西伯利亚巨大爆炸坑的秘密可能最终被揭开

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这张从直升机上鸟瞰的照片显示了亚马尔半岛上的一个神秘陨石坑。（图片来源:va sily BOGOYAVLENSKY/AFP via Getty Images）

（）据生活科学（Sascha Pare）：自十多年前发现以来，西伯利亚永久冻土中八个160英尺（50米）深的巨型陨石坑一直困扰着科学家——但一项新理论可能最终解释它们是如何形成的。

根据1月12日发表在EarthArXiv数据库上的一篇预印本论文，这些陨石坑是俄罗斯亚马尔半岛北部和吉丹半岛特有的，在北极的其他地方不存在，这表明这个谜题的关键在于景观。

多年来，研究人员对这些空洞提出了多种解释，从流星撞击到天然气爆炸。一种理论认为，陨石坑形成于历史湖泊的位置，这些湖泊曾因天然气从永久冻土上升而冒泡。这些湖泊可能已经干涸，使下面的地面暴露在冰冻的温度下，密封了气体逸出的通风口。最终在永久冻土中积聚的气体可能通过爆炸释放出来，形成了巨大的陨石坑。

但根据尚未经过同行审查的新预印本，历史湖泊模型未能考虑到这些“巨型逃逸陨石坑”（GECs）在整个半岛的各种地质环境中被发现的事实，并非所有这些地质环境都曾被湖泊覆盖。

先前的研究也将这些陨石坑与永久冻土中的天然气积聚联系起来，但这些研究无法解释为什么这些坑洞只在俄罗斯北部发现。研究人员在预印本中写道:“因此，GECs的形成指向了亚马尔半岛和吉丹半岛的特定条件。”



拍摄于2014年的图像显示了俄罗斯亚马尔半岛上的一个陨石坑。（图片来源:va sily BOGOYAVLENSKY/AFP via Getty Images）

亚马尔和吉丹半岛上的永久冻土厚度差异很大，从几百英尺到1600英尺（500米）不等。土壤可能在4万多年前冻结成固体，禁锢了富含甲烷的古老海洋沉积物，这些沉积物逐渐转化为巨大的天然气储备。这些储量产生的热量从下方融化了永久冻土，在其底部留下了气穴。

由于气候变化，俄罗斯和其他地方的永久冻土也在地表融化。在亚马尔和吉丹半岛上已经很薄的地方，从两端融化和来自气体的压力最终可能导致剩余的永久冻土坍塌，引发爆炸。

根据预印本，这种“香槟效应”可以解释八个巨大陨石坑周围较小陨石坑的存在，因为爆炸喷出的巨大冰块可能严重凹陷了地面。

研究人员补充说，随着时间的推移，水和沉积物可能填充了一些坑，这些坑可能比我们意识到的还要多。

如果全球气温继续上升并加速永久冻土融化，这些爆炸期间释放的天然气和甲烷可能会激活气候反馈回路。

研究人员写道:“GECs的形成与全球气候变化有关，夏季和秋季气温上升导致永久冻土变暖和退化。”

根据预印本，估计有19，000亿吨（17，000亿吨）温室气体储存在北极永久冻土中，包括二氧化碳和甲烷。作者补充说，永久冻土融化产生的日益增长的排放“令人严重关切”。