最近一两年的旅游圈，新进火起来的一个项目叫做“冰川游”。不少人都跃跃欲试，期待着能够到极地一睹冰川的风采，但在那些美丽的风景照背后，你是否知道：30年后，冰川可能就会消融不见。
每个人都在屏幕里见过北极熊的艰难处境——它们在越来越单薄的冰川上跋涉，寻找食物，而融化的冰面导致它们的捕猎无所施展，最终只能甩掉身上的海水，拖着空肚子前行。这是真实的一幕，但也是北极被人类排除在现实之外的体现。它似乎只存在于纪录片、屏幕、动物保护者的演讲中。
除了在旅游旺季偶尔想到世界上还有北极这个地方，不少人类已经将它遗忘。大多数时候，距离遥远的北极好像是地球之外的一个风景区，似乎“北极熊灭绝”就是冰川消失带来的最严重后果，它对人类的生活并没有什么影响。然而事实远非如此。
如今，北极冰体的覆盖区域正不断锐减，其速度远超公众的想象。自1970年开始从事极地考察工作的彼得·沃德姆斯、《最后的冰川》一书的作者提出，按照现在的速率，30年后北极就会不存在冰体，如果这个情况发生，对所有生活在地球上的人来说都是一场灾难。对于这一说法以及谁是“罪魁祸首”，科学界仍存有争议，但真正的问题是，面对冰川，我们能做些什么？如果这是真的，我们能避免这个情况发生吗？要回答这些担忧，我们首先要能真正“看到”冰川，而非只是将它们作为新奇的旅游景点。真正的了解和关注是珍贵的第一步，这也是我们阅读《最后的冰川》的意义所在。
本文整合 | 宫子
翻译：李果
冰川如何形成？
冰川的作用与海冰消退的恶果
火是文明之源，而水则是生命之源。
至于水的另一种形态，冰，也是如此。2003年，天文学家正是通过火星地表的冰川冲刷痕迹确定了她曾拥有水源，因而极有可能存在过生命。当地球在几十年后衰亡时，这些也极有可能成为我们证明生命曾存在过的唯一痕迹。在过去的无数个世纪里，冰川都是支撑着我们生存的一部分——这指的不是在北极开展的天然气开采或能源掠夺——它在远离社会的远端影响着我们每天接触的空气、水、温度以及太阳辐射等等。要理解这些作用，首先得解释一下冰川的物理机制和形成过程。
从物理的角度上来讲，冰川的形成要比普通的冰山或我们在冬天见到的冰锥更困难。虽然它们都由水分子构成，但在液态情况下，水分子是一个近乎正四面体的几何结构：一个O原子，两个H原子，外加一对H-O的共价键和一对非共价电子对。在水从液态变成固态的时候，它在不同方向上的性质发生了变化。（1935年，化学家莱纳斯···鲍林观察到了冰的分子结构）我们可以这样理解：水分子的那些共价键中，H-O是横向的，而另外两个非共价电子对则是纵向的，在水形成冰的时候，更多的H原子和O原子加入了这个组织，对它们来说，直接搭建在两个非共价键上要比自己重新形成一个新的H-O共价键要方便许多。于是，它们就沿着纵向的方向增生，犹如一个不断搭建的蜂巢。冰总是优先朝着纵向增长，也是这个原理。
而如果我们把目光从分子的内部结构移出，想象海洋的话，也会理解海冰为何更难形成，它在平面上也遭遇着不同的对流。彼得·沃德姆斯在书中做了一个比喻，“就像繁忙火车站内的一群人试图聚到一起说话，但又不断被涌入的人群分开”，总是有不同温度、不同密度的水流影响着晶体的形成，而海水的密度又和淡水不一样，内部的水层运动更复杂，不存在可以达到最大密度的温度，所以一片海冰的形成时间要更久。正是如此，在水变成冰、冰融化成水的过程中，会面临晶体的重组和分子键的断裂，因而冰具有了一个非常重要的属性：融合潜热（latent heat of fusion）。潜热指的是把1KG冰融化掉所需要的热量，“如果把两口锅一起放在室温中的炉子上，并提供同等热量，则当一口锅中20℃的水开始沸腾时，另一口锅中的冰恰好完全融化”。
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《最后的冰川》【作者】：（英）彼得·沃德姆斯 【译者】：李果 【版本】：上海文艺出版社 2018年9月
潜热作用让北极的冰川成为了气候变化的缓冲器。盛夏的时候，只要海冰没有完全融化，它就能将附近水域的温度保持在0℃左右，同时也让周围的空气保持在0℃左右。至于为什么我们总是提到北极的冰川而不提南极，毕竟后者温度更低冰区也更广阔，因为首先后者是一片大陆而非海冰，它距离各大陆的距离也稍远，而且南极的洋流循环也远不如北极那样活跃。
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2012年7月，格陵兰岛的极端融化事件。卫星监测到的整个区域都处于融化之中。
如果这个“气候缓冲器”消失，它将会带来一系列的影响。包括冰面反射率、雪线撤退、水蒸气反馈、冰盖消融、北极河流反馈、炭黑反馈、海洋酸化和甲烷释放等等。其中能最直接影响到我们的莫过于冰面反射率的下降和甲烷释放的爆发，前者已经在当下有所体现，从2007年的开放海域中，我们能看到地球热量的上升幅度，同时异样天气，包括台风、低温急流等现象也不断增多（虽然在科学界，急流与北极海冰消退是否有直接关系依旧在论证当中），如果这个状况持续下去，未来将会有更多的人遭遇辐射，我们只能寄希望于两件事情：要么挽救冰川，要么发展出足以应对任何极端变化的科学手段。但就目前来看，二者都不令人乐观。
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北冰洋的融洞。
“亡羊补牢”
谁是“罪魁祸首”，我们又能做什么？
在今天，依然有不少人在为“温室效应”和碳排放辩护，在他们看来环境学家完全夸大了“温室效应”的负面影响，他们还根据古代地球的气候变化推测出我们正处于下一个冰河期之前，届时地球的温度将会骤降，“温室效应”能够提高地球温度，避免我们陷入可能灭绝的冰河期。
这是个非常天真的想法，可并不能说完全没有道理。根据守恒定律，地球发出的辐射量等于它从太阳那里接受到的辐射量，因此它的温度应该保持在一个稳定的数值上。研究人员通过地球与太阳的距离、辐射强度、表面积、辐射频率等数值计算出，我们的地球如果是一个光秃秃的、没有大气层的行星的话，它的恒定温度T应该是零下18℃。这明显不是一个适合生命居住的地方，因此，“温室效应”几乎就是我们生命的摇篮，它允许太阳辐射进入，同时又防止辐射外泄，把温暖的空气留在了地球上。但问题是，我们忽视了一点，辐射或许是守恒的，“温室效应”却不是，最危险的温室气体——二氧化碳只会在地球上增多，不会减少，换句话说，它们永远不会消失，只会以不同形式寄居于地球上，让整个星球越来越热。听起来有点像那个泛滥的后现代概念：熵。它的负面作用在19世纪最为明显，工业时代的人们显然不知道烧煤会给大气带去如此恶劣的影响，在书中，沃德姆斯描述了二氧化碳的阴魂不散：
它会在大气中阴魂不散这种恶劣性质直到不久前才被人们认清。燃烧化石燃料产生的气体并非会以纯粹惰性的状态保持在大气中。事实上这些气体十分活跃，并且会参与到名为碳循环的复杂反应中……二氧化碳会被海洋吸收，但也会随着温度和洋流的改变而重新释放。实际上，从环境中去除二氧化碳的为一般办法就是将其制成的材料永久埋入地球内部。
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“北极死亡螺旋”，从图中可以看到不断减少的冰体容量。
这段话听起来就是无解的恶性循环——海冰消退导致海水温度改变，温度改变后的海水释放出二氧化碳，二氧化碳让气温升高，高温的大气又反过来加速了海冰的消退。光是二氧化碳这一种天然产生的气体就让我们如此头疼，更不用说从空调制冷剂里大量排放的氟和比二氧化碳后果更严重的气体甲烷了。在《最后的冰川》中，作者甚至把这一点列为最严重后果。而且与从全球各地释放的二氧化碳不同，甲烷的释放与北极地区关系更加密切。那么，这些大量释放的甲烷从何而来？
它们来自于人类文明之前。地球上曾经存在过漫长的冰河期与冻土时代，它们随着沉降过程变成了海底的沉积物，其中便含有大量以水合物形式存在的甲烷，它类似冰块却可以燃烧——也就是我们常说的可燃冰与天然气，各个国家都在疯狂开采的新能源。（这也是环境保护发展举步维艰的原因，当它与能源问题发生冲突时，没有哪个政府会站在地球保护的立场上）
当然，如果只是开采和使用天然气，它当然是个理想的好能源，天然气会在燃烧的过程中把甲烷转化成二氧化碳，后者的温室效应程度只有前者的1/23，但是，如果它没有经过燃烧而是直接被释放出来，后果则截然不同。我们只能期待石油行业在开采的过程中小心翼翼，用绝对环保的方式开采这些地下沉积物，让甲烷直接进入管道而不是海水或大气——但有多少钻井平台能执行这种标准，实在令人质疑。
这些永久冻土的沉积物很大一部分都潜藏在北极附近的海域，海冰消失导致的一个后果就是海水温度上升，水压和洋流发生变化，于是那些本来应该沉睡在海底、只有钻井才能开采出来的甲烷进入了自然释放的阶段。根据数据统计，目前这些沉睡在深海的永久冻土大概有1900万平方公里，自上世纪八十年代以来，地球的温度其实只提高了3℃，但这足以解冻百亿吨的甲烷，目前起码有500亿吨的甲烷进入了大气，而按照现在的速率推算的话，到2040年，这个数字将会变成1.4~1.7万吨。到时，冰川消失带来的连锁影响会呈现出来：气温升高，异常天气增多，饥荒等等。
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海冰底部的甲烷气泡。
冰川消融的后果和甲烷的危害性逐渐引起了各个国家的重视。人们也想做一些事情来改变现状，1990年，有着化学领域背景的英国首相撒切尔成立了气候研究和预测中心，开始重视极地的保护并在联合国上呼吁全球合作，2015年，人们达成了《巴黎协定》，各国都承诺自己将会完成减排任务，这无疑是全球化的一个理想方向（然而在2017年6月1日，美国总统特朗普宣布退出了这项协定）。起码人们已经开始重视这项问题。虽然，“节能减排”的实际效果并不是那么理想，即使每个国家都真正完成了协议中的减排任务，也只是缓解“温室效应”增强的步伐，它顶多只能减缓升温的速度，却无法阻止温度上升，更不可能弥补我们过去造成的损害。
毕竟，二氧化碳不会从地球上消失。如果真的想要挽救冰川和大气，修复地球遭遇的破坏，还是要借助先进的、大规模的科学手段。目前人们已经在讨论的方法有很多种，包括云层增亮手段——向低空云层注射水粒子喷雾从而将其“增白”，从而增加云层的反射率，或者气溶胶——向云层注射固体颗粒，形成气溶胶，提高大气层的反射率并抵消二氧化碳形成的温室效应，以及借助生物的碳捕捉技术——通过植物造林和培养海藻来清除大气中的二氧化碳。
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斯蒂芬·索尔特设想的海上云层增量喷雾船。它们将被用作向云层注射水粒子的基地。其动力由3个弗莱特纳转子提供。
听起来生物手段最理想，但它也最缓慢，并且对吸收二氧化碳而言只是杯水车薪，更不用说在空间拥挤的当下人们找不出那么多空间来种植森林。化学手段如果实现的话可以立刻改变现状，但它需要政府投资上百亿美元，还需要验证每一个环节是否会产生其他影响，例如有害物质、是否影响降雨量、各地区大气层的特殊条件等等。另外，从技术研发到实验再到大规模普及，这依旧是个极为缓慢的过程。
对于未来，我们可以乐观地认为，不管海冰们还是否存在，与时俱进的科技都会帮助我们应对环境的变化，也可以悲观地祈祷——毕竟想要拯救这些破碎的浮冰，就像想让不同社会系统、不同国家的人达成共识一样困难。
本文为独家原创内容。文章整合撰文自《最后的冰川》，作者：（英）彼得·沃德姆斯 ；翻译：李果 ；版本：上海文艺出版社 2018年9月，由出版方授权刊发。整合：宫子；编辑：走走。未经新京报或出版社授权不得转载，欢迎转发至朋友圈。
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