西伯利亚苔原地区近年来频繁出现神秘巨坑,引发科学界高度关注。自2014年首次发现以来,当地已记录到至少8个此类巨坑,最深可达10米。这些巨坑的形成机制长期困扰研究者,直到挪威科学家通过最新研究揭示了气候变暖与地质活动共同作用下的成因。
首个巨坑出现在西伯利亚北部,爆炸导致地表物质呈放射状飞溅,但最初未能确定具体原因。尽管科学界普遍怀疑与冻土层融化有关——融化产生的甲烷气囊可能因压力释放引发爆炸,但为何这种现象集中出现在西伯利亚而非其他北极地区,始终是未解之谜。
奥斯陆大学地质学家赫勒旺团队在《科学总环境》期刊发表的研究中,通过整合英俄观测数据并构建计算模型,首次解释了巨坑分布的特殊性。研究指出,西伯利亚亚马尔和盖达半岛不仅富含天然气资源,其地下断层活动还导致冻土层持续变薄。断层为甲烷气体提供了上升通道,气体在冻土层下方的密闭空腔中积聚,并与深层断层释放的过压气体叠加。
当气温升高导致冻土层融化、地表形成浅湖时,密封层被削弱,腔体内压力骤增可能引发剧烈爆炸。模型显示,这种“气体-断层-冻土”相互作用是巨坑形成的关键机制。赫勒旺强调,断层活动在气体聚集和最终爆炸中扮演了核心角色。
目前,亚马尔和盖达半岛记录的巨坑数量在8至17个之间,差异源于统计标准不同。赫勒旺警告,随着全球变暖加剧和冻土层进一步退化,此类爆炸事件可能愈发频繁。莫斯科斯科尔科沃科技学院地质学家丘维林认可研究整合了现有成果,但指出当地地质数据零散且未经系统验证,模型尚无法解释地下空腔的初始成因。
研究人员推测,历史上类似爆炸可能更为常见,但因卫星监测频率低和人口稀疏而未被记录。部分爆炸后碎屑回落可能掩盖了原始深度,导致当前观测值低于实际值。美国夏威夷大学研究员舒尔梅尔2023年的研究显示,巨坑通常迅速被水填满或融化,退化为湖泊,因此该地区湖泊状结构数量远超可见巨坑。
赫勒旺团队计划长期追踪巨坑演化,观察其是否逐渐与周边湖泊趋同。他提出,约9000至1万年前当地气候与现今相似甚至更暖,可能发生过类似爆炸,因此部分湖泊或由爆炸坑演变而来。“许多看似天然的湖泊,实则可能是气体排放爆炸的遗迹。”