人類(lèi)“地下生長(zhǎng)”

樂(lè)艷娜

人類(lèi)祖先在學(xué)會(huì)建造房屋后，才開(kāi)始逐漸由半地下的洞穴生活向地面生活過(guò)渡?！兑住は缔o下》亦有記載：“上古穴居而野處，后世圣人易之以宮室”。但伴隨著現(xiàn)代城市的高速發(fā)展，人類(lèi)又重新開(kāi)始尋求“地下生長(zhǎng)”，地鐵、地下步道、地下建筑甚至是地下城的建設(shè)如火如荼。

電影《流浪地球》中的“地下城”引發(fā)了對(duì)人類(lèi)未來(lái)生存空間新一輪的熱議，地下空間的利用則進(jìn)一步向儲(chǔ)存、醫(yī)療、科研、旅游邁進(jìn)，并形成了與地面空間的積極互動(dòng)機(jī)制。人類(lèi)如何對(duì)待“腳下”世界，是人類(lèi)對(duì)未知空間的探索，更是對(duì)未來(lái)生存方式的思考。

世代穴居

63歲的李貴良老人注意到，自己住了一輩子的地坑院正迎來(lái)越來(lái)越多好奇的游客。不在地面蓋房子，而是向地下挖坑筑窯洞，當(dāng)?shù)刈孀孑呡吜?xí)以為常的居住方式成了外人眼里的奇觀。

在河南省三門(mén)峽市陜州區(qū)的農(nóng)村，散落著數(shù)以萬(wàn)計(jì)的奇特民居———地坑院。初到此地的人往往摸不著頭腦，明明聽(tīng)見(jiàn)人言笑語(yǔ)、雞鳴畜叫，也看見(jiàn)樹(shù)木蔥蘢，卻看不到村舍房屋，直到走近向下俯瞰，一個(gè)藏在地下的鮮活世界才出現(xiàn)在眼前。

“見(jiàn)樹(shù)不見(jiàn)村，見(jiàn)村不見(jiàn)房，聞聲不見(jiàn)人。”這就是地坑院的真實(shí)寫(xiě)照。

李貴良家的地坑院有90多年歷史，經(jīng)過(guò)多次修葺，現(xiàn)在仍完好無(wú)損。院子方方正正，中間空地上的一架葡萄和梨樹(shù)十分繁茂，四面共掏了12孔窯洞，儼然一座地下四合院。

據(jù)官方調(diào)查，陜州區(qū)現(xiàn)存地坑院1萬(wàn)余座，約一半仍有人居住，年代最久的已在里面生活過(guò)七代人。從空中俯瞰，星羅棋布的地坑院像開(kāi)在地面上的一扇扇窗戶，夜晚，燈光隱約從院內(nèi)透出來(lái)，構(gòu)成一幅美妙的地下風(fēng)景圖。

“這是人類(lèi)居住文明的活化石，在世界上絕無(wú)僅有?！遍L(zhǎng)期從事相關(guān)研究的陜州地坑院管理處辦公室主任白良旭介紹說(shuō)，這種民居可追溯至4000多年前，是人類(lèi)穴居歷史的延續(xù)和發(fā)展。

土耳其卡帕多奇亞地區(qū)具有獨(dú)特的喀斯特地貌，它被認(rèn)為是地球上最像月球表面地貌的地方。而在這片土地下，掩藏著一座神秘的“地下城”。

迄今為止，這里已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的地下城多達(dá)36座。地下城的入口很隱蔽，走入盤(pán)旋的石梯后就進(jìn)入了只可勉強(qiáng)供一人通過(guò)的窄道，通道時(shí)寬時(shí)窄，大部分時(shí)間只能彎著腰或蹲著前進(jìn)。一個(gè)個(gè)迷宮般的房間相互連接，一直蔓延至地心深處。由于通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的完善，人們低著頭、彎著腰穿梭在昏暗的地下城，雖感有些濕冷，但不覺(jué)空氣污濁。

“地下城”靜靜地躺在卡帕多奇亞數(shù)千年之久。17世紀(jì)，法國(guó)國(guó)王路易十四的密使途經(jīng)這里，才偶然發(fā)現(xiàn)了“地下城”的秘密。

國(guó)際隧道與地下空間協(xié)會(huì)主席嚴(yán)金秀說(shuō)，人類(lèi)對(duì)地下空間的最早應(yīng)用就始于穴居。

遠(yuǎn)古時(shí)期，人類(lèi)為保護(hù)自己免受自然災(zāi)害的威脅，開(kāi)始利用天然洞穴居住。約50萬(wàn)年前，北京猿人居住在自然條件較好的龍骨山天然溶洞中。在歐洲、中東、北非、日本等地都發(fā)現(xiàn)了距今2萬(wàn)、3萬(wàn)年前的古人類(lèi)居住的洞穴痕跡。

人類(lèi)到地面居住后，開(kāi)始利用地下空間滿足居住外的多種需求，如墓葬、儲(chǔ)存、采礦、輸水等。不過(guò)，不管是地坑院還是卡帕多奇亞的“地下城”都告訴我們，穴居始終是一部分人類(lèi)的居住方式，不管城市如何發(fā)達(dá)，它距離我們其實(shí)并不遙遠(yuǎn)。

地下穿行

70多年前，美國(guó)首都華盛頓的城市電車(chē)曾穿行一片被稱(chēng)作“杜邦地下空間”的地方，但自1962年電車(chē)系統(tǒng)關(guān)閉后，這里多年來(lái)一直處于廢棄閑置的狀態(tài)。直到2015年，這個(gè)占地龐大的地下鐵道空間在保留的舊軌道上重新煥發(fā)了生機(jī)，從城市的陰暗角落搖身一變，成為新興的文化藝術(shù)地標(biāo)，音樂(lè)演出、視覺(jué)藝術(shù)展、攝影展、喜劇之夜等各類(lèi)文藝活動(dòng)不斷。與地上熱鬧繁忙的杜邦圓環(huán)區(qū)商圈相呼應(yīng)，華盛頓的居民也得以在地下感受城市的活力和脈動(dòng)。

華盛頓杜邦圓環(huán)地下鐵道空間的改造，是美國(guó)將廢棄閑置的公共設(shè)施改造、活化再利用的一個(gè)縮影。近年來(lái)，隨著城市化水平的不斷提高，城市發(fā)展與土地短缺的矛盾愈加突出。向地下要空間，已成為不少美國(guó)城市解決土地資源緊缺的方案。

針對(duì)日益擁擠的城市空間，不少城市通過(guò)發(fā)展地下軌道交通系統(tǒng)，形成了四通八達(dá)的地鐵線路網(wǎng)。

1843年，英國(guó)人皮爾遜為倫敦市設(shè)計(jì)了世界上最早的城市地下鐵路系統(tǒng)，但直到10年后，英國(guó)議會(huì)才批準(zhǔn)在法林頓和主教路間修建一條長(zhǎng)度不足6公里的鐵路。

1863年1月，世界上第一條地鐵正式運(yùn)營(yíng)，長(zhǎng)4.8公里，在地鐵向公眾開(kāi)放的前6個(gè)月里，乘客就達(dá)到了477萬(wàn)人次。

隨后，歐美許多城市開(kāi)始效仿倫敦，并在1890年前后開(kāi)始了類(lèi)似于現(xiàn)在的鐵道建造方法，即用液壓沖頭推進(jìn)的鋼箍鉆通泥土而建。

除了地鐵外，將市內(nèi)主要公共建筑和活動(dòng)中心在地下連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)地上、地下空間立體協(xié)同的地下步行道系統(tǒng)，以及將高速公路隱藏于地下的隧道系統(tǒng)也成為現(xiàn)代城市克服“城市病”的重要布局模式。

紐約的著名地標(biāo)洛克菲勒中心地下步行道系統(tǒng)就是一大經(jīng)典案例。該中心的地下步行道系統(tǒng)將10個(gè)街區(qū)內(nèi)的零售設(shè)施、地鐵車(chē)站以及各種不同用途的大型公共建筑連接起來(lái)。中心最著名的中央下沉式廣場(chǎng)是供市民和游客休閑與餐飲的地方。廣場(chǎng)底部下降約4米，廣場(chǎng)四周建有通道，與周邊各建筑物均實(shí)現(xiàn)了地下連通。

美國(guó)南部得克薩斯州休斯敦市地下步行道系統(tǒng)也有相當(dāng)規(guī)模，連接了300多座大型建筑。整個(gè)通道里零零散散分布了眾多餐廳、禮品店、花店、銀行、自動(dòng)飲料機(jī)，成為都市上班族應(yīng)對(duì)夏季高溫和冬季嚴(yán)寒的絕佳去處。

波士頓中心隧道工程，是美國(guó)利用地下空間解決城市環(huán)境問(wèn)題的經(jīng)典案例。該工程于1991年開(kāi)始動(dòng)工，直到2006年其主體工程才算基本完成，投資達(dá)150多億美元，被當(dāng)?shù)厝朔Q(chēng)為“大挖掘”。

它將波士頓城內(nèi)一條沿海灣而建的高架快速干道全線埋入地下，以消除高速路產(chǎn)生的噪聲、污染等對(duì)城市環(huán)境造成的影響。此外，還在原高架路的地上部分修建了一條綠色廊道，使之成為城市公共空間的一部分。波士頓通過(guò)修建地下路，解決了尾氣污染等問(wèn)題，城市空氣狀況也大為改善。

為緩解洛杉磯地面交通擁堵?tīng)顩r，美國(guó)硅谷知名企業(yè)家、特斯拉公司創(chuàng)始人埃隆·馬斯克2013年提出“管道高鐵”設(shè)想，并隨后成立鉆孔公司修建地下高速隧道。2018年12月，鉆孔公司在洛杉磯修建的一段測(cè)試隧道竣工亮相。2019年5月，鉆孔公司獲批設(shè)計(jì)和修建拉斯維加斯首條地下高速隧道，以緩解拉斯維加斯會(huì)展中心的交通壓力。按照合約，鉆孔公司修建的高速隧道包括3個(gè)地下車(chē)站、一條人行隧道和兩條車(chē)輛隧道，總長(zhǎng)約1.6公里。

馬斯克的設(shè)想是，在地面上安裝汽車(chē)暫停的“托盤(pán)”，汽車(chē)停好后，托盤(pán)會(huì)下降到地底，將汽車(chē)在地底隧道間快速傳輸，最快時(shí)速可達(dá)200公里。這個(gè)地下隧道網(wǎng)絡(luò)將多達(dá)30余層，可傳輸汽車(chē)，也可傳輸超級(jí)列車(chē)。盡管一些工程和運(yùn)輸專(zhuān)家對(duì)馬斯克的一系列設(shè)想和探索持謹(jǐn)慎和懷疑態(tài)度，但通過(guò)高科技開(kāi)發(fā)地下空間以解決城市交通擁堵的前景仍值得期待。

戰(zhàn)略需求

為保障城市安全和可持續(xù)發(fā)展，地下空間的利用開(kāi)發(fā)還廣泛運(yùn)用于糧食、能源、水等基礎(chǔ)設(shè)施的布局。例如，美國(guó)紐約市的大型供水系統(tǒng)，包括一條長(zhǎng)22公里，直徑7.5米的輸水隧道和幾組控制和分配用的大型地下洞室，全部布置在地下巖層中。

石油、天然氣等能源儲(chǔ)備對(duì)于國(guó)家的穩(wěn)定燃料供應(yīng)至關(guān)重要。美國(guó)能源部在得克薩斯州和路易斯安那州就建有多個(gè)戰(zhàn)略石油儲(chǔ)備設(shè)施項(xiàng)目。此外，美國(guó)還在得克薩斯州的克萊門(mén)斯洞穴建造了儲(chǔ)存液化天然氣的設(shè)施，在肯塔基州的馬拉松洞建有儲(chǔ)存液態(tài)丁烷的設(shè)施。

目前，最安全的核廢料儲(chǔ)存方法是將核廢料深埋在惰性的地下地層中，以免受地震活動(dòng)的破壞，并減少對(duì)地下水等造成的潛在污染。因此，地下空間常被用于核廢料的儲(chǔ)存。

芬蘭西海岸的奧爾基盧奧托島，目前正在建造全球第一個(gè)“核墳場(chǎng)”，名為“翁卡洛”，芬蘭語(yǔ)意為“空心”。該設(shè)施位于地下420多米，建成后將成為全球成本最高、儲(chǔ)存時(shí)間最長(zhǎng)的核廢料儲(chǔ)存庫(kù)，帶有放射性的核廢料可以封存在里面長(zhǎng)達(dá)10萬(wàn)年。有多安全？當(dāng)?shù)孛襟w稱(chēng)，即使把儲(chǔ)存庫(kù)的鑰匙扔了也沒(méi)關(guān)系。

奧爾基盧奧托島上目前有兩座核電站，正在建造的地下核廢料儲(chǔ)存庫(kù)將耗資35億歐元。按計(jì)劃，芬蘭將于2020年開(kāi)始在這個(gè)地下儲(chǔ)存庫(kù)存放核廢料，而整個(gè)工程將一直持續(xù)到下世紀(jì)20年代，到那時(shí)儲(chǔ)存庫(kù)裝滿核廢料后將被徹底密封。

芬蘭專(zhuān)業(yè)核廢料處理公司波西瓦公司2004年啟動(dòng)這一工程。2016年，“翁卡洛”工程已建成一條蜿蜒5公里的隧道和三座用于通風(fēng)和人員進(jìn)出的立井，最終的隧道長(zhǎng)度將達(dá)42公里。地下溫度和濕度都很低，這對(duì)于核廢料的安全儲(chǔ)存非常重要。

核電站使用后的乏燃料棒將被裝在鑄鐵中，再裝入銅罐密封，然后運(yùn)到地下儲(chǔ)存起來(lái)。每一個(gè)銅罐周?chē)胖靡粚优驖?rùn)土作為緩沖，防止周?chē)鷰r石振動(dòng)損壞罐體，并防止水汽進(jìn)入。在隧道封閉前，還將放入黏土塊和更多的膨潤(rùn)土。

芬蘭工業(yè)電力公司新聞官圖奧希馬說(shuō)，他們經(jīng)過(guò)15年的探測(cè)和論證，認(rèn)定在地表下500米處的巖石非常適合永久封存乏燃料。即便真的發(fā)生意外，或是未來(lái)某一天找到了更好的處理方法，也可以通過(guò)“挖礦”的方式把這些乏燃料取出。

在地球的另一端，美國(guó)內(nèi)華達(dá)州的尤卡山核廢料處置庫(kù)是根據(jù)1987年通過(guò)的聯(lián)邦法律《核廢料政策法案》建造的一座地下放射性核廢料儲(chǔ)存庫(kù)，用來(lái)儲(chǔ)存已經(jīng)使用過(guò)的乏核燃料以及其他的高放射性廢物。但近年來(lái)，由于資金缺乏，這一項(xiàng)目也遭遇暫停的尷尬境地。目前美國(guó)政府和核電廠只能將核廢料運(yùn)往位于新墨西哥州的核廢棄物隔離先導(dǎo)廠進(jìn)行掩埋處置。

2017年，一本名為《不見(jiàn)日光的瑞士》的新書(shū)介紹了瑞士國(guó)土下有一個(gè)巨大的地下世界，包括36萬(wàn)個(gè)私人地下掩體和2300個(gè)大型掩護(hù)營(yíng)地。如果將這些地下空間排列在一起，相當(dāng)于一條從蘇黎世到德黑蘭的長(zhǎng)3780公里的隧道。

其中最著名的，是被譽(yù)為“最高機(jī)密”和“防彈掩體”的聯(lián)邦委員掩體，它的正式名稱(chēng)為“1102高地”，位于瑞士烏里州阿姆斯特格，二戰(zhàn)期間為防范納粹進(jìn)攻而建造。為掩體配備發(fā)電機(jī)的公司被要求要保證100年零配件的供應(yīng)與更換。2002年，這一掩體以“一塊黃油面包的價(jià)格”被出讓給瑞士黃金保險(xiǎn)公司。如今，它存放著各類(lèi)貴重物品，包括藝術(shù)品和黃金。

該書(shū)還介紹道，像聯(lián)邦委員掩體一樣，瑞士大多數(shù)地下掩體現(xiàn)在依然保存完整，改作他用，有的改成交通隧道、水力發(fā)電站，有的翻新成地下酒店或存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)，還有的則用來(lái)進(jìn)行科學(xué)研究。

奧施瓦爾德和商業(yè)合作伙伴漢斯彼得·鮑曼就從瑞士軍隊(duì)那里租借了兩處軍事掩體，把其中一個(gè)掩體改造成奧施瓦爾德稱(chēng)之為“瑞士諾克斯堡”的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)中心，這個(gè)瑞士軍人曾經(jīng)準(zhǔn)備用來(lái)保衛(wèi)國(guó)家的地方，如今存放運(yùn)行著“世界上最安全的計(jì)算機(jī)服務(wù)器”，為跨國(guó)企業(yè)和富人們各種商業(yè)的或私人的電子數(shù)據(jù)提供保護(hù)。

在“瑞士諾克斯堡”，奧施瓦爾德介紹說(shuō)，建于掩體內(nèi)的數(shù)據(jù)中心通過(guò)內(nèi)部的絕緣管道提取冰川湖里的水，為服務(wù)器提供必要的冷卻，在一個(gè)房間里放著一臺(tái)巨大機(jī)器，用來(lái)過(guò)濾進(jìn)入掩體的空氣，能夠屏蔽核輻射、生化毒氣，“就像一個(gè)大型的防毒面具”。

一個(gè)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)中心需要用一個(gè)核掩體來(lái)保護(hù)嗎？

奧施瓦爾德認(rèn)為有必要?！靶畔?，或數(shù)據(jù)，今天來(lái)說(shuō)等于一切。”嚴(yán)密保護(hù)那些數(shù)據(jù)不僅對(duì)保護(hù)公司商業(yè)機(jī)密極其重要，對(duì)個(gè)人客戶而言也大有意義。

前沿科學(xué)

“從古至今，科學(xué)家們一部分的關(guān)注點(diǎn)是一直往下，研究地球的內(nèi)部，希望了解地下是什么樣子，以及它又與地面有什么關(guān)聯(lián)。”地質(zhì)物理學(xué)家、加州理工學(xué)院教授珍妮弗·杰克遜說(shuō)。

珍妮弗及其團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在地心和地球的外核和地幔中間，也就是地下約2000公里的地方，有兩個(gè)巨大的神秘“腫瘤”，直徑約為1500公里，“它們可能與板塊運(yùn)動(dòng)、火山運(yùn)動(dòng)有關(guān)聯(lián)。如果對(duì)它們了解更多，就能夠部署非常大密度的地震網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，用地震波對(duì)地下世界進(jìn)行更高清的成像，了解行星內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，這樣的話才能夠讓我們的自然變得活生生，并根據(jù)這些研究其他行星居住的可能性”。

對(duì)地下開(kāi)展研究，一直是人類(lèi)探索宇宙的重要手段。長(zhǎng)久以來(lái)，深地下實(shí)驗(yàn)室被認(rèn)為是進(jìn)行此類(lèi)研究的最理想場(chǎng)所。全球現(xiàn)在有10多個(gè)地下實(shí)驗(yàn)室正在建設(shè)和運(yùn)行，容積從幾百到十幾萬(wàn)平方米，巖石覆蓋厚度從幾百到幾千米。

大部分深地下實(shí)驗(yàn)室都是在礦井的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的，還有一些利用了隧道。

最著名的地下實(shí)驗(yàn)室，當(dāng)屬歐洲核子研究中心大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)所在的地方。它位于日內(nèi)瓦附近、瑞士和法國(guó)交界地區(qū)地下100多米深的環(huán)形隧道內(nèi)。在那里，無(wú)數(shù)粒子或許正圍繞著一個(gè)周長(zhǎng)27公里的巨大環(huán)形設(shè)備，以接近光速運(yùn)行，并劇烈碰撞。

目前，巖石覆蓋最深、宇宙線能量最小、可用空間最大的地下實(shí)驗(yàn)室是位于中國(guó)四川的錦屏地下實(shí)驗(yàn)室，它位于錦屏山隧道中間位置的地下2400米，由清華大學(xué)與雅礱江流域水電開(kāi)發(fā)有限公司合作修建，2010年底建成投入使用。2014年的二期工程使其實(shí)驗(yàn)空間由原來(lái)的4000平方米增加到30萬(wàn)平方米。

地下社區(qū)

在先進(jìn)科技和現(xiàn)代建筑工程技術(shù)等的加持下，全球近年來(lái)出現(xiàn)了眾多大型地下建筑，包括公共圖書(shū)館、大學(xué)圖書(shū)館、會(huì)議中心、展覽中心以及體育館、音樂(lè)廳等地下設(shè)施，以應(yīng)對(duì)城市用地日益緊張的現(xiàn)狀。比如不少美國(guó)高校就注重向地下拓展空間，如加州大學(xué)伯克利分校、哈佛大學(xué)、伊利諾伊大學(xué)等大學(xué)的地下或半地下圖書(shū)館。

近年來(lái)由于天災(zāi)愈加頻繁，越來(lái)越多的人開(kāi)始未雨綢繆，地下社區(qū)也悄然興起?！癡ivos Xpoint”地下社區(qū)位于美國(guó)南達(dá)科他州黑山附近，據(jù)稱(chēng)是目前地球上最大的地下社區(qū)。這里曾是一處美國(guó)陸軍用于儲(chǔ)備彈藥的基地，據(jù)統(tǒng)計(jì)，該基地由575個(gè)軍事地堡組成，可容納至少5000人居住。如今這里被改造成了包括學(xué)校、醫(yī)療診所、劇場(chǎng)、花園、健身房、水療中心等各類(lèi)生活設(shè)施的地下社區(qū)。

電影、小說(shuō)對(duì)于地下空間的想象和利用層出不窮，也帶火了“地下”旅游。不少城市都開(kāi)發(fā)了依托廢棄地下隧道或地堡的游覽項(xiàng)目。美國(guó)西弗吉尼亞州的豪華酒店The Greenbrier就隱藏了一座神秘的地下碉堡，據(jù)說(shuō)這里曾是冷戰(zhàn)時(shí)期美國(guó)政府為國(guó)會(huì)議員開(kāi)辟的應(yīng)急藏身之地。

如今，這家酒店專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)了特色“地堡游覽”項(xiàng)目，向任何有興趣重溫那段歷史傳奇的人開(kāi)放。

居住、儲(chǔ)存、旅游、社交、軍事、科研，你所能想到的，以現(xiàn)在的科技手段，似乎都可以在地下進(jìn)行。“但我們不是要搬到地下去，地下空間應(yīng)該與地面形成一個(gè)整體，各自發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。地下空間無(wú)限，通過(guò)地下空間改善地面的環(huán)境，把地面還給綠色，優(yōu)化我們的生活，”嚴(yán)金秀說(shuō)。也許，這才是“地下生長(zhǎng)”的終極目的。