盡管秋天已經(jīng)來臨，但正在看此文的小伙伴們，恐怕對今年的高溫天氣印象深刻，甚至有些仍然在高溫中備受煎熬。" 今年在未來十年中最涼快 " 的新聞雖然已經(jīng)得到了辟謠，但在全球變暖的大背景下，全球溫度逐年持續(xù)走高卻是不爭的事實（圖 1）。面對高溫，我們?nèi)松锌梢赃x擇棲居在空調(diào)房里享受清涼，而大自然的江河湖海、山川峻嶺，卻不得不暴露在烈日之下。氣候變暖，會導(dǎo)致哪些地質(zhì)災(zāi)害呢？

圖 1 多個機構(gòu)測定的全球溫度變化圖

（圖片來源：NASA）

Part.1

冰川消融（Glacier melting）

在全球變暖的影響下，冰川首當其沖。通過全球區(qū)域溫度變化圖可以看到，極地、格陵蘭島、我國的青藏等高寒地區(qū)的溫度變化幅度較大。而這里正是冰川廣布的區(qū)域。

圖 2 2021 年全球溫度與 1951-1980 年平均值的比較圖。

可以看到，兩極地區(qū)受全球變暖的影響最大。

（圖片來源：NASA）

在全球變暖的影響下，冰川呈現(xiàn)出加速退縮的趨勢。根據(jù)衛(wèi)星圖像，全球 75% 的冰川都在萎縮，只有 8% 的面積增長。而 NASA 的衛(wèi)星監(jiān)測數(shù)據(jù)則顯示，僅在 2003-2007 這四年，地球上南極、北美阿拉斯加和北極格陵蘭島的陸地冰川就融化了超過 2 萬億噸 [ 1 ] 。

位于冰島首都雷克雅未克的奧克冰川，形成于約 700 年前，卻在短短的一百多年中，面積從 16 平方公里減小到了不足 0.7 平方公里，在 2014 年被正式宣告 " 死亡 "，成為第一個被宣布死亡的冰川。2019 年 8 月 18 日，冰島主要官員及科學(xué)家前往冰川原址，為冰川舉行 " 葬禮 "。它的墓碑上刻著 " 給未來的一封信 "，希望可以藉此呼吁全球關(guān)注氣候變暖對冰川的影響。

圖 3 奧克冰川（Okjokull）消融前后對比

（圖片來源：NASA）

圖 4 2019 年 8 月 18 日，人們?yōu)閵W克冰川舉行了 " 葬禮 "。

（圖片來源：https://viaggi.corriere.it/eventi/islanda-funerale-del-ghiacciaio-okjokull-seva-project/）

在中國，冰川消融的問題同樣嚴峻。中國是世界冰川資源大國。根據(jù)中國第一次冰川編目（1978-2002 年開展）資料統(tǒng)計，中國境內(nèi)冰川共計 46377 條，總面積 59425km²；而 2014 年發(fā)布的《中國第二次冰川編目》則顯示，中國境內(nèi)面積超過 0.01km² 的冰川共有 48571 條，總面積達 51766km² ，短短二三十年，中國境內(nèi)冰川就減少了約 20%。

圖 5 位于四川省甘孜藏族自治州貢嘎山東坡的海螺溝冰川

（圖片來源：海螺溝景區(qū)官網(wǎng)）

冰川快速消融，會帶來諸多災(zāi)難性的后果，其中最為嚴重的就是海平面上升，據(jù) NASA 的數(shù)據(jù)表明，目前全球海平面較 1870 年已經(jīng)上升了 20 厘米，且海平面上升的速度也在加快，從 1990 年代的 2.5 毫米 / 年，增加到了現(xiàn)在的 3.4 毫米 / 年。而南極科學(xué)研究委員會（SCAR）發(fā)表的報告表明，南極西部冰川融化加速，預(yù)計到 2100 年全球海平面會上升 1.4 米，全球 10% 以上的人口會失去賴以生存的土地 [ 1 ] 。

圖 6 NASA 根據(jù)衛(wèi)星數(shù)據(jù)分析的 1992-2014 年全球海平面變化。（圖片來源：NASA）

同時，冰川融化也是一種巨大的資源損失。地球上，人類賴以生存的淡水資源共約 2825×104km3 而其中的 85％是儲存于冰川 [ 2 ] 。冰川消融將會大大影響水文狀況與生態(tài)環(huán)境。同時，冰川融化也會大大增加冰川的不穩(wěn)定性，從而引發(fā)一系列的災(zāi)害。

Part.2

冰崩（Ice avalanche/Glacier Collapse）

如同巖體崩塌一樣，冰崩是指在坡度較大的斜坡上大塊冰體甚至整條冰川在重力作用下沿著冰川內(nèi)部破裂面或脆弱面，脫離母體而迅速傾倒或滑塌、墜落的現(xiàn)象，是最激烈的冰川災(zāi)害形式。在歷史上，冰崩災(zāi)害曾多次發(fā)生，但往往規(guī)模較小、頻率較低。而近些年，冰崩災(zāi)害卻頻繁發(fā)生，規(guī)模也較大，發(fā)生原因也與氣候變暖關(guān)系密切。一方面，冰川融化本身就會增加冰體的不穩(wěn)定性，另一方面，融水進入裂隙，也會對冰體產(chǎn)生壓力并起到潤滑作用，大大增加崩塌的危險性。

表 1 截至 2016 年，歷史上有記錄的大型冰崩災(zāi)害記錄 [ 3 ]

2016 年 7 月 17 日，我國青藏高原阿里地區(qū)阿汝錯湖區(qū)冰川群 53 號冰川，從海拔大約 5800 米處斷裂，斷面寬 2.4 公里，扇長 5.7 公里，碎冰滑落至海拔 5000 米左右，面積達 9.4 平方公里，造成 9 人遇難。2 個月后，其南側(cè)的 50 號冰川同樣發(fā)生冰崩事故。如此大規(guī)模的冰崩發(fā)生在冰川活動一直較為穩(wěn)定的青藏高原西北部地區(qū)，實為罕見，在國內(nèi)外引起了很大反響。

圖 7 西藏阿里地區(qū) 53 號冰川冰崩前后遙感圖。

（圖片來源：文獻 [ 4 ] ）

圖 8 阿里冰崩發(fā)生后，救援隊正在實施救援。

（圖片來源：央視新聞）

2021 年 2 月 7 日，印度北阿坎德邦（Uttarakhand）查莫里（Chamoli）地區(qū)冰川崩塌，引發(fā)阿勒格嫩達河（Alaknanda）和杜利恒河（Dhauli Ganga）的大規(guī)模洪水，沖毀沿岸居民房屋和兩座水電站工程，造成周邊地區(qū)數(shù)千人被迫緊急撤離，超過 200 人死亡或失蹤。

圖 9 冰崩引發(fā)了洪水，造成巨大災(zāi)難。

（圖片來源：International Business Times）

而就在不久前 2022 年 7 月 3 日，意大利北部馬爾莫拉達山區(qū)（Marmolada）一處高山冰川同樣發(fā)生崩塌，山頂?shù)谋w垮塌后，夾雜著石塊在海拔 3300 多米的山上傾瀉而下。造成 11 人死亡，8 人受傷。

圖 10 救援直升機正在緊急救援

（圖片來源：Washington Post）

冰崩災(zāi)害的發(fā)生為我們敲響了警鐘，不僅僅在于其本身的災(zāi)害性，更重要的是它可能導(dǎo)致一系列的災(zāi)難。若冰崩發(fā)生的海拔較高，還能夠進一步誘發(fā)冰磧物碎屑流、冰川泥石流、冰湖潰決等次生災(zāi)害。

Part.3

冰川躍動（Glacier surge）

冰川并非靜止不動，而是在重力作用或下部基巖變形的影響下，時刻發(fā)生著緩慢的運動，速度從每年數(shù)米至上百米不等。而冰川躍動是一種特殊的冰川運動現(xiàn)象，它是指冰川在數(shù)天或數(shù)十天內(nèi)以超出正常運動速度數(shù)十倍甚至數(shù)百倍以上的速度快速前進，是冰川不穩(wěn)定的一種表現(xiàn)形式。

圖 11 位于阿拉斯加的馬拉斯皮納冰川（Malaspina Glacier, Alaska）從陡峭的山谷溢出到平原上。

（圖片來源：Wikipedia Common）

冰川躍動，一類是在氣候寒冷條件下，由冰下壓力增高發(fā)生壓融并潤滑冰川導(dǎo)致躍動；另一類是在氣候較溫暖條件下，由冰川融水向下遷移導(dǎo)致冰下靜水壓力升高而潤滑產(chǎn)生躍動 [ 5 ] 。冰川躍動，將會淹沒草場、農(nóng)田、房屋，對基礎(chǔ)設(shè)施等造成破壞。

圖 12 2015 年 5 月新疆克拉牙依拉克冰川發(fā)生躍動后停止，圖中紅色部分運動速度發(fā)生明顯變化。此次躍動造成草場和部分房屋被淹沒 [ 6 ] 。（圖片來源：文獻 [ 6 ] ）

Part.4

冰湖潰決（Glacial lake outburst flood, GLOF）

冰湖是以現(xiàn)代冰川融水為主要補給源或在冰磧壟洼地內(nèi)積水形成的天然水體，包括冰川末端湖、冰川表面湖、冰川補給湖等類型。

冰湖潰決洪水，指的是由冰湖壩體垮塌、大量排水而形成的突發(fā)性洪水。冰湖壩體潰決的原因有很多，如冰川運動、流水侵蝕、水壓超過壩體承載力、巖體和冰體崩塌、地震等，均會導(dǎo)致冰湖潰決。而氣候變暖，高溫天氣導(dǎo)致的冰體融化，近年來也成為冰湖潰決的重要原因之一。

圖 13 2002 年 8 月 14 日，位于阿拉斯加的哈巴德冰川（The Hubbard Glacier，Alaska）被史上第二大冰湖潰決洪水所淹沒。（圖片來源：Wikipedia）

我國的青藏高原地區(qū)是冰湖潰決的高發(fā)地區(qū)，這里地勢高，氣候寒冷，冰川廣布。冰川融水匯成河流，使這里成為長江、黃河等幾條大河的發(fā)源地，因此被譽為 " 亞洲水塔 "，融水也匯聚成了眾多冰湖。有學(xué)者統(tǒng)計，天山山脈、喀喇昆侖山、喜馬拉雅山脈、念青唐古拉山、橫斷山等地冰湖潰決洪水頻發(fā)，其中猶以喜馬拉雅地區(qū)為最。20 世紀八十年代以來，喜馬拉雅山脈和念青唐古拉山地區(qū)，平均每年發(fā)生 1.3 起潰決事件 [ 7 ] 。而冰崩、冰川滑塌、上游來水是導(dǎo)致冰湖潰決的主要原因，而這些都與氣候變暖脫離不了干系。

圖 14 亞洲高山區(qū)冰湖潰決洪水事件分布 [ 8 ]

（圖片來源：文獻 [ 8 ] ）

冰湖潰決洪水突發(fā)性強，往往對下游造成災(zāi)難性的侵蝕與破壞。例如，2013 年 7 月 5 日，位于西藏自治區(qū)嘉黎縣的然則日阿錯潰決，受災(zāi)人口達 1160 人，49 座房屋被毀，大量農(nóng)田、橋梁遭到破壞，直接經(jīng)濟損失高達 2. 7 億元。

圖 15 西藏嘉黎縣然則日阿錯湖泊范圍變化圖。該湖在 1970-2013 年 6 月 16 日期間面積由 0.16km² 增長至 0.58km²，潰決后分離為兩個小湖。持續(xù)降水和氣溫回升造成的雪崩和冰崩導(dǎo)致了這一災(zāi)害 [ 9 ] 。（圖片來源：文獻 [ 9 ] ）

Part.5

冰川泥石流（Glacial debris flow）

冰川泥石流是指在高山冰川環(huán)境下由冰川洪水與冰川或其他寒凍風化沉積物所形成的泥沙流，具有突發(fā)性強、運動速度快（可達 200km/h）、運動距離遠（可波及數(shù)十公里）、規(guī)模大（體積可達百萬立方米）的特征 [ 5 ] 。與一般的泥石流一樣，其發(fā)生也需要具備能量（陡峭的地形提供重力勢能）、物源（豐富的松散堆積物如冰磧物、冰水沉積物）和水源（冰雪融水或冰湖潰決洪水）這三個條件。根據(jù)其成因的不同，可以將其劃分為冰川消融型泥石流、冰崩雪崩型泥石流和冰湖潰決型泥石流。

圖 16 冰川消融型泥石流，這類泥石流一般規(guī)模較小，流速較低，往往在山前形成坡度平緩的泥石流灘地 [ 10 ] 。

（圖片來源：文獻 [ 10 ] ）

圖 17 冰崩泥石流，這類泥石流沖刷強，沿山谷下泄沖刷出 V 形滑道。（圖片來源：文獻 [ 10 ] ）

圖 18 冰湖潰決型泥石流，這類泥石流規(guī)模大，破壞性強。（圖片來源：文獻 [ 10 ] ）

連接中國和巴基斯坦的中巴喀喇昆侖公路，穿越了喀喇昆侖 - 喜馬拉雅地區(qū)。在懸殊的地形落差、頻繁的地震、活躍的冰川運動和極端降雨等眾多環(huán)境因素影響下，冰川泥石流極端發(fā)育，使這里成為世界上最險峻的公路之一 [ 10 ] 。

表 2 2008-2011 年中巴公路主要冰川泥石流事件

（表格來源：文獻 [ 10 ] ）

Part.6

凍土退化（Permafrost degradation）

凍土，顧名思義，指的就是凍結(jié)的土壤。根據(jù)凍結(jié)時間長短，可以分為短時凍土、季節(jié)凍土和多年凍土。其中，多年凍土是指存在時間兩年以上、溫度低于 0 ℃的巖石或土壤，也常常被稱為 " 永久凍土 "。一般來講，土壤根據(jù)溫度差異可以分為三層：接近地表的土壤在夏季融化、冬季凍結(jié)，被稱為 " 活動層 "（active layer）；隨著土壤深度增加，溫度不再受大氣的影響，常年凍結(jié)，為 " 多年凍土層 "；而深層的土，由于地熱的影響，不再凍結(jié)，稱為 " 未凍層 "。

圖 19 陸地多年凍土（a）及其垂直剖面示意圖（b）

（圖片來源：文獻 [ 11 ] ）

我國凍土類型多樣、分布面積廣。尤其是青藏高原地區(qū)，獨特的高寒環(huán)境孕育了一百多萬平方千米的高海拔多年凍土，是全球中低緯度多年凍土分布最廣的區(qū)域。但是，近幾十年來，青藏高原地區(qū)的凍土退化極為嚴重，2000 年，青藏高原多年凍土面積為 1.40×106 km² [ 12 ] ，而在 2019 年的調(diào)查中則為 1.06×106 km² [ 13 ] ，退化面積超過 24%。有學(xué)者對青藏高原地區(qū)凍土退化情況進行了預(yù)測，情況同樣不容樂觀。

圖 20 中國凍土分布圖

（圖片來源：國家青藏高原科學(xué)數(shù)據(jù)中心）

圖 21 學(xué)者模擬出的青藏高原未來凍土退化趨勢，可以看到，凍土面積急劇減小，活動深度增大，淺層凍土幾乎消失。

（圖片來源：文獻 [ 15 ] ）

凍土退化對生態(tài)環(huán)境和人類活動等均會產(chǎn)生重要影響。凍土融化將影響水循環(huán)，造成水資源分布不均，進而影響植被生長。而土壤中的冰融化后體積減小，則會造成地面塌陷，形成熱熔湖塘、熱熔滑塌等現(xiàn)象，導(dǎo)致原本建在多年凍土層上的房屋倒塌、路基、橋梁破壞。

圖 22 熱熔湖塘（a）與熱熔滑塌（b）。熱熔湖塘是凍土融化、地面塌陷后融水匯聚形成的湖塘；熱熔滑塌是凍土融化后導(dǎo)致地層架空、巖土強度下降后發(fā)生的滑塌，也可能會表現(xiàn)為大面積的山體滑坡。（圖片來源：文獻 [ 11 ] ）

此外，凍土中凍結(jié)的物質(zhì)，也不容小覷。漫長歷史中凍結(jié)的冰體里，可能封存著大量有害物質(zhì)和病菌，一旦融化，可能對生態(tài)系統(tǒng)和人類的生命安全帶來風險。同時，大量的有機碳被儲存在凍土層中，凍土融化后有機碳被分解釋放，成為溫室氣體進入大氣，將導(dǎo)致溫度進一步升高。

圖 23 2016 年 10 月，西伯利亞爆發(fā)炭疽疫情。此次疫情被認為是多年凍土退化、地表露出了 75 年前感染炭疽病毒死亡的馴鹿遺體所致。（圖片來源：Screenshot Siberian Times）

Part.7

凍融滑坡（Freeze thaw landslide）

滑坡，即邊坡巖土體受水、地震、人類活動等因素的影響，在重力作用下沿著軟弱面發(fā)生滑動的現(xiàn)象。在我國，大約有 8% 的滑坡是由凍融循環(huán)所直接或間接誘發(fā)的。而氣候變暖，則無疑會增加凍融滑坡災(zāi)害的比例。

圖 24 中國大型滑坡的主要觸發(fā)和誘發(fā)因素 [ 15 ]

凍融作用之所以能夠誘發(fā)滑坡，是因為其將大大削弱巖土體的強度。一方面，反復(fù)的凍融，會使土體內(nèi)部的水分不斷脹縮，增大土體孔隙，使其變得松散；另一方面，大量產(chǎn)生的融水滲入巖土體內(nèi)部，不僅增加了土體的自重、對土體施加了額外的水壓，還會使土體軟化，最終發(fā)生破壞 [ 16 ] 。

圖 25 2013 年 3 月 29 日，西藏墨竹工卡縣扎西岡鄉(xiāng)發(fā)生滑坡泥石流災(zāi)害，一處礦區(qū)被埋，事故造成 83 人死亡。此次事故，就是由冰雪凍融引發(fā)的滑坡碎屑流災(zāi)害。（圖片來源：央視網(wǎng)）

氣候變暖導(dǎo)致的種種地質(zhì)災(zāi)害，是大自然為人類敲響的警鐘。人類在追求高速發(fā)展的同時，也需要兼顧大自然的保護。所幸，減少溫室氣體的排放、阻止全球變暖已經(jīng)成為全人類的通識。盡管這一舉措將面臨重重困難，人類也會因之付出諸多代價。但相信在大家的共同努力下，一定會不斷取得突破，人類也會迎來更美好的明天。