歲末年初,一股霸王級(jí)寒潮席卷全國(guó)各地,上海氣象部門宣布,2023年12月31日清晨,受晴空輻射影響,上海出現(xiàn)了本輪冷空氣的低溫巔峰,市區(qū)徐家匯站的最低氣溫僅有零下5.9℃,不僅刷出了今年氣溫新低,同時(shí)也破了1992年以來(lái)12月的最低紀(jì)錄,成為上海最近28年的12月中最冷的一天。
上海的共享單車罕見(jiàn)地凍成冰雕。2024年01月07日,上海中心氣象臺(tái)再次更新低溫黃色預(yù)警信號(hào)為低溫橙色預(yù)警信號(hào):受強(qiáng)冷空氣影響,預(yù)計(jì)7日夜里到8日早晨,上海市大部地區(qū)最低溫度將下降到零下6℃以下,低溫黃色預(yù)警信號(hào)更新為低溫橙色預(yù)警信號(hào)。寒潮藍(lán)色預(yù)警信號(hào)和大風(fēng)藍(lán)色預(yù)警信號(hào)仍維持。
人們不禁要問(wèn):“說(shuō)好的暖冬呢?”難道真像特朗普對(duì)氣候科學(xué)懷疑的那樣:“全球氣候變化就是一場(chǎng)騙局”?
其實(shí),科學(xué)家們認(rèn)為,這只是全球變暖中大趨勢(shì)中的一個(gè)小小的插曲。國(guó)際氣象組織的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,2020 年將是有史以來(lái)最熱的3個(gè)年份之一。如果未來(lái)的溫室氣體排放量大致保持不變,那么到2040 年代至2070年代,世界變暖將超過(guò)工業(yè)化之前水平的2℃;如果溫室氣體排放量繼續(xù)增加,那么2030到2050年代全球變暖就可能會(huì)超過(guò)工業(yè)化之前水平的2℃。
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隨著全球變暖,北極海冰和永久凍土逐漸融化,該地區(qū)越來(lái)越易于航運(yùn),勘探和開(kāi)采資源。北極解凍也讓以前無(wú)法獲取的貴金屬,稀土元素,化石燃料和其他資源暴露出來(lái)。
北極解凍一方面可以緩解全球資源短缺的問(wèn)題,但它也對(duì)環(huán)境構(gòu)成了重大威脅,成為新的政治沖突的導(dǎo)火索,并給土著居民帶來(lái)新的危險(xiǎn)。首當(dāng)其沖就是氣候變化。
當(dāng)人們觀察溫度升高對(duì)當(dāng)?shù)貏?dòng)植物的影響時(shí),全球氣候變化的影響可能是最巨大的。海水變暖使得魚(yú)類種群向更北的區(qū)域遷移。新暴露出來(lái)的地面和融化的永久凍土,導(dǎo)致植物向前冰凍地區(qū)擴(kuò)散。
而更復(fù)雜的化學(xué)變化也正在發(fā)生,包括向大氣中釋放溴,這將導(dǎo)致臭氧層的消耗和該地區(qū)汞積聚的增加。北極地區(qū)的幾乎每一個(gè)方面都因氣候變化而以驚人的速度發(fā)生改變。
更令人擔(dān)憂的是,由于所謂的“北極放大效應(yīng)”,北極變暖的速度是世界其他地區(qū)的兩倍。這是由氣候反饋回路造成的,氣候變化加速了北極解凍進(jìn)程,反過(guò)來(lái)也加速了氣候變化。
例如,在相對(duì)于開(kāi)闊的海洋,海冰將更多的陽(yáng)光反射回太空。但是,當(dāng)海冰覆蓋面積因溫度上升而減少時(shí),更多的陽(yáng)光被海洋吸收,而這些增加的能量又推動(dòng)氣溫進(jìn)一步升高。
另一個(gè)重要的反饋回路則是永凍土融化釋放出的溫室氣體。在“北極放大效應(yīng)”以及海冰和永久凍土在當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)中扮演的重要角色的共同作用下,伴隨著全球氣溫上升,北極地區(qū)將呈現(xiàn)出最劇烈的變化。
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政治地緣和資源的爭(zhēng)奪
俄羅斯,加拿大,美國(guó)(阿拉斯加),丹麥(格陵蘭),挪威,瑞典,芬蘭和冰島都在北極地區(qū)擁有領(lǐng)土,并且是北極理事會(huì)的成員國(guó)。此外,世界其他主要大國(guó),例如中國(guó)和歐盟,也對(duì)北極地區(qū)的貿(mào)易路線,資源開(kāi)發(fā)和環(huán)境問(wèn)題感興趣。
北極地區(qū)的地緣政治格局錯(cuò)綜復(fù)雜,對(duì)新資源的勘探和開(kāi)發(fā)具有重大影響。
例如,自2008年全民公投以來(lái),格陵蘭島一直在爭(zhēng)取從丹麥獲得更大的自治權(quán)。格陵蘭島利用這一自主權(quán)取消了放射性礦物的開(kāi)采禁令,并計(jì)劃建造一座礦山以開(kāi)采鈾和稀土金屬。該項(xiàng)目提案引發(fā)了廣泛的爭(zhēng)議。
該礦山可能會(huì)緩解全球關(guān)鍵材料和能源的短缺,并極大地促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。但這種采礦方式也可能造成嚴(yán)重的環(huán)境危害。無(wú)論如何,這只是北極地貌變化所帶來(lái)的危機(jī)和機(jī)遇的一個(gè)例子。
在這些不同的實(shí)體追求各自的北極開(kāi)發(fā)計(jì)劃之際,誰(shuí)擁有哪些資源,尤其是海底資源,無(wú)疑是一個(gè)充滿爭(zhēng)議的政治話題。全球變暖話題本身也會(huì)引起爭(zhēng)議。
同時(shí),北極地區(qū)的土著文明也面臨著應(yīng)對(duì)氣候變化以及全球大國(guó)的政治和物質(zhì)利益博弈的雙重挑戰(zhàn)。
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北極地區(qū)的原材料:我們所知道的
雖然北極可能是地球上勘探最少的地區(qū)之一,但基于該地區(qū)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的資源,我們可以推測(cè)出可能發(fā)現(xiàn)的資源。
金屬
挪威地質(zhì)調(diào)查局(NGU)于2016年進(jìn)行的一次調(diào)查中,總結(jié)了北緯60°以上的已知礦床,如下表所示。目前其中一些礦藏正在開(kāi)采。但是,由于觸達(dá)它們的困難和高昂的費(fèi)用,許多資源仍未被開(kāi)采。其中,最令人感興趣的是稀土元素(REE)和貴金屬,它們通常是現(xiàn)代電子產(chǎn)品和電池的重要組成部分。
另外還發(fā)現(xiàn)了重要的鈾礦床,一些鈾礦床已經(jīng)計(jì)劃在近期開(kāi)采。需要提醒的是,下表僅匯總了不同礦產(chǎn)的已知大型礦床。隨著冰的融化,更多的礦藏將被暴露出來(lái),并被加速開(kāi)采。
石油和天然氣
俄羅斯、加拿大和阿拉斯加的陸地區(qū)域蘊(yùn)藏著油氣田,儲(chǔ)量達(dá)2400億桶石油和石油當(dāng)量天然氣,約為全球已知石油儲(chǔ)量的10%。然而,北極的大部分區(qū)域基本上未被勘探,美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS) 2008年對(duì)北極的一項(xiàng)調(diào)查估計(jì),有多達(dá)900億桶石油和大量天然氣儲(chǔ)量尚未被發(fā)現(xiàn)。這些儲(chǔ)量大部分位于海上,并位于永久的海冰之下。
據(jù)估計(jì),在北極地區(qū)尚未發(fā)現(xiàn)多達(dá)900億桶的石油和大量天然氣
但是,以往被認(rèn)為是“永久”的海冰區(qū)域正在縮小。近年來(lái),北極地區(qū)海冰覆蓋面積不斷刷新新低。而且,隨著新的海運(yùn)通道在北極地區(qū)冰面上開(kāi)通,也將對(duì)全球貿(mào)易產(chǎn)生影響,與此同時(shí),隨著海冰覆蓋范圍持續(xù)減少,北冰洋的石油儲(chǔ)備也將變得比以往任何時(shí)候都更容易獲取。
鉆石
按產(chǎn)量計(jì)算,俄羅斯是世界上最大的鉆石生產(chǎn)國(guó),它從東西伯利亞北極圈邊緣的眾多金伯利巖礦藏中開(kāi)采出大部分未經(jīng)加工的鉆石。2021年,俄羅斯開(kāi)采了超過(guò)4300萬(wàn)克拉的鉆石。
NGU的調(diào)查還描述了加拿大斯拉維克拉通(Slave Craton)的其他富含鉆石的金伯利巖礦床,該地區(qū)也以其金礦和稀土金屬礦床而聞名。其中一些加拿大鉆石礦床已經(jīng)建成可供開(kāi)采的礦藏。芬蘭也有已知的金伯利巖礦床。然而,在海底、冰層和永久凍土層下,還有更多這樣未被發(fā)現(xiàn)或難以到達(dá)的鉆石來(lái)源,但隨著該地區(qū)的融化,情況正在發(fā)生變化。
鉆石礦的鳥(niǎo)瞰圖
鈧(Scandium)
鈧是北極地區(qū)最不尋常、最有趣的不為人知的資源之一。在來(lái)自北冰洋海底的樣品中發(fā)現(xiàn)了特別豐富的鈧含量,這種金屬在高性能鋁合金中具有廣闊的應(yīng)用前景,添加鈧到鋁中,可以提高鋁合金的強(qiáng)度和可焊性。
然而,由于鈧的稀有性,其他的應(yīng)用很少被嘗試或開(kāi)發(fā)。在北極海底異常大量的鈧可能會(huì)改變供應(yīng)限制,在這之前,它往往是因提取其他稀土元素產(chǎn)生的副產(chǎn)品而被發(fā)現(xiàn)。
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嚴(yán)寒保存下來(lái)的歷史
北極的嚴(yán)寒不僅產(chǎn)生了冰和永久凍土。它還捕捉、保存和隱藏了歷史寶藏。最近,因?yàn)楸睒O冰層的融化,一些美國(guó)捕鯨船的殘骸被暴露在海灘上,甚至還發(fā)現(xiàn)了一些更古老的標(biāo)本。
猛犸象和其他古代動(dòng)物的遺骸被融化的冰暴露出來(lái),數(shù)量越來(lái)越多。然而,全球變暖也增加了迅速找到這些標(biāo)本的緊迫性。如果一個(gè)發(fā)現(xiàn)物,像這只古老的小狗,被融化的冰暴露出來(lái),它將更容易被發(fā)現(xiàn),也更容易腐爛。
世界各地冰川地區(qū)的考古學(xué)家正在競(jìng)相記錄他們擔(dān)心可能永遠(yuǎn)消失的歷史片段
然而,冰層融化所帶來(lái)的一些最有趣的發(fā)現(xiàn)。在格陵蘭島發(fā)現(xiàn)的古微生物化石是有記錄以來(lái)最古老的,它們大約有37億年的歷史,也是所有已知化石生命記錄中最早的。誰(shuí)知道在冰川消融的過(guò)程中還會(huì)發(fā)現(xiàn)什么呢?
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冰,永久凍土和人
到目前為止,我們一直專注于研究海冰是如何對(duì)人類進(jìn)入北極造成困難的。但是,北極的海冰本身就是一種寶貴的資源。盡管冰本身(通常)不是昂貴的商品,但它仍在北極的氣候,地形和生活方式中扮演著重要的角色。
我們已經(jīng)知道海冰和永久凍土(常年凍結(jié)的土壤)的損失如何在加速全球變暖和“北極放大效應(yīng)”的反饋回路中發(fā)揮作用。海冰通過(guò)把太陽(yáng)能反射回太空來(lái)幫助該地區(qū)降溫,永久凍土融化時(shí)釋放出溫室氣體。然而,冰川和永久凍土的流失,對(duì)該區(qū)域的影響遠(yuǎn)比這些反饋回路所暗示的更加深遠(yuǎn)。
西伯利亞北極地區(qū)的涅涅茨人每年都會(huì)通過(guò)一千多公里的遷徙,將龐大的馴鹿群從北方的夏季牧場(chǎng)遷移到北極圈以南的冬季牧場(chǎng)。涅涅茨人是這種馴鹿放牧方式的守護(hù)者,也是該類型的最后一種馴鹿放牧方式。
涅涅茨人和馴鹿
西伯利亞的洪水、水土流失和地面下沉正威脅著當(dāng)?shù)鼐用竦纳罘绞?破壞了他們的建筑和周圍的地形。與此同時(shí),對(duì)于因解凍而暴露出來(lái)的古代動(dòng)物遺骸,正在圍繞出售收集的猛犸象象牙創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)收入,盡管這種做法是被法律禁止的。
北美本土的因紐特人也面臨著不可預(yù)測(cè)的季節(jié)、不斷變化的冰原條件和為應(yīng)對(duì)氣候變化而進(jìn)行的動(dòng)物遷徙,這些都給他們維持傳統(tǒng)的狩獵方式帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。
北極正在發(fā)生巨大的變化,這些變化創(chuàng)造了新的機(jī)遇,同時(shí)也為當(dāng)?shù)鼐用窈蛣?dòng)物的生活帶來(lái)了新的困難。
同樣的因素也會(huì)影響到北極陸地資源的開(kāi)采嘗試。永久凍土的融化增加了山體滑坡的風(fēng)險(xiǎn),并對(duì)道路、管道、建筑物和其他用于采礦和鉆探的基礎(chǔ)設(shè)施造成危險(xiǎn)。永久凍土的融化正在推動(dòng)北極地區(qū)的地貌從苔原向“熱喀斯特”的大規(guī)模轉(zhuǎn)變。“熱喀斯特”是一種新的地形,由湖泊、天坑、坑洞和其他由于土壤沉降和水土流失而產(chǎn)生的其他特征組成。
隨著更多土壤和淤泥被沖出海洋,水土流失也可能對(duì)海洋產(chǎn)生重大影響。資源開(kāi)采本身也可能具有破壞性或顛覆性,人們希望北極的經(jīng)濟(jì)發(fā)展能在環(huán)境和土著人民方面做出謹(jǐn)慎的選擇。
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硬幣的兩面:甲烷水合物
甲烷水合物是一種特殊形式的“冰”,僅在溫度和壓力條件有利于其形成的地下礦物中天然存在,具有被開(kāi)發(fā)為一種新能源的潛力。甲烷水合物由困在固體水結(jié)晶體中的甲烷分子組成,美國(guó)、日本和其他國(guó)家正在研究提取甲烷水合物中甲烷的方法。
如果甲烷水合物礦藏被收集起來(lái),它將成為一種新的能源,但如果它們“只是”融化,它將成為額外的溫室氣體來(lái)源。
據(jù)BBC報(bào)道,在北極圈的亞馬爾半島的永凍土原上,出現(xiàn)了好些離奇巨坑,這是內(nèi)壁粗糙不規(guī)則的環(huán)形深坑大洞,在環(huán)形大坑洞的外側(cè)邊緣是混雜著碎冰和永久凍土泥塊的灰色土堆。坑緣四周剛剛出土的植物,根部有燒焦的痕跡。
從空中俯瞰,爆炸后新露出的泥土與周圍綠色苔原和黑色湖泊形成十分鮮明的對(duì)比。圓柱形坑洞內(nèi)部露出的土層和巖石幾乎是黑色的,當(dāng)科學(xué)家到達(dá)此處時(shí),洞底已經(jīng)有了積水,成了水池。據(jù)科學(xué)家推測(cè),這樣的巨坑很可能就是甲烷水合物爆炸的結(jié)果。越來(lái)越多的人擔(dān)心,在西伯利亞西北部出現(xiàn)的環(huán)形坑洞可能與氣候變化導(dǎo)致北極環(huán)境生態(tài)的變化有關(guān)。
北極的永久凍土層中困鎖著巨量的碳,其含量大約是目前地球大氣中碳含量的兩倍,主要以冰凍的植物殘余和其他有機(jī)物質(zhì)的形式存在,還有被困在冰晶中的甲烷,即甲烷水合物。由于永久凍土層解凍融化,微生物復(fù)活開(kāi)始分解有機(jī)物,因而釋放出甲烷和二氧化碳等副產(chǎn)品,而困在冰晶中的甲烷也會(huì)釋放出來(lái)。
天然氣噴發(fā)造成環(huán)形坑洞之時(shí)場(chǎng)面相當(dāng)壯觀,可看見(jiàn)劇烈爆炸將泥土和冰塊猛烈拋出而形成的圓柱型深洞。
甲烷是一種比二氧化碳更強(qiáng)的溫室效應(yīng)氣體,從永久凍土中泄漏出來(lái)的甲烷會(huì)加速全球的暖化,而氣候暖化又反過(guò)來(lái)進(jìn)一步導(dǎo)致北極凍土層更大的融化。
在亞馬爾半島,天然氣噴發(fā)環(huán)形坑洞的出現(xiàn)引發(fā)了人們對(duì)另一個(gè)現(xiàn)象的發(fā)展而擔(dān)憂。
氣溫上升造成永久凍土層融化與溫室氣體釋放之間的復(fù)雜反饋,相互影響,為氣候變化增加了更多的不確定性。如果發(fā)現(xiàn)被永久凍土層困在地底深處的甲烷沉積物開(kāi)始從通常無(wú)法滲透的永凍層中向上滲透,這可能是凍土帶上的冰帽正變得較容易滲透的一個(gè)跡象。北極的變化可能會(huì)對(duì)全球變暖產(chǎn)生更廣泛的影響,這可能會(huì)帶來(lái)新的不確定性。
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北極的未來(lái)
一直以來(lái),極端寒冷、永久凍土和海冰保護(hù)著北極。但現(xiàn)在,隨著氣候變暖,北極的變化比其他任何地區(qū)都要快。
就在北極環(huán)境和當(dāng)?shù)鼐用衽m應(yīng)氣候變化的同時(shí),北極的寶貴資源正變得比以往任何時(shí)候都更觸手可及。北極可能很快就會(huì)成為世界上最重要的地緣疆界。
有評(píng)論認(rèn)為:“在全球化勢(shì)不可擋的時(shí)代,在保衛(wèi)各自民族國(guó)家疆界及合理利益的同時(shí),清楚認(rèn)知民族國(guó)家的有限性,遏制彼此的野心,壓抑自私的沖動(dòng),學(xué)會(huì)互諒互讓,是人類走向更高水平共處的前提。國(guó)際秩序的調(diào)整、重組或更新,均應(yīng)以有利于提升人類整體的安全水平為目標(biāo)。”
對(duì)北極的保護(hù)和適度開(kāi)發(fā)也是如此。令人擔(dān)心的是,我們往往缺乏足夠的智慧,況且?guī)缀鯖](méi)足夠的時(shí)間了。
以安德斯·萊弗曼為代表的科學(xué)家們表示,若人們?nèi)圆恍盐虿⒉患右愿缮?冰川消融將導(dǎo)致全球海平面在100年的時(shí)間里不可避免地升高3米,上海、紐約、加爾各答等大城市將沉入海中。
事實(shí)上,當(dāng)我們思考如何拯救北極熊、企鵝和冰川時(shí),其實(shí)更是在思考如何使自己獲救。
畢竟在40多億年的壽命里,地球曾在更為極端的條件下衍化,幸存的物種總能找到方法自我調(diào)節(jié)去適應(yīng)外部環(huán)境變化,脆弱的人類卻未必。
地球只有一個(gè),保護(hù)地球是人類的共同使命。在這個(gè)宇宙中已知的唯一適合人類生存的星球上,每個(gè)人都無(wú)法置身事外。
2024年1月11日
寫(xiě)于上海東鼎國(guó)際大廈B座5層
參考資料
https://news.sina.com.cn/c/2021-01-07/doc-iiznctkf0560262.shtml
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1687611467055809302&wfr=spider&for=pc
https://matmatch.com/blog/raw-materials-of-the-arctic/
https://www.nationalgeographic.com/magazine/2013/04/
https://www.nationalgeographic.com/news/2016/09/worlds-oldest-fossils-stromatolites-discovered-climate-change/
https://www.usgs.gov/center-news/unusual-mineral-deposits-record-unique-history-arctic-ocean?qt-news_science_products=4#qt-news_science_products
https://www.businessinsider.in/thelife/news/i-followed-the-months-long-journey-of-a-russian-diamond-which-starts-out-hidden-in-ore-in-siberia-and-travels-more-than-6000-miles-before-becoming-a-store-ready-gem/articleshow/71665415.cms
https://www.cbsnews.com/live/?linkId=107744780
http://www.worlddreambank.org/BIG/INVARC1.JPG
https://www.bbc.com/future/article/20201130-climate-change-the-mystery-of-siberias-explosive-craters
https://instant.lvv2.com/html/7c6a7df9c69daae546c36a108cb56246.html
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