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引用 [what if]第57期:压力山大   

2013-10-05 22:15:26|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文转载自科学松鼠会《[what if]第57期:压力山大》

本文作者:一起剥坚果

问:

如果你把一座大山(比如德纳里峰)的底部削去1英寸会发生什么?大山坠落1英寸造成的冲击力会带来怎样的影响?如果坠落1英尺呢?又如果你把山底挪到山顶的高度,然后整座大山轰然落下又会怎样?

—— John Clark Levin

回答:

这道一英寸的空隙只要70毫秒就合上了,所以不要手贱把手指头伸进去。

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山体的撞击可能会诱发地震。阿拉斯加的德纳里峰(又名麦金利山)正好坐落于一条主要断层线的南方。[1]而且这个断层目前处于活动状态,[2]而且我们知道钻个孔都能引发地震。[3]地震随时都可能发生,所以不管山体下落多少距离都有可能“凑巧”引发地震。有时候你只是朝树上踢了一脚,地震就发生了呢。所以如果你想知道到底会不会引发地震,最好的方法还是自己去试一试哈哈。[4]

假设撞击没有引发地震,那么它实际上根本就没你想象的那样吓人。如果你碰巧站在那座山上,你肯定会感受到山体发生了一点摇晃,但这点晃动基本是不会让你摔跤的。

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当山体与地下的大地发生撞击后,底部的石头会受到一定损坏,但不是很严重。花岗石地基的强度足以支撑这么一座大山的重量;[5]而且坠落一英寸所产生的冲击力也不会额外产生太大的压强,底部的石头只会出现一些小裂缝,然后一切太平。

周围的人们肯定也会感受到撞击产生的震动,估计还会听到一声巨响,有点像晴天霹雳的感觉,然后便是长长的低沉的隆隆声。[6]撞击产生的震动约相当于3.5级地震[7];在最坏的情况下,你家墙上挂的画可能会掉几幅下来,前提是你家就住在那座山的隔壁。嗯……其实我更担心的是从缝隙里飞出来的碎石。[8]

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哈,又是你!

行,那就从更高的地方下落。

从一英尺的高度上掉下来不会有太大的区别。

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山体会以每秒2.5米的速度撞击地面,差不多跟你走路的速度一样。撞击产生的压强在50兆帕左右,[9]而这点压强花岗岩可以轻松应对。[10][11]

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好吧,让我们直接跳到克拉克问的问题的最后一块:

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如果从山顶的高度(约5千米)下落,山体将以接近音速的速度运动。

之前说的两次撞击都算不上什么,但这次可不一样了。地面的震动程度堪比7级地震。[12]虽然不会砸出一个严格意义上的大坑,但相信我,山的相撞肯定不是你之前看到的那样了。如此猛烈的撞击产生的压强足以造成一些罕见的地质结构。如果你把一块煤放在陨石的落点上,冲击力足以让它变成钻石(不过悲剧的是,钻石也已经是粉粉碎的了)。[13]

好消息是,上一次袭击麦金利山的7级以上的大地震并没有造成人员死亡。[2]我们只能祈祷我们在把这座大山砸下来的时候没人在山上……

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好吧,最后一次。

我们把大山挪到大气层外,挪到GPS卫星轨道还外面的地方,到那地球引力井所能影响到的最远的地方。走,我们一起去看看。

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它会以每秒10千米的速度撞击阿拉斯加。

最后的荒野(阿拉斯加的别称)这次可不会那么走运了。一颗直径50英里的大坑会直接把德纳里国家公园从地图上抹去。安克雷奇(阿拉斯加第一大城市)会被埋在3米厚的碎石下。[14]撞击造成的震动以及不停落入大海的碎石会引发横跨整个太平洋的海啸。整个北美洲的大地都会颤抖。强风从西北方向一路高歌猛进。还有那天都暗了。

1815年,坦博拉火山爆发。这是有史以来规模最大的火山喷发。被喷得全球都是的悬浮颗粒直接让1816年成了“没有夏季的一年”。六月份的马塞诸塞州居然下起了雪,八月的宾夕法尼亚河流结了冰,绝大部分的春稻都冻死了。之后全球气温下降又持续了好几年。
而这次的阿拉斯加大冲撞只会更恐怖。在之后的几个月里,全球的天空中漫天都是尘土。夏天再次被扫地出门,冬天就这么来了。全球气温会下降5到20摄氏度,在之后的几年里都会如此。[15]

但好消息是,全球不会被火焰风暴所吞没。6500万年前,希克苏鲁伯(Chicxulub)彗星撞击尤卡坦半岛,冲击波把熔融的碎石卷到了太空中。后来这些碎石在全球各个地方落下,在再入大气层的过程中温度急剧上升,然后落到地面引发全球性的火焰风暴。这次事件或多或少造成了之后的大灭绝。[16]

不过这次我们的这座大山只有希克苏鲁伯彗星10%的能量,因而它不会引发全球性的大火。[17]事实上,只有在北美的一些地方会发生火灾。所以我们可以舒一口气了。

但整个北半球会被冰所覆盖,虽然人类不至于灭绝,但文明可能已经崩塌了。现代文明的完全崩溃给本已经不堪一击的经济狠狠扇了一巴掌,全球的经济损失将会达到每年80万亿美元(人类所有货物和服务的总价值)。总而言之,这会对接下来的总统选举产生巨大的影响。

嗯,说完了。我们已经让大山在它所能下落的最大高度落下来了,我想克拉克应该对造成的毁灭很满意吧。谢谢阅读,等等——

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不不不,再往上就没有意义了。地球的引力已经够不到了,而且——

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再往高处挪不会再有任何区别了,因为没有足够的力把它拉向地球——

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好吧,你赢了。我们就来尝试一下!

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满意了?!

[what if]第57期:压力山大 - 科学松鼠会 - 科学松鼠会
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