หลุมยักษ์บนคาบสมุทรยามัลเกิดขึ้นได้อย่างไร

* รูปภาพใช้เพื่อประกอบเนื้อหาเท่านั้น อาจไม่ใช่ภาพเหตุการณ์จริงหรือภาพจริงจากเรื่องในบทความ ขอบคุณภาพประกอบจาก https://graphic.in.th

บนทุ่งทุนดราที่ราบเรียบของคาบสมุทรยามัล ทางเหนือของไซบีเรีย มีบางสิ่งที่ทำให้ภาพถ่ายจากโดรนดูเหมือนฉากนิยายวิทยาศาสตร์ พื้นดินที่เคยต่อเนื่องกันกลับขาดหายเป็นวงกลมลึก มืดสนิท ขอบหลุมเต็มไปด้วยก้อนดินและน้ำแข็งที่กระเด็นออกไปโดยรอบ

หลุมลักษณะนี้ถูกเรียกว่า หลุมปล่อยก๊าซ หรือ gas-emission crater ไม่ใช่รอยอุกกาบาต และไม่ใช่หลุมยุบธรรมดาที่ดินค่อย ๆ ทรุดตัวลง นักวิจัยพบว่าหลุมแรกที่เป็นข่าวใหญ่ในยามัลเมื่อปี 2014 ลึกประมาณ 50 เมตร ขณะที่หลุมในภูมิภาคยามัลและกีดานบางแห่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางได้ถึงราว 70 เมตร

ใต้พื้นน้ำแข็งมีแรงดันสะสมอยู่

คำตอบหลักอยู่ใต้ชั้นดินเยือกแข็งถาวร หรือเพอร์มาฟรอสต์ พื้นดินแถบอาร์กติกเก็บน้ำแข็ง ดินอินทรีย์ น้ำเค็ม และก๊าซธรรมชาติไว้เป็นเวลานาน เมื่ออุณหภูมิอุ่นขึ้นในช่วงฤดูร้อน ชั้นดินผิวหน้าละลายลึกกว่าเดิม น้ำจากผิวดินจึงมีโอกาสไหลลงสู่ชั้นใต้ดินที่ซับซ้อนกว่าเดิม

งานวิจัยในวารสาร Geophysical Research Letters ปี 2024 เสนอภาพที่ละเอียดขึ้นว่า น้ำละลายสามารถเคลื่อนลงไปยังแอ่งน้ำเค็มใต้ดินที่เรียกว่า cryopeg ผ่านแรงออสโมซิส เมื่อแรงดันในระบบเพิ่มขึ้นจนดินแตกร้าว ความดันที่เปลี่ยนฉับพลันอาจทำให้มีเทนไฮเดรตซึ่งอยู่ใกล้เคียงสลายตัว ปลดปล่อยก๊าซมีเทนออกมาอย่างรวดเร็ว

แรงดันก๊าซจึงดันพื้นดินให้โป่งขึ้นก่อน แล้วพุ่งทะลุชั้นดินและน้ำแข็งด้านบนในเหตุการณ์สั้น ๆ ดิน โคลน และก้อนน้ำแข็งถูกเหวี่ยงออกจากจุดกำเนิด เหลือเป็นปล่องลึกผนังชันที่เห็นในภาพ หลุมจึงดูคล้ายการระเบิดจากด้านล่างมากกว่าการทรุดตัวจากด้านบน

โลกร้อนเป็นตัวเร่ง ไม่ใช่คำอธิบายเพียงข้อเดียว

การละลายของเพอร์มาฟรอสต์มีความเกี่ยวข้องกับการเกิดหลุม เพราะทำให้สภาพใต้ดินเปลี่ยนและเปิดทางให้น้ำหรือก๊าซเคลื่อนที่ได้ง่ายขึ้น แต่การบอกว่า “อากาศร้อนขึ้นแล้วพื้นระเบิด” ยังไม่ครบถ้วน พื้นที่ต้องมีองค์ประกอบเฉพาะร่วมกัน ทั้งชั้นน้ำเค็มใต้ดิน การกักก๊าซมีเทน แหล่งมีเทนไฮเดรต และชั้นดินที่สามารถเก็บแรงดันไว้ได้

นี่คือเหตุผลที่ทุ่งทุนดราอุ่นขึ้นทั้งแถบไม่ได้กลายเป็นหลุมทั้งหมด หลุมปล่อยก๊าซเป็นเหตุการณ์เฉพาะจุดและพบได้ไม่บ่อย นักวิทยาศาสตร์ยังติดตามว่าพื้นที่ใดมีโครงสร้างใต้ดินเสี่ยงต่อการสะสมแรงดันลักษณะนี้ โดยเฉพาะบริเวณที่มีชุมชน โครงสร้างพื้นฐาน หรือแหล่งพลังงานอยู่ใกล้เคียง

สิ่งที่น่ากังวลกว่าหลุมคือก๊าซที่หลุดออกมา

มีเทนเป็นก๊าซเรือนกระจกที่กักเก็บความร้อนได้ดีมากในช่วงเวลาสั้นกว่าคาร์บอนไดออกไซด์ การระเบิดหนึ่งครั้งไม่ได้เปลี่ยนสภาพภูมิอากาศโลกทันที แต่หลุมเหล่านี้ทำให้เห็นว่าดินเยือกแข็งไม่ได้เป็นเพียงพื้นแข็งนิ่ง ๆ มันเป็นระบบที่เก็บน้ำแข็ง น้ำ และก๊าซไว้พร้อมกัน

ภาพหลุมดำกลางทุ่งน้ำแข็งจึงไม่ใช่ปริศนาเหนือธรรมชาติ หลักฐานปัจจุบันชี้ไปยังการสะสมแรงดันและการปลดปล่อยก๊าซจากใต้เพอร์มาฟรอสต์ โดยมีภาวะอุ่นขึ้นเป็นตัวเร่งสำคัญ ความท้าทายต่อไปคือการเฝ้าระวังพื้นที่เสี่ยงและทำความเข้าใจกลไกใต้ดินให้แม่นยำพอ ก่อนที่พื้นราบอีกแห่งจะเปิดออกโดยไม่มีใครเห็นมาก่อน