关于支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅,您将有助于确保关于塑造我们当今世界的发现和想法的有影响力的故事的未来。
在青藏高原不稳定的土壤上修建铁路从一开始就是一项不可思议的壮举,但中国政府的工程师们还是做到了。
现在,随着冻土因铺设铁轨的过程而受到扰动,以及高原气候变暖,一些科学家质疑这条耗资40亿美元的铁路线能否原样幸存下来,还是需要进行大规模重建。
在铁路于2006年开通三年后,国际研究表明,西藏地区是地球上变暖最快、融化最快的地区之一。联合国、中国科学机构和一些独立科学家对冰川和永久冻土的命运进行的研究并非针对铁路。但这项工作引发了人们的担忧,即地面变暖可能导致铁路弯曲。
(不)永久冻土
根据联合国环境规划署(UNEP)2007年的全球展望,过去30年,青藏高原的冻土升温约0.3摄氏度——仅次于两极,在全球升温最快。在人类活动扰动土壤的地方,如铁路建设期间,升温速度是原来的两倍,达到0.6摄氏度。
这似乎不算什么,但这足以超过铁路建设工程师为这条具有里程碑意义的铁路线所预测的速度,该铁路线自开通以来已运送了约600万名乘客和500万吨货物。而且,情况似乎会变得更糟:联合国环境规划署表示,在有数据记录的1995年之前的20年中,附近的青藏公路周围的永久冻土面积缩小了约36%。该报告称,到本世纪末,中国的永久冻土(几乎全部位于青藏高原)可能会再次减少一半。另一份联合国报告预测,到2050年,高原上的冰川将缩减三分之一。
也许这种前景可以解释中国气象局在5月初在西藏首府拉萨举行的一次会议上发出的警告,即西藏的升温速度比中国其他任何地方都快。据新华社中国官方媒体报道,该局局长郑国光表示,铁路可能处于危险之中,该地区必须“应对”气候变化的影响。郑警告说,在铁路穿越高原地区的地区,永久冻土的厚度每十年减少多达25厘米。
融点
其他研究表明,铁路本身也是一个促成因素。科罗拉多大学博尔德分校北极和高山研究所2007年发表的一篇论文指出,由于该建设对土地的扰动破坏了其自然平衡,因此较脆弱的温暖永久冻土地区更容易受到气候变暖的影响。该论文称,在目前的气候变化条件下,温暖的永久冻土区域大约需要20年才能解冻,但扰动土地下的永久冻土可能仅需五年即可达到融点。这项研究发表在《北极、南极和高山研究》上,部分由与铁路项目关系密切的中国科学家撰写。
然而,这项研究仅限于该地区,并未检查铁路本身。它也没有考虑到工程师在建造轨道时用于冷却土壤的方法的有效性。这些方法包括在轨道两侧使用称为热虹吸管的管道,以冷冻高原最高处易受影响的土壤部分,该区域是地球上最大的连续亚北极永久冻土区域。这些冷却棒是钻入土壤的7.6米长的钢管;它们含有氨,氨在蒸发时会从土壤中吸收潜热。该技术已在跨阿拉斯加管道和西伯利亚使用,尽管这些项目对冷却棒的依赖程度远低于西藏项目,并且是在较冷的气候下建造的。
怀疑论者
该铁路将拉萨与世界上最大的中国国家铁路网连接起来,横跨海拔5,182米的青藏高原,穿过约550公里地球上一些最脆弱和最危险的冻土地区。铁轨下方一半的永久冻土在-1摄氏度以内,这意味着它只需一度的气候变化就会融化。
有人质疑规划铁路的工程师是否进行了适当的计算,以考虑长期的气候变化。该项目的主要工程师指望冷却棒和其他技巧来帮助铁轨承受未来50年内高原土壤升温0.2摄氏度和空气升温2摄氏度的影响。这些数据——在2003年初决定——是最不保守的,因此也是最便宜的,以适应。
在2006年初,随着为期五年的建设项目最终接近完成,中国科学院(CAS)一位名叫吴子望的工程师预测,变化的速度更为严重,得出结论认为,支撑铁路的冻土可能在十年内被水坑浸泡。当时,这位研究人员是一个孤独的声音,他因坦率直言而受到训诫,遭到其部门的斥责,后来当我访问他在中国中部深处的兰州的中科院办公室时,他拒绝接受采访。
脱离危险了吗?
显然,并非所有人都认为铁路处于迫在眉睫的危险之中。该项目的主要科学家之一程国栋表示,铁轨正下方的永久冻土可能正在变薄,但它仍然保持稳定,这预示着它有能力承受进一步的变暖。在他2006年发表在《寒区科学与技术》杂志上的论文中,他写道:“管道下方的永久冻土温度......显著下降。”根据这篇论文,由于这个原因,冻结层在某些地方向上延伸,冻结了铁轨本身的路基填料。
程国栋解释说,建设的影响对高原永久冻土的威胁大于全球变暖。“最初的两到三年可能是最危险的时期,”他在5月份的一封翻译的电子邮件中写道。“如果我们没有充分考虑到影响因素,热和应力调整会告诉我们。”
如果铁路到目前为止表现良好,正如他所说的那样,那么它很可能会承受气候接下来带来的任何压力——至少在一段时间内。
阿布拉姆·勒斯加滕是ProPublica的一名记者,也是《中国的大火车,北京的西进和重塑西藏的运动》一书的作者,该书于5月出版了平装版。