地面突然出现巨大的洞是什么原因(地上突然出现大洞)地面突然出现巨大的洞是什么原因(地上突然出现大洞)

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地面突然出现巨大的洞是什么原因(地上突然出现大洞)

地面突然出现巨大的洞是什么原因(地上突然出现大洞)

据外媒报道,科学家通过声纳与水下无人机技术,在北极一片海床上发现大量大深坑。一些深坑大到足以容纳一个街区,而整片深坑区足以容纳整个上海。在十年间的持续观察中,一些深坑还出现了“活动迹象”。不过,由于技术限制,科学家还无法一睹真容。

有些网友猜测,这会不会就是传说中的地心世界?虽然最终科学家给出了推测,但网友的猜测也并非毫无根据。

地表上为何突然出现深坑?

如果地面上突然出现一个巨大的坑,排除掉人类活动造成的,你能想到几种可能?陨石撞击,火山口,地下水或其他物质流失造成的塌方。然而,这些可能性都解释不了,海床上为何如此不平坦,布满密密麻麻、相互挨在一起、面积巨大的深坑!

2020年7月,有外媒报道,北极圈内西伯利亚北部,地面突然出现了一个大约30米深的巨坑。一时间众说纷纭:地心人出门忘了回填、外星人干的、地下世界的入口!从外观上看,这并非陨石坑。此外,在大尺度上,深坑较为规则且平整,很容易被当作人为恶作剧。不过,这个大活即使让基建狂魔来凿,也很难在短时间内完成,所以很多人认为与其他文明有关。

最终科研团队经过半年努力,报废了多架无人机,终于得出了一个不同以往,而且较为合理的答案——甲烷爆炸。这个答案很有可能也是北极海床深坑的答案。

科学家基于拍摄图片与深坑建模数据,发现坑底存在大量小洞。这些小洞原来很有可能被包裹着可燃冰的永冻土所填充。可燃冰是甲烷水合物,有固体瓦斯,气冰之称。由甲烷与水在高压、低温的条件下形成,因此常出现在于冻土或深海之中。

可燃冰融化后会向外释放甲烷气体。如今北极很多地区冻土融化,就在不断向外释放甲烷气体,西伯利亚北部地区同样如此。陆地表面的永冻土会将甲烷释放到大气中。

那么如果是地下的永冻土融化呢?

在等压环境下,由于气体分子间的距离比较固体要大。因此当地下小洞中的可燃冰融化后,甲烷气体膨胀就会导致地下出现“鼓包”。这种情况在西伯利亚经常能碰到,走着走着,下一脚就像踩在果冻上。随着甲烷不断积聚,当气体压力到达临界点就会发生爆炸,瞬间轰出一个较为规则的深坑。

有些科学家认为,西伯利亚深坑可能是气候变化导致的。深坑出现的时间与“西伯利亚某小镇达到了38度,打破北极圈内最高温纪录”的时间非常接近,因此那段时期的热浪或许是可燃冰融化原因之一。

北极潘多拉魔盒——灭顶之灾级别的甲烷爆炸

2019年,科学家发现在西伯利亚东部的海洋沉积物中含有14000亿吨可燃冰。根据刊登在《自然》上的研究描述,以人类的排放速度,要排出相同量的二氧化碳需要150年。

此外,甲烷的化学性质,在不同情况下比二氧化碳活跃20~86倍。如果依照温室效应将这些甲烷换算成二氧化碳,以人类的排放速度需要1.2万年。

当这个潘多拉魔盒被打开,人类会如何?

这点文章中并未描述,只是表明全球冰川会完全融化,海平面上涨70米。不过,地球历史上曾经发生过类似事件,地质学家与古生物学家通过对地质与化石的研究进行了还原。

6500万年前,小行星撞击地球,灭绝了恐龙。6000万年前,地球上的生物逐渐从灾难中恢复了过来。不过,由于气温呈上升趋势,这让刚有抬头之势的哺乳动物再次蛰伏下来。由于恐龙空出了大量生态位,冷血动物借助利于自身生长和发展的高温而起。

地球上最大的蛇,15米长、重达一吨的泰坦巨蟒横空出世,带领着汽车大小的龟、鳄等变温动物盘踞在南美洲赤道附近的雨林沼泽地中。不过,冷血王朝也只是昙花一现,大约在5500万年前之后的地层中都消失了。换句话说,它们突然间集体灭绝了。

通过对海洋以及陆地中的碳等大量元素进行分析,科学家发现5550万年前之后的2-5万年内,大气中的碳增加了1.2千万兆吨(相当于至少4.4千万兆吨的二氧化碳当量),平均下来每年排放880兆吨二氧化碳。与这相比,2021年,全球能源领域二氧化碳排列约363亿吨,相差了两亿多倍。

在这个过程中,全球平均温度上升了5-8度(图片中红圈)。有些科学家认为,整个温度飙升的过程有可能只有30年,而不是5万年。不过,无论是30年,还是5万年,对于生物演化来说不过是一瞬之间,根本来不及应对。在这种情况下,大型冷血动物也酷热难耐,纷纷退出历史舞台。这段时期被称为古新世始新世极热事件。那么地球上哪来的这么多碳?

深海下的巨坑

在极热事件中,温度升得快,回落也很快(上图中的红圈)。因此,造成升温局面的温室气体不可能是缓慢作用的二氧化碳。根据北极、西伯利亚等地区大量可燃冰的发现,科学家认为极热事件是可燃冰融化释放甲烷引发的。

由于甲烷很容易被氧化,因此来得快,去得也快。当时,一开始地球缓慢升温,海水温度也缓慢攀升。突然有一天,海水温度达到了可燃冰爆发的临界点,海洋便不断冒出甲烷泡。这些甲烷进入到大气进一步推高气温,形成正反馈。如果将那段时间快放N倍,那时的北极地区的海底就像油锅一样噼里啪啦作响,不断有甲烷爆炸发生。而海洋表面就像一锅沸腾的开水,不断向外释放甲烷“蒸汽”。

(北冰洋海底下面的数百个深坑,其中有100多个宽度超过了1000米)

这些可燃冰原本储存在海底沉积物中,它们融化时产生的甲烷气体引发了甲烷爆炸,导致海底出现了一个个深坑。这些坑要远比西伯利亚深坑更宽、更大,因为海底存储的可燃冰比陆地永冻土中的可燃冰更多、更集中。

(深坑上的碳氢化合物上升气流图)

当一切烟消云散,生物再次复苏进行固碳,产生大量有机物。一些有机物在物质循环中进入海洋,然后被微生物分解产生甲烷。又在海底高压、低温的情况下不断累积可燃冰,等待下一次爆发。

不过,你以为问题就这么解决了吗?

地下世界?

这次刊登在《PNAS》上的发现更为离奇,着实让人直呼“地下世界”。研究从2010年开始,对距加拿大海岸约180公里处的博福特海进行持续性水下观察。离奇的地方有3点:

(1)其他地方海床深坑宽度,很多能达到1公里,而博福特海的深坑最大为长95米,宽25米,深28米。

(2)虽然坑小,但坑更为密集且占地面积大。整片深坑区范围长达95公里,将整个上海放进去都绰绰有余。

(3)无人机与声纳技术绘制出来的图片显示,博福特海床上的深坑有“活动迹象”,在十年间越来越深,越来越大。

直到有研究人员对博福特海进行溯源,答案才浮出水面。原来这部分海床在上一个冰期属于北极永冻土边缘地带。在1万多年前,冰期结束,全球大量冰川融化退缩,海平面随之上涨。在这一缩一涨之间,博福特冻土层逐渐被淹没,演变成海床。

全球气温也从冰川退缩之际,开始升高。博福特海床下缓慢移动的地下水系统会将外界的热量逐渐带到海底温暖冻土层。随着地球气温不断攀升,冻土层不断融化,向外释放甲烷。最终海水占据了原本属于冻土层的空间,让原本平坦的海床变得坑坑洼洼。

相对于“甲烷爆炸”,地下水润物细无声的温暖,让永冻层融化速度更缓慢,加上海床环境为低温、高压,在一定程度上抑制永冻层融化。因此直至今日,海床上的深坑尚未完全见底,部分可燃冰还在缓慢释放甲烷,而且还有沉积物会落入这些深坑,所以海床上的深坑便有了“离奇”的变化现象。(完)

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