本文發表於《科學美國人》的前博客網絡,反映了作者的觀點,不一定代表《科學美國人》的觀點
編者註:這是地質學家烏莉亞娜·霍羅迪斯基(Ulyana Horodyskyj)系列文章的第五篇也是最後一篇。她攀登了喜馬拉雅山脈的幾座山峰,試圖確定沉降在巨大冰川上的空氣傳播顆粒物(如灰塵和煙塵)如何改變冰雪融化方式,這可能會影響氣候變化以及當地供水。幾天前,她終於返回了科羅拉多大學博爾德分校。以下是她對數據以及徒步旅行本身的思考。
科羅拉多州博爾德市——非常感謝過去兩個月中一直關注這個博客的所有讀者。在喜馬拉雅山區進行了近一年的研究之後,我剛剛返回科羅拉多州。這次探險在許多方面都充滿挑戰,包括難以預測的天氣,這迫使我們在現場計劃中做出改變,有時甚至在最後一刻。例如,在十月份,來自印度海岸的一個大型氣旋橫掃大陸。當它猛烈撞擊喜馬拉雅山脈時,幾天之內就降下了超過一米的雪。這封閉了我們正在工作的昆布山谷的步道,並部分凍結了我監測的冰川湖,使得我無法進行一些研究。
然而,大量降雪激發了一個想法:在暴風雨過後幾天測試積雪中是否有局部污染物,並追蹤積雪隨時間推移的反射率(反照率)變化。我和我的團隊成員卡米·夏爾巴(Kami Sherpa)、艾瑪·馬庫奇(Emma Marcucci)和馬蒂·科爾曼(Marty Coleman)帶著濾鏡和注射器,收集了恩戈尊巴冰川附近村莊周圍的雪樣品。我們驚訝地發現,暴風雨過後不久,濾鏡上就存在大量的灰塵和黑碳。馬蒂和我設置了一個帶有日射強度計(測量太陽輻射通量的儀器)的迷你氣象站,以追蹤隨之而來的反照率變化。完美反射率為 100%,但雪不是均勻的物質——它可以充滿空氣和一些融水囊,因此新降雪的最大反射率為 90%。在十二月返回檢查我的實驗時,我發現儘管氣溫下降,但由於沉積物的積累,反照率下降了近 20%。
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這些在大約 16,500 英尺處收集的結果引發了更多的想法。這種灰塵和碳沉積物的高度效應(如果有的話)是什麼?為了找出答案,我和安·騰迪·夏爾巴(Ang Tendi Sherpa)(來自 Mega Adventures International)在十二月在附近的山峰上工作,採集了高達 20,000 英尺的樣本。我們再次發現了髒雪,其中包含灰塵(來自當地步道)和黑碳(來自當地村莊,或來自山谷下游的加德滿都)。
我們計劃的珠穆朗瑪峰之旅是帶我們到達更高的高度,超過 25,000 英尺。但是,就在我們到達營地之前,一場悲慘的雪崩襲擊了那裡的基地營地之上。它造成 16 人死亡,包括我們的團隊成員阿斯曼·塔芒(Asman Tamang)。我們無法問心無愧地繼續攀登。
我們將工作限制在昆布冰川的較低部分,收集了更多關於積雪的雪和光譜信息,以便與我在秋季和冬季在山脈其他地區收集的樣本進行比較。為此,我們使用了 PANalytical, Inc. 的手持式便攜光譜儀,該儀器測量雪在電磁波譜的可見光和近紅外部分的反射率。通過在一天中的同一時間、在相似的天空條件(最少雲量)下進行測量,我們可以量化小範圍內雪反射率的多樣性。這很重要,因為灰塵和黑碳沉積會降低反射率,並可能導致不同的融化速率。
雪崩發生後,我們不得不重新集結,並獲得新的攀登許可;五月初,我們將目標轉向尼泊爾中部的希姆隆山峰。在那裡,我們繼續在不同海拔高度收集雪樣品,最高略高於 2 號營地,再次達到約 20,000 英尺。這將為我們提供關於喜馬拉雅山脈不同地區(更靠珠穆朗瑪峰以西)的灰塵和黑碳沉積物的信息。我們原本希望採集高出約 3,000 英尺的樣本,但隨後我們的團隊成員約翰·奧爾(John All)墜入 70 英尺深的冰裂縫,並遭受了一些重傷。鑑於他的撤離,以及隨著春季來臨而變得越來越不穩定的積雪狀況,更安全的選擇是在更嚴重的春季融化和季風開始之前,將所有裝備和我們自己撤離山區。
在加德滿都放鬆了幾天後,我最後一次前往恩戈尊巴冰川,那裡是所有工作的起點。我與來自 Midwest ROV LLC(帕特里克·羅(Patrick Rowe)、塞西爾·古德森(Cecil Goodson))、美國登山者科學計劃(大衛·伯恩(David Byrne),一位來自珠穆朗瑪峰和希姆隆峰探險的登山科學家志願者)、加德滿都大學(碩士研究生拉凱什·卡亞斯塔(Rakesh Kayastha))和 Thamserku Trekking(首席嚮導切旺·夏爾巴(Chhewang Sherpa))的小組成員一起。我們一起從氣象站下載了數據,該氣象站正在追蹤冰川上的反照率變化、氣溫和相對濕度。我們還在湖水中重新捕獲了一些浮標,這些浮標一直在追蹤全年的溫度和水位變化。我們還在湖上划著充氣皮划艇玩得很開心,這些湖泊隨著蓄水和排水而漲落,收集了更多關於這些湖泊深度的信息,以及與先前研究人員的測量結果相比,近年來它們的變化情況。
這些項目有什麼聯繫?喜馬拉雅山脈被碎屑覆蓋的冰川末端的湖泊持續增長和加深,有效地“吞噬”它們。然而,在較高的“末端”,冰雪可能仍在積累,向下游的冰川供水。我們的結果將在未來幾個月在實驗室中進行處理,這將揭示在高海拔清潔冰雪中可能封存了多少黑碳,以及這可能會如何在未來影響融化。
這些研究共同揭示了世界之巔正在發生多麼快速的變化。但問題仍然是:我們能為此做些什麼?
前四篇報導的鏈接
4月7日:我尋找髒雪的旅程
4月18日:前往基地營地,在冰川繞道之後
5月1日:敵意接踵而至致命雪崩
6月17日:為科學冒著生命危險
所有圖片均由作者提供。