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全球变暖,海底甲烷随时发生大爆炸,这会摧毁地球吗? 全球变暖的原因

极地冰川下

涌动着摧毁地球的能量?

甲烷大爆炸

是什么样的场景?

海底释放的甲烷

会弥漫到大气层吗?

纬度较高的北方地区常年被冰川覆盖,大量的甲烷被深藏在海底岩石层下。厚实的冰川就像一个瓶盖,将这些气体封存在合适的温度和压力下。

巴伦支海海底,即使已经过去12000年,甲烷仍然从坑洞中大量泄漏到海水中

大约12,000年前,北极曾发生大面积冰川融化,导致海底大量甲烷气体像大爆炸一样被释放出来,海底被炸得满是疤痕。事故地点之一,挪威和俄罗斯以北的巴伦支海海底现在仍发现大量甲烷正在向外释放。

甲烷,与其知名的表亲二氧化碳相比,仅有不到20年“暖化”地球的黑历史;然而,政府间气候变化专门委员会的数据显示,在这短短的时间内,甲烷对全球气候造成的影响比二氧化碳高出86倍!

非盈利环境保护基金会的气候科学家伊利莎·奥克(Ilissa Ocko)解释说,人类活动排出的短暂气候污染物(如甲烷)从根本上控制着气候变暖的速度,这是因为这些温室气体在吸收辐射方面非常强大。

美国气候科学家伊利莎·奥克

甲烷造成气候变暖,两极冰川开始逐渐融化,大量甲烷就会像冲破软木塞的香槟一样喷薄而出,如同陷入一个死循环一样,海洋里释放出来的这些甲烷会进入大气层然后摧毁整个地球吗?

在这之前,我们先来弄清楚甲烷是如何从海底释放出来的。

对天然气的研究表明,在30,000年前,海底厚实的冰层把向上渗透的甲烷困在了距水面大约400米深的上层沉积物中。

甲烷水合物在海底、冻土区域以及一些冰盖下方的位置概述,以及甲烷在海底沉积物、海洋和大气中的去向(以红色显示);不同颜色的圆圈表示不同的甲烷源

在冰盖下,甲烷以水合物形式储存。甲烷水合物也被称为天然气水合物,是天然存在的甲烷和水的冰样形式,其在一定的压力和温度条件内是稳定的。甲烷水合物代表了一种储藏丰富的未开发能源,尽管它们目前还没有被开采用于生产。

冰状的甲烷水合物

但冰川经历了数千年的融化,施加给岩层的压力越来越小。古老沉积物中的甲烷储层在17,000至15,000年前变得不稳定,导致埋藏在更深层岩石内甲烷水合物分解。

分解出来的甲烷气体开始“冒泡”,迫使海底沉积物上移,最终,形成了这种被甲烷气体胀大的圆顶形土丘,被称为冰丘。

自生碳酸盐岩下的甲烷气水合物(白色,冰状物质)

但是,此时气化的甲烷还没有足够的力量冲破冰丘的束缚,只能再次凝结成固化的水合物。

随着大约12,000年前最后一个冰期的结束,覆盖的冰层变得越来越薄,集中在冰丘中的甲烷水合物再次分解、膨胀,并产生高强度的压力,原理与压力锅相同:如果你不控制压力的释放,厨房将会发生灾难。

巴伦支海海底,有数百座火山口一样的海底坑洞,其中一百多个宽达1000米

分解的甲烷水合物和冒着泡的气体顽强地杀出一条通道,从岩石深处“破茧而出”。终于,冰丘崩塌了,大量的甲烷迅速排出,形成了科学家在研究中观察到的巨大的海底坑洞,形状非常像火山口。

类似的过程正在冰盖下进行着,科学家在北冰洋海底发现一些隆起的冰丘,有的甚至宽达500米

挪威北极大学博士帕维尔·谢罗夫(Pavel Serov)说:“每年我们都会回到巴伦支海域的冰丘区,我急于想看到这些冰丘之一是否成为了一个‘火山口’。在北冰洋,巴伦支海是最活跃的甲烷渗漏点之一,其中一些甲烷几乎延伸到了海面。”

帕维尔·谢罗夫博士

他不愿意推测,而且也无法预测到底什么时候冰丘会崩塌。

那么,释放到海洋中的甲烷会弥漫到大气层中去吗?

甲烷作为一种温室气体,杀伤力远远高于二氧化碳。一些研究人员表示,海底释放的甲烷可能会加剧全球变暖。

用于收集研究数据的海洋调查船赫尔曼·汉森号

两位参与美国地质调查局(USGS)甲烷气水合物监测项目的科学家,地球物理学家卡罗琳·鲁佩尔(Carolyn Ruppel)和罗切斯特大学的约翰·凯斯勒(John Kessler)教授,对此却持保留态度。

科学家约翰·波尔曼在汉森号上进行实验

由他们组成的监测团队汇总了甲烷水合物存在和泄漏的地点,并且把目光着重放在北冰洋的甲烷水合物上,观察到了海洋与大气层间的甲烷转换速率在升高。

他们花费近10年时间,对海平面上的甲烷进行分解和测量,并评估了在不同的环境下每个甲烷水合物释放点对气候变暖的敏感度,和释放的气体对环境的潜在影响。

研究船和飞机在北冰洋发现250个活跃的甲烷气柱

结果表明,目前海洋变暖可能导致某些地区的甲烷水合物矿床发生崩溃;然而,事实是,甲烷水合物向海洋释放的甲烷体量远远低于人类排向大气层的温室气体体量,而且甲烷水合物释放的大部分甲烷也不会达到大气层。

这次的研究结果,被写成一份名为《气候变化与甲烷水合物的相互作用》研究论文,由鲁佩尔和凯斯勒共同发表在2017年3月的《地球物理学评论》杂志中。

甲烷的释放对气候具有冷却效应而不是我们以前认为的变暖效应

另外一份发表于美国国家科学院刊的研究报告表明:从海底甲烷水合物分解出来的甲烷气体不但不会对气候造成危害,反而起到给地球降温的作用。

参与报告的科学家之一,特罗姆瑟大学北极气候水合物环境与气候中心(CAGE)首席研究员Anna Silyakova说:“在斯瓦尔巴德海底,我们发现大量甲烷从海底渗漏,但是也发现了渗漏点附近生长有大量藻类生物。这些藻类生长需要消耗二氧化碳,这减少了二氧化碳上升到海洋表面,乃至大气层。”

以Anna Silyakova(前左)为首的研究团队在汉森号巡航期间收集了大量研究的数据

科学家连续测量靠近海平面的海水和海平面上空的甲烷和二氧化碳的浓度,并在80至2600米的水域中对甲烷渗漏进行了测量。

数据分析证实了甲烷的确已经排放到接近海面的区域,同时,数据还显示,空气中靠近海平面的大量二氧化碳被附近的海水所吸收。

相对于周围的水域,二氧化碳的吸收在甲烷释放量高的区域特别明显,吸收二氧化碳所产生的冷却效果实际上比排放海底甲烷所预计的变暖效应要高出230倍,这推翻了之前海底甲烷会引起气候变暖的说法。

以前大多数研究仅集中在有甲烷渗漏的海域,而这是第一个考虑二氧化碳减排的研究,从而纠正了海底释放的甲烷对气候变暖的猜想。

CAGE主任Jürgen Mienert

“但是我们确实需要明白一点,这些研究仅局限在斯瓦尔巴群岛这个地区。我们需要更多的全球研究和国际合作,以了解这些研究结果是否是一个全球趋势。”

特罗姆瑟大学、CAGE主任Jürgen Mienert的话也表明,目前的研究结果还只能代表一个个案,冰川崩塌,大爆炸释放的更大体量甲烷是否还是这个情况,就谁也不好说了。

海洋渗漏的甲烷,目前对大气层并不造成影响。但是如果释放甲烷的坑洞出现在陆地上呢?

类似的坑洞就出现在俄罗斯西伯利亚的亚马尔和吉丹半岛。据“西伯利亚时报”报道,科学家们已经在这一带发现了数千平方公里的土地被甲烷气体爆出一个个坑洼。

俄罗斯西伯利亚地区众多火山口之一

俄罗斯北极研究科学中心考古学家安德烈·普列汉诺夫(Andrei Plekhanov)说,这些形似火山口的坑洞底部空气中含有高达9.6%浓度的甲烷,要知道,通常空气中的甲烷浓度仅为0.000179%。

美国宇航局3月陆地和海洋温度指数(偏离1951-1980年平均水平)

普列汉诺夫和他的团队认为,坑洞的形成与亚马尔变得越来越炎热的夏季相关,平均温度比平常高约5°C,2016年7月日均气温已经达到令人担忧的35°C。随着气温的升高,研究人员提出,永久冻土的融化和倒塌,导致被困在冰冷地下的甲烷释放出来。

永久冻土水文学家、国际北极研究中心主任拉里·欣兹曼

阿拉斯加大学永久冻土水文学家、国际北极研究中心主任拉里·欣兹曼(Larry Hinzman)表示,随着西伯利亚地区的升温,这种坑洞可能会在永久冻土地区变得更加普遍。

西伯利亚地面出现“软化”现象

伊戈尔·耶尔特索夫(Igor Yeltsov)博士将西伯利亚的这些“火山口”与海底甲烷联系起来,他说:“在过去的几十年中,全球气温一直在上升,导致甲烷水合物被释放出来,比如亚马尔半岛,这些地区的甲烷水合物已经开始分解,我们必须对这些地区予以密切关注。”

“如果全球变暖仍以当前的速度持续下去,西伯利亚北部靠近亚马尔的城市,如萨列哈尔德(Salekhard),纳德姆(Nadym),和新乌连戈伊(Novy Urengoy)等,都会危在旦夕。”

图中红点标记为发现坑洞位置

为了避免发生这种事情,俄罗斯研究团队建议在冻土上钻孔,人为地释放压力。甲烷水合物通常储藏在距离地面至少100米的深处,而西伯利亚坑洞的深度尚是未知之数。德国地球化学家沃尔夫冈(Hinzman)则认为,这样做是非常困难的,因为研究人员首先得知道该在哪里钻孔。

全球变暖造成的甲烷大爆炸,即使可能让我们躲过海洋之劫,但这些陆地上巨大的坑洞让人类已经开始恐慌。


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