《地球氣候》從天坑崩塌的危機談起

汪中和 / 中央研究院研究員 2023/07/26 13:46 點閱 2392 次
俄羅斯巴塔蓋卡凍土坑有融化跡象,圖2023年7月所拍畫面。(網路截圖)
俄羅斯巴塔蓋卡凍土坑有融化跡象,圖2023年7月所拍畫面。(網路截圖)

近日媒體報導,由於今年北半球的夏季高溫特別嚴重,位於俄羅斯遠東地區薩哈共和國的永凍土區域,有一個「巴塔蓋卡」(Batagaika)巨坑,又發生了明顯的崩塌現象,引起科學界的關心。

巴塔蓋卡巨坑因暖化而擴大

「巴塔蓋卡」巨坑,當地人稱「冥界之門」,是世界上最大的永凍土塌陷坑洞。在1960年代,當地森林遭受大量的砍伐,導致永久凍土層退化、崩塌。最初只是出現一個小峽谷,但隨著暖化持續,永凍土融化與崩塌的面積越來越大,形成了巨大的坑洞,導致永久性的地貌改變。

如今該坑已經長達1公里,塌陷區域最深達100公尺,每年自東北向西南方向逐漸擴張20~30公尺,形狀像個巨型的蝌蚪。

雖然「巴塔蓋卡」巨坑是著名的觀光景點,但塌陷區域的擴張卻是永久凍土加速融消的危險訊號。俄羅斯的暖化速度比全球均值要快2~3倍,目前該國65%的永久凍土區域都出現融化現象,已對俄羅斯各地城鎮構成威脅,處處道路變形、房屋龜裂及管線毀損。

近年來西伯利亞日益劇烈的大範圍森林野火,更讓問題雪上加霜。未來隨著氣溫攀升及人為壓力的增加,我們會看到愈來愈多這種巨型坑洞形成,直至所有的永凍土都消失為止。

永久凍土層的未來

永久凍土層是溫度低於0°C的表層地面,佔北半球地球陸地面積的四分之一 (約1千萬平方公里),儲存有數十億噸的甲烷及有機碳,是冰雪圈調節氣候的重要組成部分。
長期以來,永久凍土層的退化是綜合了當地生態平衡、水文過程、能量交換、碳循環、工程基礎設施等多種因素交織而成的後果。近幾十年來,隨著全球地表溫度持續上升,極端天氣事件的激增,永久凍土退化的程度也節節升高,成為惡化全球暖化的一項不利因素。

人為的天坑災害

除了荒野環境的巨型天坑在擴增以外,我們生活的城市與鄉村也面臨無處不在的小型天坑問題。天坑之所以可怕,是因為地面會在一段時間內保持完整,直到地下空間變得太大,失去了足夠的支撐,地表就會突然塌陷。

這些人為的天坑災害,主要是由於人類對居住環境的擴張與干擾,侵入性的地下工程,過量抽取地下水,改變了自然的排水模式,導致地下支撐的土壤鬆動並大量流失,就會出現致災性的天坑。例如本月8日,臺北市南京西路在深夜11點,因汙水管破裂突然發生地面塌陷的意外,造成多日的交通中斷。

如何降低天坑衝擊

根據研究,氣溫每升高0.1℃,天坑數量就會增加1%~3%;如今全球已升溫超過1.2℃,等於增高了約12%~36%,這是可怕的趨勢。更麻煩的是,候變化帶來了更大的降雨量,強化地下的沖蝕,提升天坑的生成與致災程度。
今天我們對於土地的破壞,就像我們不珍惜地球脆弱的生態系統一樣,最終傷害的是人類自己的生存。我們需要努力發展創新的工程技術,降低天坑的衝擊,保障人類永續的未來。