▲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(xué)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(dāng)?shù)匾寻l(fā)現(xiàn)至少8個這樣的巨坑，最深達(dá)10米。研究人員長期以來認(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(dāng)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。科學(xué)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(tuán)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(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(rèn)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(dāng)氣體沿斷層向上移動，進(jìn)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(dǎo)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

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目前在亞馬爾和蓋達(dá)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(xué)院地質(zhì)學(xué)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(dāng)?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(xué)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(yuǎn)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(dāng)?shù)貧夂驐l件與如今相似甚至更暖，當(dāng)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。”

紅星新聞記者 王雅林 實習(xí)記者 楊詩柔

編輯潘莉