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(美媒11月11日报道)
十年前,俄罗斯北极地区惊现一个神秘巨坑,形成一个宽达数百英尺、深陷如墨般深渊的巨大锯齿状洞口。洞口周围遍布着巨大的土块和冰块,证明着其形成时的巨大力量。自2014年以来,已有20多个此类巨坑在西伯利亚西北部亚马尔半岛和季丹半岛的偏远地带“爆炸”出现,最近的一个发现于8月。
这些巨坑既让科学家们着迷,又令他们困惑不解,他们多年来一直在研究其成因。其间,各种假说层出不穷,包括较为荒诞的小行星撞击说,甚至外星人理论。
如今,一个由工程师、物理学家和盘算机科学家组成的研究团队表示,他们找到了新的解释。他们在上个月发表的一项研究中,提出这些巨坑的形成是人为气候变化和该地区特殊地质共同作用的效果。
科学家们广泛认为,当被困在冻土下的气体(包括加剧地球变暖的甲烷)在地下积聚,导致地表出现土丘时,便会形成巨坑。当地下的压力超过地表土壤的蒙受强度时,土丘便会爆炸,释放气体。目前仍有待商榷的是压力积聚的更具体机制,以及气体的确切来源。
剑桥大学化学工程师、该研究论文作者安娜·莫加多表示,新研究团队决定像侦探一样研究这些问题。他们首先考虑了爆炸是否大概是化学反应造成的,但很快便否定了这一大概。莫加多说,没有陈诉说与化学燃烧有关。她告诉美媒,那只能是物理缘故原由,就像给轮胎打气一样。
研究人员发现的效果与西伯利亚这一特定区域复杂的地质情况有关。情况是这样的:地表以下是厚厚的永世冻土,由土壤、岩石和沉积物在冰的作用下混杂而成,冻土下面是甲烷水合物层,即甲烷的固体形态。而这两者之间则夹着厚度约3英尺的含盐未冻水层,称为“冰楔”。
根据研究,随着气候变化导致气温升高,表层土壤融化,水分透过冻土流入冰楔,并渗入这层含盐层。问题在于,多余的水分无处可去,因此冰楔膨胀,压力增大,地面开裂,裂缝直达地表。这些裂缝导致地下深处压力迅速下降,破坏甲烷水合物,导致气体爆炸性释放。
研究发现,冻土融化和甲烷之间的这种复杂作用会连续数十年,之后才会发生爆炸。莫加多表示,该过程极具地区特异性,因此虽然她认为他们已经解开了该地区这一谜团,但如果地质不同的地方出现类似爆炸性巨坑,大概还会有另一个谜团有待解开,其他科学家对于谜团已被解开则不太确定。
莫斯科斯科尔科沃科学技术研究所首席研究员叶夫根尼·丘维林多年来一直在近距离研究这些巨坑,他表示,该研究中的观点“新奇”,但认为其并不符合该地区的地质情况。他告诉美媒,西伯利亚西北部的永世冻土在冰和甲烷含量方面非常特殊。表层土壤中的水很难穿透这层厚厚的、冰层密集的冻土,到达地下的冰楔。
他告诉美媒,研究效果“仍然过于笼统”,没有考虑到该地区的复杂性,他自己的研究重点是甲烷在冻土上层空腔中积聚,直至压力过高而爆炸。他表示,要解开这一过程的谜团还有许多工作要做。
夏威夷大学的地球物理学家劳伦·舒尔迈尔也提出了谨慎看法。她说,虽然该研究在理论上是合理的,但这些巨坑仍大概有“许多潜在的气体来源”。莫加多表示,她对该理论很有信心,但考虑更多因素可以使该理论更加丰富。
然而,大多数科学家都同意,气候变化在其中起到了作用,并大概导致未来此类爆炸性巨坑的数量增加。
丘维林说,全球变暖“会影响覆盖着含气空腔地下冰的冻岩强度”,使气体更容易从地下喷出。他补充道,随着气候变化的加剧,大概会导致更多的永世冻土退化、猛烈的气体喷发和新的巨坑出现。
舒尔迈尔的说法更为绝对,她说气候变化大概是主要驱动因素,许多巨坑都出如今异常温暖的夏季之后,随着北极变暖,我们应该预料到会有更多巨坑出现。
这些巨坑不仅受到气候变化的影响,而且还加剧了气候变化。每次爆炸都会释放出先前被深锁在地下的甲烷,甲烷在短期内捕获大气中热量的能力是二氧化碳的80倍。
舒尔迈尔说,虽然单个巨坑产生的甲烷对全球变暖的影响不是特别大,但它们是北极正在发生变化的可骇迹象。
科学家们将继续研究这些爆炸现象,因为更深入地了解它们或许有助于预测下一个巨坑大概出如今那边,虽然大多数巨坑都出如今偏远地区,但人们担心它们大概会影响该地区的居民区或油气作业。
俄罗斯科学院油气研究所的瓦西里·博戈亚夫连斯基表示,专家们已经在监测该地区的一些土丘。他告诉美媒:“这并不意味着我们可以说明天这里就会发生新的爆炸”,但这使他们可以或许重点关注最关键的区域。
对于莫加多来说,这些巨坑是人类改变气候并以新方式破坏地球稳定的证据,“而且速度非常快,不再是几千年,而是几十年内就会发生。”
来源:https://view.inews.qq.com/k/20241111A09CJO00
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