永久冻土|北极圈内接连出现神秘巨洞，科学家担心的变化正在发生( 二 )
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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 。
发现更多巨洞
当它们最终爆炸时 ， 场面看起来确实很壮观 。 气体上方的泥土、冰以及大部分未冻结的物质 ， 被甩到300米外的地方 。 由于作用力太大 ， 被抛出的土块直径可达到1米 。 洞的周围会形成一个“护栏” ， 洞口比洞身更宽 。 根据当地的牧民报告 ， 当2017年6月米乌德里亚卡河岸边的一个洞爆炸时 ， 他们看到了火焰和烟雾 。 距离洞口以南约33千米的塞亚卡附近的村民称 ， 气体持续燃烧了大约90分钟 ， 火焰达到了4~5米高 。
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虽然这一区域人口稀少 ， 但在如此接近居住点的地方发生爆炸 ， 也足以引发了人们的担忧 。 除此之外 ， 这块地区还遍布着石油和天然气基础设施管道 。 这些管道正在尝试开采埋在永久冻土层下的化石燃料 。
北极生态学家 Sue Natali说：“一旦我们发现类似的巨洞 ， 就会利用高分辨率卫星图片 ， 来弄清楚它们是什么时候形成的 。 ”他们的研究表明 ， 这一区域的巨洞似乎比之前认为的更多 。 “我们已经确认并验证了两个新的巨洞的位置 ， 并且正在检查20多个‘非常有可能’是大洞的位点 。 她的研究团队希望能够收集足够的数据 ， 让这一搜索过程自动化 。 而她们的最终目标是创建一种算法 ， 通过卫星图像寻找可能的气体排放堆 ， 在大洞形成前预测出它们的位置 。
想要弄清楚这些大洞的存在有多普遍 ， 或将是一个缓慢的过程 。 在爆炸之后 ， 大多数巨洞似乎也会很快消失 。 在Seyakha村附近 ， 一个直径70米、深度超过50米的巨洞由于它靠近河边 ， 在短短的4天里就充满了水 。 从巨洞过渡到湖泊 ， 似乎是一个不错的结局 。
其他巨洞需要更长的时间才能被水淹没 ， 但经过一两年的时间 ， 这些洞的边缘会被腐蚀 ， 它们会充满水 ， 最终变得与其他成千上万的圆形小湖泊并无区别 。 这类湖泊也被称为热喀斯特湖（thermokarst lakes） ， 它们点缀在这块土地上 。 而究竟有多少湖泊是气体排放形成的巨洞 ， 目前尚不清楚 。
未来的影响
科学家想要知道巨洞存在的情况有多普遍 ， 不仅仅是出于好奇心 。 他们担心这一现象的出现 ， 可能与北极更大范围的气候变化有关 。 北极空气的变暖速度是全球平均值的2倍 ， 这一地区的永冻层在夏季的融化量也正在增加 。
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