西伯利亞苔原地區(qū)近年來頻繁出現(xiàn)神秘巨坑,引發(fā)科學(xué)界高度關(guān)注。自2014年首次發(fā)現(xiàn)以來,當(dāng)?shù)匾延涗浀街辽?個(gè)此類巨坑,最深可達(dá)10米。這些巨坑的形成機(jī)制長(zhǎng)期困擾研究者,直到挪威科學(xué)家通過最新研究揭示了氣候變暖與地質(zhì)活動(dòng)共同作用下的成因。
首個(gè)巨坑出現(xiàn)在西伯利亞北部,爆炸導(dǎo)致地表物質(zhì)呈放射狀飛濺,但最初未能確定具體原因。盡管科學(xué)界普遍懷疑與凍土層融化有關(guān)——融化產(chǎn)生的甲烷氣囊可能因壓力釋放引發(fā)爆炸,但為何這種現(xiàn)象集中出現(xiàn)在西伯利亞而非其他北極地區(qū),始終是未解之謎。
奧斯陸大學(xué)地質(zhì)學(xué)家赫勒旺團(tuán)隊(duì)在《科學(xué)總環(huán)境》期刊發(fā)表的研究中,通過整合英俄觀測(cè)數(shù)據(jù)并構(gòu)建計(jì)算模型,首次解釋了巨坑分布的特殊性。研究指出,西伯利亞亞馬爾和蓋達(dá)半島不僅富含天然氣資源,其地下斷層活動(dòng)還導(dǎo)致凍土層持續(xù)變薄。斷層為甲烷氣體提供了上升通道,氣體在凍土層下方的密閉空腔中積聚,并與深層斷層釋放的過壓氣體疊加。
當(dāng)氣溫升高導(dǎo)致凍土層融化、地表形成淺湖時(shí),密封層被削弱,腔體內(nèi)壓力驟增可能引發(fā)劇烈爆炸。模型顯示,這種“氣體-斷層-凍土”相互作用是巨坑形成的關(guān)鍵機(jī)制。赫勒旺強(qiáng)調(diào),斷層活動(dòng)在氣體聚集和最終爆炸中扮演了核心角色。
目前,亞馬爾和蓋達(dá)半島記錄的巨坑數(shù)量在8至17個(gè)之間,差異源于統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不同。赫勒旺警告,隨著全球變暖加劇和凍土層進(jìn)一步退化,此類爆炸事件可能愈發(fā)頻繁。莫斯科斯科爾科沃科技學(xué)院地質(zhì)學(xué)家丘維林認(rèn)可研究整合了現(xiàn)有成果,但指出當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)數(shù)據(jù)零散且未經(jīng)系統(tǒng)驗(yàn)證,模型尚無法解釋地下空腔的初始成因。
研究人員推測(cè),歷史上類似爆炸可能更為常見,但因衛(wèi)星監(jiān)測(cè)頻率低和人口稀疏而未被記錄。部分爆炸后碎屑回落可能掩蓋了原始深度,導(dǎo)致當(dāng)前觀測(cè)值低于實(shí)際值。美國(guó)夏威夷大學(xué)研究員舒爾梅爾2023年的研究顯示,巨坑通常迅速被水填滿或融化,退化為湖泊,因此該地區(qū)湖泊狀結(jié)構(gòu)數(shù)量遠(yuǎn)超可見巨坑。
赫勒旺團(tuán)隊(duì)計(jì)劃長(zhǎng)期追蹤巨坑演化,觀察其是否逐漸與周邊湖泊趨同。他提出,約9000至1萬年前當(dāng)?shù)貧夂蚺c現(xiàn)今相似甚至更暖,可能發(fā)生過類似爆炸,因此部分湖泊或由爆炸坑演變而來。“許多看似天然的湖泊,實(shí)則可能是氣體排放爆炸的遺跡。”