WuchangZhang的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/WuchangZhang

博文

变化中的北极(38)西伯利亚冰原上的巨坑 精选

已有 1868 次阅读 2021-9-20 10:59 |系统分类:科研笔记

变化中的北极(38)西伯利亚冰原上的巨坑

张武昌 2021年9月20日星期一

 

 

image.png

 

2014年6月,有驯鹿放牧者向当局报告,西伯利亚亚马尔半岛(Yamal peninsula)发现了一个大坑(上图)。7月中旬,当局派直升机前去查看并确认了这一发现。7月16日科学家开始实地勘察,测量开口直径30 米(也有说60米,80米),底部有一个水池,水面距地面的距离大约为70米,测定底部空气的甲烷含量为9.6%(正常空气中的含量为0.000179%)。7月31日,著名期刊《自然Nature》发表了这则消息,

 

image.png

随着时间的推移,更多的类似大坑被发现。截至2020年9月,共发现了17个。这些大坑主要在西伯利亚的冰原上。

 

自发现开始,科学家就一直猜测这些大坑产生的原因。现在,人们认为冻土中的甲烷因全球变暖而释放是其原因。产生的过程大体是这样的。

 

 

image.png

很久以前,大坑的位置是一个小型湖泊(lake),湖水下面的泥土是不冻层(talik),再下面是永冻层(permafrost)。(上图中不冻层和永冻层的交界处用白色表示,白色位于不冻层的下面)。永冻层中的裂隙使得甲烷上溢,通过不冻层和湖水排放到大气中。

 

image.png

随着环境的变化,湖水被排干,不冻层的四周也被冻结(白色位于原来不冻层的四周),下方的甲烷等气体被封闭,不能排出。

              image.png

气体在这个被封闭的球体中集聚,压力增大,向上鼓起,形成土丘(pingo或mound)。

                            image.png

最终,这个球体由于压力太大而爆炸。将大块冻土抛射出去,能达到900米远。

image.png


爆炸结束后,形成的大坑有垂直陡峭的崖壁,在坑口有凸起的边缘,被称为护墙(parapet)。

image.png

随着时间推移,坑口可能产生坍塌,坑内逐渐积水,最终形成苔原上常见的星星点点的小型湖泊。

 

在北半球这种土丘有11000个,在Yamal 半岛和Gydan半岛有7185个土丘, 其中约有5-6%会爆炸形成巨坑。

image.png

image.png

目前3号、11号和12号有目击者,疑似有爆炸,原因可能是静电放电导致的。有估计称一次巨坑形成的爆炸约为11吨TNT炸药当量。但是目前没有人员伤亡的报道。

 

这些巨坑的产生可能与全球变暖有关。Yamal半岛的冻土温度总体升高了最少2度。温度升高导致更多甲烷气体释放。因此苔原上的巨坑正在引起科学家的注意,是全球变暖的一个表现。




https://wap.sciencenet.cn/blog-39359-1304948.html

上一篇:变化中的北极(37)海象跳崖事件

8 黄永义 杨卫东 范振英 丁凡 杨正瓴 刘熠 韦四江 姚小鸥

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (3 个评论)

数据加载中...
扫一扫,分享此博文

全部作者的精选博文

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2021-10-17 12:02

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部