黄石火山地球人类通向级文明的界如何破解

这里的“Ⅰ级文明”是按照卡尔达舍夫以一个文明的能耗为基础划分的。

即“类型I:该文明是行星能源的主人,这意味着他们可以主宰这颗行星以及周围卫星能源的总和。”

目前真正能够毁灭性的威胁“地球人类文明”的小行星,地球人类尚未发现;但是“黄石火山”对“地球人类文明”毁灭性的威胁几乎就在地球人类可以预见的未来。本来“火山”这种东东,应该是“Ⅰ级文明”能量来源,但是到目前为止地球人类还没有找到%避免被其伤害。尤其是地球上现存的最大的火山——黄石火山,甚至能够中断“地球人类文明”。

既然黄石火山是地球人类通向Ⅰ级文明的界,如何破解?

众所周知,地球岩石层从外向内分为地壳、地幔、地核三层,岩浆(液态岩石)存在于地幔、地核(当然岩浆的实际存在形式的分层还能更细)。实际上地壳层并没有完全覆盖地幔,每一个分开的地壳就像是一艘艘漂浮在岩浆(液态岩石)上面的地壳船。而且岩石的液态与固态其实并不严格与所处层次有关,与温度绝对的关系。比如深海甚至深一点的湖泊往往都是因为该处处于地壳的空白处,所以它们的底部往往就是地幔。由于水的冷却作用,这些地幔就是固态。

如果没有地壳的挤压,岩浆本身是没有压力的。地球形成之初就是一个巨大的岩浆球体,但是并没有出现向宇宙中抛射岩浆的现象,而是物质较轻的岩浆逐渐浮到地球表面。由于宇宙空间的冷却作用,这些较轻的岩浆逐渐冷却成了固态,漂浮到了较重的岩浆上面。由于较轻的物质有限,所以冷却成固态以后并没有完全覆盖较重的岩浆。这些裸露的较重的岩浆同样冷却成了固态,而被地壳压着的较重的岩浆由于受到地壳的保温作用而继续处于液态。

如果只有一艘船漂浮在岩浆上面也不足以形成压力,关键是有一堆船相互挤压在一起,有些较高的船甚至直接挤上了较矮的船。而且由于地球引力作用,这些地壳在冷却过程中最终形成了下面大、上面小的初始形态。大家可以想象一下,一旦这些液体在被挤压过程中向下的回落的通道不足甚至被堵死,就只能向上溢出,这就是岩浆产生压力的原因。

我们的青藏高原以及上面的喜马拉雅山脉,还有其它地方形成的山脉都是因为其中一块地壳被下面的另一块地壳抬升所致。而我们所说的火山,则是由两块地壳之间的岩浆被挤压出地壳冷却后形成。

严格意义上的死火山只存在于两块挤压时间较长的地壳之间。由于两块下面大、上面小的地壳长期挤压,使得岩浆通往地幔的通道完全被封死,而且这两块地壳还处于相互靠近的阶段。所以岩浆冷却固化之后再也得不到地幔中新的岩浆进行补充,最终形成了死火山。

严格意义上的活火山(包括休眠火山)存在两种可能。

第一:岩浆通往地幔的通道虽然完全被封死,但是由于冷却固化的岩浆暂时堵塞了液态岩浆向上的通道,而这些岩浆在地壳和固化岩浆的保温下长期处于液态。

这些火山又存在三种发展方向。

1)两块地壳继续相互挤压的速度较慢。除非出现突发情况,比如小行星撞击本地壳或其它可以传力于本地壳的地壳或者其它可以传力于本地壳相互挤压。否则这些火山就慢慢从休眠火山完全冷却成死火山。

2)两块地壳继续相互挤压的速度较快。突然某个时间被封存的液态岩浆被挤压冲破了冷却固化的上层岩浆,形成了后续的喷发。

3)两块地壳出现了相互远离的情况。地幔传递岩浆的通道被重新打通。

第二:岩浆通往地幔的通道始终没有形成封闭。

包括“黄石火山”在内,大多数的“活火山”都是处于这种状态。

综上所述,大家有没有想到我们中国传说中的“鲧禹治水”,即一种是“堵”,一种是“疏”。

先说说堵吧。

美国国家航空和宇宙航行局(NASA)就想到过用水冷却黄石火山的岩浆,而且还设想用产生的蒸汽发电。但是由于没有足够的水源,最终只能作罢。

设想一下,如果此举实施,会产生怎样的效果?

由于水的冷却作用,火山内上部的岩浆会继续固化,也就是火山顶部的固化岩层会进一步加厚。如果黄石火山下部通往地幔的通路已经封堵,这种冷却作用会让黄石火山中的岩浆逐渐固化,最终黄石火山会变成死火山。但问题是黄石火山下部的岩浆通道并没有被堵死,所以即便岩浆上部的固化层加厚,在岩浆不断涌入的情况下火山内部的压力会不断增加,一旦发生喷发会比之前更为猛烈。

当然,我们还可以类比一下我们的长白山。尽管火山口已经被水灌满成天池,但是依然不能消除爆发的可能。

对于活火山而言,堵这种办法只能延迟其爆发的时间,不能根本解决爆发的可能。

既然火山内部的岩浆会不断涌现,我们能不能采用将岩浆持续导出它处冷却的办法?

理论上可以,但是技术上必须解决两个问题。

第一:用什么方式打通火山并导流岩浆?

最简单粗暴的方法就是提前在地面挖掘出导流沟壑,类似于岩浆运河。然后爆破火山内部岩浆室的侧面,让岩浆流入导流沟壑。实际上就上让火山提前从侧面爆发,排放出的有毒气体的量不会减少,但是可以最大限度避免火山灰被抛向高空,最大限度避免出现高空蔽日影响气候的现象。

但是可控的爆破岩浆室侧面在技术上是一个难题。如果用传统的山体爆破手段很容易造成爆破失控,而且越接近岩浆室温度越高,可能找不到适合的作业工具,对作业人员也是一种危险。也可以采用钻地导弹,但是较高的温度下也有爆破失效的可能。

当然对岩浆流经区域的生态环境是毁灭性,不仅要承受高温炙烤,还要承受毒气的蔓延。

还有一种技术含量更高的办法,就是地下盾构岩浆通道。这个对盾构机械的耐温性要求很高,而且一旦靠近岩浆室的侧面盾构机械大概率无法全身而去,最后只能被岩浆吞噬。当然,最后一段如何爆破也是一个难题。靠近岩浆室的地质会非常松软,对盾构技术也是一大考验。

第二:如何解决岩浆冷却堵塞通道的问题?

对于露天的岩浆沟渠可以在岩浆还未冷却的时候将它引入到事先挖好的深坑。如果靠近大海甚至湖泊还可以直接引入。当然,一旦深坑或湖泊被填满就不能再使用了,这对连续使用造成了困难。

对于盾构的岩浆导流洞,这个问题就比较严重。虽然由于地壳的保温作用,岩浆可以流得更远,但是在岩浆冷却之前把它导入何处?

为了防止岩浆冷却堵塞通道,通道必须向下有一个倾斜,但是要在比岩浆室还深的地方开挖一个岩浆储存室谈何容易。如果离某个经常喷发的火山或者死火山比较近倒是可以考虑岩浆室的联通,至少可以减少诸如黄石这种超级火山爆发的强度。

当然,对于黄石这种比较平坦的火山,还可以采用直接挖掘露天的岩浆冷却方法。

首先应该打井对火山内部进行泄压,防止挖掘过程中火山提前爆发。

其次要提前挖好火山口软质岩层的导流沟渠。由于挖掘设备无法直接在火山口软质岩层上面作业,即便如此这个挖掘工作也是相当危险,最好采用无人挖掘机,这个目前来看其实没有什么难度。

最后一层软质岩层最好采用水冲刷的方式,这个对连续的水源供应要求相当高。尤其是黄石这种超级大体量的火山,我们不能采用边沿挖掘方法,但是水冲刷的量也会巨大到无法实施。也许边沿打井让岩浆溢流是唯一可以实施的方案。




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