北冰洋的浮冰正以令人担忧的态势迅速消融。
为了将它们重新封冻，美国研究人员异想天开地提出利用水泵造冰。
这不啻于一封冰冷的判决书：至迟 20年后，北冰洋的浮冰将在夏天绝迹。近年来，浮冰的面积一直在缩减，但是从未全部消失。即便是现代记录中最凶险的 2012年 9月，也依然有 350万平方千米的海域覆有浮冰。
如果这些冰在夏季统统融化，我们或将陷入某种恶性循环。事实上，浮冰的作用异常重要，它会把很大一部分太阳能反射回大气层：浮冰吸收的光能通常只有 40%，而其余的 60%则都被反射了。若没有这些冰，大洋表面的海水将吸收 95%的光能，却只反射 5%。
而阳光的作用并非只是照明， 它是会带来热量的——这意味着一旦浮冰消失，海洋到了夏季就会变热。而经历过夏季高烧的海面，在冬季的封冻情况也将不如以往。经过了这么多年，浮冰的末日终于进入倒计时，它或将永远消失，无论冬夏、万劫不复……
制冷泵
如何才能避免这样的惨况呢？美国亚利桑那州立大学的物理学家史蒂夫·德施（Steve Desch）提出了一个至少在理论上行得通的解决方案……他建议在冬季用水泵从北冰洋取水，然后浇灌在海冰上。这些水在冬季寒风和冰块的共同作用下，很快就能冻结。
根据史蒂夫·德施的估算，只需一个冬天就能将浮冰增厚 1 米。该方法能使得某些地方的冰层持久封冻，甚至在夏季也不会消融。
理论上，只有想不到没有做不到：这位美国专家的方法是在大洋中放置浮标，且每个浮标都安上一个风力发电机，用以给水泵供电。汲取的水先暂存在一个有加热装置的蓄水池里（以免在浇灌前就冻结），随后通过一个管道系统，按需浇洒在浮冰上。
当心漂移
按照史蒂夫·德施的计算，一个水泵就可以为大约 10 万平方米（差不多 13 个足球场大）的浮 冰增厚 1 米。 然而要把这个设想从理论变成现实，还有一大堆难题需要解决。
首先，风力发电机和水泵必须能在极地高寒气候条件下运转。换言之，必须能耐受低达 -30℃的平均气温！在这样的温度下，很多材料——不管是塑料还是金属——都会结冰甚至冻裂。于是得找到一种非常坚实……或至少能持续加热的材料。
其次，浮冰可不是静止的：一年当中，免不了会有大风和洋流令其漂移。如何才能确保水泵不会随着浮冰一起漂走，而是在指定的位置造冰？或许我们可以试着给浮标配一个锚，但这样一来，如何保护喷水管道系统，使其不至于被外力扯断又成了新问题。简而言之，要维系这样一个浇灌系统运作多年，靡费不菲。
除了技术方面的挑战，还有一个重要的问题：如何把新制成的冰凝聚在一起？要知道，浮冰首先是在寒风的作用下形成的。大洋表面结冰后会因为冰晶无法容纳与液态海水等量的盐，而将之析出在水里。
此外，浮冰会在两种自然现象的作用下增厚：下雪（纯水构成），或水面通过析出盐分形成新的浮冰。如果我们泵取极咸的海水浇灌在温度极低的冰面（-30℃），毫无疑问会结成冰。
但随着夏天转暖，其中的盐分会析出，形成大把的盐堆，于是产生了和冬天在道路上撒盐同样的现象：盐使冰块融化了。大量盐水坑出现在浮冰上，可能使冰层变得脆弱。目前，没人能断言这个新形成的冰层是否真的坚固。
史蒂夫·德施认为，有必要尽快做出一台原型机，用以检验这额外打造的 1 米冰层的品质。还有最后一个细节：要想确保北冰洋 10% 洋面上的浮冰得到增厚，就需要制造多达 1000万套浇灌设备，每个机组都得配备一个水泵、一个风力发电机和一个浮标。研究人员预计，要完成所有设备的安置，得耗时 10 年，每年的预算高达 500 亿美元。
全球总动员
这样的年预算看似巨大，但也不过是苹果公司资产（约2500 亿美元）的五分之一。为了让这个项目顺利实施，史蒂夫·德施打算向全世界求助……无论如何，浮冰消融影响的可不仅仅只有美国、加拿大和俄罗斯这几个临近北极的国家，全球气候都会跟着遭殃。
因为，如果北冰洋大幅变暖，全球海平面的上升将越发汹涌。而气温升高同样也会造成冰川消融——与海冰不同，它们广布于各大陆地上。其形成始于降雪，雪花相互堆积凝结，逐渐冻结成冰川。一旦融化，这些淡水就将汇入大海，大大增加海水量……
冰川消融已经成了全球海平面每年上升 3 毫米的主要原因之一。如果北极气温继续攀升，海平面的升高态势将变得更加严重：依照最坏的估计，到 2100 年，海面将上升1.6 米，其中至少有一半是拜冰川融水所赐。
这也正是居住在岛屿或临海城市的居民所担忧的。还有其他忧虑：在北极地区，有些土地（西伯利亚、阿拉斯加和格陵兰岛）已经封冻了数千年，我们称之为永冻土。其中部分土层保存着植物残渣，是冻土在自然形成过程中累积的。如果这些土层解冻，植物残渣就会在细菌的作用下腐烂分解，并向大气中释放大量气体，如甲烷和二氧化碳。
根据专家的预估，永冻土中封存着大约 17000 亿吨碳，是目前大气层中所含碳总量的两倍！而碳正是造成温室效应以及全球气温升高的罪魁祸首……
最后，北冰洋的冰还参与了大型洋流的形成。当然这么说兴许有些过于高估它们的作用了：浮冰在形成时会排出大部分盐，因此冰层下面的水会越来越咸，而一升咸水可比一升淡水重多了。
结果咸水自然会趋于“流动”：每当海面形成大量浮冰，海水含盐量的同步大增便令厚重的咸水沉向海底，而洋面的海水会马上取而代之，形成巨大的洋流。
终结暖冬
这种交换如今正在大西洋北部上演，墨西哥湾暖流也参与其中。该暖流从墨西哥湾出发，其中一股分支进入欧洲后变成了北大西洋暖流，一路兜兜转转继续朝着北冰洋而去——它使得沿途气候变得更为温暖。事实上，吹拂欧洲的西风也是在经过墨西哥湾上空时被加热的，从而温暖了途径区域的整个冬季。
如果北极的海水也升温，那些形成浮冰的地方就会迁移，这将改变、甚至完全阻碍这些洋流的运动，相关地区的气候也将变得乱七八糟。研究人员很清楚个中利害关系，毕竟不缺前车之鉴。
为了自救，是时候行动起来了！也许史蒂夫·德施的方案还难以落实，但是它把现有的技术条件用到了极致。
如今，他正偕同其团队致力于尽快打造出一款原型机，力图从根本上扫除其方案实施的各种障碍，比如安装和维护等方面的不便。希望从现在开始，国际社会能逐渐认知到拯救浮冰的重要性。既是为了北极熊，也是为了我们自己！
撰文 Romain Raffegeau
编译 黄冠乔
《新发现（2018年第5期）》【摘要 书评 试读】- 京东图书
来源：知乎 www.zhihu.com
作者：新发现
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