作者:宗华 来源:中国科学报 发布时间:2016-7-25
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假如世界末日来临……
——盘点或置人类于死地的四大威胁

 

太阳风暴会对电网和电子线路造成严重破坏。图片来源:NASA/Martin Stojanovski

在一座昏暗的公寓大楼里,地球上最后的一家人围在火堆旁,融化着一锅氧气。由于一颗“流氓”暗星夺走了太阳的温暖,地球被“流放”到太阳系寒冷的外部边缘。这个孤独的幸存者家庭必须冒险进入茫茫黑夜,以获取像雪一样堆积起来的冻结的大气层气体。

作为人类终结的一个场景,来自弗里茨·莱伯1951年短篇小说《一桶空气》的暗淡景象极少可能发生。思考此类事情的学者认为,诸如核战争或由生物工程引发的流行性疾病等人类诱导的灾难最有可能置自身于死地。不过,一些其他极端自然灾害,包括来自太空和地球的地质剧变的威胁,仍有可能像人们知道的那样影响生命——摧毁先进文明、消灭数十亿人,甚至可能让人类灭绝。

威胁一:太阳风暴

近代历史上最严重的日冕物质抛射(CME)事件发生在1989年。它烧毁了美国新泽西州的一个变压器,并且让加拿大魁北克省的600万人失去电力供应。记录中规模最大的CME是发生在1859年的卡林顿事件,论强度是前者的10倍。此次事件以见证了同时发生的太阳耀斑的英国天文学家命名。急剧增加的电流在通过电报电缆时引发火灾并将接线员电晕,产生的北极光则南至古巴都能看到。

白宫科技政策办公室空间气象助理负责人Bill Murtagh介绍说,一些研究人员担心,另一场类似于卡林顿的事件会破坏掉几十到上百个变压器,令整个大陆的大部分地区连续数周或几个月,甚至好几年陷入黑暗。这是因为定制的和房间一样大的可替换变压器无法在市面上买到。变压器制造商坚持认为,此类担心有点夸张,其实大多数设备都不会出现问题。不过,伊利诺伊大学香槟分校电气工程师Thomas Overbye表示,没有人知道确切的答案。“我们并没有很多和大型太阳风暴相关的数据,因为它们很罕见”。

但有一点是清楚的,即大范围的停电将是灾难性的,尤其是在那些依靠高度发达电网的国家。届时,从信息技术、燃料输送管道到水泵、自动取款机,一切带电插头的东西都将变得毫无用处。“这将影响我们管理国家的能力。”Murtagh表示。

在我们的有生之年,一场大规模的太阳风暴可能会发生。研究显示,类似于卡林顿的风暴每隔几个世纪便会袭击地球。同时,一项最新研究发现,此类风暴在未来十年发生的几率为12%。

威胁二:宇宙碰撞

对于另一个来自天空的威胁——由巨大的小行星或彗星引发的撞击事件,并没有办法限制其造成的损失。研究人员表示,人类保护自己的唯一方法是绝对预防撞击的发生。

“这是我们作为一个物种,永远绝对不能使其发生的一些事情。”Ed Lu表示,“否则,它将成为人类的末日。”2002年,曾经是宇航员的Lu在加州米尔谷成立B612基金会。这是一个私人机构,旨在保护地球免受近地物体的威胁。

纽约大学地球科学家Michael Rampino介绍说,每个人都知道帮助毁灭恐龙的10公里宽小行星,但即便规模只是其一部分的天体,也有可能摧毁人类。

撞击点将被彻底破坏,大规模地震和海啸则会蔓延至整个地球。不过,产生的“后遗症”将是最具毁灭性的。模型显示,取决于逼近的速度和角度,一个小至1公里宽的物体将抛起足够多的岩石微粒,从而连续数月将太阳遮住。落回地球的碎片所引发野火产生的烟灰,令遮挡物进一步增多。烟雾和尘埃使地球进入所谓的撞击冬季,导致农作物歉收和大规模饥荒。

威胁三:超级火山

不过,对人类现代文明最无情的威胁是“土生土长的”,而且和大规模宇宙撞击事件相比,它会更加频繁地来袭。每10万年左右,在地球上某个地方,直径达50公里的破火山口便会倒塌并且猛烈地喷射出大量累积的岩浆。由此导致的超级火山既不可阻挡,又具有强烈的破坏性。7.4万年前印尼多巴火山的大规模爆发可能令地球上的大多数人灭绝,并且引发了在人类DNA中仍明显存在的种群遗传瓶颈效应,尽管该观点颇具争议。

根据地质学上约定俗成的观点,超级火山指爆裂喷发时产生超过450立方公里岩浆的火山——约是1815年印尼坦博拉火山喷发量的50倍,是1991年菲律宾皮纳图博火山喷发量的500倍。地质学家从由喷发物质形成、被称为凝灰岩的沉积物中了解此类火山爆发的历史。同时,岩石记录显示,超级火山往往是“惯犯”。现在仍然活跃的地点包括多巴、美国西北部的黄石热点、加州东部的长谷破火山口、新西兰的陶波火山带以及安第斯山脉的一些地方。

这些危险区域目前并未造成威胁。不过,一旦这些火山再次爆发,方圆100公里左右的所有东西都会被烧成灰,而灰烬将把整个大陆遮蔽。英国布里斯托尔大学火山学家Susanna Jenkins介绍说,仅仅几毫米厚的灰烬便能杀死作物,一米多厚的灰烬则会使土地在几十年内无法使用。灰烬还会压倒建筑物、堵塞水源供应、使飞机停飞,并且刺激人类肺部。

这些区域性的影响会以意想不到的方式在全球引发连锁反应。即便是2010年冰岛艾雅法拉火山(离超级火山相距甚远)爆发后空中交通仅受到轻微干扰,也给肯尼亚农民造成数百万美元的损失——当地出口到欧洲的易腐货物因为此次火山爆发而坏掉。“我们的社会变得愈发相互关联,就越容易受到地球另一端发生的哪怕是极小事件的影响。”密尔顿凯斯开放大学火山学家Hazel Rymer表示。

威胁四:寻找退路

最终,再多的研究也无法预防超级火山,或者诸如附近的超新星爆发等反常事件。人类从这些事件中幸存下来的唯一希望是制定退路计划,而此类计划的底线是食物。

至少有两名科学家已草拟出相关蓝图。在2015年出版的《无论如何都能养活每个人》一书中,David Denkenberger和Joshua Pearce提出了在没有太阳的帮助下养活几十亿人的若干种办法。

几年前,自从田纳西州立大学建筑工程师Denkenberger 在阅读了真菌可能在此前的地球大规模灭绝事件后茁壮生长,便开始把灾难研究当成第二职业。他在思考,如果人类面临类似威胁,“为何我们不能仅通过食用蘑菇避免走向灭绝”?

Denkenberger介绍说,人们能在落叶层和死于灾难中的树桩上种植蘑菇。甚至更理想的状况是培养能消化甲烷的细菌,或者将植物生物量中的纤维素转化成糖分。这个过程已被用于制造生物燃料。据Denkenberger和密歇根理工大学工程教授Pearce估算,通过改造现有的工业厂房,灾难的幸存者能产生足够的此类替代食物,从而养活全球人口。

当然,一些其他要素也不得不幸存下来:基础设施、国际合作和法治。位于纽约的全球灾难风险研究所执行理事Seth Baum表示,人类社会将延续下去还是突然停止仍然未知,而其他一切都取决于此。

“我们将面临什么样的结局?我认为,此时能给出的唯一合理答案是我们完全不知道。”Baum表示。对他来说,灾难过后的社会适应力是科学家需要解决的另一个问题,而不是把它留给反乌托邦作家和世界末日的倡导者。(宗华)

《中国科学报》 (2016-07-25 第3版 国际)
 
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