☉[英]彼得·沃德姆斯 著 李果 譯

從白色北極到藍色北極

自1970年始，我的身份就是極地研究者。我有幸多年擔任劍橋大學的斯科特極地研究所主任一職。斯科特極地研究所為紀念羅伯特·福爾肯·斯科特上尉而建，它是各學科極地研究者匯聚的理想樂園，許多研究者都曾長期離開自己供職的研究機構，以便在斯科特研究所無與倫比的圖書館里潛心治學。20世紀70年代到80年代的整個時期，我每年都會造訪極地地區(qū)（通常是北極），有的年份甚至數(shù)次前往，為的是致力于理解海冰中發(fā)生的基本物理過程以及何種過程決定了它的形成、消融和漂移。研究人員對冰川的實地考察往往困難重重，有時甚至很危險，并且?guī)缀鹾苌儆醒芯空邥J為我們投入心血的研究對象——北冰洋——會在我們的眼皮底下發(fā)生改變。但它的確在變化。很幸運，在比較1976年至1987年間來自潛艇部門的冰川厚度調查結果，發(fā)現(xiàn)在此期間冰川平均厚度減少了15%，我成為拿出北冰洋冰川變化確鑿證據(jù)的首批研究者之一。這一研究結果發(fā)表在1990年的《自然》雜志上，它進一步刺激了之后10年間展開的大量工作，這些工作表明，北極冰川變薄不僅確鑿無疑，而且自20世紀70年代以來，其厚度已減少40%。

我自己于1970年夏天登上首次進行環(huán)美洲航行的加拿大海洋考察船“赫德森號”并因此首次進入北極，之后，便對極地海洋產生了興趣?！昂盏律?70號”考察隊于1969年寒秋離開新斯科舍省，當時它已南下經過了南極半島、南冰洋、智利峽灣和廣闊的太平洋。那時，我們正準備完成之前僅有9艘船實現(xiàn)過的壯舉，即穿越西北航道。阿蒙森曾于1903年至1906年，用了三年時間通過西北航道，第二艘通過這條航道的加拿大皇家騎警縱帆船“圣洛奇號”則用了從1942年到1944年的兩年時間。

如今，西北航道已很容易通行，到2015年年底共計有238艘船通過該航道。與20世紀70年代的800萬平方公里相比，2012年9月的北冰洋僅覆蓋有340萬平方公里的海冰。我們的星球已經改了妝顏。我們都記得“阿波羅8號”上的宇航員為行星地球拍攝的第一張從月球背后升起的美麗照片，宇宙中這顆孤獨而美妙的藍色星球囊括了我們對生命所知的一切。照片上這個球體的兩端為白色。如今，從太空往下看，夏天的地球北極看起來則為藍色，而非白色。這一片我們一手造成的海洋曾覆有冰蓋。重塑地球表面是人類的首要成就，這當然也是一個意想不到的成就，隨之而來的則可能是災難性后果。

情況實際上比表面看起來更糟。我的聲吶測量結果顯示，1976年至1999年間，北極冰面平均厚度縮減了43%。這也說明了一些別的情況。過去，北極大部分冰體都會存在數(shù)年之久，它們又稱多年冰。這些多年冰形成了崎嶇而壯麗的地形，巨大的冰脊阻擋了探險者的道路，并一直延伸至海面以下50米左右。過去10年間，不斷變化的洋流系統(tǒng)已迫使多數(shù)海冰漂流出北極，單年冰則代替了多年冰，這種海冰形成于一個冬季之內，最大厚度僅為1．5米，且僅有少數(shù)較淺的冰脊穿破了平坦的冰面。這種在單個冬季形成的較薄海冰會在單個夏季里由于更加溫暖的空氣和海洋溫度而完全消融。不久之后，北極各地海冰在夏季的融化速度將超過其在冬天的形成速度，如此，現(xiàn)存所有的夏季冰蓋都將消融。我們將邁入美國氣候學家馬克·塞勒澤所謂的“北極死亡螺旋”時代。在不久的將來，北極的九月將再無冰體，而這之后，北極無冰的季節(jié)將延長至4到5個月。

北極夏季海冰消融的后果將會十分嚴重。其引發(fā)的巨大影響有二。首先，一旦夏季海冰從開闊水域退縮，反射率——直接反射回太空的太陽輻射比率——將從0．6降至0．1，這將進一步加速北極和整個地球的變暖進程。之前400萬平方公里冰面的消失給地球造成的變暖效應相當于過去25年人類排放二氧化碳造成的影響。其次，冰蓋的消失也會讓北極上空重要的大氣調節(jié)系統(tǒng)蕩然無存。只要部分冰塊在夏季也能存在，無論多薄，海面水溫也無法升至0℃以上，因為任何較暖的水體都會在融化其上覆冰層時丟失熱量。上覆冰層消失后，表層海水的溫度會在夏天上升數(shù)攝氏度（衛(wèi)星觀測顯示為7℃），而淺層大陸架上海風引起的海水混合現(xiàn)象又將這種熱量傳遞至海底。這一過程進而又會令近海海底表層的永久凍土解凍，它們是自上個冰河時期以來便凍結在海底未受干擾的海底沉積物。近海永久凍土的解凍又將引發(fā)大量甲烷氣體從沉積物中分解的甲烷水合物中釋放出來。每個甲烷分子造成的溫室效應比二氧化碳高出23倍。如果這種釋放導致大氣中甲烷含量上升，它將直接進一步推動全球變暖進程。

對人類而言，這是一場實實在在的災難。我們自己的貪婪和愚蠢正在奪走北冰洋海冰的美麗世界，它曾保護我們免受極端氣候的影響。如果我們試圖保護自己免受其災難性后果，那么是時候采取緊急措施了。

2007年：北極歷險

我的北極經歷在2007年這個關鍵之年顯得十分極端。我當時乘坐皇家海軍艦艇“夜以繼日號”進行環(huán)北極航行并測量海冰厚度，但這次使用的多波束聲吶為我呈現(xiàn)了海冰下層奇妙的三維立體圖，當時也是這種設備第一次在冰層下部大規(guī)模使用。我們穿過了整個北極，從蘇格蘭的法斯蘭起航，進入弗拉姆海峽，然后環(huán)游至格陵蘭島北部，最后進入波弗特海。在波弗特海域，我們發(fā)現(xiàn)海面上方幾乎所有的海冰都是單年冰。我們花了幾天時間穿過了華盛頓大學建立的浮冰站的下方區(qū)域，該浮冰站名為APLIS（應用物理實驗室冰站），一群科學家正在那忙著鉆孔測量頂層海冰。3月20日，潛艇方面和浮冰站雙方合作產生的重要數(shù)據(jù)就要誕生時，一場災難不期而至。傍晚時分，我正在聲吶旁觀看海冰，“砰”的一聲，震耳欲聾的爆炸聲突然傳來，隨之而來的沖擊波和大量棕色煙霧迅速擴散至下層甲板的走廊中，然后又從樓梯彌漫至控制室，艦長飛奔上樓梯并大聲喊道：“急救站！大家戴上緊急呼吸系統(tǒng)（EBS）面罩！”

每個人都嚇到了，大家都沖向最近的面罩。

沒人知道發(fā)生什么事了。碰撞？核事故？我當時估計自己頃刻間就會一命嗚呼——潛艇內部的爆炸往往意味著一切都完了——我們都戴上面罩，等待最后時刻的到來。但我感到了絕對的平靜。我一點也不恐懼，也不驚慌。只是戴上面罩，坐在隔間，等待死亡。我甚至都不覺得心率上升了。這是我在北極區(qū)域離死亡最近的時刻，但奇怪的是，它并未讓我感到不安。潛艇的燈光始終亮著，并一直在前進。

人們最后發(fā)現(xiàn)爆炸發(fā)生在潛艇前方的逃生艙內，發(fā)生爆炸的則是潛艇員們稱之為“蠟燭”的獨立制氧機（SCOG）。潛艇會通過電解水的方式為其內部的艦員提供呼吸的氧氣，但如果艦上的電解器失效，比如被凍上了，就需要以別的方式更新氧氣，比如將一罐氯酸鉀放入裝有催化劑的裝置以產生氧氣。其中一個這樣的罐子在放入獨立制氧機的時候發(fā)生了可怕的爆炸。當時艦艇上充滿了有毒氣體（高濃度的一氧化碳以及二氧化碳）和煙霧。

隨后的情況因為“起火了！起火了！”的呼喊而變得更槽。這對艦員而言意味著最大的恐懼——在海上失火，更糟糕的是冰下失火，這種情況根本就沒辦法上浮?；鸨粨錅缌耍糠衷蛟谟诤ＫM入到了潛艇受影響的部位，部分也在于艦員的救火行動。

當時，我們迫切地想要浮出水面。之前我們在經過每個冰間湖的時候都會將其繪制下來，最后一個經過的冰間湖離我們最近。我們便掉頭向其駛去，進而停下來檢査每個向上掃描的聲吶傳感器上方的海冰，一旦將其清除，潛艇就能直接上浮了。經過更多的部署和緊張的等待之后，有線廣播里傳來：“我們已上浮到冰間湖中。準備開艙?！迸炁摫淮蜷_，通風機將新鮮空氣吹進艦艇以清除有毒煙霧。

同時，耳邊傳來了傷員（們）的談話，乍一聽，他們的情況似乎并不嚴重。但緊接著，可怕的傳聞在艦上傳開了：“死了兩個人！”

事后我才知道了完整而可怕的真相。事故的確造成了兩個水手的死亡，一人18歲，一人32歲。年長的水手頭一天還剛剛慶祝自己參與到了這項任務中來。當時，這兩位水手被派去放置“蠟燭”。當他們這樣做時，獨立制氧裝置就發(fā)生了爆炸，四散飛濺的金屬碎片讓他們當場斃命。另外一位傷員的情況并不是很糟糕——他在爆炸發(fā)生的時候吸入了許多煙霧，但無大礙。

過去我每次開啟新航程時的恐懼已成為現(xiàn)實，但現(xiàn)在這最糟糕的情況發(fā)生時，我卻發(fā)現(xiàn)自己并不害怕且十分冷靜。和我在一起的同事尼克·休斯的感受和我一樣。我們在甲板上度過了一整晚直到早晨才被帶離?；闹嚨氖?，潛艇官員曾多次告訴我這里有多安全——我所在的艦艙里甚至比水面更安全，因為潛艇反應堆受到很好的防護，而我們所在深度的水域則意味著自己周圍的宇宙射線劑量比那些不幸生活在地表的人還低。潛艇中的生活似乎有種誤導人的安全感。但我50次北極實地考察，沒有哪次比此次潛艇事故讓我離死亡更近。