科学家解开俄罗斯北极半岛的巨型深坑之谜

位于俄罗斯西伯利亚永久冻土上形成的巨型大洞谜底被科学家们解开。

俄罗斯科学家上周在《地球科学》杂志发表文章，通过无人机航拍、3D建模并利用人工智能技术，研究人员揭开2013年以来在俄罗斯近北极地区发现的第17个巨型深坑形成之谜。

据国外媒体报道，去年 ，这个巨大的火山深坑在西伯利亚永久冻土地带猛烈地喷出甲烷气体，将冰和岩石抛向数百英尺远的地方，在空旷而诡异的景观中留下了一道巨大的圆形伤疤。

这是自2013年首次发现以来，俄罗斯北极偏远的亚马尔和吉达半岛上出现的第17个洞。令科学家们感到困惑。这些火山深坑被认为与气候变化有关，无人机航拍、3D建模和人工智能技术正在帮助确认和揭开它们的秘密。

最新发现的第17个深坑鸟瞰图

叶夫根尼·丘维林(Evgeny Chuvilin)是莫斯科斯科尔科沃科技研究所碳氢化合物回收中心的首席研究科学家，他说：“这个新的深坑非常独特且保存完好，因为当我们对它进行勘测时，地表水还没有在坑中积聚，这使得我们能够研究一个‘新鲜'的深坑，没有受到退化的影响。”

这也是研究人员首次能够驾驶无人机深入坑口-到达地下10至15米，从而能够捕捉到甲烷积聚的地下洞穴的形状。

丘维林是2020年8月访问火山口的俄罗斯科学家团队的成员，他们的发现上周发表在《地球科学》杂志上。

气候变化

无人机拍摄了约80张图像，使研究人员可以建立深30米的火山深坑3D模型，恰似三辆首尾相连的公交车。

该研究报告的作者、俄罗斯科学院油气研究所伊戈尔·博戈亚弗伦斯基(Igor Bogoyavlensky)担任无人机飞行员，他必须躺在10米深的深坑边缘，将手臂悬在边缘以控制无人机。“有三次我们差点失去它，但成功地获得了3D模型的数据。”

这个模型显示了深坑下面不寻常的石窟或洞穴，很大程度上证实了科学家的假设：甲烷气体在冰层的一个空洞中生成，导致地面出现一个土堆。该土堆在爆炸中喷出冰和其他碎片并留下巨大的深坑之前，体积增大了。

目前还不清楚甲烷的来源。它可能来自地球内部的深层，也可能来自更接近地表的地方，或者两者结合。

俄罗斯西伯利亚发现的巨大火山口与亚马尔和吉达半岛发现的其它16个一样，是由累积的甲烷气体爆炸形成的。

永久冻土是甲烷的巨大天然储藏库，甲烷是一种比二氧化碳更有效的温室气体，它能吸收热量并使地球变暖。在温暖的夏季，北极的变暖速度是全球平均水平的两倍，削弱了永久冻土层作为顶盖的作用，使得天然气更容易溢出。一些专家估计，永久冻土地区的土壤碳含量是大气的两倍，这使得该地区在应对气候变化方面极为重要。

“气候变化当然会影响北极永久冻土中出现天然气喷发坑的可能性。”丘维林说。利用卫星图像，研究人员还能确定深坑形成的时间。他们认为，土堆在2020年5月15日到6月9日之间的某个时间点会爆炸。这个深坑最初是直升机在2020年7月16日的飞行中被发现的。

据丘维林说，这个时间点不是随机的。“每年的这个时候，大量太阳能涌入导致积雪融化，地面上层升温，从而导致它们的性质和行为发生变化。”

尽管这些火山口出现在人口稀少的地区，但确实对土著人民以及石油和天然气基础设施构成了威胁。这些洞通常是在直升机飞行或驯鹿牧民偶然发现的。

绘制并预测火山口井喷

截至目前，虽然已经记录了17个深坑，但还不知道总共有多少个火山口深坑，也不知道下一个深坑何时会喷发。尽管马萨诸塞州伍德威尔气候研究中心(Woodwell Climate Research Center)的一个研究小组正在尝试改变这种状况，但科学家们还没有很好的工具来探测和绘制气体排放坑。

为了记录北极地貌的变化，并最终预测下一个井喷火山口可能发生的位置，研究人员设计了一种算法来量化亚马尔半岛和吉达半岛上的丘陵高度、湖泊扩张或收缩等特征变化。

火山口深30米，科学家们使用无人机拍摄的图像制作了3D模型。

科学家的模型正确地预测了2017年之前科学家们报告的所有7个火山深坑，并揭示了3个新的深坑的形成。研究人员还发现，这些火山口只是一个令人不安的迹象，表明地球的最北端正在发生剧烈变化。

文章来源：《俄罗斯研究》 网址: http://www.elsyjzz.cn/zonghexinwen/2021/1022/762.html