如果在海洋最深处引爆一颗核弹,海面上会发生什么？

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不管原子弹还是氢弹。如果在水中引爆。其产生的几千万度高温直接会将周围几百米的海水直接汽化。这股能量浮出水面后会掀起滔天巨浪。

就算水墙高3米。可能到达陆地时整个海啸高度会达到几十米。甚至上百米。到时候海水席卷人类城市。建筑物不断崩塌。耳边充斥着幸存者的哭泣声。城市俨然变成了汪洋微不足道的一部分。

那些劫后余生的人类本以为危机就此解除。可如果引爆的是原子弹。那么大量被核污染的海水将会不断蚕食陆地文明。就算第二日海水退去。整片区域都已经充斥着核污染。幸存者稍有不慎便会饱受折磨。最终在哀嚎、不甘、无奈中慢慢死去。

想必以上是很多人遐想过的场景。所以有人就提出过一个疯狂的想法。那就是在海洋最深处。也就是在11000多米深的马里亚纳海沟。引爆最大当量的核弹。最终海啸就会席卷全部城市。人类文明就此走上终结。

可事实果真如此吗？在马里亚纳海沟最深处投放核弹。目前没有哪个国家做过。但在海洋中引爆核弹。美国就真的干过。下面一起来看看。在海中引爆核弹。到底会发生什么？

美国疯狂的“十字路口”核爆实验

1945年二战结束。美国航母舰队的发展被摆上台面。因为美国两颗原子弹的投放。使本该僵持不下的战局瞬间发生了扭转。所以大量美国陆军航空队高层就觉得。航母作用看似很大。可结果还不如用轰炸机投放原子弹来的便捷高效。

按照当时的标准。美国那颗“胖子”原子弹的威力。等于2万架舰载机。或2000架B-29轰炸机。

战后重建的美国也需要裁减军费。恢复经济。所以海军规模急剧缩减。短短两年。美国海军各类军舰数量由1500多艘。一下子就缩减到了不满300艘。

大量军舰被原地拆解。而海军部长詹姆斯·福莱斯特也在努力为海军谋生存。当时美国正在分配“核武器投放权”。虽然陆军航空队当仁不让。但海军仍想分一杯羹。因为这关系到后期的军费预算分配和军种地位。

但海军毕竟靠的是各种军舰。没有轰炸机灵活。双方僵持不下。于是有人提议。为什么不来几颗原子弹试试呢？

海军能抗住原子弹轰击。就说明海军有能力在未来的核战中能一展雄风。于是美国历史上大名鼎鼎的“十字路口”实验就开始了。

1946年5月。军方跟科学家联手。打算引爆3颗核弹。实验共分为3部分。以核弹引爆区域区分。分别是空中（Able）、浅水（Baker）、深水（Charlie）。使用和“胖子”当量差不多的钚弹。此实验共动用200多艘军舰、150多架飞机、4.2万名官兵。

95艘靶舰以环形分布在比基尼环礁中。里面包括“萨拉托加”号航母、“独立”号轻型航母、“内华达”号战列舰、“阿肯色”号战列舰、“长门”号战列舰（日本缴获）、“欧根亲王”号重巡洋舰（德国缴获）等等。

7月1日上午9点。MK3A型原子弹在距离海面158米轰然爆炸。引爆所产生的热能让天空都陷入一片炽热的白光之中。巨大的蘑菇云“耸立”在天空之中。海水在冲击波的影响下变得“狂躁”无比。

当蘑菇云散去。海水平息。工作人员开始记录95艘靶舰损伤情况。2艘运输舰当场沉没。2艘驱逐舰逐渐沉没。独立号、萨拉托加号航母轻度受损。并无大碍。位于核爆中心910米的长门号战列舰。却惊奇的“活”了下来。而且还没多大损伤。

此外。22艘战舰中的实验动物。其中10%当场死亡。25%在数天后死亡。其余寿命远低于正常同类。

7月25日。第二次核爆实验Baker在水下27米处成功引爆。位于中心区域的海水、舰船瞬间汽化。随后一个巨大“气泡”冲出水面。接着海水在1秒内就迅速窜到1500多米处的高空。随后200多万吨海水“砸”向海面。第一排海浪高达29米。接着随后20个浪峰以90km/h的速度向外扩展。巨浪能量逐步被耗尽。但直到5600米开外的岸边。巨浪的高度仍然有4.6米高！

在这次水下核爆中。阿肯色号战列舰沉没。萨拉托加号航母严重受损。8小时后沉没。长门号战列舰在被大火烧了4天后沉没。此外各大战舰因距离较远。并未出现较大损伤。

但在Baker实验中。约4kg裂变放射性物质随水流汇入潟湖。周围海域都成了重度核污染区域。

连续两次的核弹试验。成功证明了海军的抗核爆能力。但同时也遭到了各国的强烈抨击。所以第三次深水核爆实验并没有进行。

所以如今的我们。只知道核弹在浅水处引爆之后。炽热蒸汽球形空腔会突破海面。并且将海水砂石等吸入空中。最后由于蒸汽球空腔能量不足。导致海水重重砸回海面。从而引起巨大的海浪。

这些数据都是铁一般的事实。但深水爆炸还从未有过先例。至于在海洋最深处的马里亚纳海沟处引爆。更是前无古人。

如果在海洋最深处引爆一颗核弹。海面上会发生什么？

目前人类历史上当量最大的核弹。应该就是1亿吨TNT的“沙皇”。当初苏联在尝试引爆前。特别担心会造成无可挽回的后果。因此刻意把当量减半。但即便如此。“沙皇”爆炸威力还是超过了“小男孩”的3800多倍。

在此。咱们假设把“沙皇”投放进马里亚纳海沟。当它被引爆后。周围约580米的海水。会因为超高温而直接被汽化。所以就会形成一个直径约1100多米的巨大“气泡”。

按照美国十字路口的baker核爆实验。气泡应该会冲出海面。接着就是把海水吸入空中。最后海水落下后引发巨大的海浪。

但马里亚纳海沟不是浅海。它足足有11000多米深。就算直径为1100多米的巨大气泡想要冲出去。上面还有1万米厚、百亿吨重的海水压着。

所以简而言之。气泡在上浮过程中。会持续受到海水的高压。慢慢的。气泡能量耗尽。海水回填进气泡中。至于海面上。仍旧是一片风平浪静。能掀起几朵小浪花就很不错了。至于产生巨型海啸席卷人类城市的场景。可能不太现实。

如有纰漏。望海涵。

其他观点：

朋友。把约5300万吨TNT当量的沙皇炸弹（大伊万。人类迄今为止试爆过的最大当量核弹）放到马里亚纳海沟斐查兹海渊（人类已知的地球最深点。海下11034米）引爆。是否符合你的题目要求？不过。结果可能会令你失望。海面上基本不会有太大的波动。人类的大玩具对于海洋来说过于“小儿科”了。

▲Tsar bomb 沙皇炸弹（AN-602。5300万吨TNT当量。1961年于新地岛上空4200米处引爆）

事实上。人们很早就想到在水下引爆核弹。并且曾经也做过类似的试爆。可惜大多都是在百米以内的深度测试只有几万吨当量的核弹。将人类史上引爆过的最强大核武器“5300万吨当量的Tsar bomb”放到大约11公里深的马里亚纳海沟最深处。试图去依靠引发强大的海啸。这种“疯狂的想法”其实已经出现几十年了。事实证明这种设想无异于“痴人说梦”。其破坏效应与海面引爆或者低空引爆差的太远了。

水下核爆炸过程和效果的分析

我们且不说如何成功将核弹布设到11公里深的海底去引爆。假设这种行为本身是可行的。当核弹在海水中爆炸时。热辐射蒸发海水产生的水蒸气和冲击波会迅速形成一个“炽热蒸汽球形空腔”。此时如果爆点距离海面比较近。空腔会向上膨胀突破海面形成“中空水柱”。海面下的空腔会将海水中的杂质、砂石等吸入并通过中空通道喷射到天空中。

随后。突破海面的“炽热蒸汽球形空腔”（巨型气泡）在空气中继续上升。因为其巨大的体量和携带的海水（重力、压力作用）。会在内部形成断层而破碎。砸回海面形成巨大的海浪。这一过程。基本阐述了核弹在水下引爆引起海浪的过程。但是需要注意需要距离海面足够近。

如果在深海引爆大型核弹想要在海面上做点什么。我们就需要知道水下核爆后产生的“炽热蒸汽球形空腔”最终能不能突破海面？根据“水下核爆各种理论模型的评估”可以计算沙皇炸弹在马里亚纳海沟底部爆炸后形成的“气泡”膨胀半径：

▲注意上式中：“Radius”为半径；“53megatons”为5300万吨；“Mariana Trench pressure”是指大约11000米深处马里亚纳海沟的水压；“1 ATM”为1个标准大气压；

根据上述评估结果：当“沙皇炸弹”在11000米深的马里亚纳海沟底部爆炸后。形成的“气泡”膨胀半径只有区区580米。就算按直径算整个“气泡”的直径也就大约1100米多点。上面还有大约10公里深的海水压着。根本翻不起半点浪花。当核爆形成的“炽热蒸汽球形空腔”膨胀向上膨胀大约580米后。会使气泡上部的海水“凸起”（但是幅度非常小）。随后气泡上的高压海水会迅速迫使气泡收缩。核爆产生得能量会再次让气泡膨胀到极限而再次被海水压缩。经过3、4次膨胀、收缩后将会耗尽核爆的能量而使气泡破碎。随后破碎气泡上方10000米高度的海水。回流填补直径1000米气泡破碎的空腔。不会在海面上产生一丝的影响。更别谈什么海啸了。

水下核爆的试验

当然。我们上文所述只是理论上如此。但是根据美军“十字路口”水下核试验的结果。其“气泡形成和溃散”的过程与上文理论模型基本一致。只不过是因为核爆距离水面相当近。气泡空腔冲出了海面而已。

▲美军“十字路口”水下核爆

1946年。南太平洋马绍尔群岛比基尼环礁附近。美军进行了浅海核爆试验：将一颗2.3万吨当量的“Baker”核弹装在沉箱中。利用钢缆和LSM-60两栖登陆舰将其吊放入水面下27米深处并引爆。引爆的瞬间。海水立即被照亮并且在海平面下形成一个高温汽化空腔。随机气泡突破海面并使海水形成一个白色巨大的水帽。水帽在1秒种之内蹿升到1600米高的空中。水帽下是一根中空水柱（如上图）。爆炸后约10秒。白色水帽开始下落并且逐渐崩溃。约200万吨海水砸向海面形成巨大的波浪和水汽。根据检测仪器拍摄的照片显示。传递出来的第一排海浪高达29米。前后共有大约20个浪峰以90公里/小时的速度向外扩展。但是当扩展到大约5公里外时。海浪已经衰减到4.5米高。此后迅速恢复平静。

由此可知。虽然十字路口水下核爆的当量只有2.3万吨。但是爆心距离海面只有27米深。所以造成了比较大的海浪。但是万米深处的海水压力。对于核爆的影响将成几何级数增长。现有的核武器在那里引爆对于海面来说不会有太大的影响（当然。爆心附近处的高温和辐射对于生物的杀伤还是很严重的。但也很难传递到海面上）。

其他观点：

在地球的海洋中。最深的地方是马里亚纳大海沟。深度达到了11000米左右。大概是形成于距今6000万年前。而核弹是人类目前所掌握的最具杀伤力的武器。那么如果我们把一颗核弹放到马里亚纳大海沟的底部引爆。那在海面上会掀起巨大的海啸吗？

要了解这个问题。我们首先要从核武器说起。核弹的原理主要是核裂变（链式反应）和核聚变。说白了就是原子核层面的反应。要么一个大一点的核裂成几个比较小的原子核。要么小的原子核聚合成一个大一点的原子核。

在反应前后。会发生质量的损失。这部分质量会以能量的形式释放出来。我们可以用爱因斯坦的质能方程E=mc^2计算这部分释放的能量。其中E是能量。m是损失质量。c是光速（3*10^8m/s）。也就是说释放出来的能量等于损失的质量乘以9*10^16。这也解释了为什么核弹可以释放出如此巨大的原因。

一般来说。核弹的试爆都是在无人区。比如：戈壁上之类的。在深海直接试爆核弹的情况在历史上还没有过。不过。也曾有人在海面以下几十米以内的范围试爆过原子弹。这就是美国的十字路口行动。那具体是咋回事呢？

在第二次世界大战。美国最先研制出了原子弹。后来。他们还在继续研发原子弹。一旦涉及到研发原子弹。就需要考虑在哪里对原子弹进行试爆。1946年。美国就准备在太平洋上的马绍尔群岛的比基尼环礁进行原子弹试爆的实验。这个实验被称为：十字路口行动。

这次原子弹的试爆实验一共要试爆两颗原子弹。一个是在空中试爆。一个是在水下试爆。我们主要来聊一聊水下试爆的实验。这个实验的代号为：Bake。实验的目的是为了研究原子弹对于海面舰队的打击能力。因此。研究人员在安排了巡洋舰、战舰、潜艇以及石油驳船等船只。它们被安排在距离引爆点不同远近的位置。

研究人员把这枚原子弹安排在了水下27米的位置。并且引爆了这颗原子弹。原子弹被引爆后。释放出了巨大的能量。把海床炸出了一个巨大的坑。同时巨大的能量雾化了海水。200万吨的海水和海沙直接被巨大的能量推向了半空中。形成了一个巨大的水墙。这个水墙的直径达到600米。高度达到了1800米。

随后。由于重力作用。这些海水和海沙下落回到海面上。形成了一道高度达到270米的巨大瀑布。下落的海水激起了巨大的海浪。巨大的海浪传播到300米开外的位置后。竟然还有29米高；这些巨浪传到了5600米开外的海岸边时。甚至还有4.6米。

当时被布置在引爆点附近的船只全部被摧毁。尤其是直接布置在引爆点上方的登陆舰连影儿都没有找到。研究人员认为它在爆炸的一瞬间。被原子弹释放的巨大能量给气化。其余的船只几乎都被击沉。只有一艘距离最远（距离引爆点1600米）的巡洋舰逃过一劫。但是当研究人员打算把它拖到其他地方进行维修时。在运送过程中。这艘巡洋舰也沉了。由此可见。原子弹的威力是相当的可怕。不过。我们要知道的是。这仅仅是在海面下27米做的实验。马里亚纳大海沟的深度比这27米整整高出了3个数量级。那如果在马里亚纳大海沟中引爆核弹会如何呢？

在马里亚纳大海沟中引爆沙皇氢弹

十字路口行动中在海底引爆的核弹当量是2100吨TNT。属于当量比较小的核弹。如果还是用这个当量的原子弹在马里亚纳大海沟引爆。那么在海面上几乎是看不到什么变化的。因为马里亚纳大海沟实在是太深的。不仅如此。马里亚纳大海沟的压强十分巨大。达到了1100个地球大气呀。这些都会极大限制核弹爆炸的威力。

在人类历史上威力最大的核弹是沙皇氢弹。当量达到了5000万吨TNT。威力相当于投掷在广岛“小男孩”原子弹的3864倍。

这看起来似乎会引发巨大的海啸。但实际上并不会。这还是因为马里亚纳大海沟太深了。压强太大了。沙皇氢弹爆炸后。会形成一个巨大的“气体空腔”。也就是气泡。如果是在接近海面位置引爆。那就会是导致类似于十字路口行动中那样的巨大水墙。但是在马里亚纳大海沟在引爆后。气泡上升一段距离后就会因为压强太大。逐渐消耗能量。最终还没有到海面上就会消失。因此。并不会激起巨大的海啸。

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