辛苦劳作vs冰与火两重天

我在加州大学洛杉矶分校任教时，还是位年轻的自然地理学教授。我当时还没有熟读麦金那篇现象级的论文，是靠学习遥感技术，让我在开展首批研究项目时熟悉了这些河流的原理。在1996年10月的前两周，发生了令人生畏的灾害。在覆盖冰岛东南部大部分地方的瓦特纳冰原，有个火山的裂缝喷发了。这一喷发融化了500米厚的冰层，从冰面上不断扩大的裂缝中，喷出了水汽和火山灰。将近4立方千米的冰融水流入了冰下碗状的洼地。侵入的水最终将洼地向上抬起，抬到冰层，最终升到足以打破冰和基岩的闭合之处，使得新灌入的冰下湖水突然喷发。融化的水在冰川之下的50千米处的蛇形丘（一种冰下河流）中流淌，继而在11月5日和6日涌入黑沙滩，而黑沙滩是世界上最大的活跃的冰水沉积平原。

在冰岛语里，这称得上是一场特大的“jökulhlaup”，即冰川湖突发洪水。洪水从冰河的出口涌出，沿着两条小型、相互交织的河流奔流，这两条河穿越了25英里宽的沙地平原，最终流入大海。在15个小时里，它们的总排水量从几立方米猛增至约5.3万立方米。这些小河通常会聚合多条水流和众多沉积物，水势凶猛，其水量会增至密西西比河的四倍之多。

冰川湖突发洪水的破坏力异常强大，幸运的是，它袭击的是人迹罕至的地区。像小房子一样大的冰块从冰川上断裂，像玩具一样在洪流中翻滚。冰水沉积平原的一些地区已经被埋了12米深的巨石和砾石。其他地区则被洪水侵蚀了多达20多米。两架桥和冰岛国道1号的漫长车道——国道1号是环绕冰岛的唯一高速公路——都直接被冲垮了。

这一灾害的影响极大。当时著名的NASA科学家詹姆斯·加文，曾邀请我参加野外考察，以观察损害的严重程度。在冰水沉积平原的中心被冰川湖洪水袭击的5个月前，美国宇航局测试了一项新的机载激光遥感技术——空中地形绘图仪。时至今日，NASA仍在使用此项技术，从飞机上向下发射螺旋扫描激光，可以非常精确地绘制大面积的地区上的地表隆起。

我们驾着一辆租价异常高昂的四轮驱动车，在黑沙滩上疾驰，对洪水破坏的规模感到震惊。地面上有很多坑洞，房子大小的冰块正在融化。巨石要么堆成了小丘，要么向下游滚动好几千米。在被严重侵蚀的冰水沉积平原的上空，高速路突然消失了。(https://www.daowen.com)

加文对这一超现实的地理景象很感兴趣，是因为这与观察到的火星的表面极为类似。而我则对河流特别着迷。NASA洪水前的机载激光测量为评估河流塑造地貌的过程提供了一个难得的机会：罕见的、灾难性的洪水与流水的日常活动，哪个因素更重要？基于河流的破坏程度，我敢肯定应该是洪水作祟。我收集了一些照片，也和加文做了些野外测量，之后便回了家，写了份研究资金计划书，希望能让NASA的空中地形扫描测绘仪回到冰岛，调查河流因冰川湖洪水所受的破坏，并跟进随后的修复过程。我的假设是，这场巨大的洪水永久地改变了流经冰水沉积平原的两条小河。

图8-1　在1996年，在冰岛瓦特纳冰原冰盖下方发生的一次火山喷发，引发了灾难性的冰川突发洪水，其高峰期的排水量近似于密西西比河的四倍。洪水破坏了附近的平原，严重侵蚀了部分地区的地貌，而其他地区则被沉积物覆盖了地表。在接下来几年内，这些奇特的景象会随着日常河流小分支的更迭而改变，甚至消失。（劳伦斯·C.史密斯/摄）

5年后，在参与了美国国家航空航天局（NASA）的两次飞行活动、大量肮脏的野外考察，以及品尝了像煮熟的羊头和腐烂的鲨鱼肉等冰岛当地美食之后，我意识到自己的假设是错误的。机载激光测量和另一种叫作“卫星雷达干涉测量”的新遥感技术已经证明，冰岛现代历史上最大的冰川湖突发洪水的确摧毁了河道，但影响是短暂的。当洪水冲刷河床的深洞时，河流将它们填满了。洪水在那里堆积起碎石，河流把它一点儿一点儿地送入了大海。洪水过后仅仅4年，冰川湖突发洪水对地形的影响已经消失了大约一半。

这些河流真正关心的是回归日常。就像蚂蚁移动沙子一样，河流修复了自己的河床斜坡，这样它们就可以回到以最节能的方式运送泥沙的本职工作中。NASA的激光遥感技术以厘米级的精度，记录了两条受损的河流如何努力达到平衡的状态。灾难的影响虽然在短期内是看来是巨大的，但在几年之内就消失了。这就是冲积河流不懈坚持的力量。