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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。
美国国家航空航天局的研究人员的报告告诉了我们这些看不到的巨大威胁,以及我们该如何应对。
美国航空航天局喷气推进实验室(JPL)研究员,加州理工学院教授布莱恩·威尔科克斯解释说。 “我在研究中得出结论,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。
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。
但如果能够让火山岩浆池释放更多的热量,那么超级火山就不会喷发。美国国家航空航天局估计,如果能够从其岩浆池中再释放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。
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花费在超级火山上。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,势必会带来争议。”
相反,美国国家航空航天局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,并在高压下抽水降压。循环水将被加热至约350摄氏度高温,从而缓慢地从火山中提取热量。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,可以说服政府进行投资。
“黄石火山目前的热量约在6GW左右,” 威尔科克斯说。 “通过这样的钻探,可以建设一个地热发电厂,使得每度电的成本在0.10美元/千瓦时上下,这个价格极具竞争力。短期来看其能够为周边地区提供数万年的电力,并实现盈亏平衡。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。”
网易科学人2017.8.30 译/晗冰