工业革命后日益严重的空气污染似乎是冰川学中长期存在的一个谜团的解释。一项研究表明，欧洲大量工厂烟囱和蒸汽机车排放的烟尘解释了为什么阿尔卑斯山的冰川在人类活动导致的气候变暖开始之前很久就开始退缩。
大约4000条大小不一的阿尔卑斯山冰川——如今正受到气温上升的严重威胁——在被称为小冰期的相对寒冷的500年时期里都保持良好，小冰期大约始于十三世纪末。在十九世纪中期达到顶峰时，阿尔卑斯山冰川的范围和体积至少是现在的两倍。
但随后这些冰川突然开始退缩。世界其他地区可能也受到了影响——这种衰退仅在阿尔卑斯山得到了充分记录——而且，按照惯例，气候科学家认为小冰期在1850年后不久结束。
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然而，尽管冰川在萎缩，但直到本世纪末，全球平均气温才显著上升。事实上，阿尔卑斯山的气候记录——世界上最丰富和最可靠的记录之一——表明，冰川本应继续生长半个多世纪，直到大约1910年。
“有些东西在侵蚀冰川，而气候记录没有捕捉到，”奥地利因斯布鲁克大学的冰川学家乔治·卡塞尔说，他是本周在《美国国家科学院院刊》上建立针对黑碳或烟尘的案例的团队成员。“人们常常认为冬季降雪量大幅减少是罪魁祸首，”他说。“但从我们所知的一切来看，并没有发生这样的减少。”
退缩之谜
两年前，在梵蒂冈宗座科学院举行的冰川科学研讨会上，卡塞尔与美国宇航局喷气推进实验室的雪水文学家托马斯·潘特讨论了这个谜团，后者一直在研究大气颗粒物（称为气溶胶）对气候的影响。燃烧有机燃料产生的烟尘颗粒会不会是被忽视的导致阿尔卑斯山冰川过早融化的原因？两人决定进行调查。
由于较暗的表面会吸收更多热量，如果足够的烟尘沉积在冰雪上，它可以加速融化。历史记录表明，到十九世纪中期，一些阿尔卑斯山谷的空气中充满了污染。“因斯布鲁克的家庭主妇不再在户外晾晒衣物，”卡塞尔说。
科学家们曾认为，不太可能有足够的烟尘被带到足够高的地方来影响冰川融化，但现在看来他们错了。当卡塞尔的团队查看之前在西阿尔卑斯山两个高海拔地点钻取的冰芯时——瑞士-意大利边境附近罗莎峰上的科莱格尼费蒂冰川鞍部（海拔4455米）和伯尔尼阿尔卑斯山上的费舍霍恩冰川（3900米）——他们发现，大约在1860年，冰川冰层开始含有数量惊人的烟尘。
该团队将当时烟尘对冰川产生的能量效应转化为等效的气温变化。当包含在一个简化的质量平衡模型中时，黑碳的融化效应很好地解释了观察到的阿尔卑斯山冰川退缩，而无需在模型中进行不切实际的降水增加。
“该模型可以进一步改进，”瑞士苏黎世大学的冰川学家安德烈亚斯·维耶利说，他没有参与这项研究。“即便如此，这项研究也为冰川难题提供了一个非常优雅和合理的解释。看来在中欧，烟尘过早地结束了小冰期。”
卡塞尔说，直到大约1970年，当空气质量开始改善时，加速的气候变暖才成为阿尔卑斯山冰川退缩的主要驱动因素。他补充说，如果该地区的冰川继续以过去30年观察到的速度融化，那么在本世纪末之前，几乎所有冰川都有可能消失。