大地震导致北极地区气温突然升高

全球变暖是文明面临的紧迫问题之一。普遍认为人类应担主要责任——人类活动增加了大气中温室气体的浓度。但是,这种观点并不能解释为什么温度有时会急速升高。

在北极,导致气候变暖的因素之一是陆棚带多年冻土和亚稳的天然气水合物释放出甲烷。自研究人员开始监测北极的温度以来,该地区经历了两个突然的高温期:1920年代和30年代;然后是1980年开始,一直持续到今天。

俄罗斯科学院院士利奥波德·洛布科夫斯基(Leopold Lobkovsky)是新论文的通讯作者,也是MIPT世界海洋北极和大陆边缘地球物理研究实验室的负责人。

根据发表在《地球科学》上的论文,科学家假设,无法解释的温度急剧变化可能是由地球动力学因素触发的。他特别指出了阿留申弧线(Aleutian Arc)中发生的一系列大地震。阿留申弧线是离北极最近的地震活动区。

为了检验新假说,洛布科夫斯基不得不先回答三个问题。首先,大地震的日期是否与温度变化相吻合?第二,是什么机制使岩石圈扰动从阿留申群岛传播到北极陆棚带内超2000公里处?第三,地壳活动如何加剧甲烷排放?

第一个问题的答案来自历史数据分析。事实证明,阿留申弧线上的系列大地震,恰发生在温度变化之前15-20年左右。

第二个问题可用岩石圈激发动力学模型来回答。模型描述了构造波的传播,并预测它们应以每年约100公里的速度传播。这与每次大地震序列和随后的温度升高之间的时间延迟是一致的,因为地震后,扰动花了15到20年才传入北极圈。

第三个问题,研究人员提出了以下解释:到达北极冰架下的形变波在岩石圈中引起较小的附加应力,足以破坏亚稳气体水合物的内部结构和永久冻结冰中存储的甲烷。甲烷进入大气中,产生温室效应,导致气候变暖。

“阿留申弧线的大地震与气候变暖的阶段之间存在明显的关联。存在一种以适当的速度物理传递岩石圈应力的机制。这些附加应力能够破坏亚稳的天然气水合物和多年冻土层。理论中的三大组成部分都是合乎逻辑的,并可以进行数学和物理分析,重要的是,它可以解释一个已知的事实——北极温度突然升高——以前的模型毫无作为。”洛布科夫斯基评论道。

原文:https://phys.org/news/2020-12-great-earthquakes-arctic.html

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