向冰川借点淡水

在18年上映的喜剧电影《西虹市首富》中，有这样一个情节：一名“大聪明”保安以其惊世智慧提出一个方案──从北极拖一座冰山来，缓解淡水资源紧缺的问题。

电影《西虹市首富》片段

这乍看起来相当荒谬，但现实中还真有这么一个富豪，宣布要斥资1.5亿美元试图从南极洲附近的赫德岛运一大块冰块，经过约8,800公里的距离，将其拖到阿联酋。此事发生在2019年，在当时的网络媒体上引起了轩然大波，然后就……没有下文了，计划疑似流产。

众所周知，中东是一个水比油贵的特殊地区，也无怪于有人愿意花重金开发极地淡水资源了，不过就其计划的推进情况来看，这一行动还是相当具有挑战性，尚未取得成果。

阿联酋发明家兼企业家阿卜杜拉·阿尔谢希，计划2019年从南极拉来一座冰山

我们知道，地球的水资源相当丰富，但其中97.2%都是难以直接为人类利用的海水，剩下的淡水资源中，有约四分之三固锁在冰川当中。因此，对冰山资源的开发利用素来是一个热议话题。下面我们简要回顾一下人类对冰川资源的利用历程。

01

冰川资源的利用

19世纪冰湖上的切冰场景

在冰箱普及之前，冰块贸易曾十分繁荣，不过在历史上大部分时间里，冰块买卖都是短距离的地方性贸易。直到1806年，由于隔热材料的创新和运输经验的累积，美国商人弗雷德里克·图多尔成功将一百三十吨冰从波士顿运往加勒比海的马提尼克岛。随后三十年间，图多尔公司的贸易范围不断扩大，将冰块远销至巴西、印尼、菲律宾、中国。在清朝时期，1840年美国商人利用越洋运送冰块作为消暑的奢侈品，在中国古代广州市场上很受欢迎，供不应求。冰块不仅没有在船上全部融化，反而十分有利可图，图多尔成为了波士顿的“冰王”，并且吸引更多企业参与到远距离贩冰行业。在十九世纪六十年代，波士顿的冰块出口量达到了顶峰。随着冰箱的出现和普及，冰块贸易成为了历史，最终在二十世纪走向没落。

波士顿冰贸易量

19世纪中叶时期智利的酿酒商人也曾经从圣拉斐尔海域的小冰山上装上风帆运输到瓦尔帕莱索去冰镇啤酒。20世纪40年代后期，斯克里普斯海洋学研究所的约翰·艾萨克斯开始探索更为奇妙的计划，例如将80亿吨的冰山运往圣地亚哥以缓解加州的干旱。

运输冰山的帆船

1977年，沙特阿拉伯等国家成立了一个旨在研究和实施从南极地区运输冰川到阿拉伯半岛沿海的公司——国际冰山运输公司。该公司由沙特王子费萨尔赞助，法国提供技术支持，旨在解决阿拉伯地区严重的水资源短缺问题。尽管初期尝试在阿拉斯加地区拖曳一座小型冰山，但因技术问题和资金问题，项目长期搁置。

直到21世纪，人们也未曾放弃对冰川资源的利用。2015年南非开普敦遭遇罕见大旱，南非海上救援专家尼古拉斯斯隆也组织了包括冰川学家和工程师在内的团队组建了“南极冰项目”小组来研究利用南极冰川来解决开普敦的严重缺水问题。同文首阿尔谢希的计划一样，该计划也石沉大海，暂无音信。

02

冰川运输的挑战

如前所述，人类为利用冰川资源做出了大量的尝试，然而冰川运输投入甚高而收效有限。以下我们简析冰川运输面临的挑战。

从南极冰山到中东的距离高达八千千米

首先，长距离的冰山运输面临着冰川融化的挑战。影响冰山长距离运输过程中融化速率的因素，包括气温、船速、风速、洋流以及与赤道的距离等。由于越靠近赤道的地区平均气温越高，冰山在离开两极地区后会快速融化，实际能够运抵目的地的冰山远小于初始体积。经济学上有一个模型“冰山运输成本”（iceberg transport cost），描述的是若商人想把x数量的某商品从甲地运输到乙地，从甲地装载的商品数量不能是x，而是tx （t > 1），因为在运输过程中，一个固定比例m = (t - 1) / t的商品会像漂流着的冰山一样逐渐“融化”。这一模型便是从冰山得到启发，揭示了运输过程中的损耗对商品贸易的影响。

适合拖运的板状冰山

其次，冰川的运输面临一些技术层面上的难题。例如，常见的锥形冰山因其形状不规则，容易发生碰撞，而适合拖运的板状冰山又容易崩塌。为此，阿尔谢希计划先在冰面周围建造一个金属“带”，然后再用船将冰块拖过海洋，他们还准备为这个金属带申请专利。

防止冰山崩塌的金属带

此外，冰山运输的成本也不容小觑。虽然理论上冰山运输的成本（0.06英镑/m³（约0.5元人民币））不比海水淡化（0.1英镑/m³（约0.85元人民币））要高，但实际上由于诸多原因，如冰山在运输和保存过程中的融化、技术的成熟度和规模化程度等，实际上冰山运输的成本高于理论值，也难怪那些中东富豪的投资打了水漂。

最后，对冰川资源的利用还面临着伦理问题。《南极条约》规定，南极是人类的共有财富，除了用于科学研究外，应尽可能避免对南极的开发。在全球气候变化日益加剧的今天，冰川保护本就是一个引发争议的热点话题，对冰山淡水资源的利用，难免要受到舆论环境的质疑。

03

冰川保护的意义

2025.03.21是首个世界冰川日

今年是“国际冰川保护年”，让我们再次将视线聚焦于冰川保护上。毋庸置疑，冰川保护是我们开发利用冰川资源时不可避免的考量。小规模的冰川开采其实对于冰川的生态环境稳定并没有太大影响，但真正威胁冰川环境稳定的是日益增强的温室效应。

全球工业化以来，大气二氧化碳浓度不断攀升，至本世纪，温室效应逐渐加剧，使得全球气温不断升高，地球两极与高山的冰川，面临着大量融化的危险。据英国《自然》杂志2月19日发布的最新研究显示，近20年来，全球冰川正以“每秒化掉三个奥林匹克比赛游泳池”的速度融化。这直接导致全球平均海平面近年来以4.7毫米/年的速度上升。保护冰川，已是迫在眉睫。

南极海冰面积变化趋势图

冰川是地球淡水资源的重要组成部分，不仅为数十亿人提供饮用水和灌溉水源，还在调节全球气候、维持生物多样性与科学考察方面发挥着不可替代的作用。高山冰川融水是许多大江大河发源地的主要水源供给，倘若冰川加速消融，可能导致洪涝灾害频发，危及人们的生产生活；冰川作为地表的大型冷源，调节着全球的气候，对气候变化作出即时的响应，减缓气温的上升；两极冰川更是企鹅、北极熊等动植物的栖息地，如果冰川的融化继续进行下去，包括帝企鹅在内的一些生物面临着绝灭的风险；冰川还是科学研究的重要媒介，通过冰芯钻取，科学家们揭开地球的冰封过往……

未来我们如何兼顾冰川资源的开发和保护？一要严格限制开采规模与方式，仅进行小规模、季节性开采，仅取用自然融水（避免机械破坏），如喜马拉雅地区的“冰川融水收集”项目；二要通过技术创新降低影响，如在冰川积累区实施人工降雪，补偿开采损失（瑞士试验中已应用）或在开采区域使用高反照率材料减缓融化（瑞士莫尔特拉奇冰川案例）；三要全生命周期管理，开采企业资助冰川保护研究或周边生态修复，并结合卫星遥感和地面传感器，实时评估开采对冰川物质平衡的影响。

给冰川盖上“保护毯”

冰川淡水资源利用与保护的冲突本质是“时间尺度”和“空间尺度”的博弈。在气候变暖背景下，保护优先、有限利用是更可持续的路径，需通过技术创新和严格监管实现平衡。详细随着科学技术的进步，人类可以在向冰川“借取”淡水的同时，维护生态的平衡稳定。

参考文章

“冰山运输成本”是真实的吗？──来自十九世纪波士顿运冰企业的证据

来源：石头科普工作室

编辑：月

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