地球是一顆非常古老的星球,其存在時間大約有45.5億年,與之相比,我們人類的歷史可以說是非常短暫,即使從人類遠古祖先在進化之路上與其他物種分道揚鑣的那時開始算起,人類的歷史也只有幾百萬年。
如此巨大的差異不免令人浮想聯翩:我們人類文明,會不會並不是地球上唯一的智慧文明呢?在此基礎上,有人還提出了這樣一種觀點:在地球漫長的歷史中,或許多次出現過智慧文明,在不同的時間段里,這些文明都遵循著誕生、發展、壯大、衰退、消亡的循環模式,而我們人類文明則是其中的一個,當然也是其中最新的一個。
在過去的日子裡,持有這種觀點的研究者曾經列出了不少疑似史前文明存在過的痕跡,其中最引人注目的,應該就是20億年前的核反應堆了,為什麼呢?因為確實有這麼一回事。
這些年代久遠核反應堆發現於非洲加彭的奧克洛礦場,在1972年的時候,法國皮埃爾拉特一家核燃料加工廠的物理學家弗朗西斯·佩蘭(Francis Perrin),在對來自該礦場的鈾礦石樣本進行質譜分析時,發現一個異常現象:正常情況下,天然鈾中鈾-235的相對丰度應該是0.72%左右,而這些樣本中卻只有大約0.60%。
此次發現很快引發了人們的高度關注,畢竟地球人都知道鈾-235可以用來做什麼,於是一個由多名專家組成的研究團隊來到了奧克洛礦場,對其展開了深入地考察和研究。
研究人員隨後在該礦場發現了16個區域中的鈾-235的相對丰度都明顯偏低,而在這些區域中,還存在著很多疑似鈾-235在核裂變後產生的物質,比如說釹-143和釹-145,這兩種同位素都可以通過鈾-235的核裂變生成,在正常情況下,它們的相對丰度分別為12.2%和8.3%,但在這些區域中,它們的相對丰度分別高達71.7%和10.2%,明顯高於正常水平。
在經過多次實驗和現場考察後,研究人員得出的結論是:之所以會出現這種情況,其實是因為這些區域曾經是核反應堆,其中的鈾-235很多都已經發生了核裂變反應,而年代測定結果表明,這些核反應堆的年代非常古老,在大約20億年前,它們就停止了運行。
顯而易見的是,在20億年前,地球上根本就沒有人類,那麼這些20億年前的核反應堆,是誰建造的呢?難道地球文明真的在循環嗎?
對此,支持史前文明的人們當然持肯定的態度,他們認為這些核反應堆應該就是遠古地球上的某個史前文明建造的,理由是:核反應堆需要大量的人工操作才可以正常運行,例如自然存在的鈾-235濃度並不高,需要人工來對其進行濃縮,核反應堆還必須需要人工來進行控制速率,特別當反應速率過高時要為其「降速」,否則反應堆將會發生失控的鏈式反應,甚至會因為過熱而發生爆炸……
除此之外,由於鈾-235原子核發生裂變後產生的中子幾乎都是「快中子」,它們的能量和速度都很高,不易被其他原子核捕獲,因此核反應堆還需要人工加入中子慢化劑來降低「快中子」的能量和速度,以保證核反應堆正常、持續地運行。
當然了,科學家們是不會輕易認同「地球文明在循環」這樣的觀點的,畢竟如果在20億年前真的存在過能夠建造核反應堆的智慧文明,那麼他們就應該在地球的地層中留下大量的人工痕跡,而不僅僅是這些孤零零的核反應堆。實際上,在過去的研究中,科學家們已經從自然形成的角度,對這些20億年前的核反應堆進行了全面的解釋,具體如下:
核反應堆的運行機制可以簡單地描述為,重原子核在吸收一個中子後,分裂成兩個或多個較輕的原子核,並釋放出能量和更多的中子,如果這些中子可以繼續引發其他重原子核的裂變,就可以形成鏈式反應。
在天然鈾中,鈾-235同位素可以相對容易地發生自發裂變,而要實現穩定持續的核裂變鏈式反應,就需要有足夠多的鈾-235同位素和適當的中子速度。在人工設計的核反應堆中,通常使用鈾濃縮技術提高鈾-235同位素的比例,並使用減速劑(如水或石墨)來降低中子速度,使其更容易被鈾-235同位素吸收。此外,還需要使用控制棒(如硼或鎘)來吸收多餘的中子,以控制鏈式反應的速度。
在奧克洛核反應堆中,這些條件都得到了滿足,但是都是通過自然過程實現的。首先,鈾-235是一種不穩定的放射性同位素,它們會隨著時間的推移而不斷衰變,其半衰期大約為7.04億年,意思就是說,每7.04億年,天然鈾礦中的鈾-235的相對丰度就會降低一半,科學家據此計算出,在20億年前,奧克洛地區的鈾-235的相對丰度可以達到3.7%左右,而核反應堆所需要的最低值只需要3%,所以那時的濃度是達到了標準的。
其次,在奧克洛地區,有一層厚約2米、長約200米、寬約40米的沙岩層包含了大量富含鈾礦物的「薄片」,這些「薄片」形成了16個不同大小和形狀的核反應區域,每個區域都有一個橢圓形的橫截面,直徑約1.5米,這些區域之間相距約幾米到幾十米不等,每個區域內部都有大量微小的空隙和裂縫,允許地下水進入和流出。
地下水在這裡起到了兩個重要的作用:一是作為中子慢化劑,降低中子速度;二是作為冷卻劑,帶走反應產生的熱量。如此一來,當地下水流入核反應區域時,就會引發或加速鏈式反應,而當地下水流出或蒸發時,就會減緩或停止鏈式反應,這樣就形成了一個自然的溫度控制機制,使得核反應堆能夠穩定運行而不失控。
也就是說,科學家認為這些核反應堆更可能是在偶然的情況自然形成的,因此不能算是「地球文明在循環」這種觀點有效證據。
與之對應的是,後續的研究表明,這些20億年前的核反應堆斷斷續續地運行了大約50萬年,按其涉及到的鈾-235的數量來計算,其釋放出的總能量大約相當於100億度電,這看上去似乎很多,但平均下來,每天卻只有大約50多度電。可以想像的是,即使遠古地球上的真有具備一定科技水平的智慧文明,他們也不會建造出發電量如此之低的核反應堆,所以從邏輯推理來講,這些核反應堆也不應該是人工建造的。