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这个脑洞有点大:NASA想要打洞冷却火山,以此阻止这座超级火山的喷发!

2017-08-30 矿业在线



前不久,矿业在线的推文《7月,美国黄石公园打破了每月1200次地震的纪录!》中提到,今年以来,美国黄石公园地区频繁的地震让许多人担忧这座超级火山的爆发。而如今,美国的科学家提出,想通过给这座超级火山打洞,来降低其喷发的概率。








宁静的美国黄石国家公园之下,是一个巨大的岩浆池。这些岩浆让黄石国家公园的间歇泉和温泉闻名于世。但对于美国国家航空航天局的科学家来说,这也是我们所知道的对人类文明最大的自然威胁之一:潜在的超级火山。


美国航空航天局喷气推进实验室(JPL)研究员、加州理工学院教授、美国国家航空航天局行星防御咨询委员会成员布莱恩·威尔科克斯,最近在研究中得出结论,超级火山的威胁明显要大于小行星或彗星撞击带给的威胁。同时,在他的研究报告里,还告诉人们,可以通过打洞的方式来应对超级火山所带来的巨大威胁。




图示:从太空中观测到的火山喷发


地球上有大约20个已知的超级火山,平均每10万年发生一次大爆发。学术界普遍认为火山爆发可能造成的最大威胁之一是饥荒,火山爆发带来的长期冬季会降低粮食产量。 2012年,联合国曾估计世界各地的粮食储备仅能够维持74天。


当美国国家航空航天局科学家考虑到这个问题时,他们发现最合乎逻辑的解决方案可能就是冷却超级火山。


一座火山就是一座巨型熔炉,基本相当于六座工业电厂。目前,黄石国家公园火山60-70%的热量以水蒸气的形式从地下泄露进大气,冷却主要来自通过岩石裂缝渗透进岩浆池中的水。其余热量都被存储在岩浆池内,不断液化越来越多的挥发性气体,同时也融化着周围的岩石。


一旦这种热量达到一定的阈值,那么火山爆发是不可避免的。


但如果能够让火山里的能量特别是热量,得到更多的释放,那么超级火山就不会喷发。


美国国家航空航天局估计,如果能够从其山体内部再释放35%的热量,黄石国家公园的火山将不再构成威胁。唯一的问题是怎么释放熔岩热量?


一种可能是对超级火山引入更多水。但从实践的角度来看,说服政府实施这样一个方案不太可能。




图示:从太空中看到的埃特纳火山喷发


威尔科克斯说:“在山区建造一条大型渡槽,既昂贵又困难,人们不希望自己的水都用来给超级火山熄火这件事上。世界各地都面临着水资源短缺的问题,所以搞这样一个大型基础设施项目,水而且的唯一用途就是冷却超级火山,但势必会带来争议。”


相反,美国国家航空航天局(NASA)认为最可行的解决方案可能是,在超级火山上打一个长度10公里的洞,并抽水降压。在高压下(编者注:约163.7个大气压),循环水将被加热至约350摄氏度的高温,从而缓慢地从火山中带走热量。而这样一个项目的预计成本约为34.6亿美元(26.9亿欧元)。


在为火山降温的同时,它带来了吸引人的收获,NASA相信可以说服政府进行投资。


威尔科克斯表示,黄石火山目前的热量约在6GW左右,通过这样的一个超级大洞,可以建设一个地热发电厂。短期来看其能够为周边地区提供数万年的电力,而长远的好处就是防止未来的超级火山爆发,避免毁灭人类。


但给超级火山打洞并不是没有风险,也有可能触发火山爆发。




图示:如果超级火山喷发,威力要比印度尼西亚火山爆发大很多


威尔科克斯指出,如果从岩浆室的顶部尝试加水降温冷却,那将是非常危险。这可能使岩浆室的顶部更为脆弱,更易破裂。并且您可能会释放出更多的有毒挥发性气体。


相反,美国航空航天局专家的想法是从超级火山的下方钻进去,也就说从黄石国家公园的边界之外开始钻探,并从岩浆室的下部提取热量。


威尔科克斯表示,这样就可以防止从底部升起的热量威胁到岩浆所在区域的顶部,使之更加不易破裂。


这个方案最大的好处,是不会产生副作用。


虽然这一计划要实施起来相当缓慢,但为了防止灾难发生,这种兼顾短期利益和长期利益的思考和规划,可能是唯一的选择。 


这样一个计划可能适用于地球上每一个活跃的超级火山,而美国国家航空航天局的科学家们希望他们的这一想法能够鼓励更多应对威胁的科学讨论。




图示:如果不采取行动,黄石的火山或将喷发


黄石的火山大约每六十万年喷发一次,最近一次喷发在60多万年前,这足以让科学家们引起重视。


而与之相类似的方案,也可以用在解决地球近地星体的威胁方面,比如某个逼近地球的小行星。



来源:网易科学人,译者:晗冰。

略有整理,中文版权归译者所有,致谢!


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