西伯利亚永久冻土中的巨大陨石坑可能终于有了一个决定性的解释。科学家们说，当加压水在永久冻土中形成裂缝时，它们就会形成，从而引发甲烷气体的突然爆炸性释放。
这些神秘的陨石坑深160英尺(50米)，宽230英尺(70米)，于2014年首次出现在俄罗斯北部的亚马尔半岛和格丹半岛。陨石坑周围散落着大块的岩石和冰块，这表明它们是由巨大的爆炸造成的。这些奇怪的陨石坑从未在北极的其他地方被发现过。
现在，新的研究可能最终解释了为什么这些爆炸只发生在西伯利亚。
研究报告的合著者、英国剑桥大学的博士生兼化学工程师安娜·莫加多(Ana Morgado)在一份声明中说:“这些都是导致这种现象发生的非常非常特殊的条件。”“我们说的是一个非常小众的地质空间。”
无论多小，爆炸都可能引发气候反馈循环，导致强大的温室气体甲烷的大量释放。
“这可能是一个非常罕见的现象，”莫加多说。“但释放的甲烷量可能对全球变暖产生相当大的影响。”
在过去的十年里，研究人员提出了几个可能导致西伯利亚陨石坑形成的因素，将它们与永久冻土融化和水-甲烷晶体(称为甲烷水合物)分解成甲烷气体和水联系起来。
“我们知道有什么东西导致了甲烷水合物层的分解，”莫加多说。
为了弄清楚所有这些因素是如何联系在一起的，研究人员通过一系列方程，并在实验室里模拟永久冻土进行了实验。他们认为爆炸很可能是由高压引起的，就像气球膨胀过度时爆炸一样。接下来，他们必须弄清楚是什么导致了高压。
“这有点像侦探工作，”莫加多说。
这项新的研究精确地指出了永冻层中被称为cryopegs的咸水口袋，它就在甲烷水合物的正上方。这些只在俄罗斯北部发现的冰堡，是史前海洋的遗留物，在上一个冰河时期，随着气温下降，水被锁在整个大陆的冰盖中，消失了。由于高压和含盐量高，尽管周围环境冰冷，但冰蛋仍保持液态。
根据9月26日发表在《地球物理研究快报》(Geophysical Research Letters)上的一项研究，由于冰冻冰比周围的永久冻土咸得多，融化的表面永久冻土的融水会流入这些口袋，以平衡两个水库之间的盐浓度。这就慢慢地在冰窟内形成压力。
最终，压力变得如此之大，以至于冰冻冰上方的永久冻土出现了裂缝。这释放了永久冻土内的压力。在冰柱下面的甲烷水合物通过低温和高压保持稳定，所以这些层中压力的突然下降可能会导致甲烷从晶体中分离出来，恢复到气体状态，引发巨大的爆炸。
研究作者指出，这些过程可能会发生几十年，这就是为什么爆炸导致陨石坑很少发生的原因。
