西伯利亞“不斷長大”的巨坑

●梅麗莎·霍根鮑姆

西伯利亞“不斷長大”
的巨坑

●梅麗莎·霍根鮑姆

這個巨坑每年都不斷“長大”

在雅拿河流域附近的一片遼闊的永久凍土上，有一個蝌蚪形狀的巨坑：“巴塔蓋卡巨坑”。

它是同類巨坑中面積最大的一個：長約0.6英里（一公里），深約282英尺（86米）。但這些數(shù)字很快就會改變，因為它正在快速“長大”。

當?shù)厝硕疾粫拷@里，他們稱之為“冥界之門”。但科學(xué)家卻對它產(chǎn)生了濃厚興趣。

通過觀察因為地質(zhì)沉降而暴露出來的地層，可以幫助我們了解地球曾經(jīng)的面貌——過去的氣候。與此同時，巨坑的加速擴大也可以幫助我們了解氣候變化對日益脆弱的永久凍土產(chǎn)生的影響。

永久凍土共有兩種，一種被上一次冰河時期遺留下來的冰川的冰所覆蓋，目前被埋于地下。另一種則是以巴塔蓋卡周圍的永久凍土為代表，這里的冰都是在地表層形成的。通常情況是，這些冰被封在一層沉積物的下方，冰凍時間至少為兩年。

這里的土地常年冰凍

通過觀察因為地質(zhì)沉降而暴露出來的地層，便可了解過去的氣候

正在融化的永久凍土可以加速氣候變化

巴塔蓋卡巨坑撕開了一片之前被埋在地下的冰封凍土，其中一些最早形成于幾千年前。

這個巨坑最早形成于20世紀60年代。亂砍濫伐導(dǎo)致這里的植被無法在溫暖的夏季繼續(xù)覆蓋地面。隨后，陽光導(dǎo)致地表緩慢升溫。更糟糕的是，樹木無法通過"冷汗"的蒸發(fā)給地表降溫。

“由于樹蔭減少，蒸發(fā)降低，導(dǎo)致地表溫度升高。”英國蘇塞克斯大學(xué)的朱利安·莫頓說。

隨著地表溫度越來越高，永久凍土上方的土層升溫，從而導(dǎo)致永久凍土本身逐步融化。一旦這一過程開始，冰層暴露在更加溫暖的環(huán)境之中，融化速度就會加快。

正是出于這些原因，科學(xué)家都在主動監(jiān)測這個巨坑。2017年2月發(fā)表在《第四紀研究》上的一篇論文發(fā)現(xiàn)，對暴露出來的地表進行研究，可以揭示過去20萬年的氣候變化。

在過去20萬年間，地球氣候在相對溫暖的“間冰期”與寒冷的“冰川期”之間反復(fù)變化。冰原面積會在冰川期擴大。

巴塔蓋卡沉積層提供了一份“連續(xù)的地質(zhì)歷史記錄，這非常罕見”。他說，“這可以幫助我們解讀那里的氣候和環(huán)境歷史?！?/p>

然而，每個地層對應(yīng)的地質(zhì)年代目前并不確定。“我們?nèi)栽谥贫瓯??！蹦D說。

接下來，他需要收集和分析更多地層資料。在理想情況下，可以使用鉆井來收集“連續(xù)的沉積物”，從而幫助研究人員更精確地確定年代。之后可以將永久凍土記錄與其他氣溫記錄進行比對，例如冰川的冰芯。

永久凍土保留了遠古森林遺跡

“歸根到底，我們希望了解西伯利亞在上個冰川期內(nèi)發(fā)生的氣候變化是否存在很多變異性特征：就像北大西洋地區(qū)那樣冷暖交替?！蹦D說。

這一點非常重要，因為我們目前對北西伯利亞地區(qū)大片地帶的氣候歷史都知之甚少。通過重構(gòu)以往的環(huán)境變化，科學(xué)家便有望預(yù)測未來是否會出現(xiàn)類似的變化。

例如，12.5萬年前，氣候正在經(jīng)歷間冰期，那時候的氣溫比現(xiàn)在高幾度。"如果我們能夠理解當時的生態(tài)系統(tǒng)——便可幫助我們大致了解：如果現(xiàn)在的氣候繼續(xù)變暖，環(huán)境可能發(fā)生何種變化。"莫頓說。

如果永久凍土在氣候變暖的情況下經(jīng)歷的變化與上一次冰川期之后相同，預(yù)計會出現(xiàn)更多巨坑，形成更多湖泊。

甚至可能出現(xiàn)新的土地，因為冰層融化會導(dǎo)致埋藏在原始表面下10～20米的土地“重見天日”?！半S著冰層融化，這些富含冰層的永久凍土開始從上往下融化，所以會形成新的地形?！蹦D說。

這些影響或許并沒有那么遙遠。這片永久凍土正在快速變化。

德國阿爾弗雷德·維格納研究所的弗蘭克·甘瑟和他的同事過去10年一直在監(jiān)控這里，使用衛(wèi)星圖片了解變化速度。

在他們研究過程中，巨坑的頭墻平均每年升高10米。在較為溫暖的年份里，變化幅度甚至更大，有時候一年高達30米。甘瑟在2016年12月的美國地球物理學(xué)會的一次會議上宣布了這些發(fā)現(xiàn)。

他也有理由相信，這個巨坑的側(cè)墻將會在今年夏季到達附近遭到侵蝕的山谷。這“很有可能”促使巨坑進一步“生長”。

“從過去這些年的平均數(shù)來看，速度沒有大幅加快或放慢。"甘瑟說，"持續(xù)生長意味著巨坑一年比一年深?！?/p>

此外還有其他值得擔憂的結(jié)果。

現(xiàn)在暴露出來的很多積冰都是在上一個冰川期形成的。底冰里面包含很多有機物，包括很多被封鎖了數(shù)千年的碳。

“據(jù)估計，永久凍土里的碳儲量與大氣中的碳含量相當。”甘瑟說。

隨著更多凍土融化，越來越多的碳將暴露在微生物環(huán)境中。這些微生物消耗碳后，便會產(chǎn)生甲烷和二氧化碳，隨后把這些溫室氣體釋放到大氣中，進一步加快全球變暖速度。

“這就是我們所說的正反饋。"甘瑟說，"變暖會加速變暖，這些特征還會在其他地方出現(xiàn)。這不僅會威脅基礎(chǔ)設(shè)施，而且沒有人能阻止這種變化，也沒有任何技術(shù)方案能夠阻止這些巨坑的發(fā)展?！?/p>

由于巨坑仍在一年年“長大”，所以沒有跡象顯示這個巨坑的侵蝕速度會在短期內(nèi)放緩。

這也導(dǎo)致西伯利亞永久凍土的未來變得極不穩(wěn)定。

（摘自英國廣播公司新聞網(wǎng)）

（編輯/華生）