亚马尔半岛坑洞的形成原理(亚马尔半岛地理位置)

亚马尔半岛位于俄罗斯西伯利亚平原的最西部靠北侧，北部毗邻马雷金海峡，东部和东南部濒临鄂毕湾，南北长约750公里、东西宽约240公里，总面积12万平方公里。早在2014年，一位直升机驾驶员在飞越该半岛上空时，在距离博瓦年科沃天然气田40公里左右的地区，发现了一个较大的空洞。在随后的几年时间里，人们又相继发现了10多处这样的深洞，它们到底是如何形成的呢？

这些巨洞的外观

刚才提到的被飞行员发现的该区域第一个大洞，经有关人员现场测量，其深度在52米左右，洞口的直径约20米。人们在2020年8月份发现的最新一个大洞，洞口的直径更大，为35米左右，深度也超过了50米。

从高空往下观察这些巨洞，它们的外观出奇的一致，即洞口边缘有比较新鲜暴露的深色土壤，与原本这里存在的绿色苔原相互交织，看上去非常明显。

如果在洞口边缘观察，还可以看到更清晰的一些细节，比如：巨洞内壁则由土壤和岩石共同构成，上层主要是黑色的土壤，下面则慢慢过渡到深色的岩层；洞口边缘呈现凌乱的破碎状态，堆积的物质中既有土壤、也有冰块，当然更多的是永久冻土。在洞口边缘原本生存的植物，其根系暴露在外缘，而且还有被烧焦的迹象。

这10多个巨洞的大小不尽相同，而且边缘也不怎么规则，有的偏圆形，有的则极不平滑。洞的深度差不多在50米上下，最底部都蓄积了大量水，就像一个个巨大的深水盆一样，点缀在亚马尔半岛之上。

巨洞是如何形成的？

在发现第一个巨洞之后，由于洞口边缘植物被烧焦的迹象已被积雪、冻土等掩盖，所以部分研究机构将巨洞的产生原因，归结于永久冻土层的融化，所导致的表层土壤和岩石出现松动或者移动，从而使表层一部分区域的土壤出现下陷，最终形成巨洞。

但是这种结论，解释不了洞口边缘所堆积的一圈泥土层的现象，这种情况就像人用工具在地表挖一个坑一样，挖出来的泥土顺便堆在一旁。后来，在洞口的边缘，研究者们又发现了一些植物根系被烧焦的痕迹，上述观点更加难以解释了。

为了准确研究和分析这些巨洞的成因，俄罗斯的科研团队联合世界其它一些地质、土壤、冻土界的专家们，通过在洞口边缘、洞内壁等处采集大量的样本并进行监测，结果发现事实并非土壤下陷那么简单，而是源于一场爆炸。

最直接的证据是周围植物被烧焦的痕迹。那么常规物质爆炸的产生，必须要有几个先决条件，一个是可燃物，二是达到燃点，三是空气与可燃物微粒的混合达到一定的比例范围。

在研究的过程中，科学家们注意到，在北极圈内部的其它陆地区域，和西伯利亚北极圈内的区域一样，总会有诸多冰堆丘的分布。冰堆丘的学名叫冰皋，当冻土层的上部开始冻结之后，如果下方受到地下水强烈地推挤作用，则一方面使得上层冻土层开始出现隆起，随后下部的地下水在接近隆起下部区域后，温度急速下降从而结冰，从而使得上部隆起的部分体积进一步增大，从而形成规模较大的冰堆丘。

冰堆丘只是巨洞产生的一个必要先决条件，但是并不代表着冰堆丘出现了，一定会产生像亚马尔半岛这样的巨洞，比如在加拿大北极圈内的陆地上，也有大量的冰堆丘，有的存在时间长达1000多年还是隆起的状态，仅有部分发生了崩坍沉陷从而形成坑洞。

亚马尔半岛上的冰堆丘显然与加拿大北部的不一样，主要的差别有这么几个：一是从冰堆丘的产生到巨洞的形成，间隔的时间很短，根据卫星遥感图像显示，有的坑洞从地面开始隆起到发现巨洞的存在，时间间隔仅有2－3年。

二是科学家们在巨洞的内部，即坑底的积水中检测出了较高的甲烷含量，而在加拿大的坑洞中就没有这么高的气体含量。在一定程度上说明西伯利亚的巨洞，是从地下深度释放出大量甲烷气体的作用下，将原来开始形成的冰堆丘又迅速挤高数米之多，然后冰堆丘就被“挤爆”了。

在冰堆丘被挤爆破裂的瞬间，甲烷和空气进行了一定比例的混合，同时再加上瞬时能量的释放，使得混合气体的温度不断提升，当达到其燃点之后，会发生激烈的爆炸，最终将地下数十米的土壤、岩石以及边缘的永久冻土一起抛向空中和四周，从而形成一定直径和深度的、带有突起堆积边缘性质的巨坑。科学家们在走访调查一个巨坑附近的村民时，有人就说当时听到了一声巨响，并且在声音来源的地方腾起了火苗和烟尘，这进一步证实了科学家们的推测。

巨洞带给我们的启示

虽然这些巨洞的形成，看上去似乎是一种纯粹的自然现象，但是很多专家和环保人士认为，这种情况必须引起我们的重视，因为这些巨洞的形成，或许与全球气候变暖的关联性更大，因为这里在第一个巨洞被发现之前，好像还没有什么相关的报道，仅仅不到十年的时间，这个区域就发现了10多个巨洞，而这十几年间全球平均气温升高的趋势更为明显。

在全球变暖的影响下，北极的年平均气温也在呈波浪式的上升状态，特别是对北极圈内的永久冻土影响最大，近年来关于北极永久冻土提前解冻甚至消失的报道比比皆是，从而加剧了冰堆丘的形成，同时也加快了冻土层内甲烷气体的释放速率和强度，从而加大了甲烷爆炸以及巨洞形成的几率。

我们应该看到，全球气候变暖对北极的影响程度正在不断加剧，据科学家判断，北极的平均气温上升幅度要比全球平均水平高出两倍左右。气温的升高，直接的后果就是冰封期变短、永久冻土层的消融，不但改变了北极陆地区域的地形地貌，也完全改变了这里的生态系统，甚至使一些被“封印”在冻土层里的古老细菌和病毒重新释放到环境中去，所引发的后果现在还说不好，但无疑是相当于一颗“定时炸弹”。

北极生态环境的快速改变，特别是甲烷气体的大量释放，会反过来加剧全球气候变暖的程度，相当于这是一个恶性循环。那么，亚马尔半岛的这些巨洞，难道不是给我们人类的一个个“振聋发聩”的警示吗？