冰川是巨大的冰河，可以把巨石背在背上，把山谷磨成崎嶇的山脈。但是現在，科學家們說，人類可能需要考慮嘗試設計這些強大的自然力量。
根據《冰凍圈》雜誌上的一篇新論文，在全球變暖的情況下，支撐南極和北極的冰川可能是減緩海平面上升的最具針對性的方法，而且令人驚訝的是，也是最便宜的方法。研究表明，防波堤，甚至只是一系列人造海山，都能阻擋難以想象的大量融水。
與在世界各地的海岸線上修建海堤和堤壩不同，工程冰川可以減緩海平面在源頭的上升，為富國和窮國之間的競爭創造條件。[圖片:格陵蘭美麗的冰川]
但是，改造冰川的想法讓一些科學家感到不安，尤其是因為可能產生意想不到的副作用。丹麥技術大學(Technical University of Denmark)研究冰蓋動力學的博士後研究員瓦倫蒂娜·羅伯塔·巴萊塔(Valentina Roberta Barletta)說，談論地球工程也會讓公眾產生一種錯誤的安全感。
“作為一種理論練習，這是好的，這是好的，”巴雷塔，誰沒有參與目前的研究，告訴Live Science。但是，她說，“玩弄公眾輿論，這可能有點危險。”
失控的融化
這篇新論文的作者當然不打算把他們的研究作為對溫室氣體排放後果置之不理的藉口。說,研究的合著者邁克爾•Wolovick普林斯頓大學的博士後研究員,試圖減緩冰川的流動並沒有遏制氣候變化的其他災難,從海洋酸化、乾旱和洪水到不可避免的不是來自冰川融化海平面上升,而是來自海水體積膨脹變暖。
但就氣候影響而言，冰原可不是小問題。對人類來說不幸的是，南極冰蓋被稱為“過深”。它的邊緣是接地的海底比它的中部淺。如果你想象從冰原的邊緣到冰原的中心，海底就會在你腳下傾斜。冰從被錨定在陸地上到漂浮在水面上的這一點被稱為接地線。
南極洲的冰川是它連接冰架和海洋的橋樑。隨著氣溫的上升和冰川的融化，它們的接地線會後退——它們後退到的海底比開始時更深。拉普蘭大學(University of Lapland)氣候變化教授、北京師範大學(Beijing Normal University)全球變化與地球系統科學學院(College of Global change and Earth System Science)首席科學家約翰?浮冰比浮冰更容易融化。
這是一個正反饋系統:冰融化得越多，融化得越多的可能性就越大。摩爾說，如果這種“海洋冰原的不穩定性”繼續下去，而且一些科學家認為已經發生了，即使所有的碳排放突然停止，冰仍然會消失。
“然後你會想，‘好吧，我們是向冰蓋揮手告別，還是真的有其他選擇?’”’”他說。
阻止冰川
揮手告別是一個沒有吸引力的選擇。研究人員寫道，即使下個世紀海平面上升3.9英尺(1.2米)，也會淹沒海岸線，每年造成100萬氣候難民。另外，每年還有數億人可能不得不暫時搬遷，以躲避洪水。2014年發表在《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上的一項研究估計，保護全球海岸線每年將耗資120億至710億美元。
沃羅維克和摩爾說，與海岸線相比，出口冰川和將所有這些融水排入大海的冰流相對較小。
“冰流和出口冰川是氣候系統中非常高的槓桿點，”沃羅維克說。
研究人員使用了一個非常簡單的計算機模型來確定工程冰川是否可行。他們考慮了兩種可能的解決方案:第一，他們可以建造一堵海底牆，讓溫暖的海水遠離冰層底部，因為那裡的冰會造成最大的破壞;其次，他們可以建造一系列小的人工土堆，這些土堆可以與冰川相抗衡，讓冰川重新落地，或者停止漂浮。這些建築物可能是用附近海底的泥土和岩石建造的，也可能是從其他地方衝進來的。[融化圖像:地球上正在消失的冰]
因為關於冰川是如何從冰山上崩解下來的，以及它們是如何在基岩上滑動的，有很多問題，研究人員進行了多種假設，每種假設都改變了這些變量。他們選擇南極洲的斯韋茨冰川作為測試案例，因為它是一個巨大的“軟木塞”，阻止了南極西部冰蓋的形成。
“斯韋茨冰川是最大的，也是最難的，”摩爾說。“如果它在斯韋茨冰川上起作用，我們真正想說的是，其他較小的冰川應該很容易形成。”
研究人員發現，在百分之百的情況下，阻止所有溫暖海水在冰川附近循環的海堤阻止了思偉特冰川的崩塌。阻擋了一半溫暖海水的海堤在70%的時間裡發揮了作用。在一項振奮人心的發現中，僅僅在海床上覆蓋海山，就可以在完全不堵塞任何水的情況下使冰川重新擱淺，這樣做的成功率高達30%。
難以想象的解決方案
巴萊塔說，研究中使用的場景非常簡單。在真實的南極，有更多潛在的反饋迴路需要在模型中考慮。例如，她的研究發現，當冰川消退時，海床本身可能會向上隆起，減輕推動基岩下沉的重量。至少在短期內，上升的海床可以為退縮的冰川提供自己的落腳點。
巴萊塔說:“很容易看出，除了阻止冰川融化，(地球工程)還可能產生許多其他影響。”“如果你想到所有這些正在被停止的熱能，它將流向哪裡?另一個冰川嗎?它正在改變洋流嗎?它會做什麼?我們對此一無所知。”
摩爾說，儘管科學家們似乎比以往任何時候都更關注南極洲和北極，但現在極地的基礎設施實際上比冷戰時期還要少，當時軍方認為它們具有戰略價值。他說，各國需要再次打開他們的支票簿，以推進對冰蓋崩潰如何發生的研究。如果南極洲的冰層崩潰，世界海平面將上升11英尺(3.4米)。南極洲東部的冰層足以使海平面上升62英尺(19米)。
摩爾說:“當然，即使我們決定不做這類工作，我們所需要的大量知識也是我們所需要的。”
摩爾說，像研究人員在新研究中探索的方案一樣，最好先在格陵蘭島的一個小冰川上進行測試。
Wolovick說，這並不是第一個冰川地球工程方案。其他的可能性還包括大規模的海水泵送計劃，將海水從海洋中抽取出來，放在冰原上重新結冰。沃洛維克說，一些科學家提出了乾燥計劃，試圖從地面冰的底部移除海水，或者嘗試在冰川出口前加厚海冰，以減少冰山崩裂的速度。但是他說，地球工程冰川在技術上是可行的，即使不是一個世紀，也需要幾十年的時間。
摩爾說，雖然這些想法沒有否定控制碳排放的必要性，但它們代表了一種更為複雜的地球工程方法。與其試圖改變整個大氣層來冷卻地球，地球工程師們可以尋找小而高價值的目標。對於故意改變地球的擔憂呢?“那艘船已經開了，”摩爾說。
我們確實控制著地球的氣候，”他說。“我們需要為此承擔責任。”
編者按:這篇文章的更新是為了修正南極西部和東部冰蓋的海平面貢獻。
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