地火(Underground fires)正在世界各地涌现,从温暖的中国到寒冷的西伯利亚,这些燃烧一旦开始就会无休无止。宁夏贺兰山汝箕沟矿区是其中之一。|Wikipedia大火在贺兰山持续燃烧,但它不在地面,而在地下。
大约从300年前开始,中国宁夏贺兰山汝箕沟就开始被“地火”侵袭。根据《新华社每日电讯》2021年报道,在汝箕沟矿区28平方公里范围内,零星分布着25处煤层自燃形成的火区,其中5处在自然保护区范围内。火区影响总面积已超3.3平方公里,最深达280米,且以每年14米至16米的速度向周边蔓延。经过治理,目前已有5处火区基本熄灭,但剩余火区大多数分布在高山陡崖的煤层深部之中,还在不同程度地燃烧蔓延。换句话说,尽管明火扑灭,但地下的火势仍在继续。汝箕沟矿区盛产“太西无烟煤”,这一稀有煤种因具有低灰、低硫、高发热量等“三低六高”特性,被誉为“煤中之王”、“太西乌金”。整个矿区太西煤探明储量为5.8亿吨,目前还剩约2.7亿吨。按目前火势预测,50年后,汝箕沟矿区保有的太西煤可能燃烧殆尽。贺兰山火区一明火点,从缝隙向里看,山体内部像炉膛一样呼呼燃烧。|新华社据统计,在人均能源利用量不足世界平均水平一半的中国,无情的地火每年要吞噬1千多万吨煤炭资源。“地火”究竟是什么?是谁点燃了它?
藏在脚下的大火
地火,是一种“煤层火”(coal seam fire),是地下的煤层持续闷烧形成的。根据Global Forest Watch估计,不止贺兰山,全球类似的起火点有几千处。
其中位于澳大利亚的温根山(Mount Wingen)煤层火,一些研究者估计,它已经燃烧了约6000年。
在煤层火所到之处,空气中飘荡着烟雾和硫磺的气味,虽然到处都能看到燃烧的痕迹,但你并不会看到火焰。向地面摸去,感到发烫。
事实上,这场看不到的大火可能正在你脚下30米深处猛烈燃烧。
“没人能准确说出地下的大火已经达到了怎样的规模,你只能推测。”英国帝国理工大学的吉列尔莫·赖恩(Guillermo Rein)教授曾在2014年观察过温根山的地火。
他认为,煤层火的范围难以判断,但也能找到发展轨迹,比如用植物生长来判断。
“在大火还没烧到的地方,你可以看到美丽的桉树林。一旦地火烧过来,就绝不会有任何植物存活了。”赖恩说,“当大火烧过后,再过20-30年,森林就又长回来了。但植物类群已经变了——大火重新塑造了这里。”
美国宾夕法尼亚州的森特勒利亚镇(Centralia)因地火侵袭,导致全镇被迫转移,这里成为了无人居住之地。|国家地理图片集关于煤层火起火原因有诸多猜测,有专家倾向人为原因。据有关资料记载,贺兰山汝箕沟矿区发火原因大多是历代小窑开采时,工人在井下取暖或地面火未熄所致。但更可能是自然因素导致,赖恩解释道,“闪电引发的野火很可能会点燃某处出露的煤层,或是煤层‘自燃’。”自燃的条件并不苛刻,当当煤层处于较浅的位置时,可以接触到足够的氧气,如果恰好遇到高温天气,阳光充足,最表层的煤就会迅速吸热升温,引发“自燃”。有研究显示,不同品位(矿石中有用组分或有用矿物的含量)的煤自燃所需温度不同,最高需要140℃,最低仅需35℃。随着全球变暖,或许会出现更多的煤层“自燃”现象。而反过来,煤层火也会释放大量的温室气体,进一步加剧气候变化。“在没有人为干扰的情况下,这里能煤层火能一直燃烧。火焰的高温会使地表膨胀、开裂,更多的氧气会顺着裂缝进入地下,供给煤层火的燃烧。”赖恩感叹道,“火为自己创造了‘烟囱’和氧气通道。”森特勒利亚镇(Centralia)的地火依然在烧,没人知道停下来的准确时间,专家推测,这里可能还要燃烧上百年。|国家地理图片集为何包括贺兰山在内的许多地火都无法被扑灭?用水注入难道也无法灭火吗?扑灭地火,世界难题
扑灭这些地下火的难度非常高,就像打鼹鼠游戏一样难以完成。专家称:“你扑灭了一处地下火,几百米以外的地方随后又会出现另一处地下火。”
想隔绝地火甚至熄灭地火,最好的办法就是隔绝氧气。但很可惜,这点很难做到。
2004年,我国使用大量的水和液氮扑灭了内蒙一场已经燃烧了50年煤层火,采用的方法是“灌浆灭火”。当时阻断了煤层内部进入空气,同时吸收吸收热量,防止发生氧化反应。
但几年后游客又看到它复燃的迹象。
因为矿井和巷道中,空气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,短时间内可能性并不大。
印度Jhairia煤田附近,有68处煤层火在燃烧,有毒气体在当地居民中传播。|国家地理图片集目前世界各国都没有更好的办法解决煤层火。
除南极洲外,每个大洲下面都有煤层火在燃烧。据美国《时代》杂志报道,美国21个州中约有200处煤层火,大多数都燃烧了很多年。但地质学家预测,实际数量可能更多。
阿拉斯加大学地质学家安努马‧普拉卡斯(Anu Placas)曾绘制一幅地火地图,并称这些地火为“没有地理界限的世界性灾难”,如果人类不能谨慎对待它们,它们将让人类付出代价。