失去冰川的“重压”，断层会变得更活跃吗？

最近几年，暖冬成了我们冬日里的常见体验，原本该天寒地冻的季节，气温屡屡刷新纪录，滑雪场迟迟等不来积雪，高海拔地区的冰川也在肉眼可见地缩小。与此同时，夏季极端高温纪录不断攀升，强降雨、干旱在不同地区轮番上演。我们总觉得，气候变化带来的不过是气温、降水的天气变化，可美国地质学家对科罗拉多州桑格雷德克里斯托山脉（Sangre de Cristo Mountains）的研究发现，气候变暖引发的冰川消融，远不止改变地表景观那么简单——它还会卸去压在地壳上的“冰秤砣”，让地下的断层应力发生改变，甚至直接加快断层的滑动速度，让地壳活动变得更活跃。

冰川的融水溪流（图源央视新闻客户端）

在高海拔、高纬度地区，厚厚的冰川就像一个巨大的“冰秤砣”，长期压覆在地壳表面，给地下的地质构造带来持续的压力，而桑格雷德克里斯托山脉就是一个典型的“天然实验室”。这片位于美国科罗拉多州南部的山脉，地处北美里奥格兰德裂谷北部，发育着清晰的桑格雷德克里斯托正断层系统，同时还保留着完整的末次冰盛期（Last Glacial Maximum，LGM）冰川遗迹，让科学家能清晰还原冰川与断层之间的互动关系。

桑格雷德克里斯托山脉（图源网络）

在末次冰盛期，也就是约2.1万到1.7万年前，桑格雷德克里斯托山脉的高海拔区域被厚达50至70米的冰川广泛覆盖，这片巨大的冰盖如同千斤重担，死死压在山脉的地壳之上。这种持续的重压会让地下的断层产生约束应力（clamping stress）——也就是阻止断层滑动的力量，让断层两侧的岩石紧密贴合，难以滑动。

而随着气候变暖，冰川的“沉睡”被打破，约1.6万到1.4万年前，山脉的冰川开始快速消融，这个压在地壳上的“冰秤砣”慢慢消解，地壳的受力状态也随之发生了变化。科学家通过复杂的模型测算发现，在地下8至15公里的地震活跃深度，冰川消融让断层的约束应力直接下降了约20至55千帕，相当于给闭合的断层“松了绑”。

冰川消融使断层约束应力下降

失去了冰川的重压，地壳开始出现明显的回弹，就像压紧的弹簧被慢慢松开，桑格雷德克里斯托山脉的断层区域，下盘抬升了3至5米。而更关键的变化，发生在地下的断层上：应力的释放让断层的滑动速率开始出现数量级的跃升。地质学家通过高精度的地形测量发现，末次冰盛期后，也就是冰川融化之后，断层滑动速率至少是之前的5倍！

末次冰盛期前后的断层滑移速率

当然，看到这里大家不用过度担心，冰川消融并不会直接引发大地震。构造地震的根本驱动力，还是地球内部的板块运动，而冰川消融只是一个“调节剂”——它不会凭空制造地震，却会改变断层的应力状态，让原本就处于临界状态的断层，更容易达到破裂条件，就像给即将点燃的火焰添了一把柴，加快了能量释放的过程。

如今，全球气候变暖的趋势仍在持续，不仅是桑格雷德克里斯托山脉，全球各地的冰川都在以近百年最快的速率消融，格陵兰冰盖、南极冰盖的融化速度屡破纪录，高山冰川的面积也在不断萎缩。这些冰川的消融，不仅会导致海平面上升，还会让更多区域的地壳失去“冰秤砣”的重压，引发地壳回弹和断层应力调整。对于那些本身就处于构造活动活跃的区域，这种由气候变化引发的断层应力变化，值得我们高度关注。

从地表的冰川消融，到地下的断层活动，地球的每一个变化都牵一发而动全身，而读懂这些变化之间的联系，正是我们守护自身生存环境的关键。

参考资料：

1. Cecilia Hurtado and Sean F. Gallen，Exploring the impact of deglaciation on fault slip in the Sangre de Cristo Mountains, Colorado, USA

2. 地刊速览，Geology：气候变化也能改变构造运动！

来源：震知卓见