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在失去香奈儿老佛爷的前一天,世界还失去了一个地球化学家。

华莱士 ·布洛克(Wallace Broecker),2月18日在纽约逝世,享年87岁,死于心衰。你可能没听说过布洛克,但你八成听说过“全球变暖”。

“全球变暖”这个词,正是布洛克在1975年提出的。

预言全球变暖,“乌鸦嘴”灵验了

1975年8月,布洛克在《科学》杂志上发表了一篇论文,题为《气候变化: 我们是否正处于全球变暖的边缘?》(Climatic Change: Are We on the Brink of a Pronounced Global Warming?)论文摘要里这么写——“自1940年以来的自然变冷掩盖了二氧化碳引起的升温,但一旦自然变冷终止,二氧化碳引起的升温就将显现……到21世纪初,地球平均温度将超过近1000年来的极值。”

论文刚发表时,还没有引起太大水花。但神奇的是,从此每过一年,布洛克的乌鸦嘴就显得越来越灵验!

布洛克自己回忆说,“1975年,还没有任何证据表明地球正在变暖。年复一年的波动只在零点几度间,没有明显的上升趋势。……我的科学论文发表于1975年。1976年,地球开始变暖,一直持续到今天。”

1880~2017年全球地表平均温度变化图。黑点是年均值,红线是五年平均线丨NASA GISS

1880~2017年全球地表平均温度变化图。黑点是年均值,红线是五年平均线丨NASA GISS

自有温度记录以来,全球年均温度最高的5年,你猜是哪5年?

就是最近5年!2014年第五,2015年第二,2016年第一,2017年第三,2018年第四。虽然2019年才刚开了个头,不过据科学家预测,2019很有可能拿下冠军。

有记录以来最热的十年,前五名就是近五年丨 Climate Central

有记录以来最热的十年,前五名就是近五年丨 Climate Central

随着平均温度年年上涨,讨论“全球变暖”的人也越来越多。布洛克也随之越来越声名鹊起。从1980年代开始,布洛克与其他地球科学家开始向政府官员介绍气候变化问题。渐渐地,全世界的人都开始关心全球变暖。

对此,布洛克并不愿意居功,只是说自己“纯属好运”。

要说好运,也确实有一点。布洛克后来发现,他1975年的预测基于的模型太过简化。虽然后来的事情几乎都符合他的预测。但他还是重新写了论文,提到了自己当年的分析里存在的缺陷。布洛克还提出200美元的悬赏,寻找“之前就在用这个短语的人”——有个学生确实在印第安纳州《哈蒙德时报》1958年的一篇社论里找到了这个短语。不过,这篇社论显然没有多少传播,更别提引起科学界乃至全社会对气候变化的关注了。

布洛克不是第一个讨论气候变化的人,不过他有一种天赋,擅长将晦涩拗口的术语,改成精炼易懂的流行语。在他之前,学术界使用的术语主要是“非故意气候改造”(inadvertent climate modification)——当然,在“全球变暖”(Global Warming)出现后,就没人提“非故意气候改造”了。

大洋传送带:全球热量、物质输送的命脉

除了“全球变暖”,布洛克还有一大发现,名字同样很形象——“大洋传送带”(the ocean conveyor)。

布洛克是气候变化研究的开山祖师之一,但他的本业却是研究海洋。他研究海水里的组分如何变化,保持着怎样的动态平衡。同时布洛克还是个技术流,他是同位素年代测定法的先驱,率先利用碳同位素和其他微量元素绘制全球洋流图。

1987年,布洛克找了个漫画家画了一幅示意图,描绘了全球循环的这条“大洋传送带”。顺便说一句,其他科学家嫌“大洋传送带”不够严肃,管这个叫“北大西洋经向翻转环流”(Atlantic Meridional Overturning Circulation,AMOC ),一个学术圈外没人能记住的名字。

根据他的数据分析绘制出来的洋流,大概是这么个样子:

图丨布洛克自传

图丨布洛克自传

这是一条巨大的深海洋流,远远大过任何陆上河流。它的发动机在北大西洋:这里的冷水因为重力下沉,循着海底深渊向南行进,绕过非洲分为两路,一路向印度洋,一路向太平洋;在那里它逐渐变暖然后上涌,又推动着南太平洋的浅层暖水,经由印度尼西亚通道一路折回欧洲,在北欧那里又再度变冷下沉,从北大西洋开始新一轮周期。

这条巨大的深海洋流输送着大量热量,任何一部分出问题,都会影响全球的气候和物质循环。举个例子,流入的表层暖水,让美国东岸与欧洲的冬天变得更加温和。假如这条洋流削弱或停止,美东与欧洲的冬天可能寒冷得多。好莱坞的恐怖灾难片《后天》,其实就是基于这一理论(的扭曲版)。

2004年电影《后天》中的冰封世界

2004年电影《后天》中的冰封世界

同时,这条深海洋流又很脆弱,完全可能迅速发生变化。比如说,整个洋流都被北大西洋的“发动机”驱动,如果北大西洋的海水不下沉,洋流的动力就会被切断。

别的地方不行吗?不行,因为北大西洋海水的每升含盐量高。同样是冷水的北太平洋,因为含盐量偏低,就算表层水到了冰点,还是密度不够、沉不到底,无法取代北大西洋的关键作用。

表层海水盐度的地图。注意,北大西洋水域(图片右侧红色区域)比北太平洋水域(图片中间偏上绿色区域)更咸,因而密度更大丨布洛克自传

表层海水盐度的地图。注意,北大西洋水域(图片右侧红色区域)比北太平洋水域(图片中间偏上绿色区域)更咸,因而密度更大丨布洛克自传

而这个关键的发动机边上就是冰山。只要气温上升一点,冰山淡水多融化一点,北大西洋的海水就会变得更暖更轻、盐度更低,海水的密度就更小,也就不足以产生足够的下沉力。

这样的事情在历史上甚至很可能发生过。大约1.3万年前,欧洲和北美本来正在从冰期里走出来的途中,却半道迎来一次明显的异常变冷,回到冰期的水平,给当地的生物带来了相当大的冲击。为何会突然变冷?一个主流假说认为,当时北美有个巨大冰川湖因为气温上升而溃堤,大量淡水涌入北大西洋,严重冲击了大洋传送带,才导致了这次突然变冷的逆转。

布洛克认为,大洋传送带就是“气候系统的阿喀琉斯之踵”。温室气体累积造成的变暖,可能对洋流产生巨大影响。这条传送带本来就有周期性变化,影响因素还有许多不明,而任何微小扰动,都可能造成传送带的突然减缓或停滞。一旦这条传送带“关停”了,就可能停上几十年。

那……怎么办?

万一到了那一步,该怎么办?

这个,布洛克也想过。

他希望用新能源代替化石燃料,但他也认为,不该限制穷人的发展。他希望发展新技术,捕获并储存大气中的碳;尽量不要动用孤注一掷的地球工程学手段。

不过,他也不吝计算一下地球工程学手段的可行性。

比如说,有个方案是用飞机在平流层中散播二氧化硫液滴,这些液滴形成的气溶胶能反射太阳热量,使地球变冷。布洛克的计算结果是,700架波音747飞机日夜不停24小时在空中不断释放二氧化硫,就足以抵消全球变暖,每年的成本约为400亿美元。

……虽然成本高了点,至少人类现在有了个备用方案嘛。

走偏的人生路:没做成精算师,成了著作等身的科学家

布洛克的敢想敢说,可能跟他的“非常规成长历程”也有关。布洛克出生于一个宗教家庭。他的父母信奉福音派基督教,不相信地质学,认为地球只有几千岁。布洛克本对科学一无所知,大学读的是基督教文科学院惠顿学院,人生计划是当个精算师。一位朋友推荐布洛克去地质实验室实习。在那里,他修好了一台绝缘出问题的碳14衰变测定仪。导师大喜过望,推荐他转学进了哥伦比亚大学,从此他走上了学术道路。

在惠顿学院的布洛克(左),在哥伦比亚读研的布洛克(右)丨布洛克自传

在惠顿学院的布洛克(左),在哥伦比亚读研的布洛克(右)丨布洛克自传

布洛克有诵读困难症(dyslexic),这种大脑疾病患者在阅读和拼写时会感觉文字仿佛在不断浮动、或者变成乱码。因此,布洛克一辈子都不会打字,也不用电脑。他总是用铅笔在白纸上写草稿,其他人帮他录入成打印稿。

他就这样写了17本书,500多篇论文。

布洛克的名言包括——

“研究地球系统让人感到谦卑,因为你意识到自然真的很复杂。”

“一个好科学家应该能同时做27个研究,把每个想法推到极限,进展停滞时先放弃它,然后找机会再回去继续做。”

(另一个科学家评论说,这只有布洛克本人能做到。)

“最有成效的思考发生在什么时候呢?当你意识到你曾当做真理的东西是错的,一切建立在其上的东西都分崩离析了。你陷入困惑,你重新思考整个问题。”

“永远不要把自己的某个想法认为是神圣不可改变的,那是你所能犯的最糟的错误。”

“我生活中最大的乐趣来自于解决难题。 我大约每六个月左右就会想出一些东西,然后写下来,推动这方面的研究,这就是我生活的乐趣。”

“气候系统就像一头愤怒的野兽,而我们正在用棍子戳它。”

棍子就是温室气体。地球的气候是很不稳定的。人类的微小扰动,可能招来气候系统的狂怒报复。图片来源:布洛克自传

棍子就是温室气体。地球的气候是很不稳定的。人类的微小扰动,可能招来气候系统的狂怒报复。图片来源:布洛克自传

因为不想居功,布洛克还开过玩笑说,如果把“全球变暖”刻在他未来的墓碑上,他的棺材盖子就要压不住了。布洛克担心的这件事大概不会发生。因为他可能不会有墓碑。根据遗愿,他火化后的骨灰将由同事在下次科考时带出海,撒在他研究了一辈子的大洋里。

地球科学没有诺贝尔奖,如果有的话,布洛克很可能会获奖。布洛克曾被授予无数荣誉和奖项。 他是美国科学院院士,被授予美国国家科学奖章。科学圈里管他叫“气候科学的祖父”,他的发现是解释地球气候历史的基础.,他就是地球化学与气候变化领域的无冕之王。

全球变暖的预言者,海洋与大气的探索者,华莱士·布洛克。

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R.I.P

参考资料

  1. Broecker, W. S. (2016). A Geochemist in his Garden of Eden: An autobiography of my scientific career at Lamont-Doherty Earth Observatory
  2. Broecker, W. S. (1975). Climatic Change: Are We on the Brink of a Pronounced Global Warming? Science, 189(4201), 460–463. https://doi.org/10.1126/science.189.4201.460
  3. Krajick, K. (2019). State of the Planet. https://blogs.ei.columbia.edu/2019/02/19/wallace-broecker-early-prophet-of-climate-change/
  4. Scientist at Work: Wallace S. Broecker; Iconoclastic Guru of the Climate Debate. (1998). The New York Times.https://www.nytimes.com/1998/03/17/science/scientist-at-work-wallace-s-broecker-iconoclastic-guru-of-the-climate-debate.html
  5. Watts, J. (2019 ). Climate change science pioneer Wallace Smith Broecker dies.https://www.theguardian.com/science/2019/feb/19/climate-change-science-pioneer-wallace-smith-broecker-dies

(编辑:Ent、Luna)

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3 Responses to “第一个说“全球变暖”的科学家,去世了”

  1. 匿名说道:

    为何没有评论

  2. zsply说道:

    科普文章就是要写的浅显易懂,看了洋流图,马上就明白为啥北极冰块一旦融化会导致啥结果了

  3. 匿名说道:

    估计来看松鼠的人不多,但是我只要是想起来了都会来看的。这文章写的很有深意,让我知道了在四大洋中还有个“泵站”,文章最核心提到动用地球工程学手段,这个手段是否会执行,以什么来评断?

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