北極圈的待解謎團:無端爆炸後,遺留在西伯利亞冰原上的17個離奇巨坑

2020-12-29 11:10

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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。

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亞馬爾和吉丹的永久凍土之特殊地質構成使其容易形成爆炸型的冰堆丘。娜塔莉說,「那裏有一些獨特的地質特徵。這個區域有一層很厚的冰,稱為平頂冰,覆蓋在永久凍土層上。此外還有被稱為濕寒土的一種土層,這種岩土層不會結冰,但被包裹在永久凍土中,這好象是一種夾心麵包,但麵包是凍土,被夾在中間的是濕寒土。這個區域第三個特徵是在非常深的地層有大量天然氣和石油。」

朱維林最近檢視了一個環形坑洞,這個直徑20公尺的洞被稱為埃爾庫塔坑洞,得名其所在的河漫灘。這個河漫灘似乎原是一個乾涸的牛軛湖。湖消失後,在地表下面留下了一大塊未凍結的土地,即稱之為塔利克(talik)的濕寒土,然後天然氣開始在這處濕寒土區域積聚起來。但是朱維林說,天然氣確切的來源很大程度上仍然不清楚。他說,「環形坑洞研究的關鍵問題是確定在永久凍土表面下積聚的天然氣的來源,因為一旦爆炸後形成坑洞,天然氣就會消失。」

西伯利亞西部冰雪原野上的石油和天然氣開採設施。波瓦倫科沃天然氣田離一個環形坑洞只有26英里。(BBC中文網)
西伯利亞西部冰雪原野上的石油和天然氣開採設施。波瓦倫科沃天然氣田離一個環形坑洞只有26英里。(BBC中文網)

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。」

勇敢的研究人員冒著危險用攀繩下降到坑洞,他們發現坑洞底蓄水中甲烷含量高,這表明可能有甲烷從洞下面冒出來。主流理論認為,這些在永久凍土層下的甲烷氣體找到了在冰帽下未凍結的濕寒地這個缺口。另一個解釋認為,有大量甲烷溶解在未凍結的濕寒土層的水分中,如果水開始結冰,而餘下未凍結的水已成飽和狀態,溶解在水中的天然氣就會冒泡釋放出來。

朱維林說,甲烷和二氧化碳的另一種來源可能是在濕寒地層中蓬勃生長的微生物分解出有機物質並釋放氣體。對一個特別引人注目的環形坑洞中的甲烷同位素所作分析似乎證實了朱維林的說法,但在一些最近形成的環形洞坑中,發現其底部湖水中能產生甲烷的微生物活性特別低,即使在其被發現的寒冷環境中也是如此。

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,在河床上發現了至少一個氣體爆發形成的環形坑洞。

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