本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點。
編者按:今年四月,地質學家和博士候選人烏莉亞娜·霍羅迪斯基將攀登珠穆朗瑪峰,以確定有多少煙塵沉降在巨型冰川頂部的積雪上,這可能會減緩它們頂部的生長速度,即使它們在較低海拔地區融化。當她和她的團隊在日益艱難的條件下越爬越高時,她將在此部落格上釋出更新,詳細說明他們的發現以及他們如何生存。在過去喜馬拉雅山的徒步旅行中,位於科羅拉多大學博爾德分校的霍羅迪斯基捕捉到了令人驚訝的影片,展示了冰川湖泊排空和重新注滿的速度,這是她當前研究的基礎之一。
加德滿都 — 當我坐在這裡,在尼泊爾首都海拔約 1,400 米(4,600 英尺)的地方時,我被成堆的裝備包圍著,這些裝備似乎就要倒塌了。我這個月到五月底在珠穆朗瑪峰和洛子峰上安全攀登超過 8,000 米(26,000 英尺)所需的一切都在這堆東西里。但願如此!在預期的睡袋、羽絨服、連指手套、登山靴和冰鎬中,還有各種各樣的小玩意,從雷射器和溫度感測器到 7 公斤(15 磅)的三腳架和氣象站元件——對於攀登一座山來說,這些硬體似乎很奇怪。
大部分科技裝置都是為了我的研究。我們經常聽到關於冰川如何融化的訊息。但是它們從新降雪中生長的速度有多快呢?融化和生長之間的平衡是顯著影響供水以及地球大片區域氣候變化反饋的關鍵。
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自 2011 年以來,我一直在尼泊爾喜馬拉雅山工作,研究冰上湖泊如何演變並改變冰川末端(尾端)附近的冰川表面。這些湖泊位於冰面之上,透過融化和崩解(冰壁坍塌)有效地侵蝕冰川,有時會在一夜之間部分排水,並在融化季節多次重新注滿。這一切都發生在冰川的消融(融化)帶,並導致冰川在垂直方向上的消亡。但是冰川的另一端——積累帶——冰川由季節性降雪補給,情況如何呢?冰川的那部分情況如何?它是否抵消了較低位置的影響?在 2011 年和 2012 年在尼泊爾最大的冰川之一恩戈尊巴冰川工作時,這個問題多次浮現在我的腦海中。然而,直到現在,我既沒有時間也沒有金錢來嘗試攀登並回答這些問題。
2013 年 6 月,我的野外助手薩姆·埃塞尼亞(Sam Ecenia)和我從科羅拉多大學博爾德分校徒步前往卓奧友峰的山腳下,卓奧友峰是世界第六高峰,也是恩戈尊巴冰川的源頭。那時和 8 月份的影像顯示,隨著融化季節的推進,出現了大量的髒雪和冰。汙染物一部分是天然塵埃,一部分是化石燃料、生物燃料和生物質不完全燃燒產生的人造煙塵。
然後在 2013 年 10 月,來自孟加拉灣的旋風向喜馬拉雅山移動,並在短短兩天內傾瀉了一米多深的雪。我建立了一個臨時氣象站,以跟蹤氣溫和雪反照率(反射率)的變化,並與另一位野外助手艾瑪·馬庫奇(Emma Marcucci)(最近在博爾德獲得博士學位)和馬丁·科爾曼(Martin Coleman)(一位退休的洛克希德·馬丁工程師)一起對雪進行了物理取樣。暴風雨過後僅僅幾天,雪就已經很髒了。雖然肉眼看起來是白色的,但我們在融化樣品並透過過濾器後發現了大量的汙染物。樣品目前正在實驗室中,因此仍有待確定有多少是天然塵埃造成的,有多少是人為汙染或加德滿都道路建設產生的碎屑,或者有多少是通往大本營的路線沿線嚴重的小徑侵蝕造成的。
在三週的過程中,儘管溫度在下降,但隨著雪的融化,稱為日射強度計的儀器記錄到反射率下降了近 20%。您知道如果您穿深色襯衫而不是淺色襯衫,在陽光下會感覺更溫暖嗎?那是因為深色材料吸收了更多的太陽輻射。白色雪上的深色顆粒也做同樣的事情,更快地融化雪。
在秋季和冬季,與當地野外助手 Jas Bahadur、Passang Nuru Sherpa 和 Ang Tendi Sherpa 在附近 6,000 米(20,000 英尺)的山峰上進行的取樣也顯示了這些海拔高度上的汙染物。我們有點驚訝,現在想知道:汙染物在積雪層中的沉積高度有多高?它們可能對高達 7,000 或 8,000 米的高度產生什麼影響(如果有的話)?珠穆朗瑪峰是我們的新地點,在那裡,一個良好的大本營和來自加德滿都公司 Himalayan Ecstasy 的可靠後勤支援將確保我們的安全,因為我們嘗試為了科學而攀登更高的高度。
我們的登山家-科學家團隊由透過 美國登山家科學計劃 招募的志願者組成,該計劃由約翰·奧爾(John All)負責,他於 2010 年從北坡登頂珠穆朗瑪峰。今年四月和五月,我們將緩慢地向山上進發,在攀登過程中適應環境並收集資料。我們將在西崑崙冰斗(Western Cwm)建立一個前進營地(2 號營地),即所謂的珠穆朗瑪峰的寂靜山谷,我們將從那裡出發,對冰川山谷進行一日遊。在我們將要攀登和研究的兩個月裡,一個臨時氣象站將記錄氣溫、雪溫和反照率的變化。透過在冰斗內的裂縫區進行仔細的協商和導航,我們將收集地表和地下雪樣品,並使用手持式光譜儀進行反射率測量。
隨著我們越爬越高,考慮到氧氣水平較低,裝置肯定會感覺更重。我們的目標是從西崑崙冰斗 6,000 米到 8,500 米的高度收集資料和樣本,以揭示積雪上煙塵的垂直分佈。在此過程中,我們將與 夏爾巴科學家倡議 的學員合作,希望教會他們資料收集技術,以便他們能夠在未來幾年自己的徒步旅行中繼續生成雪資料。
我們在漫長而寒冷的八週內收集的所有資訊應該能夠深入瞭解汙染可能對世界屋脊產生多大的影響。鑑於最近的一篇文章指出加德滿都的汙染水平和空氣質量在全球排名最差之列,這是一項及時的研究。
探險隊於 4 月 3 日正式開始,當時我們兩人先於其他人前往大本營,以適應環境並安裝儀器。其餘隊員將在一週後跟上。當我們為了科學越爬越高時,我會在可以的時候釋出訊息。感謝您的關注。