Live Science報導,西伯利亞永久凍土常出現巨大坑洞,讓科學家摸不著頭緒,過去十年來,研究人員提出了多種可能促成西伯利亞坑洞形成的因素,將其與永久凍土融化以及水-甲烷晶體(稱為甲烷水合物)分解成甲烷氣體和水聯繫起來。

科學家指出,這些坑洞是由於加壓的水在凍土中形成裂縫,隨後引發甲烷氣體的突然爆發所造成的。

為了弄清這些因素之間的聯繫,研究人員通過一系列方程式和實驗模擬永久凍土的情況。他們確定,這些爆炸可能是由高壓引起的,類似於氣球過度充氣的爆裂。接下來,他們需要找出導致這種過度加壓的原因。

發表在《地球物理研究快報》的新研究指出,永久凍土中的鹽水囊(稱為冰凍層孔隙)位於甲烷水合物的上方。這些鹽水囊僅見於俄羅斯北部,是上個冰河時期氣溫下降後,消失的史前海洋殘留物,當時大陸範圍的冰層將水凍結起來。儘管周圍環境寒冷,這些鹽水囊因高壓和高鹽度而保持液態。

這些鹽水囊的鹽度遠高於周圍的永久凍土,當表層凍土融化後,融水會滲入這些鹽水囊,試圖平衡兩者之間的鹽分濃度,這過程逐漸在鹽水囊中形成高壓。

最終,壓力累積到一定程度,導致冰凍層孔隙上方的永久凍土出現裂縫,從而釋放凍土內部的壓力。

位於鹽水囊下方的甲烷水合物因低溫和高壓而保持穩定,但這些層次的壓力突然下降,可能導致甲烷從晶體中分離,重新變回氣體狀態,從而引發巨大爆炸。

由於累積需要數十年,所以至今僅發現幾個天坑。

部分天坑因為暴露在外已久,內部積水形成巨大池塘。Live Science
部分天坑因為暴露在外已久,內部積水形成巨大池塘。Live Science