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首先,冰川为何能埋藏甲烷?甲烷是天然气的主要气体成分,也是一种温室气体。

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甲烷本身就在地球上分布广泛,在海底甲烷气体不断渗出,有的释放到大气中,有的以天然气水合物的形式贮存在海底。(动态图中小气泡代表甲烷等气体,还有灰色的代表冰川,分层的代表陆地,蓝色的代表水体。)

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但是随着冰川的形成,大量的甲烷在上方冰川的压力下和低温度情况下,被储存在了海底,慢慢积累,压力也在逐渐增大。

由于全球变暖,冰川消退,甲烷就会突然释放。就像压力锅一样,没有了锅盖,压力瞬间消失。科学家们已经计算出,目前的冰盖可以控制大量的甲烷气体。冰盖是重又冷的,它提供了高压力和低温度,其中包含了一种叫做天然气水合物的冰状物质。如果冰盖消退,下方沉积物将从海底升起,那么天然气水合物将会被破坏,甲烷也会被释放。

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一项新的科学研究表明,在北极海床上的数百个巨大的、千米宽的大坑是由大量的甲烷气体排放形成的。

尽管巨坑是在12000年前形成的,但甲烷仍然从坑底大量流出。而甲烷是一种强有力的温室气体。

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在上一个冰河时期,这些坑的区域被厚厚的冰层覆盖,就像今天的南极洲一样。随着气候变暖,冰盖坍塌,大量的甲烷被突然释放。这就产生了大量大小不一的坑,它们仍在不断地渗出甲烷 。今天,这些坑周围温室气体稳定地释放到水体中。

相比之下,西伯利亚的坑比较小

在上世纪 90 年代最早观察到少量的这些坑。科学家关注的是直径300米到1000米宽的坑,并绘制了大约100个这样大小的坑。但是还有数百个直径小于300米的坑。相比之下,在西伯利亚半岛上,亚马尔和吉丹的陆地上巨大的爆发坑宽50-90米,但它们的形成过程很可能也是类似的过程。

北冰洋海底有大量的甲烷被困在水里,这些甲烷是冰状的,是气体和水的固体混合物。在高压和低温下,这些水合物是稳定的。在过去和今天,冰盖都为这种水合物形成提供了完美的条件。

天然气水合物

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图中浅蓝色物体就是天然气水合物。天然气水合物(白色,冰状物质)在碳酸盐沉积物下,样本来自墨西哥湾北部的海床上,海面下900米的深度,沉积物上覆盖着深海贝壳和其他生物。虽然海底的天然气水合物不是全球天然气水合物的重要组成部分,但诸如此类的沉积物表明甲烷和其他气体已经穿过海底进入海洋水体中。

但是海底天然气水合物不止这一种形态,类似的还有如下形态。

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从印度洋海底采集的天然气水合物样本。

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从加拿大附近海域采集的海底天然气水合物样本。

天然气水合物主要成分就是甲烷,能够燃烧。

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冰川消退,释放压力。

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在北极附近地区,大约有2000米厚的冰覆盖现在的海底,重量很重。在冰下,来自更深的碳氢化合物(甲烷就是碳氢化合物)的甲烷气体向上移动,但无法逃脱。它以天然气水合物的形式储存在沉积物中,而沉积物不断吸收下方的气体,造成了过大的压力。

随着冰盖迅速消退,海底沉积物最终开始融化,膨胀,造成压力释放。这些气体包被压了数千年,然后盖子脱落了,它们瞬间把甲烷释放到水体里 ,形成强有力的水柱,爆发形成了大坑。

在今天的冰盖下也有类似的过程 。诸如此类的甲烷排放事件似乎是罕见的,因此很容易被忽视。

尽管它们的频率不高,但这种突然而大规模的甲烷释放是否能到达大气还有待观察。在今天的西南极洲和格陵兰冰盖下有大量的碳氢化合物(甲烷就是碳氢化合物)储备,随气温不断升高 有可能会发生类似的甲烷释放事件。