本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点。
编者按:今年四月,地质学家和博士候选人乌莉亚娜·霍罗迪斯基将攀登珠穆朗玛峰,以确定有多少烟尘沉降在巨型冰川顶部的积雪上,这可能会减缓它们顶部的生长速度,即使它们在较低海拔地区融化。当她和她的团队在日益艰难的条件下越爬越高时,她将在此博客上发布更新,详细说明他们的发现以及他们如何生存。在过去喜马拉雅山的徒步旅行中,位于科罗拉多大学博尔德分校的霍罗迪斯基捕捉到了令人惊讶的视频,展示了冰川湖泊排空和重新注满的速度,这是她当前研究的基础之一。
加德满都 — 当我坐在这里,在尼泊尔首都海拔约 1,400 米(4,600 英尺)的地方时,我被成堆的装备包围着,这些装备似乎就要倒塌了。我这个月到五月底在珠穆朗玛峰和洛子峰上安全攀登超过 8,000 米(26,000 英尺)所需的一切都在这堆东西里。但愿如此!在预期的睡袋、羽绒服、连指手套、登山靴和冰镐中,还有各种各样的小玩意,从激光器和温度传感器到 7 公斤(15 磅)的三脚架和气象站组件——对于攀登一座山来说,这些硬件似乎很奇怪。
大部分科技设备都是为了我的研究。我们经常听到关于冰川如何融化的消息。但是它们从新降雪中生长的速度有多快呢?融化和生长之间的平衡是显著影响供水以及地球大片区域气候变化反馈的关键。
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自 2011 年以来,我一直在尼泊尔喜马拉雅山工作,研究冰上湖泊如何演变并改变冰川末端(尾端)附近的冰川表面。这些湖泊位于冰面之上,通过融化和崩解(冰壁坍塌)有效地侵蚀冰川,有时会在一夜之间部分排水,并在融化季节多次重新注满。这一切都发生在冰川的消融(融化)带,并导致冰川在垂直方向上的消亡。但是冰川的另一端——积累带——冰川由季节性降雪补给,情况如何呢?冰川的那部分情况如何?它是否抵消了较低位置的影响?在 2011 年和 2012 年在尼泊尔最大的冰川之一恩戈尊巴冰川工作时,这个问题多次浮现在我的脑海中。然而,直到现在,我既没有时间也没有金钱来尝试攀登并回答这些问题。
2013 年 6 月,我的野外助手萨姆·埃塞尼亚(Sam Ecenia)和我从科罗拉多大学博尔德分校徒步前往卓奥友峰的山脚下,卓奥友峰是世界第六高峰,也是恩戈尊巴冰川的源头。那时和 8 月份的图像显示,随着融化季节的推进,出现了大量的脏雪和冰。污染物一部分是天然尘埃,一部分是化石燃料、生物燃料和生物质不完全燃烧产生的人造烟尘。
然后在 2013 年 10 月,来自孟加拉湾的旋风向喜马拉雅山移动,并在短短两天内倾泻了一米多深的雪。我建立了一个临时气象站,以跟踪气温和雪反照率(反射率)的变化,并与另一位野外助手艾玛·马库奇(Emma Marcucci)(最近在博尔德获得博士学位)和马丁·科尔曼(Martin Coleman)(一位退休的洛克希德·马丁工程师)一起对雪进行了物理采样。暴风雨过后仅仅几天,雪就已经很脏了。虽然肉眼看起来是白色的,但我们在融化样品并通过过滤器后发现了大量的污染物。样品目前正在实验室中,因此仍有待确定有多少是天然尘埃造成的,有多少是人为污染或加德满都道路建设产生的碎屑,或者有多少是通往大本营的路线沿线严重的小径侵蚀造成的。
在三周的过程中,尽管温度在下降,但随着雪的融化,称为日射强度计的仪器记录到反射率下降了近 20%。您知道如果您穿深色衬衫而不是浅色衬衫,在阳光下会感觉更温暖吗?那是因为深色材料吸收了更多的太阳辐射。白色雪上的深色颗粒也做同样的事情,更快地融化雪。
在秋季和冬季,与当地野外助手 Jas Bahadur、Passang Nuru Sherpa 和 Ang Tendi Sherpa 在附近 6,000 米(20,000 英尺)的山峰上进行的采样也显示了这些海拔高度上的污染物。我们有点惊讶,现在想知道:污染物在积雪层中的沉积高度有多高?它们可能对高达 7,000 或 8,000 米的高度产生什么影响(如果有的话)?珠穆朗玛峰是我们的新地点,在那里,一个良好的大本营和来自加德满都公司 Himalayan Ecstasy 的可靠后勤支持将确保我们的安全,因为我们尝试为了科学而攀登更高的高度。
我们的登山家-科学家团队由通过 美国登山家科学计划 招募的志愿者组成,该计划由约翰·奥尔(John All)负责,他于 2010 年从北坡登顶珠穆朗玛峰。今年四月和五月,我们将缓慢地向山上进发,在攀登过程中适应环境并收集数据。我们将在西昆仑冰斗(Western Cwm)建立一个前进营地(2 号营地),即所谓的珠穆朗玛峰的寂静山谷,我们将从那里出发,对冰川山谷进行一日游。在我们将要攀登和研究的两个月里,一个临时气象站将记录气温、雪温和反照率的变化。通过在冰斗内的裂缝区进行仔细的协商和导航,我们将收集地表和地下雪样品,并使用手持式光谱仪进行反射率测量。
随着我们越爬越高,考虑到氧气水平较低,设备肯定会感觉更重。我们的目标是从西昆仑冰斗 6,000 米到 8,500 米的高度收集数据和样本,以揭示积雪上烟尘的垂直分布。在此过程中,我们将与 夏尔巴科学家倡议 的学员合作,希望教会他们数据收集技术,以便他们能够在未来几年自己的徒步旅行中继续生成雪数据。
我们在漫长而寒冷的八周内收集的所有信息应该能够深入了解污染可能对世界屋脊产生多大的影响。鉴于最近的一篇文章指出加德满都的污染水平和空气质量在全球排名最差之列,这是一项及时的研究。
探险队于 4 月 3 日正式开始,当时我们两人先于其他人前往大本营,以适应环境并安装仪器。其余队员将在一周后跟上。当我们为了科学越爬越高时,我会在可以的时候发布消息。感谢您的关注。