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  • 1 # 軍機處留級大學士

    地殼是地球的最外層,與地球相比它是一個大約30到50公里厚的薄層,由花崗岩和玄武岩等岩石組成。地殼漂浮在地幔之上,地幔是構成地球大部分的半固態熔融岩石。地幔下面被是一個固態的鐵芯。 美國在20世紀60年代初首次嘗試鑽透地殼。這是一次雄心勃勃的嘗試,因為目標不是簡單地鑽入地殼,而是一路鑽入地幔。在這個過程中,地質學家希望獲得關於地球年齡、組成和內部過程的有價值的見解,併為當時仍有爭議的大陸漂移之謎提供答案。

    1961年春天,墨西哥瓜達盧佩島海岸在莫霍勒專案下鑽了五個洞。選擇鑽穿海底是因為海底的地殼更薄。在墨西哥政府撤資之前,這個洞只有183米,該專案於1966年被放棄。 五年後,蘇聯決定在地殼上打洞。與美國不同,蘇聯設定了15公里的適度目標深度,但更現實的是,他們只是想知道在技術困難變得不可克服之前他們能走多遠。 工程師們於1971年開始在俄羅斯西北部的科拉半島鑽井。1979年,他們打破了美國俄克拉荷馬州伯莎·羅傑斯鑽孔9583米的世界深度紀錄。1983年,鑽探超過了12000米大關,蘇聯科學家歡欣鼓舞。

    一年來,隨著科學界代表和政治家們參觀這個獨特的鑽探專案,鑽探閒置著。用來鑽至前所未有深度的生鏽鑽頭展示給到訪者。 當每個人都在忙著慶祝的時候,鑽孔無人看管,無人修理。因此,當一年後開始鑽井時,鑽柱的一個5公里長的部分扭曲並斷裂。在所有試圖恢復斷裂部分的努力都失敗後,鑽井從7公里的深度重新開始。又過了五年才達到12262米的最終深度。工程師們希望在1993年達到15000米,但是溫度比預期的要高得多——大約180攝氏度,這對裝置造成了嚴重破壞,於是決定鑽得更深是不可行的。

    由於鑽孔的目的是瞭解地殼的性質,深鑽實驗被譽為成功,因為有趣的事實浮出了地表。科學家們預計將在大約7公里的深度找到所謂的花崗岩到玄武岩的邊界。相反,他們發現了一個完全被液態水浸透的裂縫區域,考慮到其巨大的深度,這是一個令人驚訝的發現。他們在6公里深處發現微觀的浮游生物化石。另一個意想不到的發現是大量氫氣。從洞裡流出的泥漿被描述為氫氣“沸騰”。

    另一個超深鑽井專案於1990年在巴伐利亞開始,德國工程師在那裡鑽至9101米的深度。像科拉超深鑽孔一樣,德國大陸深鑽孔專案也遇到了超過260℃的異常高溫。在這種溫度和壓力下,岩石表現得像流體一樣,很難保持鑽孔暢通。 2008年,卡達阿爾沙欣油田的一口油井鑽至12289米深,超過科拉超深鑽孔,成為世界上最長的鑽孔。但是就真正的垂直高度而言,直徑22.8釐米的科拉超深鑽孔仍然保留著最深鑽孔的名稱。

    從以上鑽孔可以看出,10公里是一個很難或者無法克服的問題。問題是,如果溫度超過200℃左右,就很難繼續進行鑽孔,尤其是維護終端熱交換裝置,熱擴散定律對鑽頭不利。 如果使用非常細的鑽頭和管子,末端鑽頭將只能使用一個小直徑散熱,因此只能吸收少量的能量。透過採礦和爆破增加井眼直徑將增加與井眼半徑平方成比例的動力處理能力,但是鑽井和維護井眼的成本增加得至少一樣快,因此經濟前景並不樂觀,沒有超線性的規模經濟。 一旦你沉下熱交換器,它就開始冷卻周圍的岩石,所以發電量會隨著時間而降低。它永遠不會完全達到零,但長期經濟效益還是很差:隨著裝置老化,維護成本會上升,但鑽孔進度會下降,所以你很快就會達到系統變得不經濟的臨界點。

  • 2 # 繁星落石

    不可行。

    地幔及以下的部分極不穩定,溫度很高,壓力也很高。目前人類缺少正面對抗這種環境的材料和裝置。

    地球核心區的目前處於位置狀態,而且核心區決定了地球的磁場等屬性,如果破壞可能會打破平衡,導致災難性的後果。而且因為磁場影響,導航會變得非常困難,電磁訊號會受到干擾 ,如果失去導航的話,進入地核裡面的人員和裝置很容易丟失。

  • 3 # 鍾銘聊科學

    關於地球為什麼不能被鑽穿,其實科拉深坑專案已經給出了答案。

    科拉深坑

    之所以說地球不能被鑽穿,首先是因為鑽穿地球實在是太難了,蘇聯曾經在科拉半島挖掘了萬米深坑,想要從地表打通到莫霍介面。

    原以為利用探頭打通莫霍介面很簡單,但工程卻遇到了想象不到的麻煩,首先是隨著深度的下降,溫度會逐漸升高,大概每下降100米左右,溫度升高2度;再者,隨著深度的增加,壓強和土壤的密度也增加,這讓當時挖掘用的鑽頭使用不了多久就會崩裂,而一個鑽頭造價需要幾萬美元。

    後來,因為種種原因,科拉深坑計劃不得不終止,最終,科拉深坑最深的深度保留在12262米,後來被卡爾塔的阿肖辛油井12289米,以及庫頁島上的油井12345米打破,目前排名第三。

    雖然克拉深坑專案最終被終止,但從科研角度上看,科拉深坑有很多重要的發現。

    地球內部是什麼?

    我們知道,地球分為地殼、岩石層、軟流層、地幔和地核,這些層級之間其實沒有明顯的分界線,只是它們的組成部分是不同的。

    雖然科拉深坑達到了萬米的深度,但其實科拉深坑遠遠沒有達到莫霍介面。儘管如此,科拉深坑也為人類研究地球內部提供了材料。

    首先,在地下1千米處,地殼內有大量水資源存在。

    在地下3千米處,有多細胞生命存在,這是生命能夠到達的最深程度。

    在地下6千米左右處,科學家發現了微生物化石,經過研究發現,這些微生物來自200萬年前。

    在地下萬米深度處,溫度極其高,達到了300攝氏度,壓強也很高,達到了1000倍標準大氣壓,

    而且,在如此深的深度中,科學家發現了大量的金礦,金礦含量達到了商業標準開採標準的幾十倍。之所以沒有開採,是因為挖掘出這麼深的深坑投入的經濟價值,遠超過了金礦的經濟價值。

    地幔層的溫度大概在1000攝氏度以上,這裡的物質呈熔融狀,有時候火山噴發時,會把部分地幔層物質噴發到地球表面。

    地球再往裡,是地球最核心的位置地核,地核是由超過5000攝氏度的固態鐵核,之所以能夠在超過5000攝氏度的高溫下還能保持固態,是因為地球內部的壓強是地球表面的300萬倍,強大的壓強把鐵核壓縮成了高溫固態。而這個鐵核,也是地球能夠產生磁場的關鍵。

    把地球鑽穿後,會造成什麼後果?火山爆發說

    很多人擔心把地球鑽穿後,會引發火山爆發,畢竟地球內部溫度非常高,其實根本不用擔心這個,我們知道,力是有方向的,我們之所以能夠站立在地球表面,而沒有飄向空中是因為地球引力的存在。

    其實地幔層的物質也是一樣,它們受到的力和人類一樣,都是向下(靠近核心),所以不會沿著鑽井噴發到地球表面。

    火山之所以會爆發,是因為板塊運動造成的,人類鑽穿地球內部,並不會造成板塊運動。

    地心人說

    之前有人聲稱,地球內部存在一種地心人,生活在地幔層。

    然而科拉深坑研究表明,地球深度越深,溫度越高,壓強也越高,如果人類在地幔層生活,會受到地殼標準大氣壓的幾千倍,壓強會讓人直不起腰、抬不起步伐。

    因此地心人根本無法在這裡生存。

    其實,人類即使把地球鑽穿,也不會發生什麼嚴重的後果,只是相比於後果,人類更可能根本鑽不穿地球。

    人類可能鑽不穿地球溫度高

    越靠近地核,溫度越高,而鑽穿地球所使用的鑽頭是有溫度要求的,超過一定溫度後,鑽頭無法繼續挖掘。

    壓強大

    除此之外,地球內部的壓強也非常大,鑽頭會在壓強的作用下,與地球內部物質融為一體,無法繼續挖掘。

    再者壓強大的地方

    鑽穿地球投入資金大

    我們知道,蘇聯之所以放棄科拉深坑,就是因為投入的資金過大,很難繼續進行這項科研專案。而這項科研專案又不能直接,或者間接地帶動國內經濟發展,因此投入產出比低,很少有國家願意投入大量資金鑽穿地球。

    種種原因表明,人類鑽穿地球的難度實在是太大了,目前人類對地球內部的認知,主要依賴於科學分析,並沒有實際證據證明。

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