▲俄羅斯北部亞馬爾半島的氣體爆炸大坑。資料圖
自2014年以來,科學家們發(fā)現(xiàn)了一個神秘的現(xiàn)象,西伯利亞苔原會莫名其妙地突然出現(xiàn)一個巨坑。截至目前,當?shù)匾寻l(fā)現(xiàn)至少8個這樣的巨坑,最深達10米。研究人員長期以來認為,氣候變化是該現(xiàn)象背后的主因。而近日,挪威科學家的最新研究首次揭開了這里“神秘自爆”且形成大坑的成因。他們指出,氣候變暖疊加斷層作用,讓西伯利亞苔原的凍土層被不斷撕開,未來類似爆炸或?qū)⒏宇l繁。
“突然自爆”
只集中在西伯利亞
首個巨坑于2014年出現(xiàn)在西伯利亞北部,當時一場突發(fā)的地下爆炸將泥土和巖塊“像碎片般拋向四周”,卻始終未能找到確切成因??茖W界一度懷疑與氣候變暖有關(guān):凍土層融化會在地下形成甲烷氣囊,一旦壓力釋放便可能引發(fā)爆炸。但更大的謎團在于,這些爆炸幾乎只集中在西伯利亞,而非整個升溫更快的北極地區(qū)。
近日,奧斯陸大學地質(zhì)學家赫勒旺在《Science of the Total Environment》發(fā)表論文,嘗試解答這一難題。他表示,當年看到紀錄片報道亞馬爾和蓋達半島上的“爆炸大坑”后,便決定深入研究。團隊梳理了英俄文觀測資料,并在此基礎(chǔ)上建立計算模型,以解釋為何這些大坑幾乎只出現(xiàn)在西伯利亞。
研究指出,這一地區(qū)不僅蘊藏豐富的天然氣,斷層活動還讓厚厚的凍土層逐漸變薄。赫勒旺認為,這些斷層在甲烷氣體聚集和塌陷坑形成過程中起了關(guān)鍵作用。模型結(jié)果表明,當氣體沿斷層向上移動,進入凍土層下方相對密閉的空腔時,會逐漸積聚并與來自更深斷層的過壓氣體疊加。一旦氣溫升高導致凍土層融化,地表形成淺湖,密封層被削弱,腔體壓力過大便可能引發(fā)強烈爆炸,最終形成巨坑。
“自爆”事件可能會越來越多
當?shù)匾恍┖椿蛴纱搜葑兌鴣?/p>
目前在亞馬爾和蓋達半島已累計發(fā)現(xiàn)8個至17個氣體大坑,數(shù)量因統(tǒng)計口徑不同而有所差異。赫勒旺表示,隨著大氣持續(xù)升溫、地表凍土層不斷減弱,這類“自爆”事件很可能會越來越多。
莫斯科斯科爾科沃科技學院地質(zhì)學家丘維林評價稱,這項研究較好地整合了已有成果,模型本身也具備解釋力。但他也提醒,當?shù)氐刭|(zhì)資料零散且未經(jīng)驗證,研究仍存在局限,尚無法解釋地下空腔最初的成因。研究人員指出,這類爆炸在過去可能也曾發(fā)生過,只是由于該地區(qū)衛(wèi)星觀測頻率較低、人口稀少而未被注意。此外,部分碎屑在爆炸后可能回落填入坑內(nèi),因此大坑最初可能比現(xiàn)在更深。
美國夏威夷大學研究員舒爾梅爾在2023年發(fā)表過相關(guān)研究。她強調(diào),這些大坑往往很快融化或被水填滿,迅速退化成湖泊,在她看來,該地區(qū)湖泊狀結(jié)構(gòu)的數(shù)量遠多于大坑。
赫勒旺則希望未來能夠持續(xù)追蹤這些氣體大坑的演化過程,觀察它們是否會逐漸與周邊湖泊相似。他同時指出,大約9000年至1萬年前,當?shù)貧夂驐l件與如今相似甚至更暖,當時也可能發(fā)生過類似爆炸,因此一些湖泊或許并非天然形成,而是從劇烈的氣體爆炸坑演變而來。他說:“該地區(qū)的許多湖泊,很可能就是由這種排放性爆炸大坑演變而成?!?/p>
紅星新聞記者 王雅林 實習記者 楊詩柔
編輯潘莉