最新研究显示全球冰川正加速消退：关注冰川地壳均衡带来的地震增强
杨学祥， 杨冬红（吉林大学）
关键提示：
日前，由瑞士苏黎世联邦理工学院和法国图卢兹大学科研人员组成的国际团队发表了一份关于全球冰川消退的综合性研究报告。该报告在线发表于《自然》。
2000年至2004年，全球冰川每年损失2270亿吨冰，而2015年至2019年，每年损失的冰量为2980亿吨。在此期间观测到的海平面上升中，有21%是由冰川融化造成的——每年约0.74毫米。
阿拉斯加、冰岛和阿尔卑斯山的冰川融化速度最快。帕米尔山脉、兴都库什山脉和喜马拉雅山脉的高山冰川受到的影响也非常显著。
令研究人员惊讶的是，他们还发现了2000年至2019年融化速度减缓的地区，如格陵兰岛东海岸、冰岛和斯堪的纳维亚半岛。他们将这一情况归因于北大西洋的天气异常。这种天气异常导致2010年至2019年期间上述地区降水增多、气温降低，从而减缓了冰川融化的进程。
研究人员还发现，被称为“喀喇昆仑异常”的现象正在消失。在2010年之前，喀喇昆仑山脉的冰川是稳定的，在某些情况下甚至还在增长。然而，研究人员的分析显示，现在，喀喇昆仑冰川的体积也在缩小。
http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2021/5/457153.shtm
历史记录表明，全球变暖——冰盖融化——海平面上升——海洋地壳均衡下沉——环太平洋地震火山带剧烈活动，构成全球变化的全过程。全球变暖最终导致的超级火山喷发，使全球面临类似恐龙灭绝的巨大灾难之中。
http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1025573.html
按照冰川地壳均衡原理，在大冰期，100-200米厚度的海水层变为两极冰盖和大陆山地冰川，加载使大陆地壳下沉，卸载使海洋地壳上升；在温暖期，情况正好相反。陆海地壳的反向运动导致强烈的地震火山活动（见图1）。
图1 冰盖消长和海平面升降导致的地壳均衡运动
100-200米厚的海水层在冰期和间冰期交替变化中不断地从两极冰盖和赤道海水中转换迁移，将引起地壳的巨大形变，破坏了原来的地壳均衡，引发冰川地壳均衡和水均衡运动（就像轮船装载和卸载会引起吃水线变化一样）。最后一次冰期的结束，导致海平面上升了130米，如果两极冰盖全部融化，海平面至少会继续上升60米。这意味着，大洋地壳因负载增加，要均衡下降20米，两极地壳因冰盖消失而卸载，要依据原冰盖的厚度，上升其1/3的数量（岩石和海水密度比为3：1）。
根据地质学的地壳均衡理论（单位均衡面上的物质柱体质量相等），大陆冰盖融化，负载减少，大陆地壳要均衡上升；海平面上升，负载增大，海洋地壳要均衡下降。最末一次冰川后期，全球平均海平面上升了130米，洋壳均衡下降了43米（地壳与水的密度比大约为3：1）。斯堪的纳维亚半岛在末次冰期中冰盖厚度为2000米，冰盖融化后，已上升了500米，还将继续上升200米。科学家称其为冰期地壳均衡理论的大自然实验室。所以，斯堪的纳维亚半岛并没有因为海平面上升而被淹没。对于没有冰盖的大陆，海平面的实际上升仅87米，减少了三分之一。洋壳下降挤压下方岩浆流向大陆地壳底部，使沿海大陆均衡上升。由于地球表面是球面，洋壳下降，球面半径缩小，洋壳将插入到大陆地壳之下，使大陆边缘受到挤压和抬升[3-8]。
气候剧变——海平面升降——地壳运动——火山地震活动——生物大规模灭绝。这就是地球气候变化史、构造演变史和生物进化史，尽管时间循序千差万别。读懂这个历史，对当前防灾减灾很有意义[1]。
由于阿拉斯加、冰岛和阿尔卑斯山的冰川融化速度最快，帕米尔山脉、兴都库什山脉和喜马拉雅山脉的高山冰川受到的影响也非常显著，所以，这些地区的冰川地壳均衡运动也随之变得非常剧烈，强震频发也在理论预测之中。
参考文献
1． 杨学祥. 构造运动中的天文因素：两极冰盖融化的威胁. 发表于2008-10-13 6:41:51科学网。http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=42439
2． 金煜。科学家研究称冰川万年后冰冻地球(图)。2008年11月23日 09:49 新京报。http://tech.sina.com.cn/d/2008-11-23/09492597279.shtml
3． 杨学祥, 陈殿友. 重力均衡与质量均衡. 长春科技大学学报. 1995, 25(1):87-92.
4． 杨学祥。地壳均衡与水平运动。世界地质。1988，7（1）：43-48
5． 杨学祥. 地壳形变与海平面变化. 地壳形变与地震. 1994, 14(4):29-37.
6． 杨学祥, 陈殿友. 地球差异旋转动力学, 长春：吉林大学出版社,1998
7． 杨学祥. 地壳均衡与海平面变化. 地球科学进展. 1992, 7(5): 22-29.
8． 杨学祥。对全球海面变化均衡模式的改进。地质科学。1992，（4）：204-408
9． 刘浩，王宇。联合国最新报告：人类活动引起全球变暖。2007年02月03日08:41 来源：中国证券网.上海证券报http://it.sohu.com/20070203/n248019491.shtml
10．赵希涛，杨达源。全球海面变化。科学出版社，1992。118，108，74。
11．马宗晋, 杜品仁. 1995, 现今地壳运动问题[M]. 北京:地质出版社, 10, 99-102.
12．杨冬红，杨德彬，杨学祥。地震和潮汐对气候波动变化的影响。地球物理学报。2011，54（4）：926-934. Yang D H, Yang D B, Yang X X, The influence of tides and earthquakes in global climate changes. Chinese Journal of geophysics (in Chinese), 2011, 54(4): 926-934
13．杨冬红, 杨学祥. 北半球冰盖融化与北半球低温暴雪的相关性研究[J].地球物理学进展.2014, 29 (1): 610～615. YANG Dong-hong, YANG Xue-xiang. Study on the relation between ice sheets melting and low temperature in Northern Hemisphere. Progress in Geophysics. 2014, 29 (1): 610～615.
相关报道
最新研究显示全球冰川正加速消退
作者：文乐乐 来源：中国科学报 发布时间：2021/5/6 16:23:45
冰川是气候变化的一个敏感指标，而且很容易被观察到。自20世纪中叶以来，无论海拔高度或纬度如何，冰川都在以极快速度消退。然而，到目前为止，人们只部分了解和测量了冰川融化程度。
日前，由瑞士苏黎世联邦理工学院和法国图卢兹大学科研人员组成的国际团队发表了一份关于全球冰川消退的综合性研究报告。该报告在线发表于《自然》。
这是首次对全球所有冰川（不包括格陵兰岛和南极冰原）进行的研究，总计约22万座。这项研究的空间和时间分辨率前所未有，显示了过去20年间冰川厚度和质量如何迅速减少。
2000年至2004年，全球冰川每年损失2270亿吨冰，而2015年至2019年，每年损失的冰量为2980亿吨。在此期间观测到的海平面上升中，有21%是由冰川融化造成的——每年约0.74毫米。
阿拉斯加、冰岛和阿尔卑斯山的冰川融化速度最快。帕米尔山脉、兴都库什山脉和喜马拉雅山脉的高山冰川受到的影响也非常显著。
“喜马拉雅山脉的情况尤其令人担忧。”论文第一作者、苏黎世联邦理工学院和图卢兹大学的Romain Hugonnet解释说，“在旱季，冰川融水是恒河、雅鲁藏布江和印度河等河流的重要水源。现在，冰川融化的加剧对该地区水源紧张的局面起到了缓冲作用，但如果喜马拉雅山脉的冰川继续加速消退，印度和孟加拉国等人口众多的国家可能在未来几十年面临水或食物的短缺。”
令研究人员惊讶的是，他们还发现了2000年至2019年融化速度减缓的地区，如格陵兰岛东海岸、冰岛和斯堪的纳维亚半岛。他们将这一情况归因于北大西洋的天气异常。这种天气异常导致2010年至2019年期间上述地区降水增多、气温降低，从而减缓了冰川融化的进程。
研究人员还发现，被称为“喀喇昆仑异常”的现象正在消失。在2010年之前，喀喇昆仑山脉的冰川是稳定的，在某些情况下甚至还在增长。然而，研究人员的分析显示，现在，喀喇昆仑冰川的体积也在缩小。
作为这项研究的基础，研究小组使用了美国宇航局Terra卫星拍摄的图像，该卫星自1999年以来在距地面700公里的高度每100分钟环绕地球一次。研究小组利用完整的图像档案重建了冰川高度的时间序列，这使他们能够计算出冰层厚度和质量随时间的变化。
据悉，该研究结果将被纳入联合国政府间气候变化专门委员会的下一份评估报告。该报告将于今年晚些时候发布。
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-021-03436-z
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