تفجيرات الفوهات الغامضة في التربة المتجمدة بسيبيريا: العلماء يكشفون السبب وراء ذلك

قبل عقد من الزمان، ظهرت حفرة غامضة في القطب الشمالي الروسي، مُشكّلة حفرة ضخمة مسننة بعرض مئات الأقدام، تغوص في هاوية سحيقة. كانت الحفرة محاطة بقطع هائلة من التربة والجليد، شاهداً على القوى العنيفة التي أحدثتها.

ومنذ عام 2014، انفجرت أكثر من 20 حفرة من هذا النوع، مما أدى إلى حفر المناظر الطبيعية النائية في شبه جزيرة يامال وجيدان في شمال غرب سيبيريا - وقد تم اكتشاف أحدثها في أغسطس/آب.

وقد أثارت هذه الحفر فضول وحيرة العلماء الذين أمضوا سنوات في محاولة الكشف عن كيفية انفجارها. وقد ظهرت سلسلة من الفرضيات، بما في ذلك نظريات أكثر غرابة مثل سقوط نيزك أو حتى كائنات فضائية.

والآن، يقول فريق من المهندسين والفيزيائيين وعلماء الكمبيوتر إنهم وجدوا تفسيراً جديداً. وتشير النتائج التي توصلوا إليها، والتي وردت في دراسة نُشرت الشهر الماضي، إلى أن السبب هو مزيج من التغير المناخي الذي تسبب فيه الإنسان والجيولوجيا غير العادية للمنطقة.

كان العلماء بالفعل متفقين بشكل عام على أن الحفر تتشكل عندما تتراكم الغازات المحتبسة تحت التندرا - بما في ذلك غاز الميثان الذي يسخن الكوكب - تحت الأرض، مما يتسبب في ظهور كومة على السطح. وعندما يفوق الضغط في الأسفل قوة الأرض في الأعلى، تنفجر الكومة وتطلق الغازات.

ما لا يزال الأمر محل نقاش هو الآليات الأكثر تحديدًا لكيفية تراكم الضغط، ومن أين يأتي الغاز بالضبط.

قالت آنا مورجادو، مؤلفة الدراسة والمهندسة الكيميائية في جامعة كامبريدج، إن الفريق الذي قام بالبحث الجديد قرر التعامل مع الأسئلة مثل العمل التحقيقي.

فقد فكروا أولاً فيما إذا كانت الانفجارات قد تكون تفاعلات كيميائية، ولكن سرعان ما تم استبعاد ذلك. وقالت مورجادو: "لم يتم الإبلاغ عن أي شيء يتعلق بالاحتراق الكيميائي".

وقالت لـCNN: "كان يجب أن يكون الأمر فيزيائياً إذن، "مثل نفخ الإطارات".

ما وجده الباحثون يدور حول الجيولوجيا المعقدة لهذه الشريحة المحددة من سيبيريا.

ويجري الأمر على النحو التالي: تحت الأرض توجد طبقة سميكة من التربة والصخور والرواسب المتماسكة مع بعضها البعض بواسطة الجليد. وتحتها طبقة من "هيدرات الميثان"، وهي شكل صلب من أشكال الميثان.

وتوجد بين الاثنين جيوب غير عادية، يبلغ سمكها حوالي 3 أقدام، من المياه المالحة غير المتجمدة تسمى "كريوبجس".

ومع تغير المناخ الذي يؤدي إلى ارتفاع درجات الحرارة، تذوب الطبقة العليا من التربة، مما يتسبب في ذوبان المياه من خلال التربة الصقيعية إلى الطبقة المتجمدة وتتسرب إلى هذه الطبقة المالحة، وفقًا للبحث.

وتكمن المشكلة في عدم وجود مساحة كافية للمياه الزائدة، فتتضخم الطبقة المتجمدة ويتزايد الضغط وتتشقق الأرض مما يؤدي إلى حدوث تشققات على السطح. وتسبب هذه الشقوق انخفاضاً سريعاً في الضغط في الأعماق، مما يؤدي إلى إتلاف هيدرات الميثان والتسبب في إطلاق الغاز بشكل متفجر.

و وجدت الدراسة أن هذه الرقصة المعقدة بين ذوبان التربة الصقيعية والميثان يمكن أن تستمر لعقود قبل حدوث الانفجار.

وقالت مورجادو إن هذه العملية "خاصة جدًا بالمنطقة"، لذلك بينما تعتقد مورجادو أنهم حلوا اللغز في هذا الجزء من القطب الشمالي، إذا ظهرت فوهات متفجرة مماثلة في أماكن ذات جيولوجيا مختلفة، "فقد يكون هناك لغز آخر يجب حله".

أما العلماء الآخرون فهم أقل ثقة بأن اللغز قد تم حله.

قال يفغيني تشوفيلين، عالم الأبحاث الرئيسي في معهد سكولكوفو للعلوم والتكنولوجيا في موسكو، الذي قضى سنوات في دراسة الحفر عن قرب، إن فكرة الدراسة "جديدة" لكنه يرفض فكرة أنها تتناسب مع جيولوجيا المنطقة.

وقال لشبكة CNN إن التربة الصقيعية في شمال غرب سيبيريا غير اعتيادية بسبب احتوائها على كميات كبيرة جداً من الجليد والميثان. سيكون من الصعب على المياه من الطبقة العليا من التربة أن تندفع من خلال هذه الطبقة السميكة الكثيفة الجليد للوصول إلى التربة المتجمدة في أعماق الأرض.

وقال لـCNN إن النتائج "لا تزال عامة جداً" ولا تأخذ في الحسبان تعقيدات المنطقة.

ويركز بحثه الخاص على تراكم غاز الميثان في التجاويف في المستويات العليا من التربة الصقيعية، قبل أن يرتفع الضغط إلى درجة الانفجار.

وقال إنه لا يزال هناك المزيد مما يجب القيام به للمساعدة في حل ألغاز كيفية حدوث هذه العملية بالضبط.

وأيدته في تحذيره لورين شورماير، عالمة الجيوفيزياء الأرضية في جامعة هاواي. وقالت إنه على الرغم من أن البحث منطقي من الناحية النظرية، إلا أنه لا يزال هناك "العديد من مصادر الغاز المحتملة لهذه الفوهات".

وأضافت مورجادو أنها واثقة من النظرية ولكن "يمكن إثراؤها دائماً من خلال النظر في عوامل إضافية".

ومع ذلك، فإن ما يتفق عليه معظم العلماء هو أن تغير المناخ يلعب دورًا، وقد يؤدي إلى زيادة هذه الفوهات المتفجرة في المستقبل.

قال تشوفيلين إن الاحتباس الحراري "يؤثر على قوة الصخور المتجمدة التي تعلو الجليد تحت الأرض ذات التجاويف المشبعة بالغاز،" مما يسهل انفجار الغاز من الأسفل. وأضاف أنه مع تسارع وتيرة التغير المناخي، قد يؤدي ذلك إلى مزيد من التدهور في التربة الصقيعية، وانفجارات غازية قوية وفوهات جديدة.

وتذهب شورماير إلى أبعد من ذلك. وقالت: "من المحتمل أن يكون تغير المناخ هو المحرك الرئيسي". وأضافت أن العديد من الحفر ظهرت بعد فصول الصيف الدافئة بشكل غير عادي، ويجب أن نتوقع المزيد منها مع ارتفاع درجة حرارة القطب الشمالي.

لا تتأثر الحفر بتغير المناخ فحسب، بل تساهم في ذلك أيضاً. فكل انفجار يقذف غاز الميثان الذي كان محبوسًا في السابق، في أعماق الأرض، وهو غاز أكثر فعالية في حبس الحرارة في الغلاف الجوي بما يصل إلى 80 مرة من ثاني أكسيد الكربون على المدى القصير.

وفي حين أن غاز الميثان الناتج عن كل فوهة بركان فردية ليس مهماً بشكل كبير من حيث تأثيره على الاحتباس الحراري، إلا أن شورماير قالت: "إنها علامة مرعبة على أن القطب الشمالي يتغير".

سيواصل العلماء التحقيق في هذه الظواهر الانفجارية لأسباب ليس أقلها أن فهمها بشكل أفضل يمكن أن يساعد في التنبؤ بالمكان الذي من المحتمل أن تظهر فيه بعد ذلك. تحدث معظمها في المناطق النائية، ولكن هناك مخاوف من أن تؤثر على المناطق السكنية أو عمليات النفط والغاز في المنطقة.

وقال فاسيلي بوغويافلينسكي، من معهد أبحاث النفط والغاز التابع لأكاديمية العلوم الروسية، الذي درس الحفر، إن الخبراء يراقبون بالفعل بعض التلال العديدة في المنطقة. وقال لـCNN: "هذا لا يعني أنه يمكننا القول إن انفجارًا جديدًا سيحدث غدًا هنا"، لكنه يسمح لهم بمراقبة المناطق الأكثر أهمية.

بالنسبة لمورجادو، فإن هذه الحفر هي دليل على تغيير البشر للمناخ وزعزعة استقرار الأرض بطرق جديدة. وأضافت: "والأمر سريع للغاية"، "لم يعد الأمر آلاف السنين، بل يحدث في غضون عقدين من الزمن.".