末日任務:防止火山爆發

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美國黃石火山大約每 60 萬年爆發一次,最近爆發已是 60 多萬年前。

人類為口奔馳,每日忙於生計。人類也為生存而忙,忙於應對氣候變化水資源危機、食物危機⋯⋯科學家上天下海後,又要為地底的危機擔憂 —— 位於地底的火山,正是令美國太空總署(NASA)惴惴不安的文明威脅。

加州理工學院噴射推進實驗室(JPL)科學家 Brian Wilcox,曾擔任 NASA 行星防禦諮詢委員會成員,負責研究防衛小行星和彗星撞擊的方法。他卻在研究中得出另一結論,就是超級火山威脅遠遠超過小行星或彗星的威脅。

據 BBC Future 專題報道,地球上有大約 20 個已知的超級火山,平均每 10 萬年發生一次大爆發。火山爆發有可能造成大饑荒,因漫天的火山灰或會遮蔽日光而造成寒冬,直接削弱食物供應鏈。2012 年聯合國曾作出有關估算,世界各地的糧食儲備將只能持續 74 天,積榖遠不足以防饑。

位於美國黃石國家公園的大稜鏡溫泉(Grand Prismatic Spring)。

當 NASA 的科學家意識到這個潛在危機時,他們發現最合乎邏輯的解決方案或許是冷卻超級火山。像位美國黃石國家公園的「黃石火山」,基本上是一座巨大的發電機,大小相當於六座工業電廠。目前,黃石火山通過裂縫滲入岩漿室(magma chamber)的水,將約 60-70% 的地底熱量洩漏到大氣之中。其餘熱量則積存在岩漿內,使其能夠溶掉越來越多的揮發性氣體和周圍的岩石。一旦這種熱量達到一定的臨界點,火山就會爆發。黃石火山大約每 60 萬年爆發一次,而最近的爆發已在 60 多萬年前,讓人不得不多加提神。

如果能夠釋放或提走熱量,那麼火山爆發很有可能避免。其中一種方法就是增加火山中的水量。可這實行起來相當困難,除了技術問題,還要克服政治問題。Wilcox 說:「在山區建造大型水道,既昂貴又困難,人們不希望水被如此花費。」水資源珍貴,是否值得倒水到火山中,相當具爭議。

NASA 也構思了另一種方式。 他們認為最有可能的解決方案之一,是在超級火山下鑽洞 10 公里,並在高壓下抽水。循環水將在大約 350℃ 下送回,一點點把熱量從火山中提取。項目估計費用約為 34.6 億美元(折合約 271 億港元),似乎足以說服政治家投資,因項目同時可發展熱能發電,為周邊地區供電,救世又經濟。

可是,鑽進超級火山,卻有可能觸怒這灼熱的火神。Wilcox 解釋,假如鑽進岩漿室的頂部,從中冷卻,或會使岩漿室的頂蓋變得更脆弱和容易崩塌。此外,鑽探也有可能使積蓄在岩漿室頂部的有害氣體釋放到大氣之中。NASA 的解決方案是,從火山的外圍開始,於岩漿室的底部提取熱量,來避免下面的熱能到達危險的頂部。

這方法也同時適用於其他的超級火山,但要冷卻火山至不具威脅的程度,需時或者數百年,甚至上千年。NASA 的科學家希望藉此拋磚引玉,鼓勵更多科學討論來應對威脅。Wilcox 說:「當人們最初思考如何保護地球不受小行星影響時,他們的反應也類似於應對超級火山的威脅。他們想:『人類這麼渺小,怎麼能避免小行星撃中地球?』」可是,Wilcox 認為,問題其實比想像中容易解決,惟科學界須及早計劃和行動。