不只中国沿海城市有危险 美国海岸也在沉入海洋?

出品|网易科学人栏目组

译者|小小

美国东海岸正在缓慢而稳定地沉入海中。这是最近一项研究的结果，该研究在确定东部沿海地区持续下沉时考虑了各种因素。这将导致未来发生更频繁、更严重的洪水事件，因为海洋正侵蚀沿海社区和家园。随着飓风“伊玛”在东南沿海地区肆虐，这一切都变得更加重要。根据《自然》杂志刊发的《科学报告》文章显示，东部沿海地区海平面平均每年上升3毫米。即使在晴朗和平静的日子里，洪水依然会继续泛滥。这种洪水会对房屋、商业建筑和道路造成经常性的破坏。

图1：2017年9月11日，在美国佛罗里达州的杰克逊维尔市，飓风“伊玛”（Hurricane Irma）沿着圣约翰河肆虐

海平面上升开始导致许多地势低洼的沿海地区洪水泛滥。虽然地球上大部分沿海地区都处于危险之中，但首先受到影响的地区还有几个额外因素，包括当地海洋和气象影响、海平面上升速度超过全球平均水平导致陆地下沉等。灾难性的沿海洪水通常与风力驱动的风暴有关，它们会淹没大片地区，海平面上升对这些事件频发的影响是难以评估的。小规模的“令人讨厌的洪水”经常与涨潮有联系，最近的频率增加与海平面上升和全球变暖的联系更加明显。

图2：2017年9月11日，飓风“伊玛”在佛罗里达州的杰克逊维尔市引发洪水

虽然这两种类型的洪水在未来很可能会增加，但只有“令人讨厌的洪水”才是早期指标，它将最终导致灾难性洪水和土地损失。在这里，我们评估了在北美洲东部沿海地区发生的“令人讨厌的洪灾”的频率和地点。我们发现，近期人为活动和冰川后地壳运动（post-glacial isostatic rebound）引发的垂直陆地运动是造成“令人讨厌的洪水”日益增加的重要因素之一。

美国东海岸海平面上升幅度相对较大有三个主要原因，其中有两项涉及东海岸正沉入海中。第一个原因就是冰期后地壳均衡反弹，这是一个简单过程的术语。在上次冰河时期，美国北部和加拿大的大部分地区都处于巨大的冰盖之下。这些冰压在大陆地壳上，使其下沉到部分熔融上地幔处。想象一下，你与漂浮着的面条在游泳池里游泳，然后使劲下压面条中部。无论你下压面条的哪一端，它最终都会冒出来。

图3：冰期后地壳均衡反弹过程

同样的过程也发生在地球上，特别是它经历巨大负荷（例如冰川）之后。北美大陆上的冰川导致东海岸由于负载的原因而出现了许多问题。然而，当冰川融化时，这块大陆上的重量就会被移除，边缘也会重新反弹。如果你把手从面条上移开，你会注意到你手的两边的部分会向下移动。在冰川消失后，这种缓慢的反弹或下降就被称为“均衡回弹”。这导致美国东海岸相对于大西洋来说缓慢而稳定的下沉。

第二个原因要简单得多。当人类在沿海社区使用地下水时，我们将地下的地下水移走，而这些水实际上在帮助制成顶部以及周围的沉积物和岩石。水被移走得越多，意味着岩石下沉得越快，因为它们再也没有牢固的支撑物。第三个原因是由于世界各地陆地冰融化导致海平面上升，这些冰川流入海洋导致海平面上涨。

这三个因素导致海平面自16世纪以来上升约60厘米，当时大多数沿海社区刚刚建立。在未来的几十年和几个世纪里，这三个因素可能会始终发挥作用，这意味着美国东海岸将继续坠入海中。因此，我们可以预计更大的洪水事件将会定期发生。我们现在有更多的理由去谈论它，并为不断加剧的困境设计解决方案。