2014年,在西伯利亞永久凍土地區(qū)突然出現(xiàn)了眾多巨坑,這引起了人們的熱議:有人猜測(cè)是小行星撞擊后留下的撞擊坑,也有人猜測(cè)是甲烷水合物爆炸形成的。直到2018年,科學(xué)家才找到巨坑的真正成因,原來(lái)它們是冰火山的遺留物。冰火山噴發(fā)的不是熔巖,而是冰水和氣體的混合物。西伯利亞出現(xiàn)的這些冰火山是地球上首次發(fā)現(xiàn)的冰火山。
在眾多巨坑中,其中一個(gè)被稱為亞馬爾火山口,直徑25米,深50米,火山口上層呈圓錐狀向外擴(kuò)張,下層壁垂直于地面??茖W(xué)家對(duì)從火山口周圍收集到的沉積物進(jìn)行了分析,在測(cè)定了其中二氧化碳、氮?dú)?、氫氣和甲烷的比例后發(fā)現(xiàn),這些沉積物與火山口附近博瓦年科沃氣田的天然氣構(gòu)成明顯不同。這個(gè)發(fā)現(xiàn)駁斥了坑中氣體來(lái)自附近氣田的推測(cè)。樣本中甲烷的碳同位素構(gòu)成表明其來(lái)源于生物源烴(由生命活動(dòng)形成的碳?xì)浠衔铮?。因?yàn)槌练e物中高級(jí)正烷較普遍,所以表明這些烴類來(lái)自被埋葬的植物殘余。
科學(xué)家猜測(cè),冰火山爆發(fā)要經(jīng)歷幾個(gè)階段。首先,永久凍土層上要有湖泊等水體。然后,湖水逐漸融化下方的凍土,形成一個(gè)含水土壤層(一種熱因形成的侵蝕地貌,因此也叫熱喀斯特)。周圍的低溫巖層讓熱喀斯特的邊界被冰包裹。久而久之,熱喀斯特上方的地表也結(jié)凍,形成了一個(gè)完全被冰包裹起來(lái)的封閉空間。熱喀斯特中的微生物分解植物殘余產(chǎn)生氣體,讓內(nèi)部壓強(qiáng)逐漸增大,直至上方的含土冰蓋再也無(wú)法承受。最后,封閉熱喀斯特中的氣體和冰水從正上方爆發(fā)。 (摘自《大自然探索》2020年8月刊)