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地下城计划

2023-10-12

关键词:太阳风暴耀斑太阳活动

危机:太阳剧烈活动、超强太阳风暴、地球大气层消失、地表水消失

太阳其实是个暴君,除了影片《流浪地球》中的太阳异变——氦闪之外,它对人类还有着其他的威胁。

太阳危机

危险的太阳

太阳内部每时每刻都在进行着剧烈的核聚变,每一秒放出的能量是地球上每天用的能源之和的数千亿倍左右。

内核的温度足足有两千万摄氏度左右,人类已知的任何材料都无法抵挡这个温度。

当太阳内部核聚变引发的光和热与更多的高能粒子冲出到表面后,则会以超快速度奔向宇宙,这些粒子如果直接打在人的身上,会打断人体内的DNA 链,产生包括癌症在内的一系列疾病。

也许你要问了,那为什么我们在地球上感觉太阳很温和呢?为什么并没有大量的人因为太阳抛洒出来的高能粒子而患上严重的疾病呢?一个是因为我们只接收到了太阳所释放能量的数十亿分之一,另一个则是因为地球磁场保护了我们。

地球磁场的保护作用

地球南北两极都有地磁极,这样地球本身就好像变身为一块巨大的磁铁,在周围产生了巨大的磁场,包裹住了地球和大气层。

太阳抛洒出巨量高能粒子,它们虽然能量很大,但由于很轻,加上特有的电磁性质,大部分会被地球磁场弹开,只有少量能进入地球的大气层。进入地球大气层后,这些高能粒子会跟空气分子再进行碰撞,又会消耗一部分,只有少数高能粒子能从地球两极进入,形成美丽的极光。

这样来到地球表面的高能粒子就少很多,也会温和很多。

太阳剧烈活动

太阳有自己的作息和生活规律,每过11 年就会有一个剧烈的活动周期,在太阳表面形成更多的黑子和耀斑,也会比平时抛出来更多的高能粒子。打个比方,平时的太阳抛洒高能粒子就跟人正常地呼吸一样,活动剧烈时就跟人跑步时气喘吁吁地呼出空气类似,假如你这时候打个喷嚏,就更像太阳活动剧烈时掀起的耀斑了。

太阳活动能剧烈到什么程度呢?目前记录在案的历史上最大的耀斑发生在1859 年9 月1 日,是由英国天文学家卡灵顿报告的,也被称为卡灵顿事件。这个耀斑带来的高能粒子来到了地球后,一般仅仅在极地才能看到的极光效果,在古巴和夏威夷这种热带低纬度都能看到,甚至还使当时的电报系统发生了着火现象。

有科学家估算过,如果有比卡灵顿事件更大范围的耀斑爆发,将给全球电网带来致命打击,造成全球大停电,到时候就会进入一个没有电能的时代。

地球没有了大气层和水

哪怕太阳没有发生像《流浪地球》中那样巨量的氦闪,只是有这样程度的太阳剧烈活动,只要持续下去,人类文明在现有条件下也是撑不了多久的。因为这些高能粒子会和大气层中的空气分子剧烈碰撞,就跟台球比赛中的台球一样,当白球撞击另一个台球时,就会撞走它;而白球的力量足够大时,就会跟撞的球一起走远。若巨量的太阳风暴持续下去的话,地球上的大气层,甚至水都会被高能粒子带走。没有了地球大气层的保护,不仅人类无法呼吸,同时紫外线将足量直射人體,皮肤将无法承受。没有了大气层,地表温度将变化剧烈,不再适宜人类居住。那时,地球可能会变成现在的火星。

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科学家曾经做过推测,火星正是因为磁场逐渐消失,使得其在没有了保护之后,太阳抛洒的高能粒子逐渐带走了大气和大部分地表水。如果太阳活动剧烈并且持续下去,后果不难预料。

地下城计划

我们如何才能抵御这样的太阳活动,或者太阳风暴呢?其实可以造一颗巨大的磁体,放在太阳和地球之间合适的位置,来制造更大、更强的磁场,以抵御太阳高能粒子的吹袭。只不过人类科技尚不能制造出来这样的磁体。那还有另一种方案吗?《流浪地球》给出了答案——地下城计划。

影片中的地下城在地表以下5000 米左右的深度,这个距离可以抵御太阳高能粒子的袭击,同时还能建造出来密闭空间,保证其中的空气不被逸散到外边去。

现实中我们能挖到这么深的地壳之中吗?会不会挖到地幔,冒出来岩浆呢?

首先,人类目前钻得最深的地方是地下12000 米左右,叫作科拉钻孔。据当时的工人说,他们最后不敢钻了,认为钻到了地狱,因为里边传来了奇怪的声音,好像是恶魔的哭声。但其实是当时的技术有限,钻头和钻杆的材料强度不够,因扭曲而发出来的奇怪声音。不过,这足以证明人类有能力钻到5000 米左右,开采地表以下5000 米处,如果投入足够的财力和物力,是能够建造出地下城避险的。

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