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震動地球

2012年03月22日
作者:Bill McGuire(倫敦大學學院地球物理和氣象災害學教授);翻譯:索瑞婭

氣候變化會引發地震、火山爆發,令海嘯撲入曾被認為十分安全的海岸線。乍一看,這樣的想法似乎不可理喻。保護地球的那層薄氣罩籠在上空,它的變化,怎會驚動地殼,影響地下深處的變化呢?這其實反映出我們想像力的匱乏,也反映出我們對大氣層、海洋、固態地球(「地圈」)知之甚少,這些地球上的物質構件交織在一起,並相互作用。

Eruption of Mount Pinatubo, Phillipines, 1991. For two years following the eruption, average global temperatures dropped over 0.5C (approximately 1F). Photo: T. J. Casadevall, U.S. Geological Survey

提到氣候變化,我們大多數人簡單地認為,變化,就是氣候也許會變暖一點點,洪水和乾旱問題可能會加劇,海平面緩慢上升。但事實表明,我們所在的星球是個複雜得出乎大家意料的傢伙,它應對急劇變化的方式多種多樣:其中一些—例如前文所提到的—直截了當,可以預測;一些方式出人意料,而另一些則令人瞠目結舌。最後一種類型就屬於地圈學的範疇了。

我們所居住的星球的外層非常敏感,極易改變。地殼似乎安穩堅定;但以驚人的頻率發生的地質災難表明,事實並非如此。我們只需回想近幾年的英國:2010年4月,位於埃亞菲亞德拉冰蓋下的火山噴發,英國和歐洲其他國家的空中交通被迫暫停,成為街頭巷尾議論的熱點。2011年3月,地球再次彰顯了它的震撼力,強震夾裹海嘯,侵襲了日本東北地方,造成了約合2500萬美元的災難性損失,數額之鉅,在自然災害史上,前所未有。

鑒於上述事件,我們可以將腳下的土地比作一個沉睡的巨人,刺激之下,他時不時地扭動輾轉。這些動作的產生都源自地球表面一直運動著的十幾塊構造板塊。這些板塊的運動非常緩慢,其速度與我們手指甲生長的速度差不多。然而,越來越多有關我們所處的後冰河時期的地質學研究顯示,環境變化對這位半夢半醒的巨人也有重要影響。

大約在20,000 到5,000年前,我們的星球經歷了一場氣候劇變,脫離了冰河時期,世界從冰冷黑暗的深邃荒原蛻變為一個大體上溫暖和煦的新世界,人類文明才得以發展壯大。 在這段劇變的時間裏,大量冰川融化,融水滔滔湧入海洋。地圈所受壓力巨變,地殼隨之上彈下彎,火山活躍,地震範圍擴大,大型山崩頻現。

高緯度地區的地質變化最為顯著。那裏,橫貫北歐和北美大部分地區的地殼被下沉了數百公尺,在比倫敦眼(The London Eye,又稱千禧之輪,此摩天輪坐落在倫敦泰晤士河畔,是倫敦的地標之一。)高20倍的冰層下壓了上千年。隨著氣溫升高,冰雪消融,地殼如被壓扁的彈簧一樣回彈,由此大產生大斷層、強震,發生在一些聞所未聞的地方。時至今日,之前被壓在巨大大陸冰層下面,構成歐洲和北美的地殼仍在繼續上升——但上升速度極為緩慢平穩。

去年的日本事件有力證明,當海底地面劇烈晃動時,海嘯也許就會隨之而來。這些無法阻止的水牆發生在包圍太平洋的「環太平洋火山帶(Pacific Ring of Fire)」內,並不讓人意外;但它們出現在架構優良的北大西洋,就有點出乎意料了。無論如何,大量有力證據充分證明,冰後期的情況就是如此。在英國最北端的昔德蘭群島(Shetland Islands),大量沙土被挾在被當作土壤的泥炭厚層裡,這些外來沙土經研究證實,是過去10,000年內三次海嘯侵襲內陸所留。

火山爆發也可以被列入後冰河時期地質大混戰的戰果名錄。氣候變暖,冰殼萎縮,火山前所未有大量噴湧,冰島苦不堪言。與此相比,最近該島名字最難念的火山烏煙瘴氣的小打小鬧就顯得微不足道了。

與冰後期氣候飆升相伴而來的巨大環境變化,並不僅僅侷限於這個星球的最頂端和最底端。所有融水必得歸於某處,冰川消融,海洋隨之擴張。曾幾何時,5200萬立方公尺的海洋之水形成冰川,海平面下降了約130米。如今,冰川融化,冰水大量回流,海盆四周的地殼壓力大量增加,地殼彎曲,導致火山極易爆發,斷層加大,將地質混戰的戰場延伸到遠離冰川極地堡壘的地區。

如果不是我們的星球在又一次經歷氣候大變化的話,地圈對大型冰蓋消融所做出的反應也許可以被看作是窺探地球史前模樣的有趣途徑。但變化正在發生,而且此次變化是人類活動所致的。

很明顯,21世紀的地球與兩萬年前的冰凍世界已經相去甚遠。如今,沒有大型陸地冰川消融,另外海盆也已經滿溢。另一方面,氣候變化的預測報告不斷印證,下個世紀全球平均氣溫上升的速度會至少與冰後期溫度上升速度相同,或導致高緯度地區巨大災難的發生,目前的極地冰川或許會像以前曾經覆蓋歐洲和北美大部分地區的冰川那樣分崩消融。

如果我們繼續允許溫室氣體肆意排放,氣溫上升,這個星球的地殼會不會又一次翻動起來?

有跡象表明,這一情況已經開始發生。在美國的阿拉斯加,在過去的半個世紀,氣候變化導致氣溫上升了3°C多,冰川正在以驚人的速度融化,在過去的100年裏,某些冰川的厚度縮減了1000米。其下的地殼承重減輕,斷層更易裂開,導致最近幾十年地震增多。將阿拉斯加山脈頂峰聚攏在一起的永久凍土也在快速解凍,巨石滾落,雪崩發生數量增加。事實上,由於全球總體氣溫上升,夏日熱浪發生頻率增加,全球各地山區滑坡現象也成上升趨勢。

阿拉斯加是否會成為「籠中金絲雀」,成為更加嚴重的地質變化的先兆,取決於我們能在多大程度上成功地減少日益加劇的溫室氣體排放,而這些排放都拜人類文明日益增長的污染所賜,因此,我們需要保持全球溫度最多增長幾度。

據說,到目前為止,情況不容樂觀。2010年,世界經濟進一步觸底,而溫室氣體排放增加了近6%。此外,在去年十二月舉行的聯合國德班世界氣候大會上,沒有取得任何實質性的進展,預示著未來渺茫。我們對於氣候加速變化的反應一直跟不上,遠未達到專家所言能夠避免全面大災的程度。

如果我們繼續以飛快的速度排放溫室氣體,從地質學的角度來看,我們還有什麼指望呢?在本世紀末,全球平均氣溫很有可能再上漲幾攝氏度,格陵蘭冰原和西部南極冰原極有可能與我們永別, 最終留下上升10公尺或者更多的海平面。

研究者經全球定位系統(GPS)測量後發現,格陵蘭冰原的迅速融化已經開始導致下方地殼上升,在他們看來,這會促使冰原下方斷層下放圍岩負荷,增加了未來地震的可能性,導致巨大滑坡,進而引發足以對大西洋海岸造成威脅的海嘯。瓦特納冰原(Vatnajökull)冰蓋正在消融,冰島東部的地面也在上升。最新研究預測,假如瓦特納冰原完全消失,居於其下的火山會大爆發。隨著維持山脈面貌的冰層和凍土融化,安第斯山脈、喜馬拉雅山脈,歐洲阿爾卑斯山脈以及其他地方的滑坡發生率會飆升。

縱觀全球,海平面在無情上升,負重彎曲的海盆邊緣地殼也許會「分離」類似加利福尼亞的聖安德里斯斷層(San Andreas)的海岸線斷層,令這些斷層更易移動;同時,這會擠壓活火山的岩漿。

歸根結底,我們氣候變化的活動意味著我們將骰子投向加劇地質災難的一面,而我們可以不如此行事。除非,在人類照料自己和地球的過程中發生了一場出乎意料,扭轉乾坤的大事件,否則,長期看來,我們的文明希望渺茫。

每晚,都有22萬人加入到地球村,排隊等待分得一杯羹。能源,水資源和食物資源都面臨前所未有的壓力。人類行為導致環境變化,而變化的影響正悄悄潛入世界和我們生活的每個角落。現在,我們只需靜候地下那個沉睡的巨人醒來。

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※文章來源:www.guardian.co.uk

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※本文轉載自中外對話網站,原發表日期2012年3月15日

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