跟地球的半徑比起來，大氣層可說是相當的薄。那麼我要挖一個多深的洞，才能讓所有人窒息而死？

山姆·伯克

  這個問題的原理很簡單：當你挖了一個洞之後，空氣會將那個洞填滿[1]。當你的洞足夠大的時候，大部分大氣都會流進去，然後地球人呼吸的空氣就不夠了[2][3]。

地球大氣的確切體積很難計算，因為隨著海拔升高，大氣厚度會降低，而且不同厚度之間也沒有明確界線。如果你把所有大氣都壓縮至正常空氣密度，整團空氣大約是10公里厚，體積則有40億立方公里之巨。40億立方公里的大氣足以填滿一個1000英里深，幾乎可以容納下整個地核的方形大洞。洞的尺寸如下圖所示。

要挖這麼大一個洞可不容易啊。即便這個洞的面積只有麻州的大小，洞的深度也要超過地球的直徑，才能在裝滿壓強為一個大氣壓的所有空氣。如果洞的面積跟美國一樣大，那麼深度則達到400公里，超過了我們現有的挖掘極限[4]。

等一下！大氣壓隨著高度改變而變化。當你在搭電梯或是開車上山的時候會感覺到耳膜膨脹，這是因為氣壓隨著高度升高而降低。同理，隨著高度降低氣壓也跟著增大。在礦井深處的氣壓就比地面上的壓力大得多。

你可能會以為增大壓強可以讓更多空氣流入洞裡。因為高壓會壓縮空氣，一個很深的洞似乎可以裝下更多「應有的」空氣。但是代誌沒有那麼簡單。

當你接近地球深處時，岩石會逐漸變得滾燙[5]。根據理想氣體定律，雖然高壓會壓縮氣體，但高溫又會使氣體膨脹。拿地殼的洞來講，高溫岩石所造成的膨脹與高壓強的壓縮是互相抵消的。這篇文獻[6]的計算指出，每經過一公里，溫度變化若等於30°C，氣體便不會被壓縮。如果比30°C還高——這個現象在火山活動頻繁或是地殼較薄的地區很常見——那麼越往洞的深處，空氣密度反而隨著壓強增大而降低。

那如果我們用別的辦法來壓縮空氣呢？

潛水氧氣罐的壓縮因子可以達到200之多。我們只需要幾個幾百英里高的氧氣罐就能把所有的空氣都儲存起來了～此外，我們還可以液化空氣。空氣由氧氣和氮氣組成，這兩種氣體在溫度足夠低時會轉化成密度與水差不多的液體。

如果我們把整團大氣都液化——先說好，我覺得這麼做不對——我們或許真的能把所有空氣都塞到洞裡去。我們只需要挖開一部分上層地殼，避開熔岩礦脈，把空氣倒進去並且想辦法避免高溫把這個儲藏室給熔化了。

疏散附近群眾也是項艱鉅的挑戰。但只要你能解決上述無數個工程問題，理論上來說，你就可以把所有液化的空氣，全都倒進一個5英里深，大概跟德州一樣大小的洞裡。

雖然你可能不應該在那個州挖洞就是了…

註釋

[1] 你挖出來的土取代了原先空氣的位置，所以一開始這對周圍的大氣不會有多大影響。但是隨著土堆越來越高、洞越來越深，效果便會益發顯著。加油！

[2] 你必須移除65%的大氣才能使得平地上的空氣稀薄到無法維持人類生命。

[3] 這篇文獻提到地球的最高點恰好是人類所能生存的最高海拔；這件事雖然很奇特，但大概只是一個巧合。

[4] 如果你想挖一個美國那麼大的坑，應該會有很多人對你大吼大叫的。

[5]  Amiel, J., Eckhart, A. E., Swank, H., (2003) The Core

[6] 這是一篇文獻，不是什麼爛片的預告，真心不騙。

原文鏈結：Hide the Atmosphere