▲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(lái)，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)神秘的現(xiàn)象，西伯利亞苔原會(huì)莫名其妙地突然出現(xiàn)一個(gè)巨坑。截至目前，當(dāng)?shù)匾寻l(fā)現(xiàn)至少8個(gè)這樣的巨坑，最深達(dá)10米。研究人員長(zhǎng)期以來(lái)認(rèn)為，氣候變化是該現(xiàn)象背后的主因。而近日，挪威科學(xué)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(lái)類似爆炸或?qū)⒏宇l繁。

“突然自爆”

只集中在西伯利亞

首個(gè)巨坑于2014年出現(xiàn)在西伯利亞北部，當(dāng)時(shí)一場(chǎng)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(xué)界一度懷疑與氣候變暖有關(guān)：凍土層融化會(huì)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(tuán)在于，這些爆炸幾乎只集中在西伯利亞，而非整個(gè)升溫更快的北極地區(qū)。

近日，奧斯陸大學(xué)地質(zhì)學(xué)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(dāng)年看到紀(jì)錄片報(bào)道亞馬爾和蓋達(dá)半島上的“爆炸大坑”后，便決定深入研究。團(tuán)隊(duì)梳理了英俄文觀測(cè)資料，并在此基礎(chǔ)上建立計(jì)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(yùn)藏豐富的天然氣，斷層活動(dòng)還讓厚厚的凍土層逐漸變薄。赫勒旺認(rèn)為，這些斷層在甲烷氣體聚集和塌陷坑形成過(guò)程中起了關(guān)鍵作用。模型結(jié)果表明，當(dāng)氣體沿?cái)鄬酉蛏弦苿?dòng)，進(jìn)入凍土層下方相對(duì)密閉的空腔時(shí)，會(huì)逐漸積聚并與來(lái)自更深斷層的過(guò)壓氣體疊加。一旦氣溫升高導(dǎo)致凍土層融化，地表形成淺湖，密封層被削弱，腔體壓力過(guò)大便可能引發(fā)強(qiáng)烈爆炸，最終形成巨坑。

“自爆”事件可能會(huì)越來(lái)越多

當(dāng)?shù)匾恍┖椿蛴纱搜葑兌鴣?lái)

目前在亞馬爾和蓋達(dá)半島已累計(jì)發(fā)現(xiàn)8個(gè)至17個(gè)氣體大坑，數(shù)量因統(tǒng)計(jì)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(huì)越來(lái)越多。

莫斯科斯科爾科沃科技學(xué)院地質(zhì)學(xué)家丘維林評(píng)價(jià)稱，這項(xiàng)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(dāng)?shù)氐刭|(zhì)資料零散且未經(jīng)驗(yàn)證，研究仍存在局限，尚無(wú)法解釋地下空腔最初的成因。研究人員指出，這類爆炸在過(guò)去可能也曾發(fā)生過(guò)，只是由于該地區(qū)衛(wèi)星觀測(cè)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(guó)夏威夷大學(xué)研究員舒爾梅爾在2023年發(fā)表過(guò)相關(guān)研究。她強(qiáng)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(lái)，該地區(qū)湖泊狀結(jié)構(gòu)的數(shù)量遠(yuǎn)多于大坑。

赫勒旺則希望未來(lái)能夠持續(xù)追蹤這些氣體大坑的演化過(guò)程，觀察它們是否會(huì)逐漸與周邊湖泊相似。他同時(shí)指出，大約9000年至1萬(wàn)年前，當(dāng)?shù)貧夂驐l件與如今相似甚至更暖，當(dāng)時(shí)也可能發(fā)生過(guò)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(lái)。他說(shuō)：“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。”

紅星新聞?dòng)浾?王雅林 實(shí)習(xí)記者 楊詩(shī)柔

編輯潘莉