北極融冰裡的科學挑戰

專題報導 11/01/2011


隨著北極海冰融化速度增加,北極成為一個更容易接近的開放水域,這不只促使臨近國家的急切宣示主權,也給科學家帶來新的挑戰。

美國研究人員日前做了一項賭注,派遣重四千噸的船隻穿越白令海峽,航入北極海,這艘長七十二公尺的研究船蘭格斯號無法破冰,過往從未駛向這個極區海域。

但北極地區正在快速變化,擁有這艘船的美國國家科學基金會觀察衛星照片後判斷,在過去五年的夏天,他們要調查楚科奇海域,共有四年幾乎無冰,因此決定派船前往。

負責這項計畫的主要研究者,阿拉斯加大學海洋地質學家寇特利(Bernard Coakley)在航程中發給《自然》雜誌的電子郵件表示,開著這艘船前去北極海有些冒險,所幸結果很值得,當地今年夏季海冰覆蓋率幾乎創下歷史新低,故航程並未遭遇任何冰層阻攔,他們預計在十月中回到母港。

北極圈暖化速度比全球平均值快一倍,人類更需要監控當地變化,夏季海冰縮小後,讓科學家更有機會探索以往難以觸及的北極海域,例如讓他們不再只能靠破冰船航行。

除了科學家,企業也前仆後繼爭相前進北極,為了觀光、漁業、運輸,特別為了諸如碳氫化合物等的天然資源,美國地質調查資料顯示,北極區域天然氣蘊藏最高可能占全球蘊藏量的三成,石油蘊藏則可能占到百分之十三。

亟需開發這些資源國家的政府,也增加在這一地區的各項活動,作為宣稱擁有這塊受「聯合國海洋法公約」保護區域資源權利的前奏。二○○七年,俄羅斯在北極下的冰床插上國旗,許多人認為此舉反映出該國的領土野心;俄國今年七月宣布,要派遣兩支部隊常駐北極圈,更增強了此一看法。十一月加拿大也將在北極圈舉行年度主權演習,宣示在當地軍力更甚過往。

這些舉動都可能衍生出一場新冷戰,阻礙科學家在北極圈進行研究,不過地質學家、海洋學家等專家普遍認為,北極圈研究內的合作多於競爭。

阿拉斯加大學研究員艾肯(Hajo Eicken)長期分析海冰,他指出,媒體報導內容均為地緣政治衝突,但科學家所見恰好相反,在許多案例中,唯有國際社會密切合作,才可能推動北極研究。

對研究人員而言,通航時間才是一大問題,由於各方對北極圈興趣濃厚,適合極圈航行的船隻供不應求,科學家必須和鑽探公司及其他單位爭取那些數量有限,但特別適合北極地區的船隻,這也是為什麼寇特利和同事會決定用蘭格斯號來試航楚科奇海。

寇特利向美國國家科學基金會提案調查北極圈地質,原本申請使用美國主要的破冰船希力號,希力號曾經航行過楚科奇海。但重重因素形成阻力,且破冰船希力號可用時間早已預訂一空,八月下旬與九月間希力號必須與加拿大破冰船聖勞倫號共同航行。此一數年的計畫,破冰船將記錄北美大陸棚,為兩國政府收集資料,以備未來宣稱擁有北極圈部分海床主權。

「聯合國海洋法公約」規定,若能證明爭議海域延伸自國內大陸棚,則主權海域範圍不受二百海里經濟海域限制,但這項主張需要大量測試資料,故近年來占用諸多海洋地質學家的研究時間,同時也佔用了破冰船可用的寶貴時段。

美國至今尚未簽署「聯合國海洋法公約」,各國締約後,可在十年內提出正式主張,所以至今還不清楚,哪些區域可能會成為特定國家的囊中物,不過部分人士預測,北極圈沿岸國家所提出的主張,將會涵蓋大部分的北極地區。

不只是鄰近國家對此感興趣,例如中國及韓國均建造大型破冰船,不願在北極圈缺席。

北極海各項活動背後大多是基於商業考量,尤其是各大石油公司都在搶灘,例如艾克森美孚今年夏天擊敗英國石油公司,與俄國石油大廠Rosneft簽定數十億美元協議,一同在喀拉海鑽探油源;英國Cairn能源公司則將鑽探井沉入格陵蘭西岸外海,殼牌公司亦計畫明年在阿拉斯加外的楚科奇海動工。

另一方面,觀光船在格陵蘭西岸外海同樣絡繹不絕,格陵蘭旅遊與商務委員會指出,在二○○○年至二○一○年間,造訪當地的郵輪與遊客數量成長超過三倍,北極圈成為熱門景點。

由於海冰覆蓋面積不斷縮水,未來前往北極圈旅遊的機會將有增無減,專家對於未來變化速度仍無共識,過去十年至二十年的自然波動,受到人為造成的全球暖化,都可能讓冰層更快速融化。但也可能讓冰層短暫重現,美國國家大氣研究中心海冰研究員荷蘭德(Marika Holland)表示,未來仍充滿變數。

不過長期趨勢似乎很明顯,伊利諾大學大氣科學家瓦許(John Walsh)表示,「學界普遍認為,在二○三○年至二○五○或二○六○年間,我們可能會看到北極區夏季出現短暫的無冰期」。

這可能造成北極海航行的大增,由於夏季海冰愈來愈小、愈來愈薄,保護裝置較不完備的船艦也能進入,加州大學洛杉磯分校研究人員估計,至本世紀中期,一般船隻可航行的北極海域將增加百分之二十三。

「有些媒體想像,北極海未來將成為另一條巴拿馬運河或蘇伊士運河,只是天方夜譚。」
——布萊翰

航運公司也可能開始取道北極圈,做為太平洋沿岸與大西洋港口間載運貨物的捷徑,俄國北部海岸已曾試航,也有零星船隻通過加拿大北部的西北航道,不過短期之內,這條路線流量絕不會大幅增加。討論影響該區域議題的跨政府論壇「北極圈委員會」在二○○九年評估,至少在未來十年內,當地航運主要仍是為運送物資至北極鄰近居民,以及出口石油、礦物等資源。

阿拉斯加大學地理學家布萊翰(Lawson Brigham)表示,「有些媒體想像,北極海未來將成為另一條巴拿馬運河或蘇伊士運河,只是天方夜譚,不過以後也許會有短暫的夏季越北極通航時間」。

因為這些變化,讓科學家更感到迫切,希望盡快解開關於北極圈的種種秘密。
【知識通訊評論月刊一○九期】2011.11.01

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