在天荒地老的北極圈一個半島上,永凍土原上出現了好些巨大的瘡疤,瘡疤深處爆發出來的不測之物,讓科學家憂心不已。
這是一場突如其來的爆炸,隨後在冰凍的原野上留下了一個內壁粗糙不規則的環形深坑大洞。
在這個環形大坑洞的外側邊緣是混雜著碎冰和永久凍土泥塊的灰色土堆。坑緣四周剛剛出土的植物,根部有燒焦的痕跡。這讓我們知道西伯利亞北極中部的這個大坑洞形成時爆發的力量相當之猛烈。
從空中俯瞰,爆炸後新露出的泥土與周圍綠色苔原和黑色湖泊形成十分鮮明的對比。圓柱形坑洞內部露出的土層和岩石幾乎是黑色的,當科學家到達此處時,洞底已經有了積水,成了水池。
2020年8月,一個電視攝製組和俄羅斯科學院的一組科學家與當地政府在亞馬爾半島考察時,從飛機上發現了最新一個環形坑洞,這使得在亞馬爾半島和鄰近的吉丹半島已經發現的巨大深坑總數達到17個。
究竟是什麼力量導致西北利亞北極地區永久凍土上出現這麼多環形坑洞?這些巨大的環形坑洞又是如何突然間爆發而形成?這很大程度仍然是個無法解釋的神秘自然現象。
不過,最近的研究開始為這一現象提供一些線索。可以肯定的是,這些坑洞不是因為地表下的永久凍土層融化和移動而逐漸下沉形成的。坑洞是由爆炸產生。
朱維林說,「爆炸發生時,大塊的土壤和冰塊被拋到爆炸中心數百米之外。我們在這裏看到的是巨大的地底壓力向外爆。壓力為什麼會這麼高仍然是個謎。」
朱維林是考察此現象的俄羅斯科學家小組其中一員,他們與來自世界各地的科學家,常來這些猶如隕石坑的坑洞現場採集樣本和測量數據,希望更多地了解地表下面的凍土層正在發生什麼變化。
朱維林說,「衛星圖像的分析說明,來自地底的噴發會在一個冰堆丘或土堆上造成一個巨大的環形坑洞。」
科學家在2014年首次被人發現的第一個環形坑洞在爆炸時拋出的泥土中找到柳樹灌木,研究其年輪表明,這些柳樹早自20世紀40年代以來就一直在承受外在壓力。研究人員表示,這可能是由於地面變形造成的。
就在離亞馬爾半島不遠的喀拉海海底,也發現了類似因氣體噴發形成的地底裂痕和土丘,在巴倫支海也發現了類似的痕跡。但是娜塔莉說,到目前為止,在北極其他陸地上還沒有發現類似亞馬爾半島這樣的環形坑洞。
追溯這些坑洞的演變以及天然氣來自何處及為何聚集環形坑洞之下,是科學家目前研究的重點。娜塔莉說,「有趣的是,可能有一種新的或以前未知的地球化學反應正在發生,這是我們從未想象過的。」
但是永久冰凍層也可能洩漏出甲烷,因為天然氣會被困在永久凍土的水晶體中,形成一種奇怪的凍結物質,稱為氣體水合物,一旦融化,氣體就會被釋放出來。
朱維林說,「人們認為可能存在不同的形成機制,很難用單一的模式來描述。這在很大程度上取決於環境和地貌。」他指出,在河牀上發現了至少一個氣體爆發形成的環形坑洞。
在這個人煙極度稀少的地區,爆炸發生在如此接近定居點的地方自然引起了各方的關注。因為該地區還布滿了開採永久凍土層下石油和天然氣的基礎設施管道。
娜塔莉說,「我們還不知道這是否會對北極地區的居民構成威脅。」 娜塔莉及其同事一直使用高分辨率的衛星圖像尋找其他環形坑洞的變化,意圖回答這個問題。
她說,「一旦我們發現類似環形坑洞的東西,我們就會使用分辨率非常高的時間序列圖像,(即同一地點在不同時間段拍攝的衛星照片)來搞清楚環形坑洞是何時形成的。」
最終,她和她的團隊希望能夠收集到足夠的數據來實現搜索過程的自動化。他們的最終目標是創建一種算法,通過在衛星圖像中尋找可能噴發氣體的冰堆丘,以便在這些冰堆丘爆炸形成環形坑洞之前就能預測到。
娜塔莉說,「我們希望在環形坑洞形成之前就能夠發現。這是你特別想要獲得的信息,因為發生爆炸形成坑洞的地方有人居住、有管道和其他天然氣和石油基礎設施。」
基茲亞科夫說:「永久凍土原中的一些湖泊很可能原是天然氣噴發形成的環形坑洞,後來被水淹沒。要說這種湖泊形成機制有多普遍,現在還為時過早。」
一些研究人員試圖測量某些特定的熱融湖中溶解的化學物質,來判斷這些湖泊是否原為天然氣噴發坑洞,但至今還沒有任何可確認的模式。
想知道這些事件是不是經常發生不僅僅是出於好奇之心。越來越多的人擔心,在西伯利亞西北部出現的環形坑洞可能與氣候變化導致北極環境生態的變化有關。
北極地區氣溫的暖化速度是全球平均水平的兩倍,這增加了北極永久凍土層在夏季的解凍量。
娜塔莉說,除了北極,「據我所知,在這個星球上,還沒有任何一個地方因氣候變化已導致地表的地質結構發生變化。」
甲烷是一種比二氧化碳更強的溫室效應氣體,從永久凍土中洩漏出來的甲烷會加速全球的暖化,而氣候暖化又反過來進一步導致北極凍土層更大的融化。
雖然亞馬爾半島坑洞的秘密仍未有完全解開,但迄今為止已經了解的事實表明,或許我們將來應該更認真、仔細地監管住這些神秘的環形坑洞。