在 Yana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 Batagaika(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(1公里),深約282英尺(86米)。
但這些數字很快就會改變,因為它正在快速“長大”。當地人都不會靠近這裡,他們稱之為“冥界之門”。但科學家卻對它產生了濃厚興趣。
通過觀察因為地質沉降而暴露出來的地層,可以幫助我們了解地球曾經的面貌——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,這裡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。
巴塔蓋卡巨坑撕開了一片之前被埋在地下的冰封凍土,其中一些最早形成於幾千年前。這個巨坑最早形成於20世紀60年代。亂砍濫伐導致這裡的植被無法在溫暖的夏季繼續覆蓋地面。隨後,陽光導致地表緩慢升溫。更糟糕的是,樹木無法通過“冷汗”的蒸發給地表降溫。由於樹蔭減少,蒸發降低,導致地表溫度升高。
英國蘇塞克斯大學的 Julian Murton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境之中,融化速度就會加快。正是出於這些原因,科學家都在主動監測這個巨坑。2017年2月發表在《第四紀研究》上的一篇論文發現,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”之間反覆變化。冰原面積會在冰川期擴大。巴塔蓋卡沉積層提供了一份“連續的地質歷史記錄,這非常罕見。他說,這可以幫助我們解讀那裡的氣候和環境歷史。
然而,每個地層對應的地質年代目前並不確定。“我們仍在制定年表。Murton說。接下來,他需要收集和分析更多地層數據。在理想情況下,可以使用鑽井來收集“連續的沉積物”,從而幫助研究人員更精確地確定年代。
之後可以將永久凍土記錄與其他氣溫記錄進行比對,如冰川的冰芯。歸根到底,我們希望了解西伯利亞在上個冰川期內發生的氣候變化是否存在很多變異性特徵:就像北大西洋地區那樣冷暖交替。
Murton說。這一點非常重要,因為我們目前對北西伯利亞地區大片地帶的氣候歷史都知之甚少。通過重構以往的環境變化,科學家便有望預測未來是否會出現類似的變化。
如12.5萬年前,氣候正在經歷間冰期,那時候的氣溫比現在高几度。如果我們能夠理解當時的生態系統——便可幫助我們大致了解:如果現在的氣候繼續變暖,環境可能發生何種變化。
如果永久凍土在氣候變暖的情況下經歷的變化與上一次冰川期之後相同,預計會出現更多巨坑,形成更多胡泊。甚至可能出現新的土地,因為冰層融化會導致埋藏在原始表面下33至66英尺(10至20米)的土地“重見天日”。
隨著冰層融化,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。這些影響或許並沒有那麼遙遠。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 Frank Günther和他的同事過去10年一直在監控這裡,使用衛星圖片了解變化速度。在他們研究過程中,巨坑的頭牆平均每年升高33英尺(10米)。
在較為溫暖的年份里,變化幅度甚至更大,有時候1年高達98英尺(30米)。在2016年12月的美國地球物理學會的一次會議上宣布了這些發現。
他也有理由相信,這個巨坑的側牆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來看,速度沒有大幅加快或放慢。持續生長意味著巨坑一年比一年深。
來源:奇趣發現
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