科学家在夏威夷发现多年冻土,正在加紧研究

作者: Chelsea Harvey

来源: 环球科学

发布日期: 2023-08-02 22:00:35

科学家在夏威夷发现多年冻土,并发现随着气候变化,该冻土区域正在缩小。研究显示,这些冻土可能在几十年内消失,这是气候变化重塑地球的有力证据。

令⼈难以置信的是,科学家居然在夏威夷发现了多年冻⼟。但随着⽓候变化的持续影响,该冻⼟区域⼀直在缩⼩。地处热带的夏威夷⽓候温暖,⼈们很难想象能在这⾥发现冰雪。不过,在冬天,⼀些岛链上的最⾼⼭峰⽓温也常降到零度以下,覆盖着⼀层雪毯。在夏威夷岛上的最⾼峰——海拔近14,000英尺的茂纳凯亚⼭(Mauna Kea)附近,有⼀个“隐藏惊喜”:这⾥有两块罕见的热带多年冻⼟。

通常,这种持续冻结的⼟壤会让⼈们联想到寒冷的北极。科学家发现,在夏威夷岛,只有茂纳凯亚⼭出现了这种现象,⽽且很可能已经在萎缩。研究发现,随着时间推移,这些区域正在缩⼩。

来⾃⾮营利组织“⾏星科学研究所”(Planetary Science Institute)的研究员诺伯特·肖尔霍夫(Norbert Schorghofer)已经研究了很久夏威夷的多年冻⼟,他说,按照地球变暖的速度,这两块冻⼟可能在⼏⼗年内消失。肖尔霍夫的研究领域主要是例如⽕星的其他星球。

他开始对夏威夷这种⾮⽐寻常的多年冻⼟感兴趣,是因为这⾥与其他星球的景象有潜在的相似性;地球上那些⾮常寒冷又贫瘠的地区有时能作为科学家研究其他星球情况的参考。但是这些年来,他的研究⽬的发⽣了变化。他说:“经过多年的研究,我发现这⾥的冻⼟与⽕星上的冰不太相似。由于⼭上的季节性融雪,这⾥太潮湿了。”与当初的⽬的恰恰相反,“我认为我真的把这个研究做成了⼀个环境项⽬,⽽不是⾏星研究项⽬。”肖尔霍夫这样说道。

1969年,研究员阿尔弗雷德·伍德考克(Alfred Woodcock)⾸次对夏威夷的多年冻⼟进⾏了科学记录。当时,他推断这⽚冻⼟可以追溯到结束于⼀万多年前的更新世。但肖尔霍夫说,这“仅仅是⼀个推测”。肖尔霍夫说,“冻⼟的形成期可能更晚,更‘年轻’”,甚⾄可能是在所谓的⼩冰期形成的,即19世纪中期结束的区域性寒冷时期。科学家们能确定的是,这⽚冻⼟⼀定是在该地区⽐现在冷得多的时期形成的。

有⼏个因素使这块冻⼟得以存在多年。这块多年冻⼟带坐落在茂纳凯亚⼭顶附近的两个⽕⼭⼜的“摇篮”⾥,刚好遮挡了阳光。有雪覆盖的时候,也会反射阳光。虽然这⾥的地表温度仍在0℃及以上徘徊,但是基于⼀些复杂的因素,包括冰雪覆盖的位置、冰雪融⽔渗⼊⼟壤表层以及地⾯和⼤⽓之间传递热量的⽅式,地下的⼟壤往往⽐地表更冷。夏威夷不是热带地区唯⼀存在多年冻⼟的地⽅。

美国阿拉斯加⼤学费尔班克斯分校的研究员吉川健⼆(Kenji Yoshikawa),多年来⼀直同肖尔霍夫合作研究冻⼟,周游世界,记录这类冻⼟地区。他说,在墨西哥和秘鲁安第斯⼭脉的⾼⼭上,以及坦桑尼亚的乞⼒马扎罗⼭都有冻⼟区域。但吉川健⼆又补充道,在⾮常靠近⾚道的区域,多年冻⼟通常只出现在海拔17,000英尺以上的地⽅。但夏威夷的多年冻⼟存在于仅13,000英尺以上的区域,因⽽显得格外不寻常。

如今,变暖的⽓候正在逼近这块冻⼟。肖尔霍夫说,早在1969年,伍德考克就已经观察到了该地区冻⼟融化的风险。2016年,肖尔霍夫和同事进⾏了地球物理学调查,以了解该冻⼟区域在后来的⼏年⾥发⽣的变化。他们在2017年的报告中说,该冻⼟层变⼩了,也变浅了。在今年发表的另⼀篇论⽂中,他们再次强调了这⼀点。肖尔霍夫说:“这⽚冻⼟区域正在从四⾯⼋⽅收缩。

”吉川健⼆指出,近期,地球厄尔尼诺和拉尼娜周期(使太平洋温度发⽣周期性变化的⾃然⽓候周期)的变化可能会促使冻⼟加速融化。肖尔霍夫说,⼈为因素导致的全球变暖将会是“压垮骆驼的最后⼀根稻草”。他估计,较⼤的冻⼟区域可能会在⼏⼗年内消失,⽽较⼩的区域“时间甚⾄会更短”。全球的多年冻⼟都在融化。在北极,这是⼀个重要问题,产⽣的后果可能很严重。

融化的多年冻⼟会向⼤⽓释放出⼤量的温室⽓体(⼆氧化碳和甲烷),进⼀步加速全球变暖进程。这还会使地⾯变软并下陷,导致树⽊、建筑和其他基础设施倒塌。相⽐之下,夏威夷的多年冻⼟层区域是很⼩的,因⽽产⽣的影响也是最⼩的。但是,随着茂纳凯亚⼭变暖,冻⼟层融化,可能会出现严重的⽂化冲击。茂纳凯亚⼭是夏威夷⼟著居民的传统圣地,是他们朝圣的地⽅,也是众神的家园。其中⼀位⼭神是雪神波利阿胡(Poli‘ahu)。

然⽽,研究表明,随着⽓温上升,茂纳凯亚⼭上的降雪量也岌岌可危。2017年的⼀项研究发现,如果夏威夷的⽓温再升⾼⼏度,降雪将在本世纪末⼏乎“消失殆尽”。如果肖尔霍夫说的是对的,那么这⽚多年冻⼟在那之前就早已消失了。肖尔霍夫说,冻⼟的消失正是⽓候变化重塑地球的“有⼒证据”。这也提醒我们,随着全球变暖,⼀些⾃然奇观正在消失,研究它们的时间可能所剩⽆⼏了。

“我们真的太想在它消失之前研究清楚了”,肖尔霍夫说。

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