Tám miệng núi lửa khổng lồ, sâu 160 foot (50 mét) trong lớp băng vĩnh cửu ở Siberia đã khiến các nhà khoa học đau đầu kể từ khi được phát hiện cách đây hơn một thập kỷ - nhưng một lý thuyết mới cuối cùng có thể giải thích cách chúng hình thành.
Theo một bài báo in trước xuất bản ngày 12 tháng 1 trên cơ sở dữ liệu EarthArXiv, các miệng núi lửa này là những miệng núi lửa duy nhất ở các bán đảo Yamal và Gydan phía bắc của Nga và không được tìm thấy tồn tại ở nơi nào khác ở Bắc Cực, cho thấy chìa khóa của câu đố này nằm ở cảnh quan.
Các nhà nghiên cứu đã đề xuất một số cách giải thích cho các lỗ hổng trong nhiều năm, từ tác động của thiên thạch đến vụ nổ khí tự nhiên. Một giả thuyết cho rằng các miệng hố được hình thành ở vị trí của các hồ lịch sử từng sủi bọt khí tự nhiên bốc lên từ lớp băng vĩnh cửu bên dưới. Những hồ này có thể đã khô cạn, khiến mặt đất bên dưới phải chịu nhiệt độ đóng băng, bịt kín các lỗ thông hơi khiến khí thoát ra ngoài. Kết quả là khí tích tụ trong lớp băng vĩnh cửu cuối cùng có thể đã được giải phóng thông qua các vụ nổ tạo ra các miệng hố khổng lồ.
Nhưng mô hình hồ lịch sử không giải thích được thực tế là những "hố thoát hiểm khổng lồ" (GEC) này được tìm thấy ở nhiều môi trường địa chất khác nhau trên khắp các bán đảo, theo báo cáo mới, không phải tất cả đều từng bị hồ bao phủ.
Các nghiên cứu trước đây cũng đã liên kết các miệng núi lửa với sự tích tụ khí tự nhiên trong lớp băng vĩnh cửu, nhưng những nghiên cứu này không thể giải thích tại sao các hố này chỉ được tìm thấy ở miền bắc nước Nga. Các nhà nghiên cứu viết trong bản in trước: “Do đó, sự hình thành của GEC chỉ ra các điều kiện cụ thể cho bán đảo Yamal và Gydan”.
Lớp băng vĩnh cửu trên bán đảo Yamal và Gydan có độ dày rất khác nhau, từ vài trăm feet đến 1.600 feet (500 m). Đất có khả năng đóng băng rắn cách đây hơn 40.000 năm, giam cầm các trầm tích biển cổ xưa giàu khí mê-tan dần dần biến thành trữ lượng khí đốt tự nhiên rộng lớn. Những nguồn dự trữ này tạo ra nhiệt làm tan chảy lớp băng vĩnh cửu từ bên dưới, để lại các túi khí ở đáy.
Lớp băng vĩnh cửu ở Nga và những nơi khác cũng đang tan băng trên bề mặt do biến đổi khí hậu. Ở những nơi vốn đã mỏng trên bán đảo Yamal và Gydan, sự tan chảy từ cả hai đầu và áp suất từ khí cuối cùng có thể khiến lớp băng vĩnh cửu còn lại sụp đổ, gây ra vụ nổ.
Theo bản in, "hiệu ứng rượu sâm panh" này sẽ giải thích sự hiện diện của các miệng hố nhỏ hơn xung quanh tám miệng hố khổng lồ, vì những khối băng khổng lồ bị đẩy ra bởi vụ nổ có thể đã làm mặt đất bị lõm nghiêm trọng.
Các nhà nghiên cứu cho biết thêm, có thể có nhiều miệng núi lửa hơn chúng ta tưởng vì nước và trầm tích có thể lấp đầy một số lỗ theo thời gian.
Việc giải phóng khí tự nhiên và khí mê-tan trong các vụ nổ này có thể kích hoạt vòng phản hồi khí hậu nếu nhiệt độ toàn cầu tiếp tục tăng lên và đẩy nhanh quá trình tan băng vĩnh cửu.
Các nhà nghiên cứu viết: “Sự hình thành của GEC có liên quan đến biến đổi khí hậu toàn cầu, với nhiệt độ mùa hè và mùa thu ngày càng tăng dẫn đến sự nóng lên và suy thoái của lớp băng vĩnh cửu”.
Theo bản in trước, ước tính có khoảng 1.900 tỷ tấn (1.700 tỷ tấn) khí nhà kính, bao gồm carbon dioxide và metan, được lưu trữ trong lớp băng vĩnh cửu ở Bắc Cực. Các tác giả cho biết thêm, lượng khí thải ngày càng tăng từ lớp băng vĩnh cửu tan "là mối quan tâm lớn".
