北极圈内接连出现神秘巨洞,科学家担心的变化正在发生(3)

2022-01-18 07:59     环球科学

亚马尔半岛的永久冻土中的一些成分,使它们容易爆炸形成巨洞。这里具有一些典型的地质特征:上层通常是一层很厚的冰,被称为平顶冰(tabular ice),它能在永久冻土层上形成盖层。这一区域还含有特征性的湿寒土(cryopeg),它由永冻层包围未冻结的土壤组成——就像一种永冻层“三明治”。而第三个特征是该地区的地下深处储藏着天然气和石油。

图片来源:Skolkovo Institute of Science and Technology

研究人员发现在巨洞底部的水里,甲烷的含量升高,这表明甲烷可能正在从下面冒出来。一个主流的理论是,来自永久冻土层下方的甲烷气体通过一些途径到达了冰层下未被冻住的土壤中。另一个观点认为,当湿寒土中的水开始结冰时,其中溶解的高浓度二氧化碳会开始溢出。

Chuvilin表示甲烷和二氧化碳的另一种来源可能是未冻结土壤中的大量微生物,它们能分解有机物质并释放气体。研究人员对一个巨洞进行的甲烷同位素分析实验,似乎也证实了这一点。但是,在近期形成的巨洞底部的水中,产生甲烷的微生物的活性特别低。

但是甲烷也可能从冰中泄露出来。被封存在永冻层中的气体,会和水组成一种奇怪的冻结状态,称为气体水合物(gas hydrate)。当冰融化时,气体就会被释放。“研究人员认为这些巨洞的形成可能存在不同的机制,很难用单一的模型来描述,”Chuvilin说,“巨洞的形成很大程度上取决于环境和地形。”他指出,目前至少发现了一个在河床形成的巨洞。

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