2014 年 8 月 25 日西西北部亚马尔半岛天坑口的鸟瞰图。科学家们现在已经在俄罗斯北极的这个偏远地区发现了 20 多个爆炸性巨型天坑。
十年前，俄罗斯北极地区的西伯利亚西北部的亚马尔半岛和吉丹半岛上，惊现了一个神秘的天坑。这个陨石坑宽达数百英尺，形状如同锯齿，深不见底，周围被大量的土壤和冰块包围，彰显出形成它的巨大力量。自2014年以来，已经有20多个类似的天坑在这片偏远的土地上爆炸形成，其中最近的一次发现是在8月。
这些天坑引发了科学家们的好奇与困惑，他们花费了数年时间试图解开其喷发之谜。期间，各种假设层出不穷，包括流星撞击、外星人等离奇理论。
然而，现在一个由工程师、物理学家和计算机科学家组成的团队表示，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，这些天坑的形成是人为气候变化和该地区特殊地质条件共同作用的结果。
科学家们普遍认为，当苔原下的气体（包括加剧全球变暖的甲烷）在地下积聚，形成土丘，且地下压力超过地面强度时，土丘就会爆炸，喷出气体，从而形成天坑。但关于压力形成的具体机制和气体的确切来源，仍有待进一步探讨。
巨大的天坑口，有的有数百英尺宽，在冰冻的土地上留下了坑坑洼洼的痕迹。
这项研究的作者、剑桥大学的化学工程师安娜·莫尔加多表示，他们团队像侦探一样，对这些问题进行了深入探究。他们首先排除了化学反应导致爆炸的可能性，因为没有任何与化学燃烧有关的报告。
莫尔加多告诉媒体，这更像是体力劳动的结果，“就像给轮胎打气一样”。研究人员的发现与西伯利亚这一特定地区的复杂地质密切相关。该地区地下是厚厚的永久冻土，由冰、土壤、岩石和沉积物杂乱无章地混合而成。冻土之下是一层甲烷水合物，即甲烷的固体形式。而夹在两者之间的是一层约3英尺厚的咸味、未结冰的水，被称为“冷冻栓”（cryopegs）。
随着气候变化导致气温升高，土壤表层开始融化，水通过永久冻土层滴落到冰冻的缝隙中，渗入咸水层。然而，由于空间有限，额外的水导致“冷冻栓”膨胀，压力增加，地面破裂，形成裂缝直达地表。这些裂缝导致深处的压力迅速下降，破坏甲烷水合物，使气体爆炸性释放。研究发现，永久冻土层和甲烷融化之间的这种复杂作用过程可能在爆炸发生前持续数十年。
根据新的研究，图表显示了气温升高和该地区独特的地理环境导致爆炸性天坑口的过程。
莫尔加多表示，这个过程“因地区而异”。虽然她相信他们已经解决了北极这一地区的谜题，但如果类似的爆炸性天坑出现在地质条件不同的地方，“可能还有另一个谜团需要解开”。
然而，并非所有科学家都对这个新解释表示认同。莫斯科斯科尔科沃科学技术研究所的首席研究科学家叶夫根尼·丘维林表示，这项研究的想法虽然“新颖”，但并未与该地区的地质条件完全吻合。他认为，西伯利亚西北部的永久冻土层非常特殊，因为其冰和甲烷含量都非常高，来自表层土壤的水很难穿透厚厚的冰层到达地下深处的冰架。
夏威夷大学的地球物理学家劳伦·舒尔迈尔也对这个新解释持谨慎态度。她表示，虽然这项研究在理论上是合理的，但“这些天坑仍然存在许多潜在的气体来源”。
尽管存在争议，但大多数科学家都同意气候变化正在发挥作用，并可能导致未来这些爆炸性天坑的增加。丘维林表示，全球变暖影响了覆盖在气体饱和空腔的地下冰上的冰冻岩石的强度，使得气体更容易从下方爆发出来。随着气候变化的加速，它可能会导致更多的永久冻土退化、强大的气体井喷和新的天坑形成。
2014 年 11 月 8 日，一名科学家在亚马尔半岛探索一个天坑口。俄罗斯研究人员对天坑进行了实地考察，收集数据，以解开它们存在的谜团。
舒尔迈尔更进一步指出：“气候变化可能是一个主要驱动因素。”她表示，许多天坑是在异常温暖的夏季之后出现的，随着北极变暖，我们应该预计会有更多这样的天坑出现。
这些天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以前被锁在地球深处的甲烷，这种气体在短期内在大气中捕获热量的效率是二氧化碳的80倍。舒尔迈尔表示，虽然每个陨石坑产生的甲烷对全球变暖的影响并不大，但“它们是北极正在发生变化的可怕迹象”。
科学家们将继续研究这些爆炸现象，因为更好地了解它们有助于预测它们接下来可能出现的位置。这些天坑大多发生在偏远地区，但人们担心它们可能会影响该地区的住宅区或石油和天然气作业。俄罗斯科学院石油和天然气研究所的专家已经监测了该地区的一些土墩，虽然这并不意味着他们可以预测新的爆炸何时发生，但这使他们能够密切关注最关键的区域。
2014 年 8 月 25 日，亚马尔半岛上的一个天坑口。许多坑很深，深不见底。
对莫尔加多来说，这些天坑是人类以新的方式改变气候和破坏地球稳定的证据。“而且速度非常快，”她补充道，“现在已经不是几千年了，而是发生在几十年内。”
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