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“正如已經說過的,目前這項工作的一小部分涉及冰川的性質和現象。因此,在繼續進行細節之前,最好先稍微解釋一下我們目前關於這些巨大冰體的知識狀況,這些冰體即使對於那些僅從描述中瞭解它們的人來說也是一種有趣的物件,而那些實際目睹過它們驚人而宏偉特徵的人幾乎不需要誘因來探究它們的性質和起源。”
詹姆斯·D·福布斯 (1900): 《阿爾卑斯山脈之旅》。[第17頁]
如今,冰川在全球範圍內得到研究,並作為氣候指標進行監測,最近的測量表明,幾乎所有冰川都在快速退縮。關於冰川的故事,它們對景觀的影響以及它們在重建和監測氣候方面的可能用途,是一個引人入勝的故事,其中充滿了勝利、挫折和觀念的轉變。
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幾個世紀以來,甚至可能幾千年來,山脈的高海拔帶都是人類訪問和旅行的地區,然而,它們也是令人恐懼和望而生畏的地方。冰川,這些包裹著山峰並將它們的舌頭延伸到山谷中的冰體,被認為是山神的居所,然後在中古時期,是受詛咒靈魂的監獄(義大利詩人但丁·阿利吉耶裡 1265-1321 年將地獄中心想象成一片冰凍的荒原)和惡魔的遊樂場,它們不時地將雪崩和泥石流送到山谷中。
儘管存在這些神話,但早期還是有一些關於冰川實際構成成分的見解。希臘歷史學家和地理學家斯特拉博(公元前 63 年 – 公元 23 年)描述了奧古斯都統治時期穿越阿爾卑斯山脈的航行,並提到
“……無法抵禦大量降雪,這些降雪形成了冰川最表層的……[]。眾所周知,冰川由許多不同的水平層組成,因為降落和積聚的雪會變硬並結晶……[]。”
然而,這些知識失傳了,直到文藝復興時期才被重新發現。義大利人列奧納多·達·芬奇(1452-1519)被認為是文藝復興時期最偉大的天才之一。他研究瞭解剖學、生物學和地質學,然而,關於阿爾卑斯山的冰川,他的想法有些混亂,因為他認為冰川是由整個夏天積累的未融化的冰雹形成的。但很快,自然研究經歷了令人難以置信的興起,冰川在旅行學者的各種描述中找到了位置。
在 1538 年至 1548 年間,瑞士地形圖上用術語“Gletscher”標記了冰川(即使沒有描繪出來),1574 年,瑞士神學家喬西亞斯·西姆勒在他的旅行記述中描述了羅納冰川。
第一個歷史性的冰川描繪被認為是 1601 年奧茨塔爾阿爾卑斯山脈的弗爾納格特弗納冰川的水彩畫。弗爾納格特弗納冰川是一條反覆阻塞羅芬湖(以羅芬山谷命名)的冰川,其爆發造成了嚴重的破壞和財產損失,尤其是在 1600 年、1678 年、1680 年、1773 年、1845 年、1847 年和 1848 年。
1642 年,瑞士編輯老馬修斯·梅里安在他的《瑞士、雷蒂亞和瓦萊西亞地形志》中發表了各種冰川的銅版畫,1706 年,約翰·海因裡希·霍廷格在他的《瑞士冰山描述》中對解釋“冰山”的運動很感興趣。
瑞士博物學家約翰·雅各布·舍伊希澤於 1705 年參觀了羅納冰川,並在著作《1702-1711 年阿爾卑斯山區旅行記》中發表了他對“羅納河泉水真面目”的觀察,並證實了冰川是由積雪形成並移動和流動的觀點。
圖 1. 根據舍伊希澤的《1702-1711 年阿爾卑斯山區旅行記》對羅納冰川的描述,雕刻顯示了“富爾卡山上的假泉”(M、N、O - 圖片的左側和右側)和來自“大冰川”(A-F)末端的“真泉”(J、K、L),周圍環繞著“小冰川”(G、H)(照片由 D. BRESSAN 拍攝)。
對阿爾卑斯山脈冰川研究的日益增長的興趣也受到了熱情洋溢的旅行報告的鼓舞;在 1773 年 A.C. 博迪耶的《冰川風景遊記》中,他將波松冰川描述為“一座被摧毀的城市的巨大大理石廢墟”。
瑞士博物學家賀拉斯·本篤·德·索緒爾(1740-1799)對家鄉的山脈著迷,並且是一位熱情的登山者。1760 年之後,他穿越阿爾卑斯山脈 14 次以上(考慮到當時的條件,這是一項非凡的成就),以探索山谷和山脈。在 1767 年至 1779 年間,他的《阿爾卑斯山脈遊記》第一卷出版,其中收集了他對參觀過的冰川的觀察和理論。他認識到冰磧和巨石是冰川積累的碎片,並提議繪製地圖以確定冰川以前的範圍。儘管有這種確切的說法,德·索緒爾未能將山脈前陸發現的巨石與阿爾卑斯山的冰川聯絡起來。他認為,這些岩石是由一場巨大的洪水輸送到它們最近的位置的。這樣的洪水似乎可以解釋為什麼在德國平原周圍發現的大多數巨石首先來自斯堪的納維亞地區,在斯堪的納維亞地區發現了相同的露頭岩石。洪水理論不太能解釋阿爾卑斯山前陸的岩石——要輸送如此巨大的巨石,洪水必須達到數千米的高度並覆蓋整個山脈。
儘管存在這些問題,但洪水是歐洲“冰川”沉積物成因的觀點還是被廣泛接受。它似乎也符合聖經中對洪水的描述。甚至萊伊爾和達爾文也認為,巨大的漂礫是由洪水波浪頂部的漂浮冰筏輸送的。
冰川可以從山谷中傳播很遠,這對當地居民來說並不是一個不尋常的想法,他們觀察和體驗了冰川的生長和消退。但在學術界,這種方法有點困難。
1781 年,瑞士牧師雅各布·塞繆爾·維滕巴赫發起了一項旨在證明瑞士冰川先前延伸範圍的競賽(可能受到 1770 年阿爾卑斯山冰川推進的啟發),但沒有引起任何興趣
“我們是否可以根據現有檔案向自己證明,無論是由於我們冰山的推進還是由於我們曾經為了牧場的不當行為,最合適的土地目前都被冰雪覆蓋……[]”
關於冰川的先前擴張,只有謹慎的推測:地質學家詹姆斯·赫頓(1726-1797)和他的朋友約翰·普萊費爾(1748-1819)推測了北半球的冰川作用。1826 年,丹麥礦物學家和登山家延斯·埃斯馬克(1763-1839)的一篇出版物被翻譯成英文。在本文中,埃斯馬克討論了冰川在過去比今天大得多的可能性。J.D. 福布斯和羅伯特·詹姆森(他們是查爾斯·達爾文在愛丁堡大學的地質學教授——達爾文在他 1876 年的自傳中回憶道:“他們對我產生的唯一影響是決心在我有生之年永遠不讀地質學方面的書,也不以任何方式研究這門科學。”)在他們的講座中討論了冰川理論。甚至巴克蘭,他仍然在 1831 年爭辯說“地球的北部地區似乎經歷了從熱到冷的連續變化”,但在 1837 年轉變為萊伊爾的均變論,並認為像冰河時代和冰川擴張這樣的突變根本不會在地質學中發生。
1815 年,瑞士人讓·皮埃爾·佩羅丹,巴涅山谷的一位羚羊獵人,與工程師伊格納茨·韋內茨討論了他關於早期冰川覆蓋整個山谷的理論。韋內茨對這個想法印象深刻,開始繪製地質特徵圖,這使他認識到不僅巴涅山谷曾經被冰雪覆蓋,甚至整個瑞士也是如此。韋內茨 1829 年在瑞士自然歷史協會大會上的演講對他的提議幾乎沒有引起興趣:只有貝克斯市(瑞士西部)鹽礦主管讓·德·夏彭蒂埃,他在 14 年前見過佩羅丹,對這個新理論產生了興趣。
夏彭蒂埃本人開始了一個詳細的繪圖專案,並在 1834 年向瑞士協會介紹了他的調查結果,但冰河時代理論再次引起了很多批評。公眾批評者之一是夏彭蒂埃的前學生,名叫讓·路易·羅道夫·阿加西斯,一位年輕但受學術界尊重的古生物學家。夏彭蒂埃邀請阿加西斯參觀貝克斯市和周圍的山脈,觀察冰川,並透過自己的調查來檢驗早期冰川覆蓋山谷的理論。
1837 年,阿加西斯就冰川、冰河時代和冰盾發表了一場熱情洋溢的演講,並在 1840 年出版了他的著作《冰川研究》,詳細研究了現代冰川、它們的沉積物和冰磧。
阿加西斯經歷了與之前許多冰河時代倡導者相同的懷疑。他的朋友,德國地理學家亞歷山大·馮·洪堡在 1837 年 12 月 2 日寫給阿加西斯的一封信中說
“我認為你應該將你的道德和經濟力量集中在你關於化石魚類的這項美麗工作上……。在接受來自英國的大量資金後,可以說,你已經承擔了義務,只有完成一項既是你自己榮耀的豐碑,又是科學史上里程碑的工作才能履行這些義務……[]……不要再關注冰川了,少關注棘皮動物,多關注魚類……”
(博伊蘭 1998)
然而,阿加西斯並沒有輕易屈服於批評,並決定利用他與當時最重要的地質學家的關係。很快,他就說服了威廉·巴克蘭,後來又說服了查爾斯·萊伊爾,在那位最受尊敬的地質學家被說服之後,剩下的,就像往常一樣,都成了歷史
“建議——永遠不要試圖說服世界接受一項新理論——說服兩三個頂尖人物——其餘的人就會隨波逐流,就像 B 博士在柯克代爾洞穴事件中對漢弗萊·戴維爵士和沃拉斯頓博士所做的那樣”
愛德華·傑克遜,關於他的教授巴克蘭在 1832 年給出的建議(博伊蘭 1998)
圖 2. 填滿聖阿瑪蘭山谷(法國孚日山脈南部)的冰川重建圖,可能是冰河時代冰川的首次嘗試性重建——來自 COLLOMB (1847):“孚日山谷古代冰川存在的證據。”(照片由 D. BRESSAN 拍攝)。
阿加西斯對瑞士翁特阿爾冰川的深入研究奠定了冰川學的基礎;他記錄了冰川的尺寸、速度,甚至透過冰川磨坊冒險進入冰川內部。
此後不久,阿加西斯介紹的測量方法在阿爾卑斯山脈的各個冰川上進行,並且幾乎每年重複進行。
圖 3. 辛特埃斯冰川(圖片中心)、霍赫約赫冰川(左)和凱塞爾萬德冰川,位於奧地利阿爾卑斯山脈,施梅策於 1891 年繪製。辛特埃斯冰川是監測專案持續時間最長的冰川之一,其長度變化值可以追溯到 1848 年,自那時以來,該冰川的冰舌已縮短 3 公里。原始標題:“來自蒂羅爾阿爾卑斯山脈:奧茨山谷的末端,包括霍赫約赫冰川(左)、辛特埃斯費納冰川(中間)和凱塞爾萬德費納冰川(右上)。由 K. 施梅策 (1891) 根據自然景觀繪製。”(照片由 D. BRESSAN 拍攝)。
圖 4. 奧茨塔爾阿爾卑斯山脈的冰川,位於義大利-奧地利邊境地區,NASA 衛星影像(WMS 全球鑲嵌圖,陸地衛星 7 號),以及阿爾卑斯山脈的氣溫升高(從 1760 年到 2007 年)以及影像中描繪的某些冰川在 1910-1990 年期間的長度損失。綠線顯示了施瓦爾茨湖氣象站(澤爾登,海拔 2,800 米,根據 PSENNER 2008 年)的氣溫變化,紅線是夏季的平均值,藍線是整個阿爾卑斯山脈測量的冬季平均值(根據 BÖHM 2008 年)。大型冰川,其冰舌延伸到山谷中,顯示出所研究的奧地利冰川最強烈的退縮和退化,僅在 2007-2008 年就高達 40 米(圖表由 D. BRESSAN 製作)。
這些記錄顯示了各種波動,但從 1850 年起,阿爾卑斯山脈的冰川普遍呈現退縮趨勢。在過去 50 年中,這種趨勢急劇增強,引起了人們對景觀快速變化、曾經由融化的冰川支撐的巖壁不穩定以及山脈徑流和水文變化的擔憂,更不用說“冰川遺蹟”美學價值的喪失了。
參考文獻
BÖHM, R. (2009):儀器時期的氣候重建——大阿爾卑斯地區的問題和解決方案。《奧地利氣候變化》- 高山空間 - 人與環境,第 6 卷:145-164
博伊蘭,P.J. (1998):萊伊爾與第四紀冰川作用的困境。《倫敦地質學會特刊》143: 145-159。
克呂格,T. (2008):冰河時代的發現——國際接受及其對理解氣候歷史的意義。《經濟、社會和環境史》,施瓦貝出版社:619
普森納,R. (2008):來自阿爾卑斯山的水——全球變化——區域適應。是辛特弗盧斯嗎?- 高山空間 - 人與環境,第 4 卷:25-30
齊裡德,A. (2008):冰川小史。《氣候變化中的阿爾卑斯冰川》。豪普特出版社,伯爾尼:140
關於作者: 大衛·佈雷桑是一位居住在歐洲東阿爾卑斯山的自由地質學家。他畢業於一個關於奧茨塔爾阿爾卑斯山岩石冰川動力學和水文學的專案,這個階段使他對第四紀沉積物和現代冰川環境產生了特殊的興趣。透過追尋蹤跡、研究舊地圖和閱讀關於冰川的歷史報告,他對博物學家和地質學家在過去一段時間內地貌學和地質學概念的發展產生了興趣,因此他將好奇心、實地考察和舊的描繪結合起來,撰寫關於地質史的部落格。
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