摘要 建议在黄石公园火山周围地下挖掘长达几百公里的水平隧道,从熔岩室中排出15平方公里以上的熔岩,把黄石火山的爆发推迟大约6000年。
美国国家地理杂志2011年1月19日发表一篇文章,披露黄石公园自2004年以来发生了前所未有的地表隆起:
http://news.nationalgeographic.com/news/2011/01/110119-yellowstone-park-supervolcano-eruption-magma-science/
火山地带的地表隆最常见的原因是地下岩浆上升,因此它往往是火山爆发的前兆。比如,冰岛火山爆发之前也发生了地表隆起现象。黄石公园火山也称超级火山,它 的爆发将毁掉大半个美国,升起的火山灰在地球上遮天蔽日,将会给全世界带来严重灾难。现在已经有两部电影描述了这一场人类灾难,一部是BBC制作的 “超级火山”,另一部是“2012”。
由于担心引发恐慌情绪,权威性媒体对这一威胁的报道甚为谨慎。前文中曾提到,科学家一度认为地表隆起可能是黄石火山即将爆发的前兆,但是,直到地表隆起有所减缓,他们才在大众媒体上公开了当时的担忧。
虽然地表隆起的减慢是一个好消息,但是人们并不能因此而放松 警惕。第一,有关方面不会把最危险的信号及时通知公众,实际情况可能比我们所了解的更为严重;第二,不排除这一隆起过程在经历短暂休息之后再继续下去;第三,黄石超级火山迟早要爆发,该地历史上发生了3次超级火山爆发,平均间隔60-70万年,现在距上一次爆发已经过了大约64万年。
黄石火山的根源是地下的一个长85公里宽45公里的巨大熔岩室,深度在5公里到16公里之间。熔岩室下面有一个很长的管道通入地心深处,地底下下的熔岩通过它不断涌入熔岩室。这些熔岩在积累到一定程度时就会激发火山爆发。
因此有人提出了一个方案,建议从火山口往下钻一个洞,把地底下火山熔岩室内的熔岩部分释放出来,减轻压力,阻止火山大规模的爆发。这一设想有两个缺陷,如果这一通道太小,它很容易被上升的熔岩堵塞;如果通道太大,它又可能引起火山爆发。
这里我们提出一个新方案:在地底下挖一个长达几百公里的隧道系统,把熔岩引入到这一隧道之内。一方面,隧道直径比较大,不会立即被阻塞,另一方面,由于在地下隧道非常长,流出的熔岩在到达隧道终点之前已经失去了爆炸性的能量,不会对地表造成破坏。
假设隧道高和宽各位10米,那么一个150米的隧道可以存放15平方公里的熔岩。黄石公园的熔岩室总容量是1万5千平方公里。虽然15平方公里的熔岩占其中的0.1%,但其作用不可忽视。首先,每次火山爆发并不会把熔岩全部喷出,在历史上,大爆炸所喷出的熔岩在1500平方公里左右。因此15平方公里的熔岩占了其中的1%。其次,为了喷发着1500平方公里的熔岩,进行了长达60万年的积累。按此速度计算,积累15平方公里的熔岩需要花费6000年左右。因此,减少同样数量的熔岩有可能把火山的爆发推迟6000年。这对于解除人类眼前的危机已经足够。
在地球上有多个地点存在火山熔岩流过的熔岩隧道,其中最长的隧道在澳大利亚,长度达150英里。这一事实为熔岩隧道的可行性提供了一个证据。黄石火山熔岩室的深度在5公里以下,目前人类挖掘的最深的隧道已经达到地下5公里处。这说明现有技术有能力挖掘一个接近熔岩室顶部的隧道。黄石公园由上次喷发的火山岩堆积而成,海拔2公里。在150公里之外,可能只需要下挖3公里就可以水平进入火山熔岩顶部区域。
火山熔岩的流动速度取决于它的成分。黄石公园火山熔岩中90%是流纹岩(Rhyolite),10%是玄武岩(Basalt)。后者流动性强,前者流动性弱。玄武岩最快的流动速度是每小时30-60公里,流纹岩最慢的流动速度是每天几米。因此,岩浆充满150公里隧道所需的时间在1天至41年之间。
上述方案还有问题需要研究和解决。人类从未 做过这一尝试,我们也没有查到任何人提出过这一设想。因此,各方面的问题还有待学术界进行研究和讨论。一个难点是怎样在火山熔岩高热地带挖掘隧道。我们认 为,在不适合人工操作的地带,首先可以考虑使用自动控制的机械装置进行挖掘,其次可以考虑各种爆破装置。在上述两种方案都难以使用的情况下,期望火山熔岩 的内部压力能够推动缓慢推动岩石移动。
另一个需要研究的问题是具有爆炸性质的流纹岩在几百公里长的隧道中的运动情况。火山熔岩室内的熔岩处于高压状态,流纹岩中包含大量压缩气体,火山爆发过程中,熔岩经过10公 里左右高度的管道的上升到地面,上升过程中压力逐渐减少,压缩气体被释放,产生爆炸性的喷发。在一个长达一百公里的地下水平隧道中,压力释放过程必定比自 然界中火山爆发过程缓慢得多。我们预期,即使熔岩能够到达隧道的出口,由于经历了一百多公里的缓冲,流出的熔岩不会产生破坏性的后果。 但是,岩浆在一百多公里水平隧道中究竟会以什么方式运动,还需要更多的研究。
对于这一方案,可以首先借助小型火山进行试验,通过试验来了解方案的可行性,研究熔岩在水平隧道中的流动特性,以及研发高热熔岩附件的隧道开发技术。
这一项目工程量巨大,从研究到实施可能要耗 费十几年到几十年,但是我们所面对的是一场毁灭人类的灾难,无论多大的代价都需要付出。黄石公园刚刚经历了一场惊心动魄的地表隆起过程,我们很幸运地看到 这一过程暂时停顿下来。我们不知道什么时候危险会再次降临,如果现在不做准备,到时可能为时已晚。
本文以“创思”笔名首次发表于千人计划论坛,转载需注明。
创思原创 版权所有 2011年2月23日