多年來，阿拉斯加地震中心的分析師們，在追蹤美國地震活動最活躍州每天約 100次地震 的同時，一直盡職盡責地過濾掉一些觸發感測器的震動事件。
分析師們會用字母“G”標記這些獨特的讀數，代表“冰川”(glacier)。
這些讀數被認為是追蹤地震工作的一個奇怪的副產品，它們來自崩解的冰川。有些讀數高達里氏3級。
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現在，阿拉斯加州地震學家、中心主任邁克·韋斯特 (Mike West) 認為，這些資料是一份有價值的記錄，可以為了解氣候變化提供新的認識。在週四於安克雷奇舉行的美國地震學會年會上，韋斯特展示了州地震記錄中長期被忽視的資料忠實地捕捉到了地表之上發生的動態變化：冰川崩解並落入水中，這種現象被稱為冰川崩解。
有些冰川崩解悄無聲息地發生；冰塊可能會在水面下從冰川滑落，而不會產生地震波。但是，當大塊冰塊像游泳者在泳池中做炸彈跳水一樣從冰川前端傾瀉入水中時，衝擊會產生共鳴，並被感測器捕捉到。
“事實證明，這本身就是一個壯觀的資料集，”他說。“我們擁有多年來這些冰川活動的記錄——冬季與夏季，冰川‘X’與冰川‘Y’——所有這些資料都靜靜地在那裡。”
感測器已經捕捉到數千次所謂的“冰震”。每年在阿拉斯加中南部海岸都會發生數百次冰震，那裡的冰川延伸至海邊。韋斯特說，位於費爾班克斯的阿拉斯加大學的中心記錄可以追溯到 20 世紀 70 年代，當時地震學家首次認識到，崩解的冰川會產生明顯的地震訊號，傳播數百公里之遠。但在 2007 年阿拉斯加地震網路的硬體升級後，感測器捕捉到的冰震數量有所增加。
“我們有六年高質量的冰川資料，”韋斯特說。“我們正處於能夠審視[多年來發生的事情]的早期階段。”
冰川地震學是一個相對較新的科學領域，但人們對探測全球變暖的影響程度的可能性越來越感興趣，全球變暖的影響透過其在地表之下的振動來體現。
來自地下的地球大氣測量
地表大氣變化可以透過地下測量似乎令人難以置信，但地震感測器記錄了所有型別的地表運動——即使放置在城市附近，也可以區分白天和夜晚，或週末和工作日。“無論是地震、火車駛過、動物、核爆炸還是冰川，都無關緊要，”韋斯特說。“我們的感測器並不知情——它們只是測量地面如何震動。”
地震學家可以透過位置和它們產生的波形的獨特形狀來區分冰震和構造地震。這促成了重大發現。哈佛大學和哥倫比亞大學的地震學家首次報道了他們在 2003 年對格陵蘭冰川的冰震的追蹤，後來表明這種冰川震動正在增加。科羅拉多大學博爾德分校的科學家詳細描述了 2007 年在阿拉斯加迅速退縮的哥倫比亞冰川產生的地震訊號。
韋斯特特別指出哥倫比亞冰川是迄今為止阿拉斯加冰川冰震產生量發生明顯變化的最好例子。在 2009 年和 2010 年退縮到淺水區並觸底後，冰川末端升到海平面以上，導致“高大的冰山傾倒，拍擊水面”——以及相應的地震訊號增加。
開啟可能性
韋斯特的新發現不同於以往科學家有針對性地對單個冰川進行儀器測量和研究的研究。他的研究開啟了追蹤阿拉斯加（世界上冰川活動最活躍的地區之一）所有地區正在發生的事情的可能性。
阿拉斯加是美國冰川最多的州，冰川覆蓋面積約 29,000 平方英里，約佔其地表面積的 5%。該州 99% 以上的低窪冰川正在退縮。
“常規監測冰川崩解事件的能力是一種新方法，”美國地質調查局 (U.S. Geological Survey) 的研究地質學家布魯斯·莫爾尼亞 (Bruce Molnia) 說，他撰寫了大量關於阿拉斯加冰川的文章，並記錄了它們隨時間的變化。他指出，追蹤冰川崩解產生的地震訊號的裝置非常昂貴，而且必須安裝大量感測器——就像阿拉斯加網路所做的那樣——因為為了精確定位冰川崩解的位置，冰川科學家必須對來自多個感測器的資料進行三角測量。“而且大多數擁有裝置的人都更關注更大的地震事件，”莫爾尼亞說。“但資料就在那裡。”
只有一小部分冰川學家專注於地震學在為他們的研究提供資訊方面的潛力，而絕大多數地震學家則專注於構造和火山事件。地質學的這兩個分支尚未充分認識到他們研究可能交叉的潛在方式。
航運預警
莫爾尼亞說，這樣一個冰川追蹤系統可以為該地區的航運提供重要的預警，因為冰川崩解和冰山形成正在增加。
冰川崩解——可能發生在湖泊和河流以及海洋中——是一種複雜的現象，而且它本身並不能表明冰川正在退縮。事實上，阿拉斯加的一些冰川已經退縮得離海洋太遠，以至於不再發生冰川崩解。莫爾尼亞指出，少數正在前進的冰川也具有顯著的冰川崩解活動——最顯著的是哈伯德冰川 (Hubbard Glacier)，其增長得益於巨大的山區集水區。
地震研究是科學家可能更好地瞭解氣候變化對這片冰雪景觀的複雜影響的一種方式。
未來幾年將為這種追蹤提供獨特的機會。從今年開始，一個由美國國家科學基金會資助的專案將在阿拉斯加部署多達 294 臺高質量地震儀，該專案名為地球透鏡美國陣列 (Earthscope USArray)。在過去十年中，這個可移動陣列已在美國大陸各地遷移，旨在獲得對地震活動的新認識。現在，它正在部署到阿拉斯加，那裡的地震每年都比美國本土 48 個州的總和還要多。
韋斯特說，這將標誌著阿拉斯加追蹤地震活動的能力“非常顯著的提升”，尤其是在偏遠地區，如北部布魯克斯山脈 (Brooks Range mountains)，這些地區以前沒有太多儀器。在週四的會議上，韋斯特希望確保他的同事們考慮到地震學可以為理解“最後邊疆”州的氣候變化做出貢獻。“在公眾眼中，冰川的劇烈變化——或者冰川不再存在——比全球溫度升高半度更具體，”他說。
他補充說，後者非常重要。但“它不像冰川變化那樣能引起人們的想象。”
關於作者
瑪麗安·拉維爾 (Marianne Lavelle) 是《每日氣候》(Daily Climate) 的科學記者，《每日氣候》是一家報道能源、環境和氣候變化的非營利性新聞機構。
本文最初發表於《每日氣候》，《每日氣候》是由環境健康科學 (Environmental Health Sciences)（一家非營利性媒體公司）出版的氣候變化新聞來源。