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变幻多彩的地球

作者: 陶世龙

到宇宙太空中去开发资源



原载《少年科学》。
天外来客的启示
  1976年3月8日下午,吉林地区上空突然出现了一场历史上罕见的陨石雨。科学工作
者对这些坠落的陨石进行分析,发现其中含铁达30.17%,快够得上铁矿石的水平了。
目前含铁百分之三十几的矿石已在被大量开采,有的地方甚至把含铁量只有百分之二十
几的也作为矿石使用。
  吉林陨石在陨石中并不算含铁很多的,属于石质陨石一类;还有些铁质陨石或称陨
铁,含铁可在80%以上,常常还含镍,它们都以金属状态出现。我国新疆维吾尔自治区
青河县曾经落下过一块大陨铁,重达30吨,其中的铁占88.67%,还有9.22%的镍。这
么多的铁和镍,比最富的矿石还要富,能不能利用呢?当然可以利用,人类最早使用的
铁,就是从这种陨铁中得到的。从五六千年前居住在美索不达米亚一带的苏美尔人的古
墓中,发现过用陨铁造成的小斧;埃及金字塔保存的4000多年前的宗教经文中,有关于
用铁来制造太阳神等神像宝座的记述。在古时候,人类还没有掌握从矿石中提炼铁的技
术,这些非常珍贵的铁器,都是用陨铁造成的。因此在苏美尔人的语言中,铁这个字的
意思是“天降之火”;在古希腊文中,“铁”和“星”是一个字,都表示铁来自天上。
直到19世纪,住在格陵兰的爱斯基摩人,还在用坠落在那里的几块大陨铁做制造刀、矛、
鱼叉的材料呢!
  陨石里含有铁和镍这一事实告诉我们:矿产资源不只是地下有,天上也有。矿产的
种类很多,包括许多金属和非金属矿物,在陨石中像锰、铝、铬等都有发现,甚至还找
到过金刚石哩!
已可触及的天上资源
  在火星和木星的轨道之间运行的小行星,是陨石的来源之一,它们数以万计,目前
已经算出轨道并编了号的小行星已将近2000个。这些小行星,沿着很扁的椭圆形轨道围
绕太阳旋转,当它们闯入地球重力影响达到的范围时,就会被地球“俘虏”过来,坠落
而成为陨石。
  这些小行星中个子最大的直径有700千米,直径超过80千米的不过150个。在小行星
表面,重力是很微弱的。我们知道从地球上逃逸出去,需要每秒11.2千米的速度;脱离
小行星则只需每分钟有若干米的速度就行了。人们设想将来可以在小行星上采矿,并把
它运回来;甚至还设想用火箭把整个小行星推移过来供我们应用。据计算,一个直径约
为1.6千米的小行星,如其成分与铁质陨石相同,那么,它所含的铁将有330亿吨,够全
世界消费60多年了。
  离地球比小行星近的火星和月球上也有矿。古时候由于科学不发达,人们把肉眼能
望见的月面上比较阴暗的部分,幻想为“蟾宫桂树”。其实这些是宽阔的低洼地区,科
学家称它为“月海”。月海里并没有水,而是充满着熔岩凝结而成的玄武岩。从月球上
采回来的样品证明,这些玄武岩含铁、特别是含钛很多,有的样品中二氧化钛的含量达
到11.14%。在构成月球高地的岩石中,含铝较多,三氧化二铝的含量有的达到35.49%,
具有值得利用的条件。可以相信,含量更富更有价值的矿产还会被发现。
  多年以来,火星以它的红色引人注目。曾经有人幻想这是红色植物所显示的。几十
年前出版的一本科学幻想小说中,还曾设想“火星人”来到地球上,把这类红色植物也
带来了,它们迅速繁殖,使昔日的葱茏苍翠很快变得鲜红似火。后来的观测,特别是前
年在火星上着陆的探测器拍摄的照片证明,火星之所以看起来是红的,是因为火星表面
大部分布满了橘红色的砾石沙土,甚至天空也弥漫着红色的尘埃。原来那里的岩石中含
有很多的铁,在受到氧化后呈现出红颜色。火星上的铁无疑是很多的。
  各种各样的矿产在其他天体上都会有的,只因不像铁那样普遍,要找到特别富集的
矿产不那么容易罢了。在地球上找矿尚且要费许多时间,如此辽阔的宇宙,探测刚刚开
始,就已经看到这样有希望的苗头,可以相信,在宇宙中不仅会有地球上存在的矿产,
还会有许多地球上所没有或稀少的矿产。就现在我们已经得到的资料来看,像甲烷、氨、
氢这些重要的化工原料和燃料,在木星上就多得很。木星主要为液态的氢组成,还含有
不少氨、甲烷和其他碳氢化合物。整个木星的质量约为地球的317.8倍。你想想这有多
少资源!
  我们的近邻金星,因被特别浓密的大气裹住,过去长期对它的面目认识不清。现在,
宇宙飞船穿越了金星的大气,使我们了解到它也有一个岩石构成的荒凉的表面,这些岩
石里也应该是有矿产存在的。至于金星的大气,百分之九十几是二氧化碳,这也是有用
的东西。在地球上,南斯拉夫不久前发现了一个二氧化碳气田,成为罕见的矿藏,人们
正在那里兴建制造干冰的工厂。在金星上到处都有浓密的二氧化碳,就不足为奇了。金
星的大气中还有一层由硫酸细滴形成的雾。硫酸是很有用的东西,在那里天然地生成了。
宇宙之大,无奇不有,在那些更遥远的星星上,还会有些什么呢?
  开发天上的资源,似乎是不可设想的神话,但这正在成为可以触及的现实。有人正
在拟议如何在月球上采矿,如何利用小行星的问题也在讨论了。
天上人间
  从其他天体上采矿,把它运回地球,要克服大气的阻力,很费周折。从经济上来看,
如此遥远地运来原料,未必合算。那么有什么必要去探讨开发天上的资源呢?
  我们可以就在天上采矿,就在天上冶炼,在天上建立工厂,造出成品再送回地球。
这样,我们可以使地面上许多工厂停止冒烟,停止排出污水、废物,环境大大得到改善。
在天上还可以利用那里重力等于零,绝对真空,容易得到几千度的高温及近于绝对零度
的低温,以及有许多太阳辐射出来的带电粒子在那里活动等特殊条件,制造出许多地面
上所不能造出来的产品,例如高纯度的光通信纤维、高质量的半导体单晶、高激光效率
的玻璃、特殊的合金等等。这些设想是有根据的,部分已经在环绕地球飞行的天空实验
室中造成,像在这种实验室里制出的一种锑化铟单晶,用于计算机,可使其尺寸减小9
/10。在天上建立工厂是大有希望的事业。
  在天上进行生产所需要的动力是取之不尽、用之不竭的,这就是来自太阳的能。近
年来,人类每年从地下采出的石油、煤炭和天然气,计算起来相当八九十亿吨优质煤。
这个数字称得上巨大了,然而同每年太阳辐射到地球上的能量比起来,只有它的万分之
一还不到,而这部分辐射到地球上的太阳能,不过仅占太阳辐射总能量的二十二亿分之
一。
  在地面上利用太阳能,受到大气的阻挡和季节、昼夜变化的影响。如果在大气层之
上利用太阳能,效率就高得多了,可以直接用它的热,也可以将它来发电,还可以用它
来分解水,得到氢和氧作为可以携带的燃料,这些办法都已经在试验。
  有了原料,又有了充足的能源,我们不仅可以在天上造出需要的产品,还确实可以
在天上创造出一个适于人类居住的人间世界。以此为据点,我们可向更遥远的太阳系以
外的星系发展。这并不是虚无缥缈的幻想,有的科学家预计,在下一个世纪内就将部分
实现。
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