利用海啸:造福有道 作恶无边
  • 来源:科普时报
  • 作者:野 夫
  • 2019-07-02 09:33



图1:2011年3月11日,日本里氏9.0地震引发海啸(网络图片)。

图2:苏格兰“牡蛎”浮力摆式海浪能发电装置露出海面的部分(左)和主机(右)(网络图片)。

图3:海底地震引发海啸示意图(左)和2004年12月26日海底大地震引发的印度洋海啸(右图,网络图片)。

海啸通常会带来巨大的破坏,令人惊骇。那么,现代科学技术能不能把海啸中的巨大能量转化为神奇,来造福人类呢?

其实,早在1910年,法国人波拉岁奎就曾在法国海边的悬崖处, 设置了一座固定垂直管道式的海浪发电装置, 并获得了一千瓦的电力。这是最早出现的海浪发电装置。此后,在世界各地出现了许多不同结构、不同形式的海浪发电装置。

1974年第一次石油危机促进了海浪能发电技术的发展,各种形式的波浪发电装置应运而生。但由于所面临的效率与稳定性、可靠性,以及成本等关键问题尚未彻底解决,所以直到近期,也只有英国的海蛇发电机组做到商业化运行。

2013年,英国批准在苏格兰的路易斯岛西北部岛建设世界上最大的商业波浪发电厂。电厂将安装40~50套“牡蛎”(Oyster)摆式波浪能发电装置,总装机量40兆瓦。这种装置的原理是,当受到海浪冲击时,摆板就会围绕摆轴发生前后摆动,捕获和收集波浪动能,并将动能转化为机械能,然后再通过与摆轴连接的液压装置,转化成液压能,进而带动发电机发电。

2011年,复旦大学胡新华教授带领的研发小组发现,一个由低频共振器排成的周期阵列能够完全阻挡住海啸浪波,这一阻挡过程可以将海啸转化为发电的能源。

他们已经在部分海域尝试放置了共振器阵列,发现这个共振器阵列除了可以海浪发电外,还有另外的效果,就是阻挡海浪后,在这个阵列后面形成一片比较安静的水域,鱼类可在其中迅速地繁殖。不过还只是一种可能性,目前还很难将其用于渔业的发展。

海啸蕴含的巨大能量可以用来发电,造福人类,同样也能够被用来制造致命的武器。通过引爆事先预埋在敌国附近海域海底的“休眠”核弹,产生强大的定向声波和重力波,人工诱发大地震,形成浪高几十米的超级海啸,打击和消灭敌人。

冷战时期,美国和苏联两个超级大国展开激烈的军备竞赛,曾不惜耗费巨资秘密研制地震和海啸武器。

1965年夏天,美国在南太平洋的比基尼岛试爆氢弹。结果,在距爆炸中心500米的海域突然掀起60米高的海浪,距爆炸中心1.5千米仍形成浪高达15米的海啸。

1979年,苏联曾秘密进行用地下核弹诱发地震的“墨尔库里斯-18”计划。经过试验,他们发现10万吨TNT当量核爆可诱发里氏6.1级地震,而100万吨TNT当量核爆可诱发里氏6.9级强烈地震。获得这些科学试验数据后,1987年,苏联又实施了绝密“水星计划”,研究利用弱地震场对震源进行远距离作用的方法和弱地震场传送爆炸产生的地震的可能性,研制地震武器——构造弹。

人工诱发地震必须满足3个条件:地质或地理上的自然“弱点”,能量汇聚并达到地震发生的必需界限,诱发地震的因素。纵贯美国加利福尼亚州的圣安地列斯大断层就是这样的一个明显“弱点”。该断层长1200多千米,伸入地面以下约16千米,是地球最长和地震最多的断层之一,仅20世纪,就发生了3次里氏6.6级以上地震。断层平均每年滑动距离为33至37毫米,几十年来,累计滑动了5.5~5.7米,由此所蓄积的能量如一次性释放,将产生8级以上地震和超级海啸。

苏联抓住美国的这一自然“弱点”,20世纪60年代启动了一项令人胆战心惊的试验——“阿尔扎马斯-16计划”:拟研制当量10亿吨的氢弹,在圣安地列斯大断层附近的旧金山太平洋底引爆,爆炸足以引起断层剧烈活动,制造特大地震和超级海啸,至少有12波超过1000米的海啸,漫过整个美国大陆到东海岸,甚至横扫整个美洲大陆,使几千座城市顷刻变成一片汪洋。

1991年,随着苏联的解体和国际形势的变化,这项令人恐惧海啸武器研制计划最终付诸东流。但是,不论从理论上还是技术上,海啸成为战争武器,已经没有任何瓶颈了。

我们必须要正确合理地利用海啸,趋利避害,让其永远造福人类,而不是祸害人类。

(中国科普作家协会海洋科普专业委员会供稿)


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