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130亿升水消失?淡水湖突变咸水湖?究竟怎么回事?

科普吉林
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上个世纪末,拥有130亿升淡水的美国路易斯安那州的皮内尔湖,在短短几天内完全干涸。如果不告诉你这一切仅仅源于一个图纸上的错误坐标标记,以及一个仅36厘米的钻头导致的人类历史上的一场灾难,你可能不会相信,地球——这个承载着人类世世代代生存繁衍的地方,会因为人类的一个微小行为而产生无法挽回的影响。

曾经的皮内尔湖

▏灾难之源:丰富的地底资源

路易斯安那州位于美国南部,美国的母亲河——密西西比河流经该州东部,并最终流入墨西哥湾,因此路易斯安那州也可以被视为密西西比河的入海口。然而,正是这样的地理条件使得路易斯安那州成为美国地势最低的一个州。毕竟,州内南部的土地大多属于密西西比河的冲积平原,虽然十分平坦,但海拔却非常低。然而,地势的低平未必就是坏事。相反,这样的地质条件赋予了路易斯安那州天然的农业种植条件以及丰富的矿藏资源。尤其是油矿资源,即石油矿床,其储量占全美的11%。因此,许多石油公司在此设立总部,致力于这些油矿资源的开发。这使得路易斯安那州的石化产品产量十分惊人,约占全美的25%。

此外,值得一提的是,该州的石油资源不仅存于陆地之下,就连海床之下也有着不少。因此,石油公司往往同时在陆地和海上进行开采,以钻取更多原油并就地完成提炼。根据现有的统计,路易斯安州的石油提炼品产量居全美第三,每年能够提炼出近150亿加仑的汽油,约等于我国一年石油进口量的十分之一。由此可见其产量的惊人程度。当然,产量的高度也决定着各石油公司的利润厚度。这让一众石油资本开始趋于疯狂。只要有油矿,无论实际条件多么恶劣,他们都势必要进行开采。在这样的疯狂下,一个名为新伊比利亚的小城走入了石油资本的视野里。

新伊比利亚是路易斯安那州南部的一个城市,在上个世纪因充足的盐矿而出名。整个城市的财政也主要依靠盐矿的开采与开发。开采盐矿为何对当地人会有如此大的吸引力?当地对盐矿的大量需求并非来自于日常生活,而是工业需求。盐作为化学工业最基本的原料之一,被誉为“化学工业之母”,在工业上有着广泛的用途。在皮内尔湖的地下,有一种被称为“湖盐”的资源。经过适当的加工,这种盐可以用于各种工业生产和产品加工,带来可观的收益。

然而,地下盐矿与其他矿物有所不同。它们大多是由远古湖泊和海洋的沉积物形成的,因此在地下呈现出凹凸不平的形态。同时,盐岩本身的密闭性也很好,这意味着在这些不平整的空间中,如果堆积了远古生物的尸体,就可能会形成大型油田。地质勘探专家经过研究得出结论:大量盐矿的存在往往也意味着附近存在着含量惊人的油田。因此,新伊比利亚的盐矿成为了石油公司的关注焦点。然而,出乎所有人意料的是,这也成为了一场工业灾难的开始。

发生事故后湖面形成的巨大旋涡

▏灾难核心:盐矿和油田

根据当时的情况,新伊比利亚的盐矿主要集中在皮内尔湖的湖床之下,因此石油公司也主要围绕这一区域进行勘探。然而,要进行石油勘探,必须获得当地政府的许可,这引发了一场竞争。最终,总部位于纽约州的大型石油公司得克萨斯石油通过多番努力,获得了这一地区的勘测许可。石油勘测在当时是一个非常有吸引力的行业,得克萨斯石油公司为了获得勘探权限,必然花费了大量的资金。因此,在获得勘探许可后,他们宣布正式开始勘测工作。

然而,皮内尔湖的实际情况非常复杂,盐矿矿井正好位于湖底之下,而根据公司专家的模型计算,油田应该位于湖床与盐矿之间的区域,这使得勘测工作变得非常困难。经过一番激烈的讨论和精准的计算,得克萨斯石油公司决定在平均深度不超过三米的皮内尔湖上建造一个巨大的钻井平台,就地对湖床之下的区域进行钻探勘探。虽然这听起来有些“大材小用”的意味,但得克萨斯石油计划的是,一旦发现湖床下的石油,就可以立即抽取,以最大程度地节省建设成本和时间成本,进而平衡初期的巨大投入。

然而,钻井平台的建设引起了当地民众的反对,因为风景优美的皮内尔湖是他们的度假天堂,而在湖面上建起一个钢铁大家伙必然会破坏那份自然静谧。民众的诉求传达到了新伊比利亚政府耳中,官员出面对得克萨斯石油进行了警告。然而,当地政府所担心的事情并不是民众的投诉,而是湖床之下的盐矿矿床。

尽管如此,勘测队员却没有听进去,他们加快了施工进度,将直径36厘米的钻头伸入湖中,对湖床进行钻探。一开始,钻探工作进行得非常顺利,湖底并不坚硬,钻头轻而易举地穿透,然而,当钻头深入400米时,突然卡住了。有经验的工人感觉不妙,试图收回钻头,但随着钻头的移动,湖底传来闷响,钻井平台也发生震动并倾斜。这让平台上的工人感到危险,他们立即决定全部人员都撤到岸边。

原本上岸后的工人们猜测是钻井平台地基出现问题,但事实上情况更为糟糕。钻头竟然穿透了皮内尔湖和盐矿矿井的隔离,大量湖水开始涌入盐矿矿井,河床压力剧变,导致钻井平台无法保持平衡。在盐矿矿井内作业的工人注意到湖水的涌入,立即启动撤离警报。此时,渗水尚不严重,所以55名在井下工作的盐矿矿工全部安全撤出。然而,就在大家完成撤离之后,渗水越来越严重,原本36厘米的钻孔变成直径55米的巨型漏斗,并持续扩大。

湖面下的大洞吞噬了大量湖水,并把湖面上的钻井平台、11艘驳船和1艘轮船全部卷入。湖面上出现了直径400米的巨大漩涡。这是因为盐矿和家中常用的食盐本质上都是氯化钠,易溶于水。湖水涌入矿井后,大量未开采的盐矿被溶解,洞内空间无限扩大,能吸收的湖水越来越多。接下来,皮内尔湖周边的一切都遭了殃。被卷入地下的还包括湖心岛植物园在内的390亩土地。最终,整个湖泊都沉入盐矿矿井中。

而更糟糕的是,皮内尔湖与墨西哥湾是相通的。湖水消失导致压力失衡,促使海水连续两天倒灌。由于矿井形成的塌方很大,湖底发生了塌陷,形成了路易斯安那州有史以来最高的瀑布,高度达到了惊人的50米。这个曾经的皮内尔淡水湖已经消失,取而代之的是一个深度可达60米的咸水湖。令人惊奇的是,先前被漩涡卷入的驳船在海水倒灌后竟然奇迹般地从湖底浮起,重新漂在咸水湖面上。

虽然这是一次灾难,但是好在那时在皮内尔湖周围没有人群活动,几个小时的间隔足够疏散周围人群,所以没有造成严重的人员伤亡。除了三条不幸的狗狗外,没有其他人员伤亡。这一系列灾难给德克萨斯石油公司带来了巨额债务,最终赔偿了3200万美元给钻石水晶盐公司和1280万美元给受影响的植物苗圃。这次事件使得德克萨斯石油公司的财务状况变得十分糟糕,最终在二十一世纪被雪佛龙石油并购。两者整合后成为了今天著名的雪佛龙集团。

曾经的湖底盐矿内部

▏灾难启示:环保无小事

虽然高额赔偿和盐井关闭为这次失误事件画上了句号,但由于湖水盐分含量突增,生态系统再也无法恢复。对于生活在皮内尔湖的生物来说,人类的一个小小失误可能是灭顶之灾。

在皮内尔湖事件后,人们开始质疑从事盐矿开采的专业机构德克萨斯公司和钻井承包商威尔逊兄弟为何会出现钻井坐标偏移的失误。专家们研究发现,这次失误可能不是因为粗心大意,而是因为使用坐标的不同。原本负责勘探盐矿的工程师应该使用笛卡尔坐标系,但实际上他们使用了高斯鲁格投影坐标系统。由于每个投影坐标系统都具有独特的平面直角坐标系统,所以当德克萨斯公司与勘探公司定下同一个坐标点时,实际上地图中所标示的地方却完全不同。按照错误的钻井定位点进行钻井,原本就不可能实现正常的盐矿开采。
谁能想到可以堪称史上最“壮观”的工程灾难之一的皮内尔事件,开始由于用直径为36厘米的钻头在错误的地方打了一个钻井?这些事故不仅造成了人员伤亡和财产损失,更给生态环境带来了不可逆转的破坏。此外,皮内尔湖事故也让人们意识到,安全问题不仅是企业内部需要解决的问题,更是整个社会需要关注的问题。

生命安全和环境保护是全社会共同关注的重大问题。作为社会的一份子,我们每个人都应该更加关注这些问题,时刻提高安全意识,以避免类似的事故再次发生。同时,政府和企业也需要承担起更大的责任,加强安全管理,提高安全设施水平,以从根本上避免安全隐患。只有我们共同努力,才能营造出更加安全、健康的生活环境,为未来的美好生活打下坚实的基础。(图片源自网络)

作者 | 几维鸟

毕业于新西兰林肯大学金融专业。对大众科普知识拥有浓厚兴趣,曾在多个科普期刊上发表过科普文章。关注事实,积极探索前沿科技。

评论
smxh676
大学士级
自然资源是大自然赋予人类共存的唯一地球资源,为人类创造各种社会发展和资源利用,然而人类贪婪和大量的过度开采导致意外发生和灾难!
2023-12-29
演绎无限精彩
大学士级
人类的微小行为导致了一场灾难。地球没有我们想象中那样“坚不可摧”,如果人类还不醒悟,由人类造成的一切灾难,终将指向的只会是人类自身!
2023-12-30
科普老兵闻向东
大学士级
政府和企业也需要承担起更大的责任,加强安全管理,提高安全设施水平,以从根本上避免安全隐患。
2023-12-30