万书网 > 散文 > 迷人的液体 > 海平面上升,后果很严重

海平面上升,后果很严重




因为地壳位于流动岩石的顶部,如果它被压下去,比如在数千米厚的冰山巨压之下,它就会沉入地幔。这就是发生在南极洲和格陵兰岛上的事情,它们都被2~3千米厚的冰覆盖着。为了更好地理解这些冰盖的规模,你可以想想南极冰盖中含有地球表面60%的淡水,也就是大约2  600亿亿升水,重约26  000万亿吨。如果全球变暖导致所有的冰融化,海平面将上升50多米,这会淹没世界上每一座沿海城市,并使数亿人无家可归。这似乎显而易见,相对没那么明显的是,从南极洲释放的水会减少对底下岩石施加的压力,而这些陆地会因此而隆起(这叫作冰后期回弹)。格陵兰岛也是类似的情况,岛下的地壳正被冰盖中所含的300亿亿升水压迫着,如果所有的冰都融化了,北美构造板块就会抬升。如果由此导致的大陆抬升高度大于海平面的上升,便可以避免大洪水暴发。弄清哪种情况更可能发生,对于我们的未来,特别是我们未来的后代来说,是至关重要的,因为按照目前的趋势来看,全球变暖加剧必将导致其中一种情况发生。

目前,我们知道的就是这些。自20世纪初以来,全球海平面平均上升了20厘米。其中一些原因是,海水随着海洋温度上升出现了热膨胀,因为更热的液体会占据更大的空间。格陵兰岛和南极洲的冰盖融化也是一部分原因,还有其他冰川在融化。海平面上升是全球性的现象,影响着所有沿海的居民,无论是一个完全会被太平洋吞没的小岛,还是孟加拉国这样的大国,都不例外。对于孟加拉国来说,海平面若是上升1米,就会有近20%的国土被淹没,造成3  000万人流离失所。此外,冰后期回弹只是会影响被格陵兰岛和南极冰盖重压之下的部分地壳以及与之相连的海岸。换言之,当地球的冰融化时,就会有赢家与输家,而这一切都取决于哪一块冰会先融化,是北半球的格陵兰岛,还是南半球的南极洲?

如果北半球的冰先融化,那么格陵兰岛将回弹到比平均海平面更高的位置,北美大陆也是如此,因此那里的海平面一开始会下降。额外的水会分布在整个海洋,北部构造板块高度的抬升则是一个局部效应。如果发生相反的情况,南极上的冰在格陵兰冰盖之前融化,那么南部构造板块将会首先回弹,而整个北美洲的东海岸都将处于水下。



冰川和山脉也会蠕动


其中一个很大的未知数是冰块的移动速度有多快,因为要想从大陆上消失,这些冰并不是非融化不可。冰也会蠕动,这就是冰川的运动方式,即便是固态的冰,也会从山上流淌下来。蠕变的过程和黏性液体渗出的原理没有什么不同。当重力作用于液体中的一个分子时,将其固定在一起的某些弱键就会断裂,从而使其朝着合力决定的方向移动。但是这也需要有空间让它进入才行,如果它找不到空间,就会对邻近的分子施加压力,并促使它们移动。液体的结构大多是混乱的,所以空间往往是开放的,可以允许分子在受力作用下自由地移动穿梭,于是液体流动了。同样的事情也发生在固体中,但是分子和原子只拥有相对较少的能量来破坏将它们与相邻粒子结合在一起的键,因此这个过程要慢得多。固体还有一个非常有序的结构,很难找到供原子移动的空间,所以它们流动得非常缓慢,我们只好称之为蠕动。你可以通过将固体置于更高的压力下,或是提高它们的温度来加速蠕变。在更高的温度下,原子具有更高的振动能量,从而能够打破现有的键并跃入一切可被利用的空间。随着全球气温升高,冰盖也发生了这种变化,在重力作用下,整座冰山都在朝着海洋的方向蠕动。

冰以冰川的形式蠕动,速度会相对快一些。例如,2012年,格陵兰岛的冰川以每年10英里的速度向海洋移动。它们之所以移动得这么快,是因为冰层的温度达到了-10℃到-50℃之间。尽管这听起来已经很低了,但这些冰的温度只是比它们的熔点0℃低了10~50℃,也就是说,冰晶中水分子的能量与它们转化为液态水所需的温度相差并不大。相比之下,构成山体的岩石,其熔点在1  000℃到2  000℃之间,因此一座大山中岩石的原子比它们的熔点低了上千度,看上去还比冰川更像固体。所以,山脉的蠕动速度要比冰川慢,但它们仍然在移动,需要数百万年的时间才能挪动出可被感知的距离。地壳深处的温度更接近岩石的熔点,所以构造板块的移动速度会比山脉更快,达到每年1~10厘米。

这个数字听起来不大,但请你现在想象一下,因为还有另一个板块挤压着它,而这些力量都作用在数百千米长的断裂带上,因此必须付出一些代价。否则,这种张力将会年复一年地累积,直到板块破裂或滑动,导致巨大的能量几乎在瞬间释放,这便是地震。1906年旧金山地震释放的能量相当于大约1  000枚核弹。2011年引发海啸袭击日本的地震威力则相当于2.5万枚核弹。正是这种巨大的能量输出,使得地震造成的破坏如此广泛,距离震中几百英里以内的城市都会遭受灾难。

但是,能量的积聚并不总是会产生地震。有时候岩石会蠕动,就像两张纸被挤到一起,会缓慢地向上移动以释放压力,这需要一股巨大的力,而这股巨大的力正是由构造板块产生的,也正是这种无法阻挡的褶皱造就了山脉。阿尔卑斯山脉、落基山脉、喜马拉雅山脉和安第斯山脉等地球上的大山脉,全都位于构造板块交汇的地方,它们都是历经数百万年的缓慢运动而最终形成的。