西伯利亞天坑之謎

云汐

2020年，俄羅斯西伯利亞的亞馬爾半島絕對是世界上最具話題性的地區(qū)之一，因為在6年時間里，這里先后出現(xiàn)了17個天坑。本來出現(xiàn)天坑并不是稀罕事，但是這里的天坑總是伴隨著火光沖天的爆炸而產(chǎn)生，于是各種說法甚囂塵上，有人說是隕石撞擊地球形成的，有人說是地底的核爆試驗產(chǎn)生的。但是地質(zhì)學(xué)家葉夫根尼·丘維林經(jīng)過6年調(diào)查，得出了一個讓人始料不及的答案……

出現(xiàn)天坑

2014年6月12日，斯科爾科沃科學(xué)技術(shù)研究所的地質(zhì)專家葉夫根尼·丘維林像往常一樣駕駛著直升飛機(jī)到亞馬爾半島巡視，兩個小時后就在他準(zhǔn)備打道回府時，突然一個直徑20米的大型巨坑出現(xiàn)在他的眼前。

丘維林驚訝不已，兩個月前他也巡視過這里，當(dāng)時并沒有這個天坑?！岸潭虄蓚€月時間怎么可能形成這樣大的天坑呢？”巨大的好奇心促使丘維林把直升機(jī)停在了附近的一塊草地上，他仔細(xì)地觀察著天坑。這個坑深約50米，邊緣呈深褐色，像是被灼燒過，坑邊還散落著針葉林的樹根。

根據(jù)眼前的狀況，丘維林?jǐn)喽ㄟ@里曾經(jīng)發(fā)生過劇烈的爆炸。難道是隕石撞擊爆炸形成的？片刻之后，丘維林就否定了自己的這一猜想，因為近兩個月并沒有隕石墜落亞馬爾半島的報告，更主要的是，如果是隕石撞擊，也不會形成洞口如此小卻這么深的天坑。另外在天坑的周圍，丘維林沒有找到隕石的殘骸。為了進(jìn)一步調(diào)查，丘維林想在這里“安營扎寨”，可他失望地發(fā)現(xiàn)，此處人煙稀少，恐怕找不到目擊者。

搜查了兩天一無所獲，丘維林只得返回實驗室，并通過報社發(fā)布了尋人啟事，希望能找到目擊者。一個星期后，丘維林接到了市民維金的電話：“當(dāng)時的情況實在太嚇人了，巨大的聲響讓我以為是飛機(jī)墜毀了，一陣劇烈的搖晃之后，我看到了數(shù)米高的火焰升騰起來，就像是核爆一樣，染紅了半邊天。”根據(jù)維金提供的地址，丘維林找到了他居住的小鎮(zhèn)。這個小鎮(zhèn)與天坑的直線距離是20公里，是當(dāng)?shù)厥烷_采工人的臨時居住場所，聽說丘維林是來調(diào)查天坑的，工人們紛紛講述了當(dāng)時的情形。

“當(dāng)時是下午兩點，我正在睡午覺，突然間地動山搖，我還以為發(fā)生了地震，慌里慌張地跑出房間，就看到一團(tuán)火焰從山的那邊升騰起來。”

“我以為是隕石，還和幾個膽子大的工友專門開車過去，可一塊隕石也沒有撿到?！?/p>

……

聽著工人們驚恐地說著當(dāng)時的情形，丘維林困惑不已，如果不是隕石撞擊地球，在這樣靠近油田的地方也不可能進(jìn)行實彈演習(xí)，更何況如此大的坑也不是普通的炸彈能造成的。

半個月后，丘維林又接到亞馬爾半島居民達(dá)夫斯基的電話，稱在離他家10公里的地方也發(fā)現(xiàn)了一個天坑。丘維林開了兩個小時的車趕到了達(dá)夫斯基家，然后步行趕往發(fā)現(xiàn)天坑的山谷。兩人一邊走，一邊聊，達(dá)夫斯基說自己和鄰居到山谷狩獵，無意之中發(fā)現(xiàn)了這個天坑，兩人還以為坑底有寶貝，所以冒險下去，結(jié)果剛下到一半就覺得眩暈，只好放棄了。

走了快三個小時，丘維林終于看到了這處新的天坑，他的腦海里瞬間浮現(xiàn)出一個詞：冰火山。冰火山是一種地外天體上才存在的火山，通常在木星、土衛(wèi)六以及一些矮行星衛(wèi)星上存在，和地球上的火山不同，冰火山噴發(fā)出的不是巖漿，而是冰。可是天坑的周圍并沒有冰或者水，更重要的是，噴發(fā)的動力從何而來？

隨后幾天，丘維林住在達(dá)夫斯基家，他發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)氐臍鉁睾艿?，為了防止水管被凍住，?dāng)?shù)厝瞬缓茸詠硭?，而是開采地下水。丘維林通過走訪了解到，和其他地方水井不同的是，這里的水井往往深達(dá)百米，不僅要打通巖石層，還要經(jīng)過凍土層。那么，會和這些水井有關(guān)嗎？

丘維林查找資料后得知，雖然在北極圈的絕大部分地區(qū)，有一些隆起的巨型丘陵狀凍土堆，它們是地下水流過，結(jié)冰后將土層頂起來形成的。但是這類巨型凍土堆最終會坍塌，而不是爆炸后形成一個巨坑。那么，達(dá)夫斯基家附近的天坑顯然不是地下水造成的，因為它實在太大太深了。

一個星期后，居民伊萬諾娃敲響了丘維林的房門：“在我家附近出現(xiàn)了很大一塊拱起的地方，不到兩個月就上升了2米！”丘維林趕到伊萬諾娃家，出現(xiàn)拱起的地方是他家的菜地，直徑達(dá)到了40米。為了安全起見，丘維林建議伊萬諾娃暫時搬離，他每隔一天就會過來觀察一次。

不到半個月，丘維林震驚地發(fā)現(xiàn)，菜地又上升了0.5米。兩個月后的一天早上，就在丘維林快到菜地時，他眼前突然升騰起數(shù)十米高的火焰，接著是一陣巨響。眼前的情景讓他驚呆了，一天前還隆起的地面現(xiàn)在居然成了上百米深的深淵，周圍掀起的樹根和草根全都有被燒灼過的痕跡。

撲朔迷離

調(diào)查毫無進(jìn)展，周圍的居民開始擔(dān)心起來，一些人認(rèn)為這是外星人的杰作，更多的人則擔(dān)心這是世界末日將要來臨的預(yù)兆。

面對各種謠言，丘維林壓力巨大。為了盡快調(diào)查天坑形成的真相，西伯利亞官方成立了以丘維林為首的調(diào)查團(tuán)隊，允許他調(diào)用衛(wèi)星監(jiān)控亞馬爾半島。而丘維林認(rèn)為，最切實可行的辦法就是找到一塊隆起的地方，監(jiān)控天坑形成的全過程。

2016年10月9日，丘維林接到亞馬爾半島一個居民的電話，說在距離小鎮(zhèn)27公里的地方發(fā)現(xiàn)了一塊新隆起的地方。丘維林如獲至寶，他每天通過衛(wèi)星監(jiān)控觀察著隆起地塊的情況。觀察結(jié)果令丘維林瞠目結(jié)舌：土塊隆起的速度實在太快，不到一個月就爆炸了。爆炸半個小時后，丘維林組織了考察團(tuán)，決定冒著危險到天坑的底部考察。

隨著繩索的下降，丘維林發(fā)現(xiàn)洞口邊緣呈黑色，像是燃燒造成的，漸漸地他還出現(xiàn)了頭暈的癥狀，很明顯天坑里有高濃度的不明氣體。丘維林趕緊用收集瓶收集了部分氣體。在天坑的底部，丘維林沒有看到地下水的痕跡，只有一些被炸松的凍土。為確保安全，丘維林和同事只停留了兩分鐘，采集了一些土壤樣本就匆忙返回了地面。

回到實驗室，丘維林對采集的氣體進(jìn)行了化驗，顯示氣體的主要成分是甲烷。而對坑底的土壤樣本化驗后，丘維林發(fā)現(xiàn)它們和普通的土壤并沒有差別。

“這些甲烷究竟從何而來，是爆炸形成的？”丘維林知道，甲烷可以從冰層泄漏出來，但是難以密封在一個有限的空間里造成爆炸。圍繞在丘維林心頭的疑問接連涌現(xiàn)，報紙卻在此時刊發(fā)了地質(zhì)學(xué)家?guī)斓吕飦啎r的文章，他提出了喀斯特天坑的說法。2001年，天坑作為一個專門的喀斯特術(shù)語被專家提出，直至2010年全世界已經(jīng)被確認(rèn)的天坑多達(dá)78個，其中三分之二分布在中國。

庫德里亞時的分析得到了很多人的認(rèn)可，但是丘維林知道形成這樣的天坑至少需要具備6個條件：其一是石灰?guī)r層要厚，只有足夠厚的巖層才能給天坑的形成提供足夠的空間;其二是地下河的水位要足夠深;其三是包氣帶即含氣體的巖層厚度要大;其四是該地區(qū)降雨量要大，這樣地下河的流量和動力才足夠大，足以將它落下來的石頭沖走;第五個條件就是巖層要平，從天坑四周的絕壁看，巖層與地面基本上是平行的，就像一層層的石板堆在四周一樣，只有這樣的巖層才能垮塌;最后一點就是地殼要抬升，這樣地殼的運動就會給巖層垮塌提供動力。可是經(jīng)過這段時間的調(diào)查，丘維林發(fā)現(xiàn)，亞馬爾半島顯然不具備這樣的地質(zhì)條件。

為了防止天坑爆炸傷人，丘維林一方面通過衛(wèi)星監(jiān)控亞馬爾半島，一方面鼓勵市民一旦發(fā)現(xiàn)地面有不明原因的拱起就向他報告。就這樣，在隨后三年時間里，先后形成了12處天坑，有些從地面隆起到爆炸只用了短短兩個月的時間。2017年12月1日，衛(wèi)星還拍攝到了名為SeYkhGEC的“天坑”爆炸的經(jīng)過，爆炸后火焰高達(dá)5米，燃燒持續(xù)了90分鐘才熄滅。爆炸還波及到附近的一棟民房，而民房的主人莫羅斯被輕微燒傷。丘維林到醫(yī)院里探望了莫羅斯，聽他心有余悸地講述了當(dāng)時的經(jīng)過：“爆炸的聲音實在太大了，我被氣浪掀翻，一團(tuán)火苗順著我的手指燃到了胳膊……”醫(yī)生告訴丘維林，莫羅斯的燒傷很可能是甲烷造成的。

“甲烷！”丘維林想起上次在坑里檢測到的甲烷，“難道罪魁禍?zhǔn)渍娴氖羌淄?，可是這么多的高濃度甲烷從何而來的呢？再說，爆炸需要相當(dāng)大的推力，要在地表下形成超高的壓力?！?/p>

就在丘維林決定順著這個思路展開調(diào)查時，亞馬爾半島電視臺的一架直升飛機(jī)出事了。原來，當(dāng)天攝制組一行人坐飛機(jī)航拍天坑，卻遭遇一個天坑爆炸，受損的飛機(jī)實施了迫降，結(jié)果造成兩人受傷。

尷尬真相

不斷涌現(xiàn)的天坑，艱難推進(jìn)的調(diào)查，時間一晃就到了2020年6月，根據(jù)丘維林的統(tǒng)計，整個亞馬爾半島共出現(xiàn)了17個天坑，幸運的是這些天坑大部分遠(yuǎn)離居民區(qū)，并沒有造成太大的人員傷亡。

7月22日，接到市民的報告后，丘維林和助手再次趕到了亞馬爾半島西北的奧比村。剛下飛機(jī)，丘維林就感受到一股熱浪，負(fù)責(zé)接待的村民迪奧古抱怨說，今年的天氣真是太奇怪了，往年這個時候不過15℃，今年卻達(dá)到了25℃。

夜幕降臨時，丘維林漫步在針葉林中，依然還能感受到一絲熱意。在和迪奧古聊天中，他講述了一件奇怪的事情，原來他家的井干枯了，需要挖掘一口井，原本計劃15天完工，結(jié)果不到6天就完工了。丘維林很好奇，再一細(xì)問，發(fā)現(xiàn)是凍土層變薄了，之前厚度一般是40米，今年變成了10米。

凍土層怎么變薄了這么多？丘維林很快想到了今年的高溫天氣：氣溫的升高讓大部分凍土融解掉了。順著這個思路，丘維林勾勒出一個清晰的推斷：溫度升高造成凍土融化，凍土融化后藏在里面的腐殖質(zhì)開始被分解，從而釋放出大量的甲烷，這些甲烷在一個密閉的空間內(nèi)聚集，最后因為壓力過大產(chǎn)生了爆炸，從而形成了天坑。

為了證實自己的推斷，丘維林采集了上百公斤的凍土放置在一個密閉的塑料瓶子中，然后將瓶子放置在常溫的環(huán)境下。開始幾天一切正常，一個星期后瓶子開始膨脹，第十天的晚上，瓶子終于爆炸并產(chǎn)生了少許火花和黑煙。丘維林采集了爆炸后的氣體成分，如他所料，檢測到了甲烷。

爆炸的元兇是甲烷，可是試驗采用的是塑料瓶子這樣密閉的空間，土壤中又是怎樣形成這樣的密閉空間的呢？就在丘維林陷入困境時，迪奧古向他報告，在村子北面5公里處有一塊地拱起來了。丘維林大喜過望，連忙趕了過去，經(jīng)過調(diào)查，這確實和之前形成的天坑拱起來的地形相同。丘維林決定不等天坑爆炸，他要人為地挖開，釋放掉集聚的甲烷。他的想法得到了俄羅斯政府的同意，并調(diào)去了幾臺挖掘機(jī)。

為了安全起見，工程隊先是打進(jìn)了一根長達(dá)80米長的鋼管，當(dāng)施工人員把火把放在鋼管口，頓時冒出了火苗，經(jīng)過檢測，燃燒的主要成分是甲烷。就這樣，經(jīng)過一個星期的燃燒，鋼管口的火苗漸漸變小。隨著挖掘機(jī)的開工，丘維林發(fā)現(xiàn)了一個有趣的現(xiàn)象：拱地的周圍呈現(xiàn)環(huán)形結(jié)構(gòu)。隨著挖掘的加深，一個圓柱形呈現(xiàn)在人們眼前，而圓柱形內(nèi)的巖石結(jié)構(gòu)明顯比周圍的要疏松。挖掘到42米深時，天坑底部的巖石又和周圍的巖石并無二致。至此，天坑的成因終于被破解：由于特殊的地質(zhì)條件，亞馬爾半島形成了很多這種特殊的圓柱形地形，由于圓柱形地質(zhì)結(jié)構(gòu)比周圍的巖石疏松，溫度上升造成凍土腐殖質(zhì)分解釋放甲烷并聚集，最終壓力過大沖破土壤表層，造成爆炸，形成圓柱形天坑。

2020年9月，丘維林公布了調(diào)查結(jié)果：“作為一種強(qiáng)效的溫室氣體，從永凍土中泄漏出來的甲烷有可能加速全球氣候變暖，從而導(dǎo)致更多的永凍土融化。但在亞馬爾半島，巨洞有可能會引發(fā)另一個過程，而這個過程會給氣溫上升、永久凍土融化和溫室氣體釋放之間的復(fù)雜反饋回路增加更多的不確定性。如果最終發(fā)現(xiàn)，困在地下深處永凍層的甲烷沉積物開始從通常無法滲透的永凍層中向上滲出，可能預(yù)示著苔原上方的冰帽會變得更容易滲透。北極的變化可能會對全球氣候變化產(chǎn)生更廣泛的影響，這可能會帶來新的不確定性。”

天坑的成因并沒有獲得地質(zhì)學(xué)家的一致認(rèn)可，但是地下氣體累積發(fā)生爆炸的原因卻使他們達(dá)成了共識，那就是氣候變暖。近些年，北極地區(qū)的氣溫升速已經(jīng)是全球平均氣溫上升速率的兩倍。每年夏天，這一地區(qū)的凍土層都在飛速融化，凍土層下的眾多有機(jī)物，在日益升高的氣溫下，釋放出了大量的氣體，凍土層里的甲烷，更是以驚人的速度釋放出來。

丘維林不無擔(dān)憂地說：“世界上沒有一個地方像這里一樣，因為氣候變暖導(dǎo)致了地貌結(jié)構(gòu)發(fā)生如此劇烈的改變。”而氣候變暖對該地區(qū)的影響還遠(yuǎn)不止這些，要知道，北極圈里的碳含量是大氣里的兩倍之多，繼續(xù)變暖，也會繼續(xù)加劇溫室效應(yīng)。在丘維林看來，接二連三出現(xiàn)的天坑是一個驚人的警示：“它提醒我們，氣候變暖的影響，已經(jīng)越發(fā)不容忽視了。”