2006年八大地球科学故事

4.世界融化，人民动员

去年7月13日，一块半个帝国大厦大小的岩石轰然从瑞士艾格峰 (Eiger Mountain) 一侧崩落。成千上万的游客涌来看它坠落，举杯畅饮，欢呼雀跃。地质学家们预测这次崩塌已数周，他们认为这是支撑岩石的下方冰川后退所致。两天后，苏黎世大学的冰川学家报告说，过去150年间，阿尔卑斯山冰川覆盖的面积减少了50%。他们还预测，如果地球温度升高5华氏度，到2100年，80%的阿尔卑斯山冰川将消失。这种损失不仅仅是美观上的：阿尔卑斯山是欧洲作物灌溉的重要水源。“如果它们消失了，”苏黎世大学的研究作者马丁·霍兹勒 (Martin Hoelzle) 说，“很多人就会意识到，哦，现在真的发生了一些事情，气候正在非常快速地变化。”

2006年，变暖的迹象迅速累积，几乎难以追踪。一项对格陵兰岛的大型研究表明，该陆地在2003年至2005年间损失了1000亿吨冰，其融化速度是五年前的三倍，并且可能导致海平面上升。另一份报告指出，20世纪全球海平面上升的速度有所加快；如果按预测继续下去，到2100年，海平面将比1990年高出12英寸。

普林斯顿大学的地球科学家迈克尔·奥本海默 (Michael Oppenheimer) 说：“我们应该担心吗？绝对应该。” “部分原因是，一旦失去了冰，你就无法再把它放回去。系统中已经积聚了足够多的变暖，足以使地球温度接近我们过去海平面高出13到20英尺的水平。如果我们不采取行动减少排放，可能就没有时间来避免这个结果了。我们很可能非常接近一个不可逆转且相对快速的海平面上升点，其程度足以摧毁我们所知的沿海文明。”

正如布什政府任命的联邦气候变化科学项目在5月承认的那样，这些变化几乎可以肯定是人为造成的。该小组报告说，整个低层大气都在变暖，这与气候模型预测的一致，并承认“人类活动对气候系统造成影响的明确证据”。2月份的一项研究报告称，二氧化碳和甲烷等温室气体的释放速度比5500万年前一次经过充分研究的气候变化（导致极端变暖时期）快30倍。“过去30年快速变暖是由于人类制造的温室气体增加，这一点非常清楚，”纽约NASA戈达德太空研究所所长、气候变化权威科学家詹姆斯·汉森 (James Hansen) 物理学家说。

汉森自1988年以来一直在警告全球变暖，那时他向国会就大气温度与温室气体排放之间的因果关系作证。然而，近20年后，汉森在被听取意见方面面临挑战：去年1月，《纽约时报》报道称，他指责NASA试图审查他对减少温室气体排放的呼吁。此后，他说他没有遇到任何说话的障碍。“然而，这并不意味着[布什]政府注意到了我们的研究结果，”他说。“事实上，他们似乎对此几乎视而不见。”

鉴于压倒性的证据，一些重量级人物发出了战斗的号角。其中最引人注目的是前副总统阿尔·戈尔 (Al Gore)，他关于气候变化的纪录片《难以忽视的真相》获得了2400万美元的票房收入。另一部电影《大变暖》(The Great Warming) 聚焦于福音派基督徒环保主义者，其中包括86位教会领袖，他们开始敦促基督徒对抗全球变暖。维珍航空董事长理查德·布兰森 (Richard Branson) 承诺投资30亿美元用于开发生物燃料，以对抗全球变暖。加利福尼亚州州长阿诺德·施瓦辛格 (Arnold Schwarzenegger) 则推动立法，要求该州到2020年将温室气体排放量减少25%。

也许全球变暖已经成为主流的最显著迹象是10月份天气频道 (Weather Channel) 推出的“一度”(One Degree) 网站，其使命是“就全球气候变化的科学事实展开公开、平衡的对话”。该网站的名称来源于过去30年里世界升温的1华氏度；正如该网站所述，“一个看似微小的程度就能改变世界。”

Josie Glausiusz

20.全球变暖留下痕迹

全球变暖显而易见的16个地方。

1. 非洲：赤道附近山脉的冰川正在缩小，可能在20年内消失。

2. 阿尔卑斯山冰川：到本世纪末，阿尔卑斯山可能失去80%到100%的冰川。

3. 南极洲：自20世纪70年代以来，南极洲上空的冬季气温已升高2摄氏度以上。

4. 格陵兰岛和南极洲：由于这两个极地地区的冰盖融水，每年有200亿吨水流入海洋。格陵兰岛的冰现在融化的速度是五年前的三倍。

5. 北极：8月份，北极海冰中出现了比不列颠群岛总面积还大的巨大裂缝。

6. 美国西部：随着春季气温升高，大范围森林火灾发生频率增加。旱季变长，夏季变得更热。

7. 白令海北部：随着气温变暖，鲸鱼向更北的地方迁徙。

8. 瑞典：该国计划在15年内成为世界上第一个无石油经济体。

9. 英国：科学家报告说，对300多种动物的研究中，80%的动物栖息地的北部边界有所扩大。此外，在过去40年里，英国部分地区的极端降雨事件变得更加频繁。

10. 欧洲：春季比20世纪70年代平均提前6到8天到来。542种植物研究中，78%的植物在一年中较早开花结果。候鸟提前飞回北欧，赶上春天的开始。

11. 西伯利亚北部：随着西伯利亚北部永久冻土带的湖泊解冻，它们正在释放甲烷——一种强效温室气体。甲烷中的碳已在永久冻土中封存了40,000多年。

12. 大西洋和太平洋：20世纪，热带大西洋和太平洋的平均海表温度分别上升了1.2和0.58华氏度；过去35年里，全球4级和5级飓风的数量几乎翻了一番。

13. 太平洋：驱动太平洋信风并调节从南美洲到东南亚天气的气流可能正在减弱。

14. 南美洲：该地区冰川融化速度如此之快，以至于一些冰川预计将在15-25年内消失。由此导致的水资源短缺将危及哥伦比亚、秘鲁、智利、委内瑞拉、厄瓜多尔、阿根廷和玻利维亚的人民和粮食供应。

15. 喜马拉雅山：自20世纪70年代以来，喜马拉雅山脉东部的积雪覆盖面积减少了约30%。融水可能导致洪水。

16. 中国：11月的一份报告预测，这个以煤炭为动力、人口众多的国家将于2009年超过美国，成为世界上最大的气候变暖二氧化碳排放国。

Josie Glausiusz

35.永久冻土融化可能加速全球变暖

到2100年，我们所知的西伯利亚可能不复存在——所有冻土都可能融化。根据6月份的一份报告，解冻可能会释放永久冻土中近1000吉吨的碳，并加速全球变暖。这个令人不安的新估计将永久冻土与土壤（1500吉吨）和植被（650吉吨）并列，是仅次于海洋的地球第二和第三大碳储库。在另一项研究中，阿拉斯加费尔班克斯大学 (University of Alaska at Fairbanks) 的水生生态学家凯特·沃尔特 (Katey Walter) 表明，这些埋藏的碳大部分可能以甲烷的形式释放出来，甲烷是一种比二氧化碳强约20倍的温室气体。一种名为“ yedoma”的永久冻土类型富含草根、骨骼和其他生物物质。数万年来，这些有机物一直处于冷藏状态；当永久冻土融化时，就会形成融水湖，有机物在其中分解并释放出甲烷气泡。在13个月的观测中，沃尔特的研究小组发现，他们监测的两个北极融水湖释放的甲烷量比之前估计的多五倍。她还表明，这些湖泊正在扩大，可能启动一个可能导致更快速变暖的反馈循环。

Samir S. Patel

52.风暴可能变得更糟

2005年，麻省理工学院 (MIT) 的气候学家克里·伊曼纽尔 (Kerry Emanuel) 发表了一项研究，表明全球变暖导致飓风强度自20世纪70年代以来几乎翻倍，引发了激烈辩论。2006年，其他研究人员纷纷加入，试图验证这一说法。他们的研究加强了“温暖的气候会加热海洋表面并助长大规模风暴”的理论。但是，核心问题——全球变暖是否导致更极端的天气——仍然令人沮丧地没有定论。

尽管飓风记录可以追溯到一个多世纪以前，但这些记录的收集使用了各种准确性的技术，因此很难将新数据与旧数据进行比较。这些混杂的记录分裂了研究人员。气象学家们习惯于不断变化的天气，对长期数据集不太熟悉，也不太适应。气候学家们则研究更长的时间尺度，习惯于处理不完整的数据集，对数据更有信心，但对飓风的日常动态了解较少。

科罗拉多州立大学 (Colorado State University) 的约翰·纳夫 (John Knaff) 说：“热带气象学家，我们是一群怀疑论者。” 国家大气研究中心 (National Center for Atmospheric Research) 的气候学家凯文·特伦伯斯 (Kevin Trenberth) 反驳说，尽管飓风记录混乱且充满混淆因素，但它们可以揭示长期趋势，尤其是在大西洋地区。

到目前为止，气候模型的 결과与伊曼纽尔所见的风暴强度急剧上升不符。但双方的研究人员都同意，目前的模型仍然不足。佐治亚理工学院 (Georgia Tech) 的气候学家彼得·韦伯斯特 (Peter Webster) 及其他研究人员正在研究更好的方法来挖掘飓风记录，排除最具争议的数据。

韦伯斯特现在正在研究每年飓风季节的持续时间，从第一个热带气旋到最后一个。他的研究结果尚未发表，但并不令人放心。“飓风季节的长度一直在扩大，”他说，“每十年大约增加五天——自1970年以来大约增加了15天。”

Elise Kleeman

61.古代雨水沉淀了内华达山脉的年龄

斯坦福大学 (Stanford) 的地质学家通过研究数亿年前被雨水浸透的砾石，解决了关于内华达山脉 (Sierra Nevada) 年龄的长期争论。被困水的残留物含有普通氢原子和一种更重的同位素——氘。富含氘的水在较低海拔处降落，因此同位素的比例可以指示砾石形成时的高度。内华达山脉4500万年前的样本中的比例与现代相同地点的降雨相似，这表明该山脉的高度在数千万年来没有改变。大多数科学家认为内华达山脉的年龄不到500万岁。

凯西·A·斯维蒂尔

81.图坦卡蒙的珠宝由小行星撞击形成

根据桑迪亚国家实验室 (Sandia National Laboratories) 的研究员马克·博斯洛夫 (Mark Boslough) 的说法，图坦卡蒙 (King Tutankhamen) 胸饰上的中央珠宝可能真的来自“外太空”——是小行星在撒哈拉沙漠上空爆炸的产物。1998年，其他地方的研究人员确定图坦卡蒙的珠宝不是玉髓，而是一种罕见的沙漠玻璃。博斯洛夫曾参与一个计算机模拟团队，用于预测彗星舒梅克-列维 (Shoemaker-Levy) 撞击木星后的情况，之后他被聘请来研究这种宝石是否是陨石来源。

博斯洛夫使用桑迪亚的Red Storm超级计算机来模拟将撒哈拉沙漠的沙子融化成玻璃所需条件。最可能的场景是：一颗400英尺宽的石质小行星以每秒12英里的速度撞入大气层并爆炸。爆炸产生的火球会在20秒内产生足够高的温度，足以熔化地面的石英，形成至今仍可在沙漠中找到的玻璃。古埃及人可能正确地将这些饰品视为比黄金更珍贵。

Michael Abrams

82.极地冰下隐藏着秘密湖泊

俄罗斯和英国研究人员宣布发现东方湖 (Lake Vostok)——南极洲永久冰盖下两英里多深的巨大水体——十年后，两个独立的科学团队已经发现了其他大型冰下湖泊和河流，甚至可能是一个完整的集水区。

哥伦比亚大学 (Columbia University) 的罗宾·贝尔 (Robin Bell) 长期以来一直怀疑冰面上一个轻微的凹陷表明存在另外两个非常大的地下湖泊，但今年她通过高分辨率测量证实了它们的存在。这些湖泊分别被称为90°E和 Sovetskaya，面积都与佛罗里达州的奥基乔比湖 (Lake Okeechobee) 大致相当；在南极洲，只有东方湖比它们大。

4月，由伦敦大学学院 (University College London) 的气候物理学家邓肯·温厄姆 (Duncan Wingham) 领导的一个小组宣布发现了更多的冰下湖泊。它们被河流连接，当融化的冰扩大湖泊时形成河流，增加冰盖下的压力，导致地下水和泥浆通道喷涌而出。

专家曾认为这些湖泊大多是独立的，但现在的证据表明，这些大约150个已知湖泊（以及可能还有数千个尚未发现的湖泊）很可能是一个巨大的集水区的一部分，溪流周期性地从一个湖泊流向另一个湖泊。虽然生物学家渴望对这个地下世界进行采样，寻找可能被隔离数百万年的生命迹象，但新证据引起了人们的担忧，即钻探取样可能会污染整个生态系统。

Jeffrey Winters

90.钻探者触及地壳基础

4月，地质学家报告说，他们首次成功钻探到海底地壳的底部——这使得他们更接近于了解世界的基础是如何形成的。

新地壳在中洋脊处形成，这是海底扩张的地方。从中洋脊渗出的熔岩形成了地壳的上层；在其下方是第二层，由曾经输送熔岩到海脊的岩石通道组成。最底层地壳的形成，由一种称为辉长岩的深色富镁岩石组成，仍然是一个很大的谜团，它掌握着供给整个过程的岩浆源的运作的关键。

加州大学圣巴巴拉分校 (University of California at Santa Barbara) 的地球物理学家道格拉斯·威尔逊 (Douglas Wilson) 和他的同事们前往哥斯达黎加以西500英里处的一片1500万年前形成的洋底。在那里，他们找到了合适的地壳——不太热，不太厚，也不太易碎——可以钻探到辉长岩。2006年，他们公布了他们的发现：在钻探了近一英里的沉积物和地壳后，他们终于首次触及了辉长岩层。威尔逊希望到2009年能钻探到这个第三层更深处。届时，他将真正揭开地球深处的秘密。

Anne Sasso