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震动地球

比尔•麦奎尔撰文认为,气候变化不光会引起洪水,旱灾或者夏日热浪,更会唤醒我们脚下“沉睡的地质巨人”,用火山喷发、地震、滑坡和海啸来震动地球。

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气候变化会引发地震、火山爆发,令海啸扑入曾被认为十分安全的海岸线。乍一看,这样的想法似乎不可理喻。保护地球的那层薄气罩笼在上空,它的变化,怎会惊动地壳,影响地下深处的变化呢?这其实反映出我们想象力的匮乏,也反映出我们对大气层、海洋、固态地球(“地圈”)知之甚少,这些地球上的物质构件交织在一起,并相互作用。

提到气候变化,我们大多数人简单地认为,变化,就是气候也许会变暖一点点,洪水和干旱问题可能会加剧,海平面缓慢上升。但事实表明,我们所在的星球是个复杂得出乎大家意料的家伙,它应对急剧变化的方式多种多样:其中一些——例如前文所提到的——直截了当,可以预测;一些方式出人意料,而另一些则令人瞠目结舌。最后一种类型就属于地圈学的范畴了。

我们所居住的星球的外层非常敏感,极易改变。地壳呢,似乎安稳坚定;但以惊人的频率发生的地质灾难表明,事实并非如此。我们只需回想近几年的英国:2010年4月,位于埃亚菲亚德拉冰盖下的火山喷发,英国和欧洲其他国家的空中交通被迫暂停,成为街头巷尾议论的热点。2011年3月,地球再次彰显了它的震撼力,强震夹裹海啸,侵袭了日本东北地方,造成了约合2500万美元的灾难性损失,数额之巨,在自然灾害史上,前所未有。

鉴于上述事件,我们可以将脚下的土地比作一个沉睡的巨人,刺激之下,他时不时地扭动辗转。这些动作的产生都源自地球表面一直运动着的十几块构造板块。这些板块的运动非常缓慢,其速度与我们手指甲生长的速度差不多。然而,越来越多有关我们所处的后冰河时期的地质学研究显示,环境变化对这位半梦半醒的巨人也有重要影响。

大约在20,000 到5,000年前,我们的星球经历了一场气候剧变,脱离了冰河时期,世界从冰冷黑暗的深邃荒原蜕变为一个大体上温暖和煦的新世界,人类文明才得以发展壮大。 在这段剧变的时间里,大量冰川融化,融水滔滔涌入海洋。地圈所受压力巨变,地壳随之上弹下弯,火山活跃,地震范围扩大,大型山崩频现。

高纬度地区的地质变化最为显著。那里,横贯北欧和北美大部分地区的地壳被下沉了数百米,在比伦敦眼高20倍的冰层下压了上千年。随着气温升高,冰雪消融,地壳如被压扁的弹簧一样回弹,由此大产生大断层、强震,发生在一些闻所未闻的地方。时至今日,之前被压在巨大大陆冰层下面,构成欧洲和北美的地壳仍在继续上升——但上升速度极为缓慢平稳。

去年的日本事件有力证明,当海底地面剧烈晃动时,海啸也许就会随之而来。这些无法阻止的水墙发生在包围太平洋的“太平洋火圈”内,并不让人意外;但它们出现在架构优良的北大西洋,就有点出乎意料了。无论如何,大量有力证据充分证明,冰后期的情况就是如此。在英国最北端的设德兰群岛,大量沙土裹挟在被当作土壤的泥炭厚层里,这些外来沙土经研究证实,是过去10,000年里三次海啸侵袭内陆所留。

火山爆发也可以被列入后冰河时期地质大混战的战果名录。气候变暖,冰壳萎缩,火山前所未有大量喷涌,冰岛苦不堪言。与此相比,最近该岛名字最难念的火山乌烟瘴气的小打小闹就显得微不足道了。

与冰后期气候飙升相伴而来的巨大环境变化,并不仅仅局限于这个星球的最顶端和最底端。所有融水必得归于某处,冰川消融,海洋随之扩张。曾几何时,5200万立方米的海洋之水形成冰川,海平面下降了约130米。如今,冰川融化,冰水大量回流,海盆四周的地壳压力大量增加,地壳弯曲,导致火山极易爆发,断层加大,将地质混战的战场延伸到远离冰川极地堡垒的地区。

如果不是我们的星球在又一次经历气候大变化的话,地圈对大型冰盖消融所做出的反应也许可以被看作是窥探地球史前模样的有趣途径。但变化正在发生,而且此次变化是人类活动所致的。

很明显,21世纪的地球与两万年前的冰冻世界已经相去甚远。如今,没有大型陆地冰川消融,另外海盆也已经满溢。另一方面,气候变化的预测报告不断印证,下个世纪全球平均气温上升的速度会至少与冰后期温度上升速度相同,或导致高纬度地区巨大灾难的发生,目前的极地冰川或许会像以前曾经覆盖欧洲和北美大部分地区的冰川那样分崩消融。

如果我们继续允许温室气体肆意排放,气温上升,这个星球的地壳会不会又一次翻动起来?

有迹象表明,这一情况已经开始发生。在美国的阿拉斯加,在过去的半个世纪,气候变化导致气温上升了3°C多,冰川正在以惊人的速度融化,在过去的100年里,某些冰川的厚度缩减了1000米。其下的地壳承重减轻,断层更易裂开,导致最近几十年地震增多。将阿拉斯加山脉顶峰聚拢在一起的永久冻土也在快速解冻,巨石滚落,雪崩发生数量增加。事实上,由于全球总体气温上升,夏日热浪发生频率增加,全球各地山区滑坡现象也成上升趋势。

阿拉斯加是否会成为“笼中金丝雀”,成为更加严重的地质变化的先兆,取决于我们能在多大程度上成功地减少日益加剧的温室气体排放,而这些排放都拜人类文明日益增长的污染所赐,因此,我们需要保持全球温度最多增长几度。

据说,到目前为止,情况不容乐观。2010年,世界经济进一步触底,而温室气体排放增加了近6%。此外,在去年十二月举行的联合国德班世界气候大会上,没有取得任何实质性的进展,预示着未来渺茫。我们对于气候加速变化的反应一直跟不上,远未达到专家所言能够避免全面大灾的程度。

如果我们继续以飞快的速度排放温室气体,从地质学的角度来看,我们还有什么指望呢?在本世纪末,全球平均气温很有可能再上涨几摄氏度,格陵兰冰原和西部南极冰原极有可能与我们永别, 最终留下上升十米或者更多的海平面。

研究者经全球定位系统(GPS)测量后发现,格陵兰冰原的迅速融化已经开始导致下方地壳上升,在他们看来,这会促使冰原下方断层下放围岩负荷,增加了未来地震的可能性,导致巨大滑坡,进而引发足以对大西洋海岸造成威胁的海啸。瓦特纳冰原(Vatnajökull)冰盖正在消融,冰岛东部的地面也在上升。最新研究预测,假如瓦特纳冰原完全消失,居于其下的火山会大爆发。随着维持山脉面貌的冰层和冻土融化,安第斯山脉、喜马拉雅山脉,欧洲阿尔卑斯山脉以及其他地方的滑坡发生率会飙升。

纵观全球,海平面在无情上升,负重弯曲的海盆边缘地壳也许会“分离”类似加利福尼亚的圣安德里斯断层(San Andreas)的海岸线断层,令这些断层更易移动;同时,这会挤压活火山的岩浆

归根结底,我们气候变化的活动意味着我们将骰子投向加剧地质灾难的一面,而我们可以不如此行事。除非,在人类照料自己和地球的过程中发生了一场出乎意料,扭转乾坤的大事件,否则,长期看来,我们的文明希望渺茫。

每晚,都有22万人加入到地球村,排队等待分得一杯羹。能源,水资源和食物资源都面临前所未有的压力。人类行为导致环境变化,而变化的影响正悄悄潜入世界和我们生活的每个角落。现在,我们只需静候地下那个沉睡的巨人醒来。


比尔·麦奎尔是伦敦大学学院地球物理和气象灾害学教授,其著作《唤醒巨人:气候变化如何导致地震、海啸和火山爆发》新近由牛津大学出版社出版

https://www.guardian.co.uk/

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翻译:索瑞娅

图片内容为1991年菲律宾火山爆发/ 来源:TJ Casadevall/US Geological Survey 

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