世界上有很多巨大的坑洞或塌陷,虽然它们有很多是在大自然的作用下形成的,比如那些大大小小的天坑。
这种存在于喀斯特地区的特别景色,在中国十分常见,它们共同形成了壮观的天坑群。
除此之外,还有一些巨型坍塌也很是令人震惊,但是它们的形成,就有很多人为的因素了。
接下来我们就来了解一下,世界上最大的巨型坍塌究竟如何形成?直径超1千米,深度达百米,外形看上去就像一条鱿鱼,为何仍在持续扩张?
只因砍伐一片森林形成这个位于俄罗斯西伯利亚,维尔霍扬斯克地区的巨型坍塌,被人们称为“世界之门”或“地狱之口”。
世界之门
它的名字叫做巴塔盖卡坑,其所处的位置,刚好是西伯利亚的冻土带。
这个巨型坍塌的形成,在很大程度上是由人类造成的,在上世纪60年代时,人们将当地的森林进行砍伐,由此引发了一系列连锁反应,造成了这个巨型坍塌。
当这些树木被砍伐之后,永久冻土就直接暴露在阳光下,于是地表不断积累太阳热量,最终导致地下的永久冻土开始融化。
巴塔盖卡坑
永久冻土层一般分为上下两个部分,厚度从几十厘米到数十米不等,其中都是在多年低温下形成的土石层。
在阳光不断直射后,软化的冻土层就开始坍塌,形成巨大的坑洞。
但是冻土层的融化,会持续很长一段时间,所以坑洞的边缘十分不稳定,经常发生滑坡,继而导致坍塌面积不断扩大。
而直射到坑中的阳光,会让土壤吸收更多的热量,使得下层的土壤坍塌得越来越深。
坑洞边缘
到2008年时,这一地区发生了一场巨大的洪流,使得坍塌的深度和范围都扩大了不少。
巨型坍塌持续扩张而在近几十年来,温室效应导致全球气温不断升高,也进一步导致了西伯利亚冻土带的融化。
就这样在双重的作用下,巴塔盖卡坑坍塌的速度不减反增,已经到了人们无法阻止的境界。
据观测,巴塔盖卡坑每年至少要向外扩张10米,随着当地气温逐渐升高,每年扩张的速度甚至达到30米。
巴塔盖卡坑的变化
以至于到现在,巴塔盖卡坑的直径早已超过1000米,接近1600米,坑底的最大深度也达到100米。
住在附近的居民表示,几乎每天都能听到来自坑洞中的轰鸣声,十分的可怕,而从卫星上看巴塔盖卡坑,就像一条鱿鱼一般,很是诡异。
在巴塔盖卡坑附近的冻土层面积十分广泛,按照现在的态势,它的范围还会不断扩张,这对居住在此的居民来说可不是一件好事。
从卫星上看巴塔盖卡坑
而且冻土层的融化,和巨型坍塌的形成,造成的危害并没有我们想的那么简单。
世界上的巨型坍塌这种由于冻土层融化形成的巨型坍塌,在全球还有很多,这种坑洞的学名被人们称为“热喀斯特”,也就是热力类岩溶。
热喀斯特
这种现象指的是在冻土带和冰川区,由于气温和低温升高,导致冰缘地区在热力条件改变下,地下局部冰层融化,造成地面下沉和滑塌,形成不规则洼地。
不规则洼地
这种现象被称为“热融现象”,最终形成热融坍塌、热融滑塌、热融洼地、热融湖、热融冲沟等。在这片区域内,植被破坏、森林火灾、水文地质条件变化和气温变暖等情况下,都会产生热融现象。
在冬夏交替带来的温差影响下,坑洞边缘会不断崩塌,使得巨型坍塌不断扩张。
这种现象和石灰岩区的岩溶形成的喀斯特地貌十分相似,不过二者的成因不同,所以就被称为“热喀斯特”。
森林火灾
热喀斯特现象带来的恶性循环热喀斯特地貌的形成原因,并不都是偶然,就像前面巴塔盖卡坑的形成,就是因为人类大量砍伐森林造成的。
而一旦这一坍塌形成,那么势必会造成一系列的恶性循环。
冻土融化增加大气碳排放
冻土可以依据其形成的时间,分为短时冻土、季节冻土和永久冻土,这些形成年份较久的冻土一直是陆地生态系统中重要的土壤有机碳库。
冻土
据资料显示,地球上的冻土面积大约占陆地总面积的50%,而永久冻土约占陆地总面积的25%。
这些冻土在形成的过程中,有大量的动物遗骸、植物残骸卷入其中,共同尘封在地底下,其中就包含了大量的有机碳。
而前面提到的永久冻土中,就含有全球33%的地下土壤有机碳,相当于植被和大气碳储的总和。
当热喀斯特被激发后,在反照率的改变、积雪截留和低洼积水等地表过程的共同作用下,土壤的有机碳就会被催化释放。
冻土中的动物遗骸
我们知道,碳排放是温室气体的一大重要来源,所以大量的有机碳被释放后,必然会加重温室效应。
彼时地球上能够吸收二氧化碳的树木和具有固碳功能的海洋,也难以消化这么多碳。
于是就会进一步导致全球气温变暖,进而导致冻土融化的速度加快,深度也不断增加。
所以这几乎是一个不可逆的过程,并且势必会形成恶性循环。
恶性循环
热喀斯特形成原因剖析
在过去,研究已经表明,以热喀斯特为代表的冻土快速退化,会加剧温室效应。
但是科学家们对热喀斯特动态变化的模式、机制以及空间分异等,造成多年冻土退化的原因还知之甚少。
其中在极地苔原带,就经常发生热喀斯特现象,但是这种区域的空间异质性很强。
并且此处的环境变化快速,而科学家对其的观测频率也很少,这也进一步限制了人们对热喀斯特的了解。
极地苔原
科学家对1950-2015年,阿拉斯加北极苔原热喀斯特的覆盖率进行观测。
结果发现,在气候变暖和野火的作用下,其覆盖面积增加了4655平方千米,增幅达到60%,这样的数据简直令人咂舌。
尽管这些野火只烧毁了大约3%的苔原景观,但是却造成了10.5%的热喀斯特。
而且野火对苔原地区的影响可以说是持续的,在其发生后的3年内,就会出现大量热喀斯特。
阿拉斯加苔原热喀斯特覆盖率变化
研究表明,在观测区域内,有一半以上的新增卡斯特出现在过去40多年来的第一个10年内,此时在野火作用下,热喀斯特增加的速率,是没有受到野火作用的22.4-177.1倍。
这个增速会在这第一个10年后急剧下降,但是直到最后一个10年,它的速率仍旧是没受到野火影响的1.6-2.1倍。
不过科学家们也发现,部分热喀斯特地区会出现重复野火的现象。
苔原野火
但是其并没有造成覆盖率的明显增加,反倒是气候变暖,在上世纪70年代后,是热喀斯特不断扩张的重要原因。
而野火的频繁发生,其实也和气候变暖有着密切关系,在高温的作用下,这样的现象显然会不断增加。
如今,热喀斯特话已经成为苔原生态系统转变和演替的常态之一,如果持续发展下去,当地的生态系统很可能被毁灭或者重构,这对整个地球的生态而言,都会造成一定的影响。
野火和气温共同驱动的变化
如今,热喀斯特的扩张趋势我们已经无力改变,但是究其原因,我们可以通过减少人为的碳排放,来缓解其扩张的速度。
并且通过一定的技术,减少大气中的二氧化碳和甲烷等,由此来缓解地球升温和冰川融化带来的灾害。