控制地震制服火山
覆盖地球的地壳以下直到2900千米深处,是被称之为地幔的岩石层。地幔作对流运动,对地壳产生压力,一旦对地壳脆弱的部分构成突然破坏,就引发地震;而在地幔的上升过程中,当从岩浆分离的气体喷出地表时,就引起火山爆发。
地震或火山爆发的能量,来自巨大规模的地幔对流。即使再过许多个千年,人类的智慧也同样无法阻止地幔的对流。但是,控制地震或火山爆发在理论上是可行的。我们的目标是主动规避地震的危险,以期在某个特定区域阻止地震发生,或有计划地在特定时间引起多次小地震,一点点地释放能量,从而避免大地震的发生。
地震每级之间的能量差是30倍。要化解里氏8级地震,我们可以陆续引发上千次6级地震(6级地震至少对发达国家而言已不再构成威胁)。如果要通过引发4级地震来化解8级地震,则须引发上百万次地震。如果能引发更大量的无害小地震,那么就彻底解除了大地震之虞。要想避免地表出现断层,则可在空间上分散地震的发生地点,或在不至于危及生命的地方诱发地震。
那么,如何控制地震发生呢?关键在于地壳的性质。构造地球的岩石具有“结构敏感性”,就算物理条件发生很小的变化,岩石的微结构也会发生很大的变化。比如,如果含砂的地基受到震动,松软的地层就会发生像流动的液体那样的“液化现象”。又比如,反复对地壳施加哪怕微小的力,也可能使地壳的强度下降。事实上,只要稍微改变黏土的含水量,黏土的硬度就会发生很大的变化。据此,如果向地下岩石注入含表面活性剂的水并通电,则地壳的强度、形变以及地下水的流动都会发生变化,这样也就改变了地壳的状态。从理论上说,这样就有可能解除作用在地壳上的巨大压力,或者一点一点地消除有害的能量堆积。实际上,向地下注水都可能引发微小的地震。
但是,如果人为地使某地的地壳性质发生改变,会对其他地方的地壳产生影响,而且影响将逐渐扩大,最终有可能引发令人意想不到的危险后果。所以,要想控制地震,就必须监视整个地壳状态的变化,一边预测一边不断地调整控制方法。为此,必须拥有精密监测地壳状态、预测可能出现的变化的手段。
据说,俄罗斯正在研究如何利用巨大的装置诱发小地震,从而避免大地震。他们应用储存石油的地层,在地下有意识地制造了许多微小裂纹,成功地提高了石油的抽出率。
控制地震的原理同样可以用于控制火山爆发。为了阻止急剧的火山爆发,一定要避免火山口被硬物堵塞。最有效的办法,或许是将海水充分注入岩浆源或火山口堵塞处,使岩浆变软并稀释堵塞物。由于这种方法需要大量的水,所以可首先应用于海底火山或近海火山。













