Hố tự nổ khổng lồ đầu tiên xuất hiện năm 2014. Các nhà khoa học đã nghiên cứu và phát hiện nồng độ cao bất thường của khí methane quanh miệng hố khiến họ tin rằng một lượng lớn khí methane được giải phóng tạo ra các hố này.
Theo nghiên cứu mới công bố trên Tạp chí Geophysical Research Letters (Mỹ), nhóm nghiên cứu cho rằng, một loạt điều kiện do địa chất khác thường của khu vực và biến đổi khí hậu đã khởi động quá trình giải phóng methane, dẫn đến một vụ nổ. Sự nóng lên trên lớp đất bề mặt đã dẫn đến sự thay đổi áp suất nhanh chóng ở sâu trong lòng đất, cuối cùng dẫn đến sự giải phóng khí methane cực kỳ mạnh mẽ.
    |
 |
Hố tự nổ được phát hiện vào năm 2014 trên bán đảo Yamal. Ảnh: Felton Davis/Flickr
|
Theo nhà địa, vật lý Julyan Cartwrigh, Hội đồng Nghiên cứu quốc gia Tây Ban Nha, chỉ có hai cách để tạo ra một vụ nổ. Hoặc là phản ứng hóa học xảy ra như khi thuốc nổ nổ tung, hoặc bạn bơm lốp xe đạp đến khi nó phát nổ-đó là vật lý. Các hố ở Siberia không có dấu vết phản ứng hóa học, nghĩa là chúng hình thành từ nguyên nhân vật lý. "Máy bơm" trong trường hợp này là thẩm thấu-quá trình chất lỏng di chuyển để cân bằng nồng độ các chất hòa tan trong nó.
Bán đảo Yamal có tầng đất đóng băng vĩnh cửu dày giống đất sét thường đóng vai trò như một rào cản thẩm thấu, nhưng biến đổi khí hậu đã thay đổi điều này. Tầng đất đóng băng vĩnh cửu, dày 180-300m, nằm dưới một lớp đất mặt gọi là "lớp hoạt động". Trong khi tầng đất đóng băng vĩnh cửu luôn đóng băng, lớp đất mặt tan chảy và đông lại theo mùa.
Trong tầng đất đóng băng vĩnh cửu ở một số nơi trên bán đảo có những lớp nước đặc biệt chưa đóng băng, độ mặn cao, gọi là cryopeg. Chúng vẫn ở trạng thái lỏng nhờ áp suất và độ mặn. Dưới cryopeg là một lớp chất rắn methane-nước kết tinh gọi là methane hydrate, vốn nên ổn định do nhiệt độ thấp và áp suất cao.
Nhưng giờ đây, khi nhiệt độ trung bình tăng lên, lớp hoạt động đang tan chảy và mở rộng xuống phía dưới cho đến khi chạm tới lớp cryopeg do áp suất thẩm thấu. Vì không đủ không gian trong lớp này để chứa nước tan thêm, áp suất bắt đầu tăng lên. Áp suất khiến các vết nứt xuất hiện và chạy dần lên bề mặt, dẫn đến sự giảm áp suất đột ngột ở độ sâu lớn. Sự thay đổi áp suất đột ngột đó làm tổn hại methane hydrate bên dưới cryopeg, dẫn đến sự giải phóng khí methane và gây ra vụ nổ vật lý.
Nhóm nghiên cứu kết luận rằng, quá trình dẫn đến những vụ nổ này có thể kéo dài hàng thập kỷ, phù hợp với sự gia tăng nhiệt độ toàn cầu kể từ thập niên 1980.
PHƯƠNG HÀ