7.太平洋地震
極有可能
大地震會不會把加利福尼亞州撕成碎片？
撰文 凱瑟琳哈蒙(Katherine Harmon)
翻譯 王棟
這場預料之中的大地震襲來時，洛杉磯可能還不至於被震離大陸，變成一座孤島。但是聖安德烈亞斯斷層(San Andreas faul)發生的每一次地震，都會把洛杉磯向舊金山推進幾公尺。很長時間以來，科學家們和公眾都預期一場大地震會降臨在美國西海岸。美國地質調查局估計，加利福尼亞州在 2038年之前將遭遇一場至少芮氏 6.7級地震(與 1994年加利福尼亞州北嶺地震震級相同)的概率高達99%。
但是，這場地震很可能更大，甚至大得多。位於南加利福尼亞州的美國地質勘探局綜合性多災害演示項目(Multi-Hazards Demonstration Project)首席科學家露西瓊斯(Lucy Jones)說，如果大部分聖安德烈亞斯斷層同時斷裂，地震會達到芮氏 8.2級。
聖安德烈亞斯斷層自南加利福尼亞起，直到穿越舊金山灣區，綿延約 1300公里。它是向東南移動的北美板塊和向西北移動的太平洋板塊的分界。根據地質記錄，科學家認為，該斷層通常每隔大約150年就會斷裂一次。而現在距上一次大規模斷裂已經差不多300年了。
如果發生一場芮氏 7.8級的地震(在2008年的美國地質勘探局和加利福尼亞州地質協會的報告中，這被稱為“看似合理的情況”)，差不多 1000萬南加利福尼亞州居民會遭到波及，造成約 1800人死亡，5萬人受傷。根據美國地質勘探局“假想中的大地震”模擬預測項目估計，這一規模的地震意味著斷層將會移動13公尺。如此程度的錯位會摧毀跨越斷層的道路、管道、鐵路及通信線纜，並引發滑坡。接下來數周，這一地區還將遭受一系列強度可達芮氏 7.2級的餘震。瓊斯指出，這場地震預計會直接造成約 2000億美元的破壞，基礎設施和商業秩序被長期破壞，還將導致數十億美元的其他損失。
然而，聖安德列亞斯斷層並不是唯一一個可能斷裂的斷層。而且即使相隔數百公里，沿一個斷層發生的地震也會引發其他斷層中積蓄已久的地震。今年1月，加利福尼亞州北部近海岸發生的一場芮氏6.5級地震位於卡斯卡迪亞地層潛沒帶(Cascadia subduction zone，位於美國西北太平洋沿岸)南端。這個板塊邊界有能力引發一場強度至少達到芮氏 9.0級的地震——與引發 2004年那場可怕大海嘯的蘇門答臘大地震震級相同。地質記錄表明，公元 1700年這裏曾發生過一次大地震，引發的海嘯穿越了太平洋，一直抵達日本。在未來數十年內發生類似規模地震的概率約為1/10。
美國俄勒岡州立大學地球物理學家羅伯特耶茨(Robert Yeats)說，預測地震有點類似於根據氣候記錄去猜測未來一周的天氣。他補充說，知道一場地震可能在不久的將來發生，“不一定會影響你的度假安排，但一定會影響建築規範”。大型建築是最安全的，加利福尼亞州的一些摩天大樓都是按抗芮氏 7.8級地震的標準建造。正是因為一場大地震似乎遲遲沒有發生，下一場地震或許不會如預期中最壞的情況那麼嚴重。科學家仍在深入研究地質記錄中大地震(超過芮氏 6.0級)發生的頻率，一些新證據暗示，聖安德列亞斯斷層會越來越多地發生小型地震，而不是大地震。
得益於現代防震建築和公共預防運動，當預期中的大地震真的襲來時，或許人們會發現它造成的損害並不如一直想象的那麼巨大。而在世界上比較貧窮、沒有做好充分準備的地區，即使地震規模較小，也會造成大得多的災難。今年 1月發生在海地的地震就是一個典型的例證。這場地震造成近25萬人死亡——用血的教訓提醒我們，在斷層的突然滑動面前，沒有進行過詳細防震規劃的城市是多麼的脆弱。
8.核聚變能源
極不可能
雖然它能緩解環境危機，但實現起來仍有難度。
撰文 邁克爾莫耶(Michael Moyer)翻譯 龐瑋
曾有人這樣揶揄核聚變能源：無論何時，問實現的時間，永遠需要20年。今天看來，這還是太過樂觀了。世界上最大的等離子聚變項目，位於法國南部的國際熱核聚變實驗堆 (ITER，參見《環球科學》2010第4期《核聚變懸疑》一文)，最早也要等到 2026年才能開始核聚變實驗研究。工程人員至少需要十年時間對 ITER進行測試，然後才能開展下一步工作。在這個項目中，他們計劃將把等離子體束縛在“磁瓶”裏，最終建成一個可輸出凈能量的核聚變反應堆實驗原型。要看到能直接向電網輸送能源的反應堆開始運行，那是下一代人的事了。
與此同時，人類社會對能源的胃口卻永無止境。“全世界對能源的需求都如此巨大，增長都如此迅速，迫使我們必須另闢蹊徑，”美國國家點火裝置(National ignition Facility，NIF)主管愛德華摩西(Edward Moses)說。(NIF位於美國加利福尼亞州的利弗莫爾國家實驗室，是美國主要的核聚變實驗裝置，它將多束激光聚焦於很小的靶丸上引發核聚變反應。)理論上，聚變電站可以提供這樣的一條“蹊徑”。這種電站以存在於普通海水中的重氫為原料，不產生任何有害排放──沒有煙塵、沒有核廢料、不排放溫室效應氣體。它們將駕馭使太陽發光發熱的內部能源，為我們這顆行星提供電力。
然而實際上，核聚變大概不會如物理學家期望的那樣改變世界。事實證明，觸發和控制核聚變進行自持反應(self-sustaining，指聚變產生中子數等於消耗中子數，使得反應平穩持續)所需的技術極為復雜。除此之外，第一代聚變反應堆肯定會價格不菲，本世紀內無法廣泛應用。
摩西等人認為，能最快接近核聚變的途徑莫過於“雜交技術”，即用聚變反應來加速核廢料中的裂變反應。在這種被稱為“雷射激光慣性聚變引擎”(laser inertial fusion engine，LIFE)的方法中，大功率激光束將能量聚焦在很小的靶丸上，能量衝擊將點燃初級核聚變反應，聚變產生的中子向外傳播，擊中外面包裹的裂變物質殼層，殼層可以是來自核電站的乏燃料(spentfuel，使用過的燃料)，也可以是軍事上常用的貧鈾(depleted uranium)。放射性廢料在中子的轟擊下會觸發更多衰變，釋放出可用於發電的熱，同時加速廢料本身向穩定物質的轉變(從而解決了核廢料的處理問題)。摩西稱，他能在 2020年之前制造出一臺基於 LIFE的工程原型，並在2030年之前實現並網發電。
換句話說，可以利用核聚變的實用反應堆距離現在，真的只有 20年了。
9.地外文明
不太可能
我們該如何回應來自外太空的信號？
撰文 約翰馬特森(John Matson)
翻譯 謝懿
50年前，一個沉溺於“星際竊聽”的天文學家把一臺無線電天線對準了我們 的近鄰，想看看究竟能聽到些什麼。1960年 4月，在美國西弗吉尼亞格林班克的國家射電天文臺，時年 29歲的弗蘭克德雷克(Frank Drake)將一架直徑 26公尺的射電望遠鏡瞄準了兩顆近距恒星，來尋找那裏可能存在的文明發出的信號。雖然搜尋工作無果而終，但德雷克的“奧茲瑪”計劃開啟了目前仍在進行中的地外文明搜尋，又稱SETI。
今年 5月就已年滿 80歲的德雷克依然工作在這一領域，主管著非營利性的 SETI研究所下屬的卡爾薩根宇宙生命研究中心，該中心位於加利福尼亞州的芒廷維尤(又稱山景城)。與常常需要租用其他天文觀測設備的研究者不同，這一領域的科學家已經有了專門為此建造的設備，例如剛投入使用的艾倫望遠鏡陣(Allen Telescope Array，ATA)。但由於缺乏資金，原定350面天線的 ATA目前只建了 42面。天文學家現在收集到的數據，還不足以為“宇宙中智慧生命的存在與否”給出明確的答復。
“雖然我們 50年來‘一直在做這個’，但佔用的望遠鏡觀測時間並不是非常多，”SETI研究所 SETI研究中心主任吉爾塔爾特(Jill Tarter)說，“我們只能這樣講，不是銀河系裏所有的恒星系統都擁有能發出無線電波的文明。”美國卡內基科學研究所的理論天體物理學家艾倫P博斯(Alan P. Boss)對此表示認同。“迄今仍未發現 SETI信號，這只能說明，想向我們發送廣播的地外文明的數量，還沒有多到能夠讓規模有限的 SETI搜索找到一個信號的地步，”博斯說，“不過銀河系中還有很多地方未被搜尋過。”鳳凰計劃(Project Phoenix)是迄今搜尋範圍最廣的項目之一，它使用了世界上最大的一些射電望遠鏡，在較寬的波段內搜索了近距恒星。在9年中，鳳凰計劃觀測了大約 800顆恒星，還不足銀河系恒星數的一億分之一。
即便對於那些已經被掃描過的恒星，搜尋文明信號所涉及的參數也多得令人崩潰。就像地球上的無線電廣播一樣，這些參數包括頻率(發送廣播的是哪個電臺)、時間(全年無休還是午夜關機)、調制類型(調幅還是調頻)等等。“SETI搜尋至少要考慮9個獨立參數，”塔爾特說，“即使我們能夠猜對所要尋找的信號是什麼，建造的觀測設備在其中 8個參數的設置上也蒙對了，我們仍會因為搞錯了第9個參數而與信號失之交臂。”
證實其他恒星周圍普遍存在行星系統，已經為 SETI和宇宙中普遍存在生命的觀點提供了支持。在已知的400多顆系外行星中，大多數都是滾燙的巨行星，不適宜我們所知的生命生存。美國NASA的開普勒空間望遠鏡正在監視超過10萬顆恒星，尋找它們周圍的行星。未來幾年之內，它會明確告訴我們，類地行星(Earth-like planet)究竟有多麼普遍。
然而，即便是在類地行星上，掌握了無線電廣播技術的生命也不一定常見。許多科學家認為，尋找較為簡單的生命形式更有希望，例如微生物或者黏菌(slime mold)。博斯說，這類生命應該很普遍，但我們至少20年之內還開發不出能夠探測到它們的技術。
但是，如果有人真的接收到了來自地外文明的信號，那會怎麼樣呢？ SETI領域對此已經有了預案，例如請世界各地的天文臺確認信號，但世界各國政府還沒有做好準備。目前還沒有一個聯合國框架來指導有可能引發爭議的後續步驟——如果我們收到了一個來自具有潛在敵意的鄰居的呼叫，我們敢回應嗎？
對德雷克而言，這並不是前所未有的全新體驗，他在研究生時就一度認為自己探測到了一個信號。他說，“如果你認為這件事已經發生了，你會感覺到一種非常特殊的情緒，因為你意識到所有的事情都將發生改變。”他指出，人類可能很快就會對其他行星、物種和文化獲得新的認識。“這種情感你必須理解了才能體會，而我已經感覺到了”。
10.核戰爭
不太可能
一場地區戰爭可能會給全球帶來噩夢。
撰文 任文駒(Philip Yam)
翻譯 王棟
冷戰的結束以及美國和俄羅斯之間正在進行的軍備控制措施，已經極大地降低了全球核毀滅的威脅。然而，局部地區持續的緊張局勢，使得地區性核戰爭仍有可能一觸即發。
僅僅一次核爆炸，就能以多種方式導致可怕的傷亡。廣島原子彈(1.5萬噸TNT當量)爆炸產生的衝擊波造成了超音速狂風，吹垮了爆炸點下方的混凝土建築；爆炸產生的熱量將方圓 1公里內的所有人燒焦。數公里外，暫時倖存的人們最終也逐漸死於嚴重的輻射損傷和癌症。
不過，這樣的核爆炸不會帶來全球影響，除非數十枚核武器接連爆炸(巴基斯坦和印度之間如果發生核戰爭，就可能出現這種情況)。在模擬核爆炸效果時，科學家假設印巴動用了它們的全部核武庫，這就相當於爆炸了大約 100顆廣島原子彈(參見《環球科學》2010年第 2期《核冬天一觸即發》一文)。
模擬結果顯示，除了 2000萬人會直接死於核戰爭外，許多戰區外的人也會逐漸死去。這是因為核爆衝擊波會將多達500萬噸煙塵拋入到上層大氣。在大氣運動的驅動下，這些煙塵微粒會在大約一個星期之內繞地球一周，兩個月內覆蓋整個地球。暗淡的天空會阻擋植物光合作用所需的陽光，並擾亂食物鏈長達10年之久。由此造成的饑荒會使現在就已經食不果腹的 10億人死亡。
雖然結果很悲慘，但前景並非一片黑暗——人類有能力，也有責任，讓能夠改變世界的這一幕永遠不會發生。
11.小行星撞擊
不太可能
生物滅絕級的事件不太可能發生，但“空中爆炸”可以夷平一座城市。
撰文 羅賓勞埃德(Robin Lloyd)翻譯 謝懿
今年6月13日，一顆被命名為2007 XB10的小行星與地球“擦肩而過”。這個小行星直徑1.1公里，足以造成全球規模的大災難。幸運的是，跟其他近地小天體一樣，它到地球的距離相當遠，有1060萬公里，相當於地月距離(約 38.4萬公里)的 27.6倍。事實上，還沒有巨型小行星似乎會在短期內改寫地球的歷史。但壞消息是，在未來200年裏，或許會有一顆小型太空岩石在大氣中爆炸，威力足夠摧毀一座小型城市。
近地小天體(near-Earth object，NEO)是到地球的最短距離小於 1.95億公里的小行星或者彗星。2009年，NASA觀測到 90個闖入 5倍地月距離以內的天體，其中 21個進入 1倍地月距離。近地小天體“獵手”通常會尋找它們在照片留下的“斑點”，如此短暫的觀測很難計算出它們的軌道。因此科學家只能先估算出它們可能撞擊地球的概率，然後等待更多觀測數據。NASA已經發現了 940個直徑不小於 1公里的近地小天體(約佔這一大小近地小天體估計總數的 85%)，所幸它們都不會和地球相撞。(造成恐龍滅絕的近地小天體直徑約 10公里。)
根據美國國家研究委員會(NRC)今年公布的報告，一些較小的岩石反而能帶來更大的威脅。直徑不小於 140公尺的小行星和彗星數量有 10萬左右，它們不會帶來世界末日，但即便是其中最小的一個撞上地球，撞擊能量也可達 3億噸 TNT當量。平均而言，這種規模的撞擊事件發生的頻率(直徑 140公尺的天體每 3萬年撞一次地球)，要比公里級小行星撞擊(每70萬年一次)大得多。
考慮到潛在的危險，美國國會於2005年下令，要 NASA在 2020年前發現這些近地小天體中的90%。但是 NRC發現，預算短缺使得科學家無法在截止日期前完成這個目標。無論如何，從風險的角度來看，科學家還要考慮更小的天體，因為最有可能撞擊地球的是直徑 30～ 50公尺的“城市殺手”，也就是那些會在大氣中爆炸的火流星。最著名的一次毀滅性“空中爆炸”發生在 1908年西伯利亞通古斯上空，它將超過 2000平方公尺的區域夷為平地。美國亞利桑那州著名的巴林格隕石坑也是這種大小的一顆隕星造成的。
現在，有關空爆的最詳盡信息掌握在美國國防部、能源部以及《全面禁止核試驗條約》監測站手中。NRC已經提出要求進一步共享這些保密數據。據他們估計，25公尺級火流星的空爆每 200年會發生一次。大部分爆炸會發生在海洋上空，對生命的直接威脅較小，但有可能引發海嘯。NRC專門小組成員、美國桑迪亞國家實驗室的馬克博斯勞(Mark Boslough)介紹說，平均每年都會發生一次 4公尺級天體的爆炸事件。
如果發現了會危及人類生命的近地小天體，該怎麼辦？ NRC專門小組成員、美國馬裏蘭大學的邁克爾F埃亨(Michael F. A'Hearn)說，切實可行的解決方案還不成熟。對於還有數年或者數十年時間才會威脅地球的中等大小天體，運動撞擊最為有效。辦法之一就是，讓一個或者多個航天器去撞擊天體來改變它的軌道。如果預警時間只有幾個月到幾年，對於直徑超過 500公尺的天體，核爆炸是解決問題的唯一辦法。
阿赫恩認為，對於預警時間較短的“城市殺手”級近地小天體，唯一選擇或許就只有疏散了。幸運的是，做到這點很容易。更加值得慶幸的是，似乎沒有什麼東西會撞上我們——至少目前看來是這樣。
12.致命病毒大流行
50%的實現可能
雖然H1N1不屬於高致死性流感病毒，但流感病毒仍有可能吞噬上百萬生命，嚴重破壞世界經濟。
撰文 凱瑟琳哈蒙(Katherine Harmon)
翻譯 陳曉蕾
2009年的 H1N1病毒流行並沒有人們最初想象的那樣恐怖，但它將一個嚴酷事實擺在我們面前：在對付致命病原體時，我們依舊措手不及。自 1918年流感大暴發之後，盡管醫學已經取得了長足進步，但新的高傳染性疾病依然能奪取無數生命，顛覆全球社會、經濟、政治和法制結構。
美國喬治敦大學國際衛生法(global health law)教授勞倫斯O戈斯坦(Lawrence O. Gostin)說，流感病毒也好，其他病毒也罷，新出現的毒性菌株有可能令上百萬人死於非命，哪怕他們正值壯年。此外，很多國家可能會因此關閉邊境，這一舉措可能會導致針對個人的歧視和政府之間的彼此抱怨。戈斯坦說，國際貿易和商業可能會一蹶不振，這會帶來“巨大的金融後果”。他預計，全球 GDP將下降 3%~5%(總共損失 1.8萬億 ~3萬億美元)。戈斯坦指出，隨著一種疾病在季節更替時一波接一波暴發，社會動蕩和傳染病的這種循環可以持續“好多年”。
在某一致命威脅剛剛開始浮出水面的情況下，政策制定者和有關部門可能不得不根據不夠準確或不夠完善的信息作出艱難的抉擇。在政府試圖消除這一威脅的過程中，一些基本人權可能都會面臨挑戰。
如果這種傳染病災禍是人為的，社會騷亂很可能會更加嚴重。戈斯坦評論說：
“患病和致死率帶來的負擔可能都算是輕的。一旦傳染病因人為因素而起，人們的恐慌才是最糟糕的。它會給社會和經濟帶來非常沉重的破壞性打擊——遠甚於自然災害。”
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