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北极海底形成巨型天坑,26平方公里41个,到底什么原因产生?

Beaufort Sea(波弗特海)位于美国阿拉斯加以及加拿大北部和北极之间,是北极最古老、海冰最厚、分布最广的区域,这里一直都是北极熊和北极海豹的乐园,从1984年以来,这里的海冰覆盖率减少了50%。

不过今天科学家要说的却不是海冰,而是海底地形的大幅变化!一项发表在PNAS(美国国家科学院院刊)上的研究表明,一项涉及26平方公里的研究发现,波弗特海底的地形正在大幅度变化,发现了超过41个“海底天坑”。

26平方公里41个“天坑”,最深的天坑超过24米

科学家对这片海域的监测最早是2010年开始的,最新一次调查是在2019年,期间除了海冰监测以外,还进行了4次大规模的海底地形测绘,方法是使用多波束侧扫声呐对海底地形成像,面积涉及26平方公里。

这是科学家第一次对水下永久冻土层进行详细调查,发现的结果令科学家十分震惊,因为科学家们在这片海域中发现了41个巨型海底大坑,规模最大的一个长为220米,宽74米,深度达到了24米。

其分布区域主要为浅海120米和150米深的水下,2010年海底调查时这片区域的海底地形并没有出现特征明显的“天坑”,时隔十年不到,海底地形出现了如此幅度的变化,实在让科学家震惊莫名。

海底天坑究竟是怎么形成的?

科学家认为,这是海底永久冻土带融化所致!数万年前的北极海域,海平面比现在要低得多,因为当时是冰川期,大量海水都结成了厚厚的冰分布在中高纬度地区,当时的海平面要比现在低大约100~120米左右。

末次冰期的海洋与陆地

因此当前的海岸线下很远的大陆架,早期就是陆地,而当时形成的永久冻土层也被后来融化的海水淹入了海平面底下。

从理论上来看,如果淡水融化了,那么冰一定是会融化的,不过海水却不一样,因为海水的盐度为36‰左右,冰点在-1.332℃左右,因此永久冻土带在这样的环境中是不会融化的,但随着全球变暖,这里的水温也在增加,从2010年开始到2019年,温度上升的趋势一直在增加。

科学家的调查表明,波弗特海区域经历过约125米的海平面上涨过程,进一步的大陆架上勘探表明,在海面低位时形成的永久冻土带远远的伸入了600米深的水下,并在外大陆架下方形成一个向海变薄的楔形物,如图:

但这个结果正在被快速改变,从最新的调查来看,其区域已经大幅缩小,出现了大规模的坍塌:

其中对同一区域内四次多波束调查中发现,其天坑的产生速度与规模都远超预料:

与西伯利亚天坑到底有什么关系?

这些天坑在海底默默地就产生了,要不是科学家前往调查,根本不会发现海底地形出现了变化,而且这只是调查了26平方公里,北极大陆架面积高达数百万平方公里,到底有多少“天坑”,这个数量估计只有天知道了,除非对北极海域来一次大规模的科考调查。

和西伯利亚天坑究竟有啥关系?

2017年6月,俄罗斯北极圈内的亚马尔半岛的Myudriyakha河边突然发生了爆炸,现场火光冲天,大火燃烧了大约90分钟,火焰高达4~5米!很快附近的Myudriyakha河水将其注入满,形成了一个小型湖泊。

但事实上这已经不是亚马尔地区第一次爆炸了,广袤的西伯利亚实在是太大,很多地区的爆炸根本就没有人知道,但在这个鸟不拉屎地方发生故事,或将影响全世界。

因为这是永久冻土带下方的甲烷气体形成的爆炸,随着全球变暖,永久冻土带变薄,已经渐渐封印不住这些力量,因此在西伯利亚的苔原上形成了这些星星点点的巨坑。

更多的则是可能会爆炸,但却还没有爆炸,地面已经裂开,就像雨后春笋快要钻出来一样,看着就有一种莫名的恐惧感。

这些爆炸释放的甲烷气体,其温室效应是二氧化碳的二十多倍,而百万年来形成永久的冻土带内不知道“封印”了多少甲烷气体,现在随着全球变暖,北极圈内已经多年高温报警,这样的爆炸事件将会越来越频繁!

另一种形式释放的甲烷

2017年9月,北极研究专家沃尔特・安东尼(Walter Anthony)接到了一名空中路过距离北极圈不远的Noatak地区的飞行员报告称,一个湖一直在冒泡,并且泛出很多湖底的泥浆。

她带领了一个团队前往调查,结果发现冒出的气体是甲烷,是湖底甲烷释放的结果,这些地区本来没有湖,但随着冻土带融化,反过来水渗入冻土带后形成大面积融化坍塌,形成了北极圈内一种非常特殊的湖。

周围看起来非常圆,在飞机上看星罗棋布非常美丽,但素不知每一个湖泊背后都是一个冻土带消失的悲剧,而且这些湖泊的周围一直会向内融化坍塌而不断靠扩大。

北极圈大火导致冰盖融化

而且西伯利亚以及阿拉斯加与加拿大北部的努武特地区每年都发生大火,尤其是2021年的北半球冻土带地区的火灾,是近几十年来非常罕见的,其向北极圈内排出的二氧化碳,还形成了一种特殊的环路模式“环北极波”。

另外这些携带了大量灰分的山火烟尘沉降后,将会给北极冰盖洁白的颜色蒙上一层阴影,这将有助于吸收辐射,加快北极冰盖的融化,实在是一个非常可怕的故事。

北极圈可能正在接近临界点

一项发表在《自然气候变化》上的论文显示,欧洲和西西伯利亚的永久冻土泥炭地正接近“临界点”―可能释放多达390亿吨的碳。

冻土带释放的碳是欧洲所有森林的2倍,相当于将欧洲所有森林烧毁两次,随着全球变暖,这个可怕的事实正在发生,利兹大学的科学家研究表明,以当前这个全球变暖的速度发展,到2040年北欧的气候将不再寒冷干燥。

蓝色区域为永久冻土带

全球冻土带中含有的碳超过15000亿吨,是大气层中含碳量的2倍,这是高纬度地区的植物年复一年的沉积产生,在低温时能保持冰冻状态,但到全球变暖时代就会被释放出来。利兹大学生物地球科学副教授保罗・莫里斯博士称,冻土带的碳已经开始大规模释放,新的研究表明这些地区比以前认为的更接近气候临界点。

延伸阅读:全球变暖后地球到底会怎样?

地质史上有大冰期也有小冰期,当然也有温暖湿润的时期,比如二叠纪到三叠纪的这段温暖期,还有5600万年前开始的古新世始新世极热事件等,地球生命一直都在延续,从未出现中断,还需要担心吗?

事实上海真是,无论地球冷暖都有生命适合生存的环境,但最大的问题是哪种生命才能适应这样大幅改变的环境呢?二叠纪和三叠纪的温暖湿润期,耐干旱的动物灭绝了,取而代之的是统治了地球1.6亿年的恐龙。

而在古新世始新世极热事件则诞生了地球上最大的蛇,身长超过14米,体重达到了1吨以上的泰坦巨蟒,它的食物是巨龟和鳄鱼,每个时代都有它最适合生存的生命出现,对于地球来说没什么差别,但对于人类来说却不是一个好消息。(完)