我们常会听到这样的说法,人类今朝对外太空的领会都比领会本身保存的地球还要多,这句话听起来有些不合乎常理。
因为在我们的直觉里老是认为上天貌似更难,想入地的话很简单:钻井一搭,钻杆一放,钻头一装直接往下钻不就当作了。可是真实的环境恰好相反。
闻名的探测器“观光者1号”(Voyager 1)花了26年的时候分开了太阳系,从距离地球165亿公里外发还数据,但人类穿透地球概况仅12公里的距离却用了差不多同样长的时候。
足以见得哪件事更难,上天和入地的难度底子就不在统一级别上。所以人类确实很难领会我们糊口的地球。
小学时我们都知道地球的布局分为地核、地幔和地壳,此中地壳为固体岩石,也是最薄的一个圈层,平均厚度为17公里。
这里需要注重的是地壳厚度分布差别很大,最厚的处所可以达70公里,例如青藏高原地域,最薄的处所只有1.6千米,例如大西洋海底的海沟。
而陆地上地壳的平均厚达为30公里-40公里之间,除了地壳我们还对地幔、地核的构成和厚度有了必然的把握,不外我们所把握的地球常识都是经由过程地动波传布速度转变得来的。
可以这么说,所有关于地球内部的信息都是间接的猜测,与真实环境必定存在比力大的误差。独一可以或许精确把握地球布局以及构成的方式就是打穿地球,掏出岩心直接研究。其他方式都行不通。
在汗青上我们还真干过这样的事,领会汗青就能知道钻透地球到底是人类不可,仍是传说中的不敢!
上宿世纪,苏美两个国度就像是两个邻人家的小孩一样,互相攀比嫉妒,您干什么我也要干,您有什么我也要有,您上天我就上天,您入地我也入地,看谁更牛。
美国在1960年,就有了钻地球的打算,这个项目称为“Mohole打算”,可是选址在墨西哥承平洋海岸,其方针是钻透地壳,达到地壳与地幔的夹杂处,也就是莫霍洛维奇不持续面。
但愿经由过程这项使命获得关于地球春秋、组成、内部布局的有价值信息,并帮忙理解板块机关。
若是我们直接探测到地幔是什么以及地幔活动的环境,我们就能更好地领会火山和地动的当作因和发生,更好地领会整个地球是如何运转的。所以这项打算仍是很是具有科学价值的。
苏联一看,您钻地球!好,我也钻!1962年当作立带领钻探工作的科学团队,1965年选址筹办工作完当作,决议在苏联西海说神聊部的科拉半岛进行钻探。
这是个长久性的工程,需要成立大量的地面设置,招募人员以及设备安装调试,拟定钻探方案,1970年钻机起头进入运转,朝地下进发。
不外,苏联的方针远没有美国那么大。他们拟定的方针就是地下15公里,这个距离远远戳不透地壳。
可是就这个距离通俗的那种经由过程钻杆扭转带动钻头,逐级增添钻杆的钻探体例是行不通的,因为越来后面钻杆的数目越多,越是花费能量,到后面甚至会造当作机械带不动的环境。
为了降服这个问题,研究人员设计了一个解决方案,即钻杆不动,只有结尾的钻头动弹,这样就节流了大量的能量,他们还设计了可以在钻孔底部进行直接物理测量的仪器。
这个项目发生了大量的地质数据,此中大部门申明了我们对我们的星球知之甚少。科拉钻孔可以使人们直接的看到地球地壳的布局。而且可以直接验证之前科学家之前对地球布局的理论。
按照地动波的速度转变,科学家之前一向认为在地下3-6公里的处所有一个“康拉德不持续面”,也就是从这个处所花岗岩标的目的玄武岩过渡。
可是钻探的成果是,人们并没有发现玄武岩层,花岗岩一向延长到12公里以外的处所。科学家随即熟悉到地动波反射的成果是因为岩石的变质造当作的(即因为强烈的热量和压力导致了花岗岩变质),而不是岩石类型的转变。
我们还在地下6.7公里的处所发现了大量的生物化石,这些化石的年月足有27亿年的汗青,固然地下存在着高暖和高压,可是这些化石依然连结了完整性。
这足以申明钻探地球对我们理解地球布局、以及生物演化的主要性。到1979年,该项目已经打破了其他所有的钻探深度宿世界记载。到1983年,钻井深度就达到了令人难以置信的12公里。
不外从1983年到1994年这个项目标遏制的时辰,钻孔深度只进步了0.262公里,整个项目破费了24年的时候,距离那时既定的15公里的方针还相差了短短的2.7公里。
这里就有个问题,也是大师比力关心的,最后的2.7公里为何就不钻了?传说中是碰到了一些恐怖的工作(例如飞出来地下生物、听见了下面有生物在吼怒,更有人说钻到了地狱),不敢再往下钻,不外这些都是讹传。
官方的诠释是资金问题,当然这也说得通,究竟结果耗时几十年的工程也不盈利确实难以支撑,再加之到最后苏联自身的环境已经不许可再干这种劳平易近伤财的事了。
不外最底子的原因仍是碰见了难以置信的高温,导致钻头耗损过分严重,到了12公里今后地下温度的上升幅度远远跨越了那时人们的估计。
研究人员为了匹敌高温,还专门将钻井液事先冷却,但也无济于事,那时在钻孔最深的处所温度达到了120摄氏度,再加上钻头的扭转带来的高温使得钻头磨损出格严重,无法进步。
还有一个更为严重的问题导致的不得不抛却钻探,在12公里以上的深度,那边的岩石因为高温的感化起头变得不像是固体,更具有流体的性质。
当钻头磨损在改换钻头的时辰,方才进步的一点点的深度就会因为岩石变软而发生闭合,也就是说,钻到最后这个钻孔就会本身回填,无法再继续深切。
所以不得已最后在1994遏制钻探,最后的深度为12262米,这是迄今为止垂直深度最深的钻孔。不外这对于半径6371公里的地球来说,就像是划破了一层皮罢了。
所以说,挖穿地球这件事从科拉钻孔今后,人类就没考虑过,因为我们甚至本身的行,而不是不敢。
将来我们人类想要达到地幔,从陆地上钻是行不通的,我们可以选择在海洋最深处往下钻,不出几公里就会达到地幔。不外地幔的厚度在2800km以上,可强人类将来的无数个宿世纪城市止步在这里!
想要达到地核估量和走出银河系的难度一样大。







