跟地球的半径比起来,大气层可说是相当的薄。那么,有没有可能把空气去除,让所有人窒息而死?
方法很简单:在地球上挖一个大洞,空气会将那个洞填满。当你的洞足够大的时候,大部分大气都会流进去,然后地球人呼吸的空气就不够了。
地球大气的确切体积很难计算,只能大概估计,如果把所有大气都压缩至正常空气密度,整团空气大约是10公里厚,体积有40亿立方公里。这足以填满一个1600公里深,几乎可以容纳下整个地核的方形大洞。洞的尺寸如下图所示。
要挖这么大一个洞可不容易:如果这个洞的面积和美国中等大小的州一样,洞的深度要超过地球的直径,才能装满压强为一个大气压的所有空气。如果洞的面积跟美国一样大,那么深度要达到400公里,超过了我们现有的挖掘极限。
另外,大气压随着高度改变而变化。当你在搭电梯或是开车上山的时候会感觉到耳膜膨胀,这是因为气压随着高度升高而降低。同理,随着高度降低气压也跟着增大,在矿井深处的气压就比地面上的压力大得多。
你可能会以为增大压强可以让更多空气流入洞里,因为高压会压缩空气,一个很深的洞似乎可以装下更多“应有的”空气,但是并没有那么简单。
当你接近地球深处时,岩石会逐渐变得滚烫。根据理想气体定律,虽然高压会压缩气体,但高温又会使气体膨胀。拿地壳的洞来讲,高温岩石所造成的膨胀与高压强的压缩是互相抵消的。
根据计算,每经过一公里,温度变化如果等于30°C,气体便不会被压缩。如果比30°C还高——这个现象在火山活动频繁或是地壳较薄的地区很常见——那么越往洞的深处,空气密度反而随着压强增大而降低。
那如果我们用别的办法来压缩空气呢?
潜水氧气罐的压缩能力很强。我们只需要几个几百英里高的氧气罐,就能把所有的空气都储存起来了。此外,我们还可以液化空气,空气由氧气和氮气组成,这两种气体在温度足够低时,会转化成密度与水差不多的液体。
如果我们把整团大气都液化——先说好,我觉得这么做不对——我们或许真的能把所有空气都塞到洞里去。我们只需要挖开一部分上层地壳,避开熔岩矿脉,把空气倒进去,并且想办法避免高温把这个储藏室给熔化。
疏散附近群众也是项艰巨的挑战。但只要你能解决上述工程问题,理论上来说,你就可以把所有液化的空气,全都倒进一个8公里深,大概跟美国得克萨斯州一样大小的洞里。
虽然你可能不应该在那里挖洞就是了...
备注:
1.这是一篇文献,不是什么烂片的预告。
2.你挖出来的土取代了原先空气的位置,所以一开始这对周围的大气不会有多大影响。但随着土堆越来越高、洞越来越深,效果便会益发显著。加油!
3.你必须移除65%的大气才能使得平地上的空气稀薄到无法维持人类生命!
翻译:LouisEX@What-If