西伯利亚的离奇巨坑：谜底究竟是什么？

微言网编辑部

在天荒地老的北极圈一个半岛上，永冻土原上出现了好些巨大的疮疤，疮疤深处爆发出来的不测之物，让科学家忧心不已。这是一场突如其来的爆炸，随后在冰冻的原野上留下了一个内壁粗糙不规则的环形深坑大洞。

天然气喷发造成环形坑洞之时场面相当壮观,可看见剧烈爆炸将泥土和冰塊猛烈抛出而形成的圆柱型深洞。(图源：BBC)

莫斯科的斯科尔科沃科技学院（Skolkovo Institute of Science and Technology）地质学家叶夫根尼‧朱维林（Evgeny Chuvilin）即是到达西伯利亚西北部的亚马尔半岛、在这个极度偏远的世界尽头，勘察这个环形天坑的其中一位科学家。自第一个神秘环形坑洞在亚马尔半岛被发现以来，如何解释这个神秘现象困扰了他整整6年，而这个50米深的坑洞可能是帮助他解开6年之谜的关键钥匙。

这个坑洞宽约20米，深52米，距离亚马尔半岛的波瓦伦科沃（Bovanenkovo）天然气田约42公里，是在2014年一架直升机掠过其上方时飞行员发现的。前往考察的科学家认为这种天坑是西伯利亚永久冻土层的一个全新特征。当年前往的另一位科学家是地球冰冻圈研究所首席科学家马里亚娜·莱布曼(Mariana Leibman)，她研究西伯利亚的永久冻土层已有40多年。后来对这个现编号为GEC-1的环形坑洞所作卫星图像分析发现，这个深坑是在2013年10月9日至11月1日之间的某个时间形成的。

2020年8月，一个电视摄制组和俄罗斯科学院的一组科学家与当地政府在亚马尔半岛考察时，从飞机上发现了最新一个环形坑洞，这使得在亚马尔半岛和邻近的吉丹半岛已经发现的巨大深坑总数达到17个。

2020年8月俄国科学院石油天然气研究所的科学家前往亚马尔半岛考察（图源：BBC)

究竟是什么力量导致西北利亚北极地区永久冻土上出现这么多环形坑洞？这些巨大的环形坑洞又是如何突然间爆发而形成？这很大程度仍然是个无法解释的神秘自然现象。

最近的研究开始为这一现象提供一些线索。可以肯定的是，这些坑洞不是因为地表下的永久冻土层融化和移动而逐渐下沉形成的。坑洞是由爆炸产生。

朱维林说，“爆炸发生时，大块的土壤和冰块被抛到爆炸中心数百米之外。我们在这里看到的是巨大的地底压力向外爆。压力为什么会这么高仍然是个谜。”

朱维林是考察此现象的俄罗斯科学家小组其中一员，他们与来自世界各地的科学家，常来这些犹如陨石坑的坑洞现场采集样本和测量数据，希望更多地了解地表下面的冻土层正在发生什么变化。

一些科学家将这些永久冻土地带的环形坑洞与地外天体的冰火山进行了比较。后者喷发的是冰岩浆而不是熔岩，科学家原来认为冰火山只存在于我们太阳系的冥王星、土星的卫星土卫六和矮行星谷神星等遥远的冰冻天体上。但随着对越来越多的北极地区坑洞在其演化不同阶段的研究，科学家现在认为亚马尔半岛的坑洞是一种“气体喷发环形坑洞”。这个名字提供了一些线索，可说明亚马尔半岛的环形坑洞是如何形成的。

朱维林说，“卫星图像的分析说明，来自地底的喷发会在一个冰堆丘或土堆上造成一个巨大的环形坑洞。”

朱维林最近检视了一个环形坑洞，这个直径20米的洞被称为埃尔库塔坑洞，得名其所在的河漫滩。这个河漫滩似乎原是一个干涸的牛轭湖。湖消失后，在地表下面留下了一大块未冻结的土地，即称之为塔利克(talik)的湿寒土，然后天然气开始在这处湿寒土区域积聚起来。但是朱维林说，天然气确切的来源很大程度上仍然不清楚。他说，“环形坑洞研究的关键问题是确定在永久冻土表面下积聚的天然气的来源，因为一旦爆炸后形成坑洞，天然气就会消失。”

追溯这些坑洞的演变以及天然气来自何处及为何聚集环形坑洞之下，是科学家目前研究的重点。研究永久冻土的北极生态学家的苏‧娜塔莉（Sue Natali）是美国马萨诸塞州伍兹霍尔的伍德威尔气候研究中心的北极项目主任,她说，“有趣的是，可能有一种新的或以前未知的地球化学反应正在发生，这是我们从未想象过的。”

勇敢的研究人员冒着危险用攀绳下降到坑洞，他们发现坑洞底蓄水中甲烷含量高，这表明可能有甲烷从洞下面冒出来。主流理论认为，这些在永久冻土层下的甲烷气体找到了在冰帽下未冻结的湿寒地这个缺口。另一个解释认为，有大量甲烷溶解在未冻结的湿寒土层的水分中，如果水开始结冰，而余下未冻结的水已成饱和状态，溶解在水中的天然气就会冒泡释放出来。

朱维林说，甲烷和二氧化碳的另一种来源可能是在湿寒地层中蓬勃生长的微生物分解出有机物质并释放气体。对一个特别引人注目的环形坑洞中的甲烷同位素所作分析似乎证实了朱维林的说法，但在一些最近形成的环形洞坑中，发现其底部湖水中能产生甲烷的微生物活性特别低，即使在其被发现的寒冷环境中也是如此。

但是永久冰冻层也可能泄漏出甲烷，因为天然气会被困在永久冻土的水晶体中，形成一种奇怪的冻结物质，称为气体水合物，一旦融化，气体就会被释放出来。

气候暖化本身已经在改变北极的地貌，导致冻土原地面下沉和坍塌，即所谓的热融沉陷。西伯利亚拥有可能是地球上最大的热融天坑“巴塔盖卡大融洞”（the Batagaika megaslump）。20世纪60年代时这个热融洞还只是一条沟渠，现已扩大成900米宽的巨大坑洞，当地人称为通向地狱之门。

娜塔莉说，除了北极，“据我所知，在这个星球上，还没有任何一个地方因气候变化已导致地表的地质结构发生变化。”

虽然亚马尔半岛坑洞的秘密仍未有完全解开，但迄今为止已经了解的事实表明，或许我们将来应该更认真、仔细地监管住这些神秘的环形坑洞。