世界上持续时间最长的"火灾"有多久? 答案是:6000年。 这里说的,是位于澳大利亚新南威尔士州一处国家公园正在发生的事:一场失控的"火灾"在地表以下30米的位置熊熊燃烧,并且以平均每年1米的速度向南移动,所过之处,寸草不生。 令人惊异的是,科学家们发现,这场"火灾"不同于火山内部——它确确实实在不停地燃烧,并且难以扑灭。因为它的燃烧位置在地表以下,于是便得了"地下火"的名字。 地下火 无独有偶,像这样的"地下火",世界上很多地方都有。我国的贺兰山区汝箕沟矿区就有这么一个,持续烧了300多年。 "扑灭它",已经成了一个非常严峻的话题。 "地下火"的由来 "地下火"肯定不是毫无缘由就烧起来的。 稍稍对比一下澳大利亚的"地下火"和贺兰山区的"地下火",你会发现,它们有一个非常明显的共性。那就是——"地下火"位置存在地下煤层。 直白点说,"地下火"之所以存在,极有可能是因为地下煤层的自燃。 通常情况下,煤的自燃一般会经历3个阶段。 第1阶段可以被称为"准备期"。在这个阶段,随着外界空气的流入,地下煤层会发生一定的低温氧化反应。当这个反应发展到一定程度后,就进入了第2阶段,"自热期"。 "自热期"的地下煤层氧化速度加快。不稳定的氧化物会先后分解成水、二氧化碳和一氧化碳。而氧化反应所产生的热量会让周围环境持续升温,当环境温度超过临界值T=60 80 时,地下煤层就会开始生成碳氢化合物、氢气、一氧化碳、二氧化碳等气体,煤层状态也会呈现赤热状态。 第3阶段是"燃烧期"。这个阶段是地下煤层从低温氧化发展成自燃的最后1个阶段。这期间,环境空气中的氧含量显著减少,二氧化碳则数量倍增,并且产生更多的一氧化碳。"地下火"一旦烧起来,地下巷道中会出现浓烈的烟雾,有时候还会出现明火,火源温度非常高。 至于我国贺兰山区的"地下火",有专家研究表示,它的燃烧还可能和早期不规范的煤矿开采有关。 贺兰山区的煤矿被发现的时间非常早,其开采历史甚至能追溯到古代。古人的煤矿开采方法肯定不如现在规范,人们就地生火取暖、做饭,都有可能成为引燃地下煤层的导火索。再加上灭火措施不到位,即便肉眼可见的地方没有明火,但很有可能给地下煤层留下燃火点。 据2021年的1篇文章统计,目前贺兰山区煤矿的燃火点多达25处,常年燃烧的总面积已经长达3.3公里,并且每年还以15米的范围向外扩散。 "地下火",就没人管管? 即便站在地面的人不能直观地看到"地下火"燃烧的可怕场景,但这并不代表,"地下火"对周遭的环境没有伤害。 澳大利亚那场燃烧6000年的大火所到之处寸草不生。贺兰山区汝箕沟矿区的"地下火"更是有过之而无不及,除了燃烧所释放出来的大量有害气体外,最关键的,矿区内的"地下火"每燃烧1天,消耗的都是我国最为珍贵的太西煤。 和其他地区的煤矿相比,太西煤具有三低(低磷、低灰、低硫)六高(高发热量、高块煤率、高比电阻、高化学活性、高精煤回收率和高机械强度)的特点,一贯有"煤中之王"的称号。而地面之下的熊熊"地下火",每年都会白白烧掉约115万吨太西煤,直接造成的经济损失就约为10亿元。 有人甚至估算过,按照目前火势的发展,大约再过50年,汝箕沟矿区里的太西煤就有可能燃烧殆尽。 形势既然这么严峻,就没人想着管管? 但问题是,这个事情真不好管。 一般我们要灭火,最常见的两种思路,要么是切断燃烧源,没得可烧了,火自然就灭了。要么就是切断燃烧所需的氧气供给,没有氧气了,火慢慢也就灭了。 但这两种思路,对于"地下火"的帮助都不算太大。 就拿第一种思路来说,"地下火"的主要燃烧源就是煤。可是,它的燃烧位置附近恰恰都是地下煤层,否则也不可能烧起来,在这种情况下想彻底切断燃烧源,又想尽可能保住珍贵的煤炭资源,难度非常大。 至于切断氧气供给,就更难了。还是拿我们贺兰山区的"地下火"为例。那个位置本来就地处矿区,有大大小小的矿井和巷道。空气的流动远比我们想象得更难琢磨,堵住了一段,稍有缝隙,外界的空气就还能钻进去,想彻底把空气流通的路线堵死,短时间内可能性也不大。 想彻底解决好这个问题,需要的一定是一个兼顾各个方面的全局性方案。 希望这个方案能来得早一点。每早一天,就能为我国以及世界,多节约一些珍贵的煤矿资源。 《我是科学人》纪录片由剑南春特约赞助。