2020-12-03 12:03 來源：澎湃新聞·澎湃號·湃客
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來源 BBC
作者 Richard Gray
翻譯 SME科技故事
你會不會好奇，地球上那些莫名其妙的巨坑是怎麼出現的？
在地球北部的一座亞馬爾半島附近，短短6年間就已經發現了17個巨大的神秘深洞，大部分洞口寬約20m，深達50米左右，從高空中看，就像是被挖走了一塊西瓜肉一樣。
這些巨坑是怎麼形成的？我們知道，在氣溫很低的地區，都會有永凍層。永凍層即是經過持續多年被冰凍的石層，一般分為上下兩層，上層在每年炎熱季節都會被融化，春暖花開，冬季就凍結，這一層也被稱為活動層，而下層由於常年處於冰凍的狀態，所以也叫永凍層。
這也意味著，凍土內的組成不會被輕易改變。越是在高緯地區，永凍層就越厚。在北極，永久凍土能達千米以上。而現在，巨坑的出現正暗示了北部地區的變化。
雖然到目前為止，究竟是什麼導致了永凍土中巨坑的出現仍然是一個謎，但我們仍可以從一些研究中得到線索。
通過對這些巨坑進行採樣分析，科學家認為坑中的成分，是來自遙遠的冥王星，土星的衛星泰坦和矮行星穀神星上。因此，這些坑也被稱作「氣體排放隕石坑」，這些洞並不是因為永凍土融化，而是由爆炸形成的，某一場未知的爆炸將大地和冰塊甩出，大量的土壤和冰塊被拋向空中數百米，在地面留下深深的圓柱形空隙。
導致這場爆炸的，極有可能是由於地面變形導致的。
在地球的西南部，有一種被稱為平戈斯（Pingos）的圓頂形山丘地貌，當一層凍結的地面被水推到上面，水就會在地面下方開始凍結，結成冰後，它就會膨脹成一個小土堆，並會隨著季節的變化而起落。
平戈斯（Pingos）
這種類似小土堆的地面變形問題，到了地球北部，往往就會以坍塌結束。要形成爆炸，還是要有條件的，例如：在永凍土層和活動層之間，要有一層很厚的冰，形成一種夾層，又或是地下擁有天然氣和石油儲藏。這些氣體，也是決定爆炸的主要因素。
在巨坑底部的水中，研究人員發現了大量的甲烷，這說明氣體有可能是從地下冒出來的。關於甲烷的來源，大部分人都認為，是由於永凍層上的水開始結冰，無法完全溶解水中的二氧化碳，才會有多餘的氣體流出。
也有人認為，氣體的來源是誕生自未結冰前水中的微生物，它們可以分解有機物質並釋放出氣體，但這種解釋並非適用於每一個坑中，因為在某些深洞內，產甲烷的生物活性太低。
不過，甲烷也可能和冰結合，形成一種奇怪的氣體水合物（如下圖），這時候，冰也能被燃燒，並且隨著冰的融化，氣體也會被釋放出來。
各種各樣的解釋，雖然不同的巨坑，可能存在不同的形成機制，但很大程度上還是取決於環境。無論如何，大部分觀點都認為是由於氣體積聚在未凍結的地面中，將冰層向上推5-6m，直到像水管一樣破裂。
目前，我們還很難知道這種因爆炸出現巨坑的現象是常見還是極少數情況。因為大多數巨坑在出現後，又很快的消失了，有的坑因為靠近河流，在短短幾天裡就有可能被水淹沒，與成千上萬的其他圓形小湖泊幾乎沒有區別。也許某天我們會發現，一些原本我們以為的圓形湖泊，原來就是氣體爆炸而產生的巨坑呢？
研究它們形成的過程，不僅僅是簡單的好奇心，而是人們越來越擔心，這些巨坑的形成與北極氣候變化有巨大的聯繫。
目前，北極的地表溫度正以全球平均水平的兩倍升溫，在夏季更增加了永凍土的融化量。這不僅極容易導致融化塌陷，更由於被困在永凍層中的是大量碳，當融化後，它們可以釋放出更多的甲烷和二氧化碳，從而推動更劇烈的全球變暖。
一路追溯這些土堆的演化以及氣體是如何到達那裡，未來也許還會發現一些我們從未想過的地球化學過程。
不過，科學不就是為了被推翻而存在的嘛。
原文連結：
https://www.bbc.com/future/article/20201130-climate-change-the-mystery-of-siberias-explosive-craters
原標題：《西伯利亞莫名出現的大坑，是地球擠青春痘留下的痘印嗎？》
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關鍵詞 >> 湃客,西伯利亞,巨坑
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