综合媒体报导,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(Yamal and Gyda)半岛上出现的第17个洞穴,令科学家们感到困惑。这些陨石坑被认为与气候变化有关。无人机摄影、3D建模和人工智能技术正在帮助揭示它们的秘密。

莫斯科斯科尔科沃科学技术研究所碳氢化合物回收中心(Skolkovo Institute of Science and Technology's Center for Hydrocarbon Recovery)首席研究科学家叶夫根尼·丘维林(Evgeny Chuvilin)声称这个独一无二新陨石坑保存完好,地表水还没有在其中积聚,这使得他们能够研究勘测一个没有受到退化的影响的“新鲜”陨石坑。

研究人员首次能使无人机深入陨石口深处,到达地下10至15米,捕捉到甲烷积聚的地下洞穴形状的影像。科学家团队在2020年8月访问并对该陨石坑进行了深入的研究勘测,其科研结果发表在《地球科学》 (Geosciences)杂志上。

无人机拍摄了大约80张照片,使研究人员能够建立一个30米深陨石坑的3D模型,想象中的三辆公共汽车首尾相接的面积。

该研究报告的作者、俄罗斯科学院石油和天然气研究所(Oil and Gas Research Institute of Russian Academy of Sciences)的伊戈尔·博戈亚夫伦斯基(Igor Bogoyavlensky)表示,自己必须躺在10层楼高的深坑边缘悬挂手臂来控制无人机,有三次几近失去它时才成功地获得了3D模型的数据。

该模型显示,在陨石坑的下方有不寻常的石窟或洞穴,这在很大程度上证实了科学家的假设:甲烷气体在冰洞中形成,导致地面上出现一个土丘。土丘逐渐扩大直至爆炸,冰和其他碎片被炸飞,留下巨大的陨石坑。目前还不清楚甲烷的来源。它可能来自地球内部的深层,或者更接近地表,或者两者的结合。

永久冻土层是一个巨大的天然甲烷储藏库。而甲烷是一种比二氧化碳更有效的强效温室气体,能吸收热量,使地球变暖。专家推断气候变化对北极永久冻土出现气体喷发坑的可能性有影响。爆发洞穴出现的时间也有章可循。北极温暖的夏季的变暖速度是全球平均水平的两倍,当一年中大量太阳能湧入的时候,积雪融化,地面上层升温,作为封顶的永久冻土层松动,从而导致永久冻土层中气体的性质和行为发生变化,使得天然气更容易从逸出。专家估计,永久冻土地区的土壤所含碳是大气的两倍,这使得该地区在应对气候变化方面极为重要。

通过使用卫星图像,研究人员能够确定陨石坑形成的时间。他们相信最新洞穴是在2020年5月15日到6月9日之间的某个时候形成的。而在2020年7月16日被发现。虽然这些这些巨大洞穴出现在人口非常稀少的地区,但它们不可避免的给土著人群和石油和天然气基础设施带来了风险。通常人们在飞行的直升机上或牧民驯鹿时偶然间发现。

虽然到目前为止已经记录了17个陨石坑,但陨石坑的总数和预测方式目前还未完全明了。科学家们正在竭尽全力地发明更好的工具来绘制陨石坑和预测它们的出现。为了记录北极地貌的变化,并最终预测下一个陨石坑可能出现的位置,研究人员设计了一种算法来量化亚马尔和吉达半岛上土丘高度、湖泊扩张或缩小等特征的变化。

科学家们研制的模型正确预测了2017年之前报告中所有7个陨石坑,并揭示了3个新陨石坑的形成。他们还发现陨石坑是一个令人不安的迹象,表明我们星球最北端正在经历剧烈变化。在研究小组调查的32.7万平方公里中,约5%的面积在1984年至2017年间出现了景观突变。包括地面塌陷、新湖泊的形成,其他湖泊的消失和河湾的侵蚀。

研究人员表示这些陨石坑代表着需要不断探知的科学未知领域,它们在整个北极地区的出现和其它突然变化表明北极正在迅速变暖和解冻,这可能对北极居民和全球造成严重后果。

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