全球變暖是人類文明面臨的緊迫問題之一。目前的主流觀點是,人類活動增加了大氣中溫室氣體的濃度,繼而導致氣溫上升。然而,這種觀點并不能解釋,為什么溫度有時會突然升高。
莫斯科物理技術學院的研究人員在《地球科學》上的論文提出了一個新解釋,氣溫驟升可能是由大地震引發(fā)的。
自從研究人員開始監(jiān)測北極地區(qū)的溫度以來,該地區(qū)經(jīng)歷了2次突然變暖的時期:首先是在20世紀20年代和30年代,然后是從1980年開始,一直持續(xù)到今天。
在論文中,研究人員假設,這種過去無法解釋的溫度突變可能是由地球動力學因素引起的。文章特別指出,阿留申弧是距離北極最近的地震活躍區(qū),常常發(fā)生大地震。
要驗證這個假設,研究人員必須回答3個問題。首先,大地震發(fā)生的日期是否與氣溫驟升一致?第2,是什么機制使巖石圈擾動從阿留申群島傳播到北極大陸架地區(qū)超過2000公里?第3,這些干擾如何加劇甲烷的排放?
第1個問題的答案來自歷史數(shù)據(jù)分析。事實證明,阿留申弧地帶在20世紀發(fā)生的2次大地震,都出現(xiàn)在氣溫驟升前15-20年。
第2個問題要靠巖石圈激發(fā)動力學模型來回答。研究人員使用的模型描述構(gòu)造波的傳播,預測其傳播速度應該在每年100公里左右。這與每次大地震和隨后的氣溫升高之間的延遲是一致的。
對于第3個問題,研究人員提出了以下解釋:到達大陸架的構(gòu)造波在巖石圈中引起微小的附加應力,這些應力足以破壞亞穩(wěn)天然氣水合物和儲存捕獲甲烷的永久凍土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
隨后甲烷釋放到大陸架和大氣中,由于溫室效應,導致該地區(qū)氣候變暖。
事實上,北極凍土是天然的瓦斯儲藏庫,永久凍土中含有大量的甲烷,水底的晶籠化合物也含有甲烷。甲烷也透過河流被輸送到北極地區(qū)。北極甲烷逸出一直存在而且是一個值得警惕的問題。
甲烷的溫室效應是等量CO2的28倍(1g CH4 =28g CO2),在復雜的大氣中,甲烷的溫室效應是等量CO2的34倍。
在2006年,《自然》的一篇文章將“北極甲烷大爆發(fā)”拉進了人們的視野。文章警告,隨著西伯利亞永久凍結(jié)帶的融化,甲烷釋放量的增長可能會加速氣候的變化。
今年初,《地球物理研究快報》發(fā)表了NASA的研究。他們從2017年7月和8月進行的飛行中,收集了400多個數(shù)據(jù),覆蓋了約30000平方公里的北極土地,總計是收集了大約10億次有關甲烷排放的結(jié)果,揭示了以水為中心的清晰擴散模式。
結(jié)果顯示,在覆蓋的北極地區(qū)土地上,總計有200萬個甲烷“熱點”。
與此同時,美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)公布的數(shù)據(jù)顯示,2020年1月全球平均氣溫破紀錄,成為自1880年有氣象記錄以來的最熱1月。
此前關于北極甲烷釋放的解釋,主要是“冰川消融-北極吸熱能力提高-區(qū)域溫度變高-甲烷排放增加”這樣一條線。
新研究提出的“大地震”假設,為原來的研究提供了有效補充。