冰火山爆發(fā)

2014年，在西伯利亞永久凍土地區(qū)突然出現了眾多巨坑，這引起了人們的熱議：有人猜測是小行星撞擊后留下的撞擊坑，也有人猜測是甲烷水合物爆炸形成的。直到2018年，科學家才找到巨坑的真正成因，原來它們是冰火山的遺留物。冰火山噴發(fā)的不是熔巖，而是冰水和氣體的混合物。西伯利亞出現的這些冰火山是地球上首次發(fā)現的冰火山。

在眾多巨坑中，其中一個被稱為亞馬爾火山口，直徑25米，深50米，火山口上層呈圓錐狀向外擴張，下層壁垂直于地面。科學家對從火山口周圍收集到的沉積物進行了分析，在測定了其中二氧化碳、氮氣、氫氣和甲烷的比例后發(fā)現，這些沉積物與火山口附近博瓦年科沃氣田的天然氣構成明顯不同。這個發(fā)現駁斥了坑中氣體來自附近氣田的推測。樣本中甲烷的碳同位素構成表明其來源于生物源烴（由生命活動形成的碳氫化合物）。因為沉積物中高級正烷較普遍，所以表明這些烴類來自被埋葬的植物殘余。

科學家猜測，冰火山爆發(fā)要經歷幾個階段。首先，永久凍土層上要有湖泊等水體。然后，湖水逐漸融化下方的凍土，形成一個含水土壤層（一種熱因形成的侵蝕地貌，因此也叫熱喀斯特）。周圍的低溫巖層讓熱喀斯特的邊界被冰包裹。久而久之，熱喀斯特上方的地表也結凍，形成了一個完全被冰包裹起來的封閉空間。熱喀斯特中的微生物分解植物殘余產生氣體，讓內部壓強逐漸增大，直至上方的含土冰蓋再也無法承受。最后，封閉熱喀斯特中的氣體和冰水從正上方爆發(fā)。 （摘自《大自然探索》2020年8月刊）