尤为剧烈。作为向着南美洲南端绵延1000多公里的覆冰山脊，半岛暴露在盘旋于南极洲的永无止息的强风和洋流之下，饱受从北方下来的温暖海水和空气的侵袭。半岛西部的年均温自1950年以来上升了近2.5℃——比全球其他地区快了好几倍，而冬季气温升幅更是令人惊骇，达5℃，一年中海水结冰的时间从七个月缩短到仅四个月。

1988年以来，半岛东部的四座冰架分解成冰山群。（另一座名为“拉森C”的冰架上迅速扩张的巨大裂缝预示它也会步之后尘。）温暖空气在冰架表面形成融水池，触发了冰架的崩塌：池水流入裂缝使其扩大，从而延伸到更深的冰层。冰架消失后，曾依靠它们稳定位置的冰山蜂拥入海，移动速度比原先加快两倍、五倍、甚而九倍。它们的体积相对较小，融化后不会将海平面提升很多，但其行为预示着阿蒙森海中更大的冰山也可能加速移动，增强了人们对这种隐患的担忧。

阿蒙森海比南极半岛所处的位置更靠南，那里的空气没有后者那么暖。对其上冰山的最大威胁是詹金斯和雅各布斯所发现的机制：深邃的海底峡谷导引从北方而来的暖水，在冰架下方流动;深入冰架底层的倒置冰谷将热量聚集到冰架底面。

冰山优美的曲线是其被一座冰川抛入勒美尔海峡后经历快速消融的见证。南极半岛的冬天气温比1950年上升了5℃。

去年，美国国家冰雪数据中心（位于科罗拉多州博尔德市）冰川学家特德·斯坎波斯以及斯克里普斯海洋研究所（位于圣地亚哥）的海伦·弗里克带领下对众多南极冰架进行的卫星勘察显示，这类融冰谷十分普遍。它们常常呈发散状分布，将暖水导引到冰架边缘。那里的冰层十分关键：它对稳固的海岸造成摩擦，减缓冰架以及其后冰川的漂移。但同时，冰架边缘的冰也比其他地方更薄。这“是应当留心之处”，斯坎波斯在2016年初说道。

科学研究显示，流入阿蒙森海的几座主要冰川的瓦解现已不可阻挡。

位于俄亥俄州哥伦布市的伯德极地与气候研究中心的伊恩·豪厄特是另一位密切关注派恩艾兰的冰川学家。去年11月，他报告发现两条看起来不乐观的新裂缝，这两条裂缝横跨冰架，恐将其剪切至有史以来的最短长度。豪厄特回顾每月卫星图片时，意识到裂缝由三年前一次未被察觉的事件引发：将冰架固定在北岸的分支冰带忽然崩解，显示它可能被底部发生的溶解破坏。它的暴裂“发生在几天之内”，豪厄特说，“像拉链般拉开冰川的一侧。”

难以预测整个冰架何时瓦解。在其下流动的来自海中的“热水”仅为零上2?3℃，但每年有近1.3万立方千米的水量涌入，意味着冰架接收的热量超过了一百座核电站日夜不停运转输出的能量。

2012年12月，当特鲁弗的团队在冰架上宿营时，可以感到它已经变得脆弱。冰融水从底部深切冰架，失去支撑的冰体下沉，造成整个冰架的翘曲。裂口在冰体表面和底面沿压力线爆发。学者们听到的砰然巨响以及每天出现的新裂缝是冰架变薄、从底部分裂而逐步崩解的见证。