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相对温暖的洋流正在削弱南极洲巨大的思韦茨冰川（The Thwaites Glacier）的基底，其消亡可能导致海平面上升 7 英尺（约 2.13 米）。为了将冰与较温暖的海水隔开，科学家们提出了一项大胆的计划，即在水下架设一个巨大的屏障（类似防波/潮汐堤的阻隔层）。![]()
▵ ©Felton Davis，南极洲思韦茨冰川边缘。他们称之为“末日冰川”。思韦茨冰川位于南极洲西部一个偏远地区，是一大块面积与佛罗里达州相当、三分之二英里厚度的南极冰川，它向海洋排融水。冰川学家表示，它可能濒临全面崩塌，这可能会在几十年内淹没世界各地大片低洼的沿海陆地。如今，雄心勃勃的拯救思韦茨冰川计划将成为一项早期考验，以检验世界是否准备好实施大规模地球工程，以抵御气候变化最恶劣影响。无人潜艇和卫星的监测结果以及冰盖建模显示，思韦茨冰川及其相邻的较小孪生冰川松岛冰川（Pine Island Glacier）可能已经陷入消亡漩涡，被强大的南极环极洋流不断增强的速度和温度所吞噬。参与研究的研究人员表示，如果它们已经到了无可挽回的地步，那么只有大规模的人为干预才能拯救它们。没有什么是确定的。一项已发表的新模型研究表明，冰川不可阻挡地消退的风险可能被夸大了。但是，呼吁采取行动的冰川学家、芬兰北部拉普兰大学的约翰·摩尔（John Moore）认为，时间紧迫。他和欧洲的同事们希望在两年内，在挪威的一个峡湾里测试巨型海底屏障的原型，这种屏障的宽度可达 50 英里（约 80.47 公里），可以将两座冰川与无情的南极洋流隔离开来。与此同时，他的一些合作者担心这样一项任务在后勤方面复杂性，正在思考一个更令人匪夷所思的想法。他们想用一个巨大的“气泡阻隔层”来代替物理屏障，通过不断注入气泡或冰冷的地表水而形成。包括许多冰川学家在内的这些计划的反对者们表示，这种离奇的建议是一种危险的偏离，使人们偏离了通过抑制碳排放来减缓气候变化的真正任务。但支持者表示，这两座冰川已经等不及了。摩尔说，“我们不能靠缓解气候变化来摆脱困境，我们需要其他工具”。 冰川学家们的可怕预测
近半个世纪以来，冰川学家一直在讨论南极巨型冰川将迅速崩塌的可怕预测。南极洲西部的冰川尤其脆弱，因为它们不是坐落坚实的陆地上；而是被海洋包围，岌岌可危地固定在海底山脉的山峰上，而环极洋流就在山峰之间穿梭。早在 1978 年，俄亥俄州立大学的冰川学家约翰·默瑟（John Mercer）就警告说，如果大气中的二氧化碳含量继续上升，就会出现“南极洲西部的冰川消融导致海平面迅速上升 5 米”，这是一场“重大灾难”。三年后，缅因大学的冰川学家特里·休斯（Terry Hughes）发现南极西部冰原有一个“薄弱的底部”，在那里思韦茨冰川（Thwaites glaciers）和松岛冰川（Pine Island glaciers）从这里流入南大洋的一个分支阿蒙森海（Amundsen Sea）。![]()
这些冰川是这块冰盖大陆五大冰川中的两座，也是近一半冰原通往海洋的门户。休斯警告说，随着温暖的海水融化冰川正下方的冰层，冰川很容易失去对海底山脉的控制，导致其在几十年内崩解。冰川的融水将使全球海平面上升多达 7 英尺（约 2.13 米）。如果正如两人所猜测的那样，冰川的消亡拖累冰原的其他部分，海平面将上升超过 12 英尺 （约 3.67 米）。这些担忧一直只是理论上的担忧，直到 20 年前，NASA 冰川学家里克·里格诺特（Eric Rignot）警告说，这两座巨型冰川向海的流动速度正在迅速加快。同时，人们也清楚地认识到，由于气候变化，拍击着冰川下缘的海水正在变暖，而且这种融化效应远远大于空气变暖的影响。科罗拉多大学的泰德·斯坎博斯（Ted Scambos）是美英联合国际思韦茨冰川合作项目的协调员，他说，“现在思韦茨冰川的流动速度每年超过一英里（约 0.30 米），几乎是 20 世纪 90 年代的两倍。温暖的洋流正在“侵蚀冰层底部，将其抹去，就像冰块在水杯中晃动时会消失一样”。斯坎博斯认为，冰川流速加速势必将持续下去。“通过加速流动，冰川拉低了它后面的冰”，他解释说，较浅的冰层会碾压基岩并被阻挡，而较厚的冰层则受到的阻碍较少，因此流动得更快，“导致更多的冰川后退”。一位冰川学家说：“有人说，现在阻止思韦茨冰川崩塌为时已晚，另一些人则说我们还能再坚持 200 年的时间”。最近公布的卫星雷达图像显示思韦茨冰川的高度随潮汐起伏，这进一步加剧了人们的担忧。现就职于加利福尼亚大学欧文分校的里格诺特（Rignot）表示，这一发现表明，暖流不仅拍打着思韦茨冰川的前端，而且正在渗透到接地冰层下方数英里处，进一步削弱了思韦茨冰川与坚硬岩石的接触。南极西部冰原的建模人员提醒不要做最坏的打算，很多事情仍是未知数。上周，达特茅斯学院的马蒂厄·莫里格姆（Mathieu Morlighem）和其英国同事报告「论文参考 2.」称，导致思韦茨冰川崩塌的一个潜在原因是：冰川前端冰崖的失控不稳定性，至少在短期内，比某些人预测的可能性要小。但他表示，“迫切需要”对这些潜在的破坏性过程进行进一步研究。摩尔也认为，对于思韦茨冰川是否已经到了除非采取严厉干预措施否则将无法挽回的地步，冰川学家们并没有达成共识，除非采取严厉的干预措施。有人说，“现在阻止冰川崩塌已经太晚了”；另一些人说，“我们还能再坚持 200 年。但思韦茨冰川肯定已经超过了临界点，我们必须做好准备”。摩尔和一个国际研究小组发表了一份关于“冰川气候干预”的“研究愿景”。这是继去年斯坦福大学和芝加哥大学与其他冰川学家举行的研讨会之后提出的。该研究警告称，如果两座冰川的临界点已经或即将被跨越，那么未来无论温室气体排放发生什么变化，“对保护冰原的作用都将微乎其微”。英国南极勘测局的凯特琳·诺顿 (Kaitlin Naughten) 去年进行的冰盖建模「论文参考 1.」也得出了类似的结论。她得出结论说：“保护南极西部的冰原现状的机会可能已经过去了，决策者应该为未来几个世纪海平面上升数米做好准备。” “地球工程方案”哪些可行？
那么可以做什么呢？“愿景”并没有直接提倡地球工程干预措施，而是呼吁研究其中哪些措施是可行的。它强调了一项提议，即在混凝土基础上系拴上一系列重叠的巨型塑料或纤维隔膜。为了阻挡暖流，屏障膜将在阿蒙森海的入口延伸 50 英里（约 80.47 公里），并在海底到海面的 2,000 英尺（609.6 米）范围内向上延伸。摩尔希望着手测试这个想法，他和他的合作者正在寻求研究资金。剑桥大学气候修复中心的使命是推进“可在未来 5-10 年内大规模开展的气候修复项目”。摩尔表示，真实世界的实验可能很快就会开始。“两年内，我们就可以在挪威北部的峡湾工作，在海洋环境中测试不同的设计”。他已经确定了目标峡湾，但没有透露具体位置。“如果进展顺利，我们希望将屏障扩大到 1 公里宽。”他设想在斯瓦尔巴群岛（挪威的北极群岛）的冰川中进行试验，斯瓦尔巴群岛已成为国际极地研究中心。“10-15 年后，我们应该可以在南极部署这种设备”，他说。摩尔相信，这样巨型的屏障可以承受它们在海洋中将面临的力量。“而且，利用现有技术，安装屏障似乎是可行的”，他说。即便如此，在距离南美洲最近的无冰陆地约 1,500 英里（约 2,414.02 公里）的环境恶劣地区，部署和维护屏障将是一项艰巨的任务。他说，“安装和运行对当地海洋生态系统的潜在影响基本上还是未知数”。德国不来梅港阿尔弗雷德·韦格纳极地与海洋研究所的迈克尔·沃洛维克（Michael Wolovick）表示，因此，一开始可能会尝试一种缩小的方案。在思韦茨冰川最脆弱的部分前面的“瓶颈”上，只用 3 英里（约 4.83 公里）宽的屏障就能完成很多工作。![]()
剑桥大学气候修复中心副主任、工程学教授休·亨特（Hugh Hunt）提出了另一项建议。他说：“我们一直在寻找涉及基础设施较少的方案。”最有希望的方案是用一种更自然的屏障取代人工屏障。他建议沿着阿蒙森海的海床边铺设一条管道，管道不断地释放气泡或从海面抽取的冷水。他称：“气泡屏障可能不会完全阻止暖水的流动，但它会扰乱这种流动，产生湍流，迫使其与上方较冷的水混合。”亨特说，海上土木工程公司已经使用气泡屏障来控制淤泥并保护海洋生物免受其作业的影响。南极洲附近的巨型气泡机需要持续的能源供应，而能源必须是可再生能源。他认为，“如果没有冬季阳光，太阳能就无法发挥作用，但海上风力发电场可以。随着长距离海底电缆的不断改进，我们甚至可以在很远的地方发电。”摩尔称气泡屏障是一个“不确定因素”。但他表示，“他们正在研究这个问题，这很好，因为潜在的回报是巨大的”。气泡屏障的主要问题是，它几乎完全没有得到研究。赞成者们认为，虽然建造南极洲防波帷幕的成本非常高，但远远低于保护海岸线免受潮汐上涨影响的成本。还有其他的冰川保护策略，可以避免使用帷幕屏障膜或其他屏障。加州大学圣克鲁兹分校的冰川学家斯拉韦克·图拉奇克 (Slawek Tulaczyk) 建议，通过排出目前渗入冰川底部的融水来稳定这两座岌岌可危的冰川，这些融水会润滑冰川的固定点，加速冰川向海流动。通过在冰川上钻孔并插入水泵，工程师可以抽干滑剂，使冰川水流停止。抽出的水可以喷洒在冰川表面，在那里它们会结冰，帮助冰川重建。 科学家们的顾虑
这些想法是否可行？需要多少成本？这一切的道德标准是什么？摩尔估计，在阿蒙森海上空架设一道屏障的费用可能高达 800 亿美元（约 5,704 亿人民币）。这是一大笔钱。但他认为，这比保护海岸线免受两座冰川消失导致的潮汐上涨（海平面上升）所需的数万亿美元要少得多。其他人则对这一分析提出质疑。科罗拉多大学国家冰雪数据中心的冰川学家特维拉·穆恩（Twila Moon）表示：“我毫不怀疑，我们可以花十年时间建造这个屏障。一个大项目就能带来改变，这自然是一个很有吸引力的想法。但屏障可能会将热量转移到其他地方，融化其他冰层”。她说，无论如何，由于海洋热变暖、陆地沉降和海洋环流变化，以及其他陆地冰融化（如格陵兰岛）等因素，海平面上升仍将继续。“所以问题是，这是否是投入我们资源（包括有限的研究经费）的正确地方。”![]()
她的科罗拉多州同事、思韦茨冰川专家斯坎博斯对地球工程研究持更开放的态度，但仍持怀疑态度。他说，“我认为这些想法值得研究，我们可以在不顺利时负面影响较小的地点进行有意义的大规模探索”。但和穆恩一样，他也担心这会对气候策略制定产生影响。斯坎博斯认为，在一个理想的世界中，“我们可以为两极寻求工程解决方案，同时直接为我们的社会脱碳。”但世界并非如此。去年 12 月联合国 COP28 会议上，气候谈判代表们“提出了这样的观点，即现在这些 （地球工程）想法已经存在，那么脱碳化进程可能会放缓，”斯坎博斯说。“ ‘科学家正在研究这个问题’ 的想法可能会成为 22 世纪的丧钟”。摩尔听到了这些批评。“是的，有反对意见”，他说，“我们需要解决这个问题，我们需要社会许可。”他同意目前和未来海平面上升还有其他重要原因。但是，“这些其他原因都不可能像海洋冰盖迅速崩塌那样以极端的速度和幅度使海平面上升”。他说，“如果冰川超过临界点，注定了世界沿海陆地的命运，我们可能别无选择，只能硬着头皮实施地球工程。我们越早开始行动越好”。论文参考
「1.」二十一世纪南极西部冰架融化未来不可避免的增加
Naughten, K.A., Holland, P.R. & De Rydt, J. Unavoidable future increase in West Antarctic ice-shelf melting over the twenty-first century. Nat. Clim. Chang. 13, 1222–1228 (2023). https://doi.org/10.1038/s41558-023-01818-x
「2.」南极西部冰原在 21 世纪可能不会受到海洋冰崖不稳定的影响
DOI: 10.1126/sciadv.ado7794
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