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(2023-07-23 09:12:45)
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人类的第一次核爆炸改变了地球的历史
撰稿人 David Bressan
Jul 21, 2023,02:56pm EDT
我应对我们的现代地球的理解的崎岖之路
1945 年 7 月 16 日，在新墨西哥州三一试验中首次引爆原子弹后10 秒的蘑菇云。CORBIS VIA GETTY IMAGES
1945 年 7 月 16 日凌晨 5 点 29 分 45 秒，第一颗原子弹在新墨西哥州沙漠的三一试验场爆炸。这是在秘密曼哈顿计划下一个前所未有的军备竞赛的结果，正如被新电影“奥本海默”复述的那样。
爆炸造成一个前所未有的能量释放------ 相当于20000吨TNT在不到10秒的时间内爆炸。即便炸弹是从一座30米高的钢塔顶部引爆的，但爆炸造成了一个深2米，宽40米的陨石坑。在陨石坑周围，地面上覆盖着一种从未见过的物质。
正如被美国地理协会（USGS）地质学家克拉伦斯罗斯（Clarence S. Ross）的一个当代报告的那样，“一般来说，玻璃形成了一层1到2厘米厚的层，上表面被一层非常薄的在它仍然熔化的同时落在上面的尘埃喷洒标志。底部是一层更厚的熔融的材料的薄膜部分，这些材料从它被衍生的逐渐进入土壤。玻璃的颜色是一种淡淡的瓶绿色，材料是极端的囊泡，泡泡的大小范围几乎是标本的整个厚度”。
新墨西哥州白沙。三一试验后果的鸟瞰图，爆炸后28小时。东南部更小的陨石坑来自更早引爆的100吨TNT。黑暗区域被来自核爆炸的三硝酸盐覆盖。FEDERAL GOVERNMENT OF THE UNITED STATES
因为它是一枚装满钚和铀的裂变弹，爆炸释放出各种不同的放射性同位素和元素。沙漠沙子主要包含石英、长石颗粒，混合了方解石、角闪石和奥格石的小晶体。最初爆发的强烈辐射温度超过8400°K，蒸发了沙漠的大部分表层，将蒸发矿物中的元素与核反应产生的元素混合并形成了一种新的独特的化学混合物。以液体形式下雨并迅速的冷却，在爆炸现场周围形成一个延伸到半径 300 米的玻璃层，在它的形成/发现地点之后，一种新的矿物诞生了------三硝石（Trinitite）。
一块三硝石。SHADDACK/WIKIMEDIA COMMONS
这次成功的试验不仅预示这个世界进入了原子时代，而且两颗原子弹被投在日本广岛和长崎后太平洋战争的迅速结束。
1945年8月6日清晨，原子弹“小男孩”在日本本州西部中国地区沿海平原上的广岛上空爆炸，广岛是一个拥有35万人口的城市。巨大的爆炸立即摧毁了这座城市的大部分地区并夺走了大约7万人的生命。
《纽约时报》第二天写道，“人类释放了来摧毁人类的原子，人类历史又翻开了另一章”。广岛原子弹爆炸不仅改变了人类历史，而且像三一试验一样创造了一种新的甚至可能进入地质记录的矿物。
2015年，地质学家马里奥·万尼尔（Mario Wannier）访问了广岛附近的海岸收集了一些沙子样本。在寻找微化石时，他在宫岛和元头岛半岛收集的样本中发现了熔化的金属、玻璃珠和橡胶状物质碎片的小颗粒。万尼尔与劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员一起研究了这些颗粒的矿物组成，发现它们可能被当原子弹爆炸蒸发广岛部分地区时形成。
光学显微镜图像，一个金属球体和水泥碎片被广岛上空投下的原子弹爆炸融合在一起。WANNIER ET AL. 2019/ANTHROPOCENE
化学分析显示颗粒的一个不同寻常组成，主要由铝、二氧化硅、铁和钙组成。用于鉴定未知物质晶体结构的晶体学分析显示了有高温起源（超过1800°C）的矿物的相似之处。研究人员争论核爆炸后从蘑菇云凝结形成的颗粒解释高温起源和混合的化学成分，因为云包含了来自人造材料如钢铁、混凝土和橡胶一样汽化的混合元素。研究人员将这种矿物混合物命名为广岛石。
与天然存在的由陨石撞击形成的玻璃碎片熔融石或一种火山玻璃黑曜石不同，由原子爆炸创造的矿物质是独一无二的。
即便战时核装置的部署到目前为止仅限于日本，由原子装置爆炸产生的广岛石和其他矿物也可能在全球各地的前核动力试验场中被发现，如美国的沙漠、西伯利亚、朝鲜的山脉、印度、巴基斯坦、 澳大利亚的沙漠和太平洋的环礁。
核装置的爆炸以及铀和其他裂变材料的开采向地球大气层释放了大量的放射性尘埃。随这些尘埃落在地面上，它会在岩石中留下放射性签名，能被世界各地的地质学家检测到。
一些研究人员建议与人类技术相关的放射性矿物的出现来标记人类世的开始------地球历史上最新的地质时代。
我（David Bressan）是一名自由地质学家，主要工作在东阿尔卑斯山。我于2007年毕业于一个研究永久冻土（即冻土）的项目...
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