这是我们的地球
这是个瞬息万变 充满自然奇观的世界
但地球的奇妙之处远不只如此
本系列节目要探索 四股形塑这个世界
让它成为 孕育生命温床的强大力量
本集节目介绍…
冰
冰是世界上最具动能
变化最快
最强大的力量
冰刻凿了地貌 创造出惊人美景
冰改变了全世界的气候 甚至推动了人类的演化历程
现今地球冰层变化得很快
并有可能造成深远影响
BBC探索地球惊奇
冰
世上某些令人屏息的壮丽景观 是冰的杰作
它主宰了高山 并覆盖了整片大陆
自人类出现以来 冰是塑造我们世界的首席工程师
冰可凿穿坚硬的岩石 并留下了非凡的遗绪
但是力量无穷的冰 来自一种柔软、脆弱的东西
那就是雪
雪是一种非常神奇的东西
每一片雪花都是由 几十个细致的冰晶组成的
世上不会出现结构相同的雪花
单一的雪花也许很脆弱
但只要集结得够多
就能形成自然界中 最令人敬畏的景观
全世界的山区 每年都会发生约一百万次的雪崩
雪崩也许惊天动地
但是对打造地球来说 几乎不造成任何影响
拥有骇人力量的是冰
柔软的白雪成为坚硬冰层之后
就拥有了世上 最具破坏性的力量之一
松软的白雪 是怎么形成这股骇人的力量？
答案就在阿尔卑斯山 这是世上最高的山之一
最高峰将近五公里高
这里的阿香提冰河
是阿尔卑斯山上 最长的冰河之一
每年下的雪都会形成 厚达数公尺的雪层
科学家可以在 这里的冰河裂缝里
看到白雪变成坚冰的过程
道格班恩是著名的冰河专家
我们现在来到 距冰河表面六公尺的地方
这六公尺有好几个雪层
这里的每一层代表了 冰河在一年中累积的量
冰河逐年累积 就像树的年轮一样
所以越往下 雪层的年代就越古老
每年的降雪量 都差不多有六公尺
随着雪层堆积
下方雪层的空气被挤压出来 开始转变成冰
我们越深入冰河 上方的雪越厚
在我身后这些 重重的积雪把下方雪层
压缩成叫做粒雪的坚实雪层
粒雪是白雪逐渐转变成坚冰的 第一个阶段
下面那里的雪层已经变成冰了
雪层被重力挤压 变成坚硬纯净的冰河冰
这个步骤可能要花二十年
但空气被挤光之后 这种冰变得跟石头一样硬
在重力的牵引之下 冰河开始移动
这是世上最强大的力量之一
这是冰层深处的声音
是冰河滑下山时 发出的呻吟、挣扎声
冰河移动的速度 也许慢到肉眼无法察觉
但快速播放阿香提冰河的画面
就会发现冰其实动感十足
放置在阿香提下方的仪器显示 它一年可移动两百公尺
相当于一天半公尺
欧洲的冰河分布在高海拔山区
但在寒冷的极地 冰层覆盖了大片土地
在南极，单一冰层就掩埋了 一个比美国还大的大陆
冰层的厚度高达四公里
所以露出来的只有高山的顶峰 这些被称为冰原岛峰
与其说冰雕琢这片地貌 不如说冰就是这里的地貌
这个冰雪世界很大
所以要从太空才能看得到 这里最奇妙的景观
这些是被千百年来的强风 吹凿而成的巨大冰丘
冰丘间相隔好几公里
总面积是大不列颠的两倍
冰甚至会创造自己的气候
这里的空气太冷 所以几乎不合水分
严格说起来 南极应该是世上最干燥的沙漠
但冰层下面 有一个更为神奇的世界
这是一个 消失了一千多万年的世界
卫星照片显示了 一大片冰层平坦的区域
平坦是因为它漂浮在 一座巨大的湖上
这个湖叫做斯托克湖
它是世上十大潮之一
湖面上是厚达四公尺的冰层
冰层让斯托克湖 和地球上其他地方
隔绝了好几百万年
拜雷达所赐，我们可以看到 南极在冰层下方完整的地貌
这是一个充斥着岛屿和高山 没有人看过的陌生世界
我们对冰雪已经习以为常
也认为冰河与冰层 是恒常不变的景观
但地球并不是一直都这么寒冷
在地球漫长的历史上 有九成时间是没有冰的
我们活在一个很特别的年代
现在是冰河时期
也就是广大区域 被冰层覆盖的时期
这一切始于三百万年前 南美洲和北美洲相撞
因此阻断了 绕行赤道的温暖洋流
于是温暖海水改道向北流动
成为今天的墨西哥湾洋流
说来奇怪，但这道温暖的洋流
让地球进入冰河时期
温暖海水 让地球寒冷北方的湿度增加
降雪量增加，并形成冰层
北半球慢慢地被冰层覆盖
引发了全球寒冷化作用
过去一百万年间冰层消长了八次
其周期受到地球轨道 细微变化的控制
虽然对地球来说 几百万年只是一瞬间
最近的这一次冰河时期
仍对我们的世界及我们 产生了深远的影响
它改变了全世界的气候
因此协助推动了人类的演化
最明显的影响是它雕琢出 我们今日所看到的世界
去加州的优胜美地国家公园
就能清楚观察到 冰雪大规模雕琢地貌的功力
一个著名的地标 矗立在此地的山谷中
这也是攀岩客心目中的圣地
那就是船长岩
对攀岩高手里欧霍汀而言
船长岩无与伦比
拜冰所赐，船长岩成为 最具挑战性的攀岩地点
我们称船长岩为“老爹”
它有一千公尺高
几乎一路笔直向上
包括我在内 大家看到它的第一个感觉是恐惧
连经验老到的攀岩高手 看到船长岩都会害怕
爬船长岩没有快捷方式 它是世界上最难爬的悬崖
两百万年前的优胜美地谷 和今天很不一样
当时这里遍布着 由河流穿凿而成的V形山谷
后来冰河在山区形成
缓缓地流下山谷 向两侧侵蚀坚硬的花岗石
让山谷的两侧 变得越来越陡峭
冰层融化后 留下的是一座深长的U形谷
到处都可以看到 冰河活动的典型迹象
巨砾被冰层从悬崖挟带到 数公里远的地方
古代河谷被拦腰截断的地方 出现了瀑布
像这样的陡峭悬崖 是冰河活动的典型痕迹
岩壁几乎呈90度
经过数万年的侵蚀
冰层削掉了花岗岩山的一侧
这正是这座悬崖 如此陡峭的原因
我爬了几百尺 快找不到岩缝了
岩缝消失之后就是平滑的岩壁
几乎没有办法攀爬
岩壁非常平滑 几乎没有着力点
冰河流过花岗岩
对花岗岩每平方公分的施力 超过了一百多公斤
把岩石磨得光滑无比
我要滑下去了…
快没有磨擦力了
这里真是又平又滑
你必须紧紧贴着岩壁才能撑得住
天气开始变坏
在这么平滑的岩壁上 下一点雨都很危险
平滑的岩壁湿了以后 就变得像溜冰场一样
我大概要掉下去了
天啊
我摔下去的可能性很高
继续爬下去实在太鲁莽
我的天啊
里欧得找到 船长岩上少数的避难处之一
可能得…没关系，快到了
虽然天气不好 但爬上来的感觉还是很过瘾
戴维，我安全了
这真是太过瘾了
这个地方真棒
仿佛是大自然专门 为攀岩客打造的
有些攀岩客 准备在船长岩上过夜
希望第二天能继续往上爬
我们很容易就会认为
冰河时期的影响力 仅限于偏远山区
事实上，那段时期造成的后果 也影响了好几百万人
这是位于 纽约中心地带的曼哈顿
从远方观察会发现 曼哈顿的轮廓相当特殊
两簇摩天大楼间 夹着一大片低矮的建筑物
这正是冰河时期 造成的直接后果
两万年前，北半球有大半部分 被巨大冰层覆盖了
而美国的这个地区 正好位于冰层边缘
现代摩天楼和冰层的高度相比 是小巫见大巫
就和在优胜美地一样 冰层消退后留下这些巨砾
和被磨得光滑无比的岩石
一块叫做片岩的岩盘 也因而外露
这片岩盘很坚固
很适合做地基
支撑着高耸建筑物
要是没有这片岩盘
纽约就不会有这么多摩天大楼
天际线下降的地区
是因为冰层在这里 堆积了沙土碎石
所以没有办法盖摩天大楼
冰以惊人的规模 铲平、雕凿了我们的世界
但为什么像冰这么易碎的东西
可以降伏世界上 最坚硬、顽强的岩石呢？
想要知道答案 就要观察冰河的内部
挪威的斯瓦提森冰河
是少数可以让我们看到 冰层运作的地方之一
多亏了这条冰河
科学家才开始了解 冰威力强大的谜团
斯瓦提森冰河有个特点
可以让我们同时从内部和外部 观察它的运作
在冰河深处 一个位于隧道末端的冰洞里
科学家和冰层打了照面
工作人员花了两天
用热水在冰河底部 融出一个冰洞
让我们进入冰河 目睹它的奇观
冰河学家玛丽安杰克森 常常在这里一待就是三个星期
我们在冰河的底部
上面是两百公尺厚的冰层 而且正在往下压
在这里工作时的动作要很快 必须在冰河封闭之前完成
在这条冰河的底部 我们可以看到
冰河是怎么凿穿坚硬的岩石
冰河底部的冰非常纯净
在离河床约一公尺左右的地方 冰突然变得很脏
这是冰层的底部
冰河移动的时候 会挟带许多沉积物
各位可以看到里面有一些砂砾
还有一些石头
它们磨擦冰河的底部
有如一张巨大的砂纸 在磨擦下方的岩石
所以造成破坏的并不是冰本身 而是冰河沿途挟带走的杂质
有的石头很大 直径约一公尺
有人在冰河里找到 像房子一样大的石头
所以冰河的力量很大 大到可以挟带大块岩石
把它们带到谷底
冰洞还有另一个惊喜
让我们知道 为什么坚硬如冰的东西
也能弯曲、流动
我们在冰层里发现了 很有趣的东西，那就是水穴
我们只在冰河底部的冰里 找到水穴
其实我们对水穴知道不多 因为我们没做过深入的研究
这里就有一个很好的例子
我们在融冰的时候 把这个水穴打开了
来，这里面全是水
但很奇怪 却是一条冰河
在底部还存有液态水
这些存在于冰河中的水穴 让冰变得较软，也较易流动
这些水穴显然让冰层变得 较不容易碎裂
所以可以绕过沿途的障碍
看到水穴让我们十分吃惊 因为我们以前没有看到过
人类研究冰河已行之有年
突然间你发现了 先前不知道的特性
这些水穴 帮助我们解释冰河的流动
冰河并不是一大块坚实的冰
仿佛要证明这种说法
冰占据了 玛丽安曾经站立过的空间
但在短短的三天之后 这座神奇的冰洞就消失了
从太空鸟瞰 更能清楚看到冰的流动
在格陵兰西海岸
冰河蜿蜒绕过埋藏在 冰层下的障碍物
我们用假色影像观察 阿拉斯加山麓冰河的蓝色冰层
它流过山脉缺口
像糖浆般地扩散 范围广达50公里
这是蓝伯特冰河的一部分
蓝伯特冰河是世界上 最长的冰河之一
我们可以清楚看到
冰河缓慢流动时 蜿蜒曲折的流纹
柔软曲折的冰同时拥有 将沿途的一切夷为平地的力量
冰河通常要花几千、几万年 来雕琢地貌
但偶尔会引发在几小时内 就迅速落幕的惊人变化
我们在美国的西北角 可看得到这种事件造成的后果
这个遍布峡谷、荒石的地区 占地四万平方公里
这里被称为不毛之地
地质学家维克贝克 花了40年研究
当年这里究竟发生了什么事
这里的地貌显示 曾经发生过惊天动地的大事
在这里开车时会觉得自己 正沿着那场浩劫的路径前进
这是一场注定会发生的浩劫
一万六千千年前 巨大的密苏拉湖在此形成
围住密苏拉湖的是一道冰墙
那道冰墙是北方冰层的一部分
当年挡住冰河密苏拉湖的冰坝 就在我身后
冰坝拦住了大量的湖水
在冰坝后方的水量逐年增加
冰坝终于挡不住了
最后以石破天惊之势决堤
相当于爱尔兰海的水量 一涌而出
洪水泛滥的力道 相当于引爆一颗炸弹
在空气中引发了强烈震波
你首先会看到尘土和强风
然后听到隆隆巨响
随之而来的是骇人的大洪水
密苏拉湖的水 迅速流过美国大陆
水的流速很快
我车子的速度 和当时洪水的流速差不多
这条路正好位于 当年洪水的底部
洪水的力道相当于 60条亚马孙河
洪水的前端高高卷起 再向下重击
像震耳欲聋的滚筒般前进
洪水所经之处都被夷为平地
你可以想象几百公尺高的洪水
水很黑，充满了沉积物 和各式各样的碎屑
巨大的石头、树木 长毛象等等
我想一定很可怕
水在陆地上切割出 两百公尺深的鸿沟
短短几小时内 冲走了数十亿吨的岩石
那场洪水可能会被形容成怪物
洪水覆盖的区域 广达四万平方公里
约十小时之后就奔流入海 留下了一个巨大的峡谷
洪水入海之后 在海底留下了大量沉积物
范围广达两千公里
这场冰河时期的大洪水 在不到一个星期的时间内
在大地上留下了 令人怵目惊心的伤疤
这片崖壁曾经是一座 巨大的马蹄形瀑布
其宽度是尼加拉瀑布的五倍
这些是汹涌洪水起伏前进后 留下的痕迹
这是漩涡笔直钻入岩石 形成的巨大壶洞
那场洪水规模惊人
现今世界上发生的灾难 根本没得比
如今科学家已经知道 冰层在冰河时期消长时
世界各地都发生了 规模类似的洪水
自从人类出现以来
冰河、冰层及洪水 让冰成为塑造地球的主要力量
但是冰最大的影响 不只是雕琢地貌而已
那是因为冰拥有某些特质
对地球的气候 产生了深刻的影响
大部分的物质在固态时的密度 都比液态时高
所以不会漂浮，但冰是个例外
冰结冻时体积会变大 所以密度变小
因此可以浮在水面上
而且冰光亮眩目
这样的组合 对地球气候造成很大的影响
漂浮和反光的两项特质
让冰对地球产生了 莫大的影响力
冰让两极成为 两个巨大的反射器
它们不只反射光，还会反射热
陆地和海洋属于深色 所以能吸收太阳的能量
但冰把太阳的热 直接反射回太空
这叫做反照效应
这是用卫星花了一年 在北极上方拍到的影片
可以清楚看到北极海冰 随着季节变迁而消长
这改变了地球吸收的能量数量
进而影响全球气候
所以覆冰量对全球气候 有很大的影响
甚至影响了人类演化的历程
东非出土的化石显示
过去三百万年间 发生了两次演化大跃进
第一次大跃进出现了
脑容量比前辈祖先 大了六成的猿人
后来出现了直立人
这是率先制造精细石器的人类
但引发这种迅速变化的原因 至今还是个谜
但现在看来，似乎和北方冰层 两次大规模的扩张很有关系
冰层扩张表示 反射太阳的量变多了
这使得全球气候变得更为极端
人类祖先居住的东非 气候变得不稳，难以预测
在这个迅速改变的世界里 只有适者才能生存
大脑容量和新型武器 让我们的祖先占了优势
在气候的一阵动乱后 现代人诞生了
要不是冰河时期 造成东非气候变迁
搞不好根本不会有现在的我们
冰在人类的故事里 扮演了重要的角色
如今冰对地球的运作和对我们 仍然非常重要
地球气候开始暖化 冰的未来会是如何？
想要知道答案 不妨跑一趟格陵兰
格陵兰 被世界第二大的冰层覆盖
巨大的雅科学普斯亨冰河 位于格陵兰西海岸
科学家在这里研究 全球温度上升
会对世上的冰发生什么样的变化
一直到1997年 冰河还算稳定
但之后发生了明显的变化
在过去十年里 冰河消退了十公里
也许各位会觉得很奇怪
但冰河大幅消退的原因 是因为冰河前进的速度加快了
如今雅科学普斯亨冰河 一天可以前进40公尺
流速为世界第一
冰河流速越快，厚度就越小
如此一来冰河的强度变小 因而断落
因此峡湾中挤满了 从冰河前端断落
漂流入海的冰山
这段花了三个月 拍摄的影片显示了
雅科学普斯亨冰河的冰层 正大量漂流入海
这些令人担心的警讯
改变了 我们对格陵兰冰层的了解
快速消失的 不只有雅科学普斯亨冰河
沿岸地区的其他大冰河的移动 也变快了
总有一天 格陵兰的冰层会完全消失
格陵兰的冰占了全球的10%
海平面会因此至少上升七公尺
世上许多人口稠密的地方 都会被淹没
首当其冲的是佛罗里达
欧洲北海岸会变得面目全非
伦敦有一大部分会被泡在水里
所以科学家自然急着想要知道
全球温度持续升高 对格陵兰的冰层会有什么影响
科学家康尼史帝芬 在北极工作了30多年
他和他的研究小组 来到格陵兰冰层
研究冰河速度加快的原因 及加速和气候变迁有什么关系
95年之后气候开始暖化 冰层移动的速度加快
起先只快了一此此 大约10%左右
起先夏季冰河流动的速度 增加了80%
也产生了大量的水 好比说这条河流
正是冰河流速加快的原因
每到夏天，融化的雪水增加
在冰面形成 越来越多的湖泊与河流
水会流到这里来
这些深不见底的坑 叫做冰河锅穴
没人知道水进入冰河锅穴后 会流到什么地方
康尼认为 水会直接流到冰河底部
水的润滑作用 使得冰河流速增加
若他说得没错
那气候变迁和冰河消退间 就有了直接关系
截至目前为止，还没人能证明 融化雪水是否真的流到岩盘
或是贯穿冰层 并未真的流到底部
康尼和他的研究团队 要把摄影机放进冰河锅穴
追踪水的流向
这是第一次有人尝试这么做
他们用的是航天总署针对 低温环境而设计的防水摄影机
他们挑了最大的冰河锅穴
冰河表面没有水流进这个锅穴
但是他们听到水声 所以知道下面有很多水
这是很危险的
因为他们无法确定
突出于锅穴上方的 这层冰有多厚
很安全吧？ 应该很安全
掉下去的话还有安全索撑着
同事会把我们拉上来
他们准备了一千公尺长的钢缆
康尼认为这样应该可以 把摄影机一路垂降到岩盘
60公尺
真惊人
一70公尺 -70公尺
碰到水了，摄影机下水了
开始拍了
90公尺后终于找到水了
这表示放置摄影机的方位没错
但现在离冰河底部 还有很长一段距离
一好像卡住了 -是啊
卡在冰壁上
是不是被挡住了？
摄影机似乎来到 冰河锅穴的弯角，动弹不得
也许只是 摄影机碰到锅穴的弯道
又或者水根本不会流到岩盘
康尼和他的研究团队 必须重新设计摄影机
明年夏天再来
无论水流向何方 冰层融解量增加是不争的事实
科学家描绘了格陵兰每逢夏季 就会历经表面融解的冰层
1992年时 这个区域还算小
局限于冰层边缘
但是到了2005年 融解区大幅扩张
据估计格陵兰每年减少的冰量 高达两百立方公里
现在虽然还剩下 三百万立方公里的冰
但减少的速率越来越快
整个冰层的改变 是我们五年前想象不到的
我是科学家 所以有新发现当然很高兴
但是我也很担心
因为移动速度如果不减缓的话 将会有大量淡水流人海洋
这对海洋循环、气候和 沿海人口都会产生很大的影响
变薄的不只是格陵兰的冰层
全球各地都有相同的情况
这是阿拉斯加的哥伦比亚冰河
和雅科学普及斯亨冰河一样
这也是一条移动迅速 最后进入大海的冰河
这条冰河宽2.5公里 厚650公尺
但20年前 它的厚度几乎是现在的两倍
由周遭山谷上的痕迹 可以看出冰层过去的高度
有点像涨潮线
这种变化产生了惊人的效应
其结果在冰河与海洋的交会处 清晰可见
大块的冰断落入海 速度是以往的30倍
冰层的厚度越薄 整个过程的速度就越快
哥伦比亚冰河自1980年后 消退超过14公里
事实上在过去50年间 世界各地的冰河都在缩小
围绕着南极的冰棚也在崩解
这个冰棚在短短五周内崩解
导致一块面积超过 三千平方公里的冰层消失
全球冰层消退 已是不容怀疑的事实
冰层正以惊人的速度融化
而且未来数年间 速度可能会越来越快
但目前我们无法断定
世界上有多少冰会消失 和消失的速度又有多快
但长远看来 要是全球暖化持续
会严重影响地球上的冰
这不是地球第一次 历经无冰时期
但对人类而言，这将会是 一个新纪元的开始
冰的消失会改变地球的面貌
这将会是自人类有文明以来 地球上最显著的改变