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攝影 / 胡廷輝

冰川學家崔之久教授已屆鮐背之年,從1957年參加中華全國總工會貢嘎山登山隊考察貢嘎山至今,歷時65年間,已十幾次觀察調查過海螺溝冰川和大冰瀑布。直至2021年10月,崔教授在欣賞海螺溝冰川時忽然意識到:那條落差1080米的巨大冰瀑布竟然斷了!

“我太痛心了,這可是冰川史上的大事件!”崔教授對本刊編輯部如是說。


1957年崔教授一行人攀登貢嘎山時遭遇大雪崩

他幸運逃出生天

而四位戰友卻再也沒能回來

圖源:《中國國家地理》2010年12期

繪圖 / 蕭關

歷時一年時間,崔教授團隊對海螺溝冰川冰瀑布發生斷裂的演化階段和深層原因進行了分析。正是這一年間,海螺溝冰川可謂是波譎雲詭。2022年5月2日,海螺溝冰瀑布發生了大規模崩塌,這是鮮有的被記錄下來的冰瀑布大型崩塌事件。9月5日,海螺溝更是發生了6.8級的地震。


海螺溝冰川發源於“蜀山之王”貢嘎雪山東坡

在貢嘎山東坡數條冰川中長度最長

是世界上僅存的低海拔冰川之一

全長13.1公里,由粒雪盆、冰瀑布、冰舌三部分組成

回顧過去,海螺溝冰川大冰瀑布一定早就出現了斷開的跡象,然而,積雪、冰崩體等假象讓崔教授都沒能及時發覺。本文是迄今對海螺溝冰川冰瀑布斷裂過程及原因分析的首份科學性報告,文中科學示意圖採用崔教授為研究海螺溝大冰瀑布斷開機制所寫的論文手稿照片。


手稿的紙張大多為各種廢紙粘貼而成:

醫院處方箋、掛曆、小區廣告、外孫的草稿紙等

條條縷縷,如同打滿了補丁的舊衣服

崔教授在手稿中所畫的幾十幅科學說明圖示

全部是手繪作品,連圖例都不馬虎

海螺溝冰瀑布的收支危機

冰川的“收入”指的是冰川冰的補給,“支出”指的是冰川冰的消融。“收入”大於“支出”指的是冰川處於旺盛的成長期,此時的冰川從外表上看,是一個冰量充沛的冰川。同時,雖然此時冰瀑布表面發育有裂隙,但並沒有發育大型的冰崩,冰瀑布底部也缺乏冰崩扇形堆積體。


1987年海螺溝粒雪盆、冰瀑布的全景照片

“上天窗”沒有出露(左邊照片黑色箭頭指示處)

此時的冰瀑布相當的飽滿、完美,如同一個神聖的舌頭

攝影 / 林強

攝影師林強先生於1987年拍攝的海螺溝粒雪盆和冰瀑布彩色正面照片,讓我們看到了海螺溝冰川大冰瀑布相對“原始”的狀態:很飽滿。照片中的粒雪盆陡坎——也就是雪線位置(海拔約4900米處)——的冰層整體劃一。這說明此時海螺溝冰川是“收入”大於“支出”,或者是“收支平衡”的。因此,可以判斷這時候的海螺溝冰川並沒有斷開。

而1999年崔教授在海螺溝冰瀑布所攝照片以及攝影家楊樺於2000年所攝照片中,我們可以清晰看到冰瀑布的上部和下部分別出現了灰黑色的基岩面,分別叫做“上天窗”和“下天窗”。這說明,至遲到2000年初,海螺溝大冰瀑布已經發生變化了。源自“上天窗”的冰崩體傾倒到冰坎以下,形成了典型的冰崩錐,並且冰崩錐相互連接形成的裾(裙)幾乎蔓延了整個冰坎處的基部。值得注意的是,此時“下天窗”所在的基岩陡坎已依稀大規模出露。


海螺溝冰川大冰瀑布演變至斷開的三個階段

繪圖/宋翰笛

2021年10月,崔教授所見到的海螺溝冰瀑布的變化十分震驚:“下天窗”所在的基岩陡坎已完全出露,海螺溝冰川大冰瀑布徹底一分為二,分別形成了“上海螺溝冰川”和“下海螺溝冰川”。

“上海螺溝冰川”仍是一條“青春煥發”的冰川,因為它有著巨大的供給區——原冰川粒雪盆和一條短小的冰舌——殘留的原冰瀑布,其末端止步在了海拔4600米。而“下天窗”以下即為“下海螺溝冰川”,它由來自“上海螺溝冰川”的冰崩物質補給,構成了“再生冰川”,它的冰體性質(密度、冰溫)和“上海螺溝冰川”已具有了顯著差異。“上、下海螺溝冰川”的中間是巨大的冰崩流通區。



海螺溝冰川峽谷的俯視圖

冰川峽谷的全長約2公里

冰瀑布上部的冰舌有著密集的冰裂隙

“上天窗”呈現出了半圓形

而冰瀑布上雪白、發亮的部分是冰崩流通區

它們是冰崩物質向下滾落磨蝕了冰體表面的結果

地球上有不少冰川斷開事件,然而,它們與海螺溝冰川都不可相提並論。

首先,海螺溝如此大規模且陡峻的冰川冰瀑布世間少見,物以稀為貴,而且極具觀賞性。其次,海螺溝冰川斷開的位置很特殊,一般來說冰川斷尾多發育在冰川下段遠離雪線的區域,但海螺溝冰川斷在粒雪盆出口也即雪線附近,這個地段在一般情況下是無論如何也不可能有冰川斷開的事件發生的。

海螺溝大冰瀑布的斷開,可以說是冰川史上的一個大事件——因為迄今全球未有過類似的報道。

海螺溝冰川一分為二

海螺溝冰川整體外形就像一把彎把兒的蒲扇,而冰舌部分則像一張彎曲的“弓”。其中,冰舌長度達到了8公里。這張“弓”的頂部就是大冰瀑布,從粒雪盆出口處開始,1080米的落差,世間罕見。大冰瀑布正好位於一個巨大的冰坎處,這是一個構造和巖性都發生了變化的區域。



這幅手繪圖是“海螺溝冰川‘一分為二’圖示”

像一把彎巴蒲扇,

一分為二的海螺溝冰川以冰瀑布為界

“上天窗”以上為“上海螺溝冰川”

海螺溝冰川給人的印象是粒雪盆大,用更專業的描述來說是:冰川補給區域面積大且所處海拔位置高。測量的數據表明,海螺溝冰川的供給區(粒雪盆)面積是消融區(冰舌)面積的3.5倍。正是因為海螺溝冰川供給區的規模大,我們才認為這是一個有充足補給的大型山谷冰川,因此,幾乎沒有人會意識到它會出現“供銷失衡”的危機。



2019年12月拍攝的海螺溝冰川基岩陡坎以下的冰舌

對應崔教授圖示

照片中的這條冰舌已經成為了“下海螺溝冰川”

貢嘎山地區發育冰崩、雪崩是一個不爭的事實。據說“一天可發生幾百次”(此為已故地貌學家楊逸疇於2005年發表論文所說的觀點),有時一次可崩塌百萬方,其時,山谷中藍光閃爍,大地震顫,山谷中會揚起漫天雪霧,這就是為什麼有人說“冰崩是大地的心跳”。



2017年12月上海螺溝冰川大冰瀑布冰崩

冰瀑布“上天窗”附近的巨型冰崩

始發區已經逐漸由西向東

冰崩或將愈演愈烈,海螺溝冰瀑布將千瘡百孔

貢嘎山地區頻繁發生冰崩、雪崩事件和地貌形態有著密切的因果聯繫。

貢嘎山地區的冰川都發育在海拔5000米左右的高夷平面上,而且這裡的雪線在海拔4900米左右,夷平面和雪線這兩者海拔高度的接近,使得貢嘎山地區冰川的冰雪補給量特別豐厚。同時海拔5000米的夷平面的四周都是陡崖,致使冰川一離開粒雪盆就不得不跌下陡崖形成冰瀑布,也就容易形成冰崩、雪崩。



貢嘎山5000m夷平面與冰瀑布關係示意剖面圖

海螺溝冰川主流線到粒雪盆出口處呈現出從西北向東南頂託的態勢,這就導致了冰瀑布的西南側冰體形成一系列的裂隙,使得冰川更加破碎,更容易形成冰崩。海螺溝冰川的“上天窗”、“下天窗”都出現在冰瀑布的南側亦與此有關。

海螺溝冰川的“上天窗”是海螺溝冰川粒雪盆的基岩冰坎外側面露出冰川的一部分,它的形成說明深埋在冰下的冰川粒雪盆(水平)出口處的基岩露出了冰面——這是世上少有的奇蹟!

“上天窗”好似一塊傷疤,出現在海拔4600米左右的位置,它是最早也是最直觀反映出冰川厚度減薄的標誌之一。



2022年7月7日海螺溝冰川“上天窗”

“上天窗”大小形狀會隨環境因素變化而變化

此時出現了上天窗被表層冰雪遮蓋住

可以料想,海螺溝冰川以“上天窗”的出現為契機,將連續不斷地發生冰崩,而且規模也會愈來愈大。更可怕的是,一旦“上天窗”橫向蔓延開來,我們將來或許連一點冰瀑布的蹤跡都無法找到了!



插畫繪製的是一個高空視角下的海螺溝冰川

冰瀑布上的“上天窗”、“下天窗”

以及“下天窗”下面的“冰崩堆積扇”

被插畫師著意繪製得很清楚

繪圖/宋翰笛

海螺溝冰瀑布發生鉅變的另一個重要標誌,是“下天窗”出現並逐漸擴展為完整的基岩陡坎的出露。在攝影師楊樺老師2000年所拍攝的照片上,“下天窗”已經非常明顯了,而且範圍較大。



從四號營地遙望大冰瀑布

攝影 / 楊樺

圖源:《中國國家地理》2005年10期

如今,“下天窗”更是已橫向擴展開來,光禿禿的基岩磨光面清晰可見。同時,在“下天窗”的下方,冰崩扇形堆積體廣泛發育,成為了“下海螺溝冰川”的重要補給來源。

完全出露的“下天窗”與其下廣泛發育的冰崩扇形堆積體,這兩個特徵被崔之久教授視為了海螺溝冰川一分為二成為兩條冰川的標誌。前者代表了上、下兩條冰川已經實現了物理層面上的分離,而後者代表了下海螺溝冰川仍舊具有補給來源,是一條活冰川。

氣候變暖不足以致此

必另有隱情

海螺溝冰川冰瀑布的斷開並不是一蹴而就的,這件生死存亡的大事,需要長時間的積累。海螺溝冰川斷開的原因既簡單又複雜,簡單之處在於其必與全球變暖有關。

1957年3月,在參加貢嘎山登山活動之前,時任中國科學院副院長的竺可楨先生向崔之久教授仔細說明了冰川研究和氣候變化的關係,即冰川是大自然的溫度計。



相比於大陸性冰川

海洋性冰川一大特點就是它的底床有水膜

基岩陡坎處的流水瀑布正是從冰體底部流出的

而其下方的白色斜坡堆積物

正是冰崩和巖崩形成的錐狀堆積體

貢嘎山冰川作為我國南部的低海拔海洋性冰川,其作為溫度計的重要性不言而喻。貢嘎山冰川對氣候變化的反映具有滯後性,但時間一般不超過10年。上世紀80年代末正是全球氣候變暖加劇的時間段,按滯後10年來算,貢嘎山冰川對氣候變暖開始響應恰好應是在2000年前後。目前所收集到的影像資料、氣象資料和冰川研究資料,也都指向了海螺溝冰川大冰瀑布斷開或許就是在2000年前後發生的。

張文敬教授就曾指出海螺溝冰川的降水雖然豐富,但其對氣溫更加敏感。自1989年到2009年的20年間,海螺溝冰川的冰層厚度減薄超過了百米。

但我們不禁要問,為什麼只有海螺溝冰川斷開了,而燕子溝冰川和貢巴冰川源區都未斷開呢?這就是海螺溝冰川斷開原因的複雜之處了,為何只有它斷開了,又為何斷在瞭如此高海拔的位置?



9.5瀘定地震海螺溝冰川形變

雷達衛星遙感監測圖

地震期間探測到的冰川流動(形變)

應屬正常範圍

這說明9.5瀘定地震對海螺溝冰瀑布的影響

不是很明顯

供圖/李為樂

這兩個複雜問題需要圍繞海螺溝冰川的特殊之處展開。

海螺溝大冰瀑布處的陡坎地形必然是重要的內因之一,但倘若海螺溝冰川厚度足夠,陡坎的地形是無法引起冰川斷開的。因此,歸根結底,海螺溝冰川斷開仍舊是冰川厚度快速減薄引起的,那麼到底是什麼原因導致了海拔4600米距離粒雪盆出口如此近的位置出現瞭如此強烈的冰川收支不平衡呢?

冰川的最大消融帶一般在冰川末端,因為末端海拔低、溫度高。但實際情況很複雜,最大消融帶的位置會受到冰川表磧的影響,有可能不處在冰川末端,但也很少會到冰舌的上部。而冰川的最大流速帶一般位於冰舌的中上部。

海螺溝冰川的罕見與非常規之處,在於其冰川最大流速帶與最大消融帶完全重合,並高出冰川末端700米左右。所以,必然有極特殊的因素導致海螺溝冰川在如此高海拔的位置快速消融——這才是引發海螺溝冰瀑布斷開的主要原因。



海螺溝冰川大冰瀑布崩毀的煙囪效應

在海螺溝冰川峽谷中,熱空氣順著海螺溝的峽谷通道向上揚升,這和煙囪中的熱煙順著煙囪往上爬一樣。而此時冰瀑布的陡峭地形就如同一面牆,擋住了熱空氣的去路,因此這面牆的任何位置都經歷了比較強的消融。與此同時,因為“牆面”較陡,並不是所有熱空氣都能爬到粒雪盆的高度,一些熱空氣被滯留在了冰瀑布的下部,也就是“下天窗”附近。這就是為什麼“下天窗”處冰川消融的現象特別明顯,同時,也解釋了位於粒雪盆出口附近的“上天窗”處也出現了冰川超常規消融現象的原因。

所以,海螺溝冰川的斷開是在全球變暖的大背景下進行的,在持續高溫的影響下,受到峽谷煙囪效應和冰瀑布處冰坎地形的控制,冰川的自適應反饋機制不足以消減外界變化,因此它的整體性被摧毀,這是一個內外因耦合、由外因逐漸演變為內因的冰川解體過程。

海螺溝冰瀑布的未來

將何去何從

這篇文章傾注了崔教授對貢嘎山的情感,也想讓世人注意到海螺溝冰川的變化。正如前文所說,當“上天窗”蔓延開來之時,海螺溝冰瀑布或將了無蹤跡。

“上、下海螺溝冰川”是否有重新連接之日?這隻能聽天由命了。但就2021年觀察,現存冰瀑布表面的流水瀑布已經形成一定規模,那麼料想破碎的冰川冰碎塊在流水作用下在基岩陡坎下再重新匯聚成冰川冰體也將會更費時日,這也就意味著,“下海螺溝冰川”消亡成為死冰川的可能性甚至比“上、下海螺溝冰川再續前緣”的可能性還要大。



冰瀑布表面可見明顯的流線(槽)

其蜿蜒而連續的走向是冰崩體難以形成的

其實是流水的結果

它們加劇冰川的進一步消融

但換言之,或許正如單之薔主編2006年所言,假如有一天海螺溝的大冰瀑布忽然由冰變成水……這一定不是江西廬山三疊泉瀑布可比擬的景象。只是可惜了這冠絕天下的海螺溝大冰瀑布!

本文選摘自《中國國家地理》2022年11月文章:

《可疑的冰川斷裂

下落三千尺的海螺溝冰瀑布鉅變探因》

撰文/崔之久 陳瑞琛 謝又予 陳劍   攝影/林強 等

責任編輯/劉晶 圖片編輯/吳敬





卷首語

海螺溝冰川上的大漂礫 哪裡去了?

撰文/單之薔

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遠播海外的閩南石雕藝術

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可疑的冰川斷裂

下落三千尺的海螺溝冰瀑布鉅變探因

撰文/崔之久 陳瑞琛 謝又予 陳劍   攝影/林強 等

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原文連結:https://inewsdb.com/其他/海螺溝大冰瀑斷了?/

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