2017年2月26日 星期日

地球科學狂想曲: 2037年地球科學家的工作與生活

2037228日,天氣晴,10年前才從父親力力教授手中,接下了研究棒子的小力博士,今天要到著名的台灣碧侯地區進行野外,這個在台灣東北部,蘇澳到花蓮間的地區,在本世紀初,還是一片蠻荒,山高水急,稀少有人能踏及的區域,由於是幾乎沒有道路與住民,只有在上世紀的時候,靠著幾個熟悉山區狀況的原住民的協助下,有幾位地質研究學者曾經到此進行野外調查與採樣工作。但是最近十年來的科技進步,已經使得進入到碧侯地帶,不再是困難的事情。
小力博士事先上網預約了兩架Uber無人機的運輸服務,將野外工具與各種裝備裝入了一個小型的一公尺立方貨櫃行李箱中,然後與兩個碩士班研究生,小楓和小雪,一同搭上了放在庭院中的透明運輸膠囊,小力博士按下放在手腕上的手機按鈕,不到五分鐘,兩架六個旋翼的Uber無人機來到庭院上空,利用懸吊掛勾精準的夾起運輸膠囊和貨櫃行李箱,朝向台北市區東南方飛去,由於是上班時間,因此空中交通比較繁忙,在自動導航儀的指示下,無人機避過了松山起飛爬升的大型越洋客機,沿著比山略高100公尺的3號近地路線前進,大約僅過了四十分鐘,就抵達事先選定的河邊空地,當小力博士等人卸下裝備後,無人機就帶著透明膠囊和空的行李貨櫃離去。


Cover of the first issue of Science Fiction, dated March 1939. The artwork is by Frank R. Paul

為了避免受到野生動物、蜂群以及有毒昆蟲的侵害,博士和研究生們都穿上了連身工作服和工作靴,特別的工作服具有特殊塗料,會發出特殊的驅除蚊蟲及野生動物的氣味,而工作靴可以適合全地形,甚至在需要時可以自動烘乾通氣。小力博士沿著溪流上溯,尋找露頭。順便沿途佈設地震和電磁感測器,由於微型電路的進步,每個感測器的大小都只有大拇指大小,只要把尖端插入地下,就可以佈設完成。感測器可以偵測地下電流與磁場的變化,以及區域微弱的地震,並自動同步連線,利用通信寬頻網路即時傳遞資訊到小力博士的位於Google的雲端硬碟和博士護目鏡裡的微電腦,博士和助理們只要在幾個地點,埋入小型高能電磁源或高頻震源器,就可以得到地表下100公尺內的地球物理參數分布情形。
在前進之前,博士打開了擴增三維實境地質圖,讓博士看到的,不只是景色,而是地層與構造在視線內的可能分佈。小力博士先放出蜂鳥探測器,探測前方500公尺內的地質情形,蜂鳥探測器是一種仿生微型機器人,利用探測器收納箱充電,一次可充電及放出10個蜂鳥探測器,每個可以飛行約15~20分鐘並自動飛回收納箱,具有高分辨率多光譜及熱感測器,與最小可以看到1毫米物體的鷹眼鏡頭;資料會即時傳到博士的護目鏡中,會自動辨認資料庫有的岩石種類、礦物屬性,以及化石分類,讓小力博士可以充分掌握可能的地質狀況,並進行採樣。
今天,憑藉著好運氣,蜂鳥偵測器在博士的護目鏡中,顯示了附近的幾個可能的化石及新鮮礦石露頭,於是博士來到其中一個露頭的位置,首先開啟了連結在護目鏡上的3維光達掃描,自動記錄及素描露頭情形,並顯示採樣位置在三維地質圖上。然後拿出機械地質槌,拿在手上,地質槌根據露頭採樣的需求,建議了最佳敲擊點,小力博士輕輕一敲,槌上的爆發加力器,自動調整敲擊力道,就把一塊巴掌大小的岩石標本敲了下來。博士連忙拿出地質標本感測布,包裹了岩石標本,感測布上密密麻麻的電極可以放出電磁波,進行快速三維內部掃描,然後把資料即時傳到小力博士的實驗室中,根據博士的野外指示,用列印機自動進行三維列印,放大印出岩石標本裡的大型有孔蟲化石結構,等到小力博士回到實驗室,化石的解剖結構已經印好放在桌上了。當博士完成所有的採樣以及資料收集,雲端資料庫很快自動分析所有資料,建議博士標本的最佳後續分析、定年的工作以及可能協助的實驗室,並且更新三維地質圖。小力博士很滿意今天的工作成果,於是來到了早上的降落地點,按下了手表通話器的召喚鍵,四十分鐘後,無人機又帶著貨櫃箱和透明載人膠囊出現,抵達不到五分鐘,博士一行就再度出發回程,在太陽下山前回到溫暖舒服的家中。
泡在熱水浴缸中,喝著調酒,小力博士心想,像今天這樣一天來回的野外,還有地球物理跟地質繪圖、標本採樣的工作量,20年前的前輩,恐怕是做不到的吧?科技的進步真是驚人呀!

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