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導緻湖水外洩的地質作用

圖文 更新时间:2024-07-24 12:15:15

在人類進行湖面開采或者海洋開采作業的進程之中,曾出現過各種各樣的意外和災難。

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尤其是在開采海底石油的時候,由于人為因素的影響,導緻石油洩露的事件更是數不勝數。而在每一次災難發生過後,開采位置附近的自然生态環境幾乎都會受到毀滅性的打擊。

然而很多人不知道的是,在人類進行湖面開采的曆史中,曾經還發生過另一件更加匪夷所思的事件。在36厘米粗的鑽頭正常工作之時,卻突然打通了通向另一份地域的壁壘,最終導緻130億升的湖水瞬間幹涸!那麼在這個過程之中,究竟發生了什麼,才會導緻這場災難的降臨?

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石油鑽井用的一種鑽頭

皮内爾湖災難

1980年11月20日,美國路易斯安那州南部小城市新伊比利亞西郊大約十五公裡左右的地方,一個面積約為5平方千米的淡水湖皮内爾湖湖面突然出現一個巨大的旋渦。

當這個旋渦出現以後,整個皮内爾湖的湖水開始瘋狂倒灌,連同泥漿一起向着地下奔湧而去。在這之後,湖邊的樹木、房屋等等,也由于湖水的變化開始不斷地下沉。有着130億升湖水儲量的皮内爾湖瞬間幹涸!

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皮内爾湖位置

而這還沒結束,随後的幾天時間裡面,來自墨西哥灣的海水大量倒灌,最終将皮内爾湖從淡水湖徹底改變為鹹水湖。

到了今天,皮内爾湖的最大深度也從原來的5米迅速增加到61米,成為了美國路易斯安那州中最深的湖泊。在工程曆史上,科學家們将此次災難稱之為最“壯觀”的災難之一。值得慶幸的是,得益于施工團隊應對災難的準備充分,所以在整個事故發生以後,并沒有任何人員傷亡的情況出現。

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如今的皮内爾湖

而在此次事件結束以後,開采方威爾遜兄弟公司向鑽石水晶鹽公司支付了3200萬美元的賠償,向附近的植物苗圃支付了1280萬美元的賠償。事情也終于告一個段落。

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事故發生的原因

那麼此次事件的原因究竟是什麼呢?其實主要原因就在于工人們在計算鑽探位置的時候,采用了錯誤的坐标系。在這樣的情況下,原本應該正常工作的鑽頭,卻意外地将湖底鹽礦與湖水的連接打通。而鹽與水特别容易相溶,這個道理應該再簡單不過。

因此,當鹽與水接觸以後,鹽礦内部的空間變得越來越大,也就導緻了越來越多的湖水進入了鹽礦之中。最終更多的鹽被溶解,皮内爾湖的湖水與湖底的鹽礦也就進入了一個惡性循環之中。直到皮内爾湖的湖水完全消失,這種循環才終于告一段落。

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皮内爾湖下的鹽礦

不過值得一提的是,後來皮内爾湖從淡水湖變成一個鹹水湖,倒不是因為湖水中融入了大量的鹽分。之所以會出現這樣的情況,主要原因則是在于後來墨西哥海灣中的水流大量湧入。原本屬于皮内爾湖的水資源,則已經徹底的消失不見。

可能很多人會想,工程師們在利用對應的坐标進行作業的時候,怎麼會出現這樣的情況?其實答案很簡單,在這個過程之中,原本應該是通過笛卡爾坐标系進行計算的坐标點,工程師們卻使用了高斯-克呂格投影坐标系。

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對于這兩種坐标系,很多人可能不太了解,其區别究竟在什麼地方。其實簡單來講就是兩者的測定原理不同。在高斯坐标系之中,小面積測圖的時候,可以不考慮地球曲率的影響,直接将地面點沿鉛垂線投影到水平面上,并用直角坐标系表示投影點的位置。

在這樣的情況下,工程師們在使用的過程之中,就可以不用進行複雜的投影計算。可如果測定範圍較大,那麼這樣的方式就不能夠使用,必須要将地球的橢球面圖形展開繪制到平面上面,利用特殊的投影方式來進行相關判斷。

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笛卡爾坐标測定的原理則是在平面内,任何一點的坐标都是根據鼠标軸上對應的點的坐标進行設定,多采用直角坐标。因此,兩者雖然都具有對某一個坐标點測定的作用,但除了在特定的情況下,幾乎無法實現通用的狀态。

所以,當工程師們在使用了錯誤的坐标測定方法之後,開采的具體點位就已經天差地别。在這樣的情況下,原本不應該出現任何問題的地圖點,現如今就變成了改變地域環境的關鍵點。

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事件經過

根據相關報道資料顯示,當時德士古公司的12名勘探工人早早就來到了皮内爾湖,并像之前一樣,正常的架起鑽機開始工作。而地面之下的鹽礦内部,也一直都在有條不紊地工作着。

然而讓工程師們沒有想到的是,在鑽頭抵達地下約400米左右的位置時,鑽頭卻意外地被卡住了。按照正常情況下來講,這種事情也不是沒有發生的概率,畢竟在觸碰到一些特殊地質環境的時候,鑽頭很容易遭遇類似的處境。

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所以在面對這個狀況的時候,工人們也開始像往常一樣,嘗試用各種方法讓鑽頭松動,并繼續進行相關的開采計劃。可就在這時,地底之下卻突然傳來一系列的爆裂聲響,工人們腳下的鑽探平台也開始發生傾斜。

這時候,經驗老道的工人們立刻意識到問題的嚴重性,迅速乘船朝着岸邊駛去。與此同時,在地下鹽礦之中工作的工人們也立刻察覺到不對勁,開始有條不紊地離開作業場所,迅速乘坐逃生設備返回地面。

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果不其然,在僅僅過了九十分鐘以後,人類曆史上最大的人造旋渦出現在衆人眼前一個直徑約400米的旋渦橫亘湖中,大量的湖水以及淤泥不斷湧入鹽礦之中,并呈現出愈演愈烈的趨勢。

好在随着時間的推移,旋渦的聲勢逐漸減小,人類工程曆史上最“壯觀”的災難,也終于停止了運動。

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皮内爾湖的災難

對人類的警示

如果從最終處理的結果來看,其實皮内爾湖不失為一個正面教材。在危機來臨的時候,工人們能夠正确的應對災難的襲擊,在有限的時間裡面,盡可能的保證人員的生命安全。如果其他使用團隊也能夠做到這一點,那麼人類施工的安全性,自然就能夠得到很大程度的保障。

可如果從事件的影響來看,其實皮内爾湖災難不僅是人類曆史上最“壯觀”的一場災難,同時也應該是人類曆史上最不應該發生的一次工程性災難。試想一下,倘若在那個時候,工程師們能夠正确分辨笛卡爾坐标系與高斯坐标系的區别,那麼事情最終的走向就一定不會是這個樣子。

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如果這件事沒有發生,或許到了今天,人們依舊能夠在皮内爾湖進行開采作業。隻可惜當事件發生以後,一切猜想都隻能是猜想,以人類目前的科技發展程度來說,也沒有辦法改變這個結果。

正因如此,其實在未來的開采過程之中,人類就應該更加引起重視才行。要知道在當前的世界工業發展之中,海洋上的勘探平台數不勝數。在這種環境下,一旦發生任何意外,人類對自然環境所造成的影響絕對是十分惡劣的。

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更重要的是,在海洋環境之中,作業的危險程度絕不是皮内爾湖能夠相提并論的。工人們如果沒有謹慎對待相關的施工問題,那麼引發危險之後,全身而退的難度,人們可能想都想不到。

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因此,或許在未來的開采設備研發之中,科學家們更應該思考的,除去更加強勁的開采能力和适應能力之外,還應該有如何保證施工人員的人身安全,以及如何能夠将對環境的影響降到最低?隻有這樣,自21世紀以來便出現在世界各國口中的可持續發展,才不會僅僅隻是空談而已。

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