核武器能不能抹平一座山？比如泰山? 第1页

由于热核武器的当量设计没有理论上限，可以通过叠加级数指数化放大当量。爱德华·泰勒在1950年代就设想过100亿吨当量氢弹的设计，幸好后来他们把精力放在了核武器小型化上，并没有一味地提高当量。不过假如完全不考虑工程现实，纯粹从理论角度出发，那么用足够多的热核装药产生足够大能量的聚变反应，那么把地球整个气化也不是问题。

再抽象一点，如果你指的核武器指代“一切以核聚变能量为主的武器”那么就把可以想象一下把太阳搬到地球上不就完了。你可以假设某个极高的智慧生命体已经拥有了制造或者迁移恒星级别的能力，那么他们的“核武器”足以气化整个地球，更不用说抹平某座山了。所以从广义上讲，“核武器”当然可以抹平地球上的任意物体，不论是一座小山峰还是整个青藏高原。

如果不对“核武器”做以上的扩张性解释，仅仅从今天人类角度出发定义“核武器”，从弹塑性-流体动力学模型的一维球对称数值模拟计算经验公式出发，结合实际的浅表层核试验，看看炸平泰山大致需要什么样一个当量等级。

@Kevin Lee 介绍了NUKEMAP，这是个非常好的工具，但用在炸平泰山这样的计算是非常不合适的，原因也很简单，核爆炸形成弹坑的形状和尺寸除了与爆炸当量有关，还和介质特性以及地质构造有很大的关系，我看了一下NUKEMAP的计算结果，其成坑效应的计算很可能来自于干沙土，而泰山显然不是沙土构成的。此外我测试了一些已知的核试验数据，和实际相差较大，我怀疑其使用的计算方式不够准确。一些答案给人这种好像好几亿吨的当量就能抹平几百米的山峰的印象是严重高估了核武器的威力，或是低估了地球的toughness。

我以前的回答就说过，因为核武器里我们生活较远，绝大部分的人都没有亲自参与过核试验，所以对核武器的威力和破坏性非常容易极大高估或极大低估，所以要来严肃地回答这个问题必须要首先简要介绍一下核武器效应，说人话就是核弹能在多大程度上破坏地表。推荐一个权威且详细的资料，美国空军1974年出的The Air Force Manual for Design and Analysis of Hardened Structures，这本材料中详细地给出了各种核武器效应试验的数据和经验公式，我看过的国外内很多论文都是基于这本材料展开的。如果对核武器效应和防护感兴趣的朋友可以去网上看看这个文件。

不同高度的核爆炸对地表会产生不同的影响，较高的大气层核试验几乎不会改变地表的高度。最典型且极端的例子就是1961年10月30日苏联在新地岛测试的所谓沙皇炸弹，其在4500米高度引爆，当量为5000万吨TNT，尽管爆心投影点地表超压超过85psi，可以对几乎所有的非抗压建筑造成毁灭性打击，也可以使120多公里外的人被光辐射烧伤。但如此大规模的爆炸基本没有改变地表的高度，甚至连地面厚厚的冰雪都未完全融化。

所以由此可见，中高空核武器，尽管当量非常大的情况下，对于地表的岩石沙土的影响是十分有限的。要想从物理上摧毁一座山就必须让核武器的爆点尽可能地贴近地表，甚至是埋入山体内引爆。如下图所示，不同高度对地表的破坏，这种效应在岩土力学中叫做成坑效应。

以上是四个不同高度的核试验影像，左上开始顺时针分别为：

其中只有下方的两次美国核试验才造成了弹坑，它们一个是地表起爆，一个是浅埋起爆。

核武器地表或者浅表爆炸的成坑原理大概是爆炸产生的高温高压会首先气化中心的岩土成分，周边离爆心稍远，不足以达到汽化的温度压力但足以液化这部分岩土。再往外连液化的温度和压力也不足，但足够粉碎岩土，由于液化的岩土压力更高且具有流动性，这部分的液体会渗入这部分粉碎的岩土中，高压下填的满满的，压实这部分岩土。再外围是压力造成的破碎区，再往外是更低压力造成的碎裂区，最外层是已经处于岩层的弹性应变范围内，所以就不出现碎裂。从爆心到最外层分别是：汽化区→液化区→压实区→破碎区→碎裂区→弹性区

当然在深埋核试验中，这些效应更加显著，一个典型的例子是1966年苏联利用地下核爆炸效应扑灭天然气火灾，参考下面的纪录片片段，可以明显看到从爆心 汽化区→液化区→压实区→破碎区→碎裂区→弹性区的分层：

这里需要介绍的一个概念叫做成坑效率，它是衡量不同地质在同样TNT当量下形成坑的体积大小的这样一个参数，下表是美国在各类实验中获得的成坑效率表，注意这是一个对数坐标图。

此外TNT爆炸、小当量核武器（小于1000吨当量）和大当量核武器（大于等于1000吨当量）的成坑效率也不同，下图是normalized成坑体积和核弹的起爆高度的对应图，可以看见多条曲线，分别对应TNT的成坑体积、小当量成坑体积还有大当量成坑体积，其中体现的基本数据是TNT和相同TNT当量的核武器同台竞技的时候，其成坑能力要远强于核武器。此外大当量核武器在地面下起爆和小当量核武器的体积相差不大，但一旦接近地表或者在地表之上起爆，那么大当量核武器的成坑效率反而较低。

国内的文献数据也比较类似，有相应的数据表可以查询。

泰山的主要构造，查到的资料如下：

泰山约形成于3000万年前新生代中期。泰山区域地层古老，主要由混合岩、混合花岗岩及各种片麻岩等几种古老岩石构成，距今约24-25亿年，属于太古代岩类。

显然泰山的主要地质是硬岩，在零高度大当量核爆炸时成坑效率比是0.05，也就是大约为30立方英尺/吨

根据文献资料，弹坑体积的经验公式为：

其中E0是TNT的半埋成坑效率，而W为TNT当量。

大当量弹坑半径/深度的经验公式为：

其中Va是核武器的成坑效率，W为TNT当量。

泰山顶的海拔大概是1524m，泰安市的海拔160m左右，高差大概是1.36km，泰山的山底面积约为118平方公里，按照一个简易的圆锥状模型来估计，泰山的体积约为5x10^10立方米，即1.77x10^12立方英尺，带入第一个公式，得出大约5.9x10^10吨TNT当量。

590亿吨当量，才能炸平泰山！

然而，真的吗？

我们带入第二个式子，检验一下我们的成坑深度，590亿吨的当量只能在硬质岩石上造成104米的深坑，换句话说尽管它可以造成一个相当于泰山体积的深坑，但这个坑只有100米多深......... 远不足以抹平泰山。那么抹平泰山的1360米高差，需要多少当量呢？联合上面两个式子，可以得到9.8X10^15吨当量，也就是980亿亿吨！！！

980亿亿吨TNT是什么概念呢，释放能量约4.1x10^19MJ，大致相当于太阳10分之一秒释放的全部聚变能........... 由于如果真的是核武器爆炸产生的能量，那么这枚核武器会在一百纳秒之内完成能量释放，这就意味着其瞬时功率是太阳的十万倍.......

另外造成墨西哥尤卡坦半岛的希克苏鲁伯陨石坑，并且直接可能导致恐龙灭绝的10km直径小行星的撞击能量也不过10^14吨TNT当量，这枚抹掉泰山的核武器的当量相当于10颗同类型小行星同时撞在泰山上.........

就算哪天人类搞出了反物质武器，即便是100%质量-能量转化率，要达到这个能量释放，需要湮灭5.5艘003航母，约45.6万吨的物质.......

所以答案是可以抹平泰山，需要当量为980亿亿吨的核武器。然而我觉得你重孙子的有生之年人类也搞不出这种类型的核武器.......