為何當年蘇聯挖穿地球的夢想,無法進行下去?50多年后終于明白

网瘾少女 2022/11/26 檢舉 我要評論

上個世紀的冷戰,世界的探索活動進入到了 瘋狂的階段

一方面美蘇在太空中你追我趕,最終美國以登月先勝一籌。

于是蘇聯并不甘心,他們準備干一件大事,挽回自己在太空爭霸中暫時落后的格局,這就是蘇聯后來的 地心計劃

1970年開始,蘇聯在自己的科拉半島鉆孔,想要打穿 莫霍界面 ,給美國當初失敗的莫霍計劃上一炷香。

那麼蘇聯人究竟挖了多深的位置呢?

沖向地心

科拉深坑超級鉆孔,曾經以 12263米 的深度位居 世界第一 ,它是蘇聯地心計劃的產物。

1970年,蘇聯的科學研發中心 NEDRA 開始實施這項計劃,它們的目的地是 地殼與地幔的交界面——莫霍界面

莫霍界面是地質學家 莫霍洛維奇 提出的一個概念,地球上并沒有這個的實物。

美國最早在 20世紀50年代 的而時候開啟了 莫霍計劃 ,結果在鉆到 315米 的地方時就進行不下去,狼狽收場。

蘇聯的科拉深孔 一開始進行得比較順利 ,一路高歌猛進 突破了10000米的大關

如果照這個趨勢,鉆到地心似乎不是問題。

鉆探之路一直進行,就算是蘇聯解體也沒有阻止它鉆下去的道路,俄羅斯接力繼續實施這個地心計劃。

直到2008年,俄羅斯宣布, 不再繼續鉆探科拉深孔 ,它的深度就此 定格在了12263米

是什麼讓科拉深孔的鉆探無法進行下去?

鉆孔沒有那麼容易

停止科拉鉆孔的原因有好幾個方面,最主要的一個方面是 資金 ,俄羅斯已經無力再支付如此昂貴的開銷。

科拉鉆孔的經費, 絕大部分都花在了鉆探用的設備上 ,斥巨資打造的鉆頭,可能鉆10分鐘就崩了, 最后的263米,俄羅斯花了10年 (1983年到1993年)

這是因為,鉆探隊發現,越往下面鉆, 巖石就越來越硬 ,只用一般的鉆頭根本鉆不動。

于是科研人員瘋狂研發新的鉆頭,然后發現,新的鉆頭也就比一般的鉆頭多鉆1米左右。

地殼的平均密度在 2.75g/立方厘米 ,但其實是分布不均勻的,越往下走密度越大。

到最后,新研發的鉆頭也撐不住了。

人類研發的鉆頭,鉆地表以下1000米的巖石不費力,但是在鉆10000米以下的巖石時,就顯得非常吃力,必須保證鉆頭的硬度比巖層大。

當然,只滿足硬度是不夠的,鉆頭還必須承受高溫。

由于鉆頭和巖石之間的劇烈摩擦產生巨量的熱,這個熱足以將鉆頭的金屬燒化。

為此鉆探人員不得不 一邊鉆一邊給鉆頭冷卻 ,將 鉆坑的溫度維持在300多度

這又是一筆巨大的花費,整個計劃使用的冷卻液足夠全俄羅斯的鋼鐵廠使用一年。

除了堅硬的巖石、高強度的摩擦,還有一件事情需要鉆頭應對,那就是 高壓

進入地下之后, 每挖1000米,壓力就增加27.5MPa ,當進行到10000米以下的地方后,鉆頭需要承受 275MPa以上的壓力 ,可以說 鉆頭的報廢率費非常大

當進行到12263米的時候,俄羅斯已經將該計劃的資金耗盡。

地質學家們經過綜合考慮,建議停止鉆探,首先已經沒有再鉆下去的必要了,因為 人類的科技已經到頂 ,目前的材料只能到這。

其次,科拉鉆孔距離地心還非常遠,甚至說,它連目標地莫霍界面非常遠。

地殼的平均厚度在大約17千米 ,莫霍界面在 地下33千米 的地方。

科拉鉆孔并沒有突破地殼層,距離莫霍界面還有20多千米,這20多千米是人類無法達到的。

最后就是,地心計劃的 工作效率非常低 ,因為必須清除掉鉆坑里面多余的雜物,所以斷裂的斷頭必須撿起來。

光是要 穿越12000多米的路程 就會耗費鉆探組的工作時間,并且還需要更換鉆頭,這又是一筆時間。

鉆探隊一天24小時都不停地鉆,也不可能再有任何進展。

就算有這個能力鉆穿, 后果也非常嚴重 。地殼之下是地幔。

地幔分為上地幔和下地幔 ,下地幔主要是固態,但是上地幔有一部分是液態,那一部分被稱為 軟流層

或許人們對軟流層比較陌生,但是說它的另一個名字大家就熟悉了, 巖漿

軟流層是 地殼向地幔前進的過渡帶 ,在距離地面 70到250千米 的位置,是火山巖漿的發源地。

如果科拉鉆孔真的鉆穿了地殼,那麼就會碰上軟流層,軟流層會直接從鉆孔噴出來,形成一個超級火山口,到時候 整個科拉半島都會被巖漿覆蓋

什麼鉆頭、井架、現場的一切,都化為烏有。軟流層的溫度在 700到1400℃ ,足以將地表巖石直接融化。

至于蘇聯人想要前往的地心,那就更不可能了!

炙熱的地心

想要進入地心,軟流層不過是地殼之外的第一個障礙,在它下面還有 厚厚的地幔

地幔是地球上占據體積、質量最大的部分, 厚度2900千米 ,并且也是越往下走,密度越大。

上地幔的平均密度在 3.2到3.6g/立方厘米 ,但是到了下地幔平均密度在 5g/立方厘米以上

試想一下,鉆探地殼都費力的鉆頭,如何鉆穿地幔?

地球的最內部就是地核,在它和地幔之間也有個液態過渡層,溫度在 4000到5000℃

而在地下 5100千米到6300千米的范圍就是內地核 ,也是整個地球溫度最高的地方,有 6000℃ ,這個溫度接近太陽表面了。

曾經有人猜測地核居住著「地核人」,但這個幾乎不可能,因為不說地核的溫度,光是地核的壓強就有 360萬個大氣壓 ,沒有任何有機體能夠承受這個壓力。

關于地核為何這麼熱,這可能與地球的形成有關,畢竟 地核是最先形成的 ,它是當時星云團內的物質,這其中勢必會有各種聚變反應。

當聚變進行到極限后,形成的元素就是 鐵、鈷、鎳 ,這也是地球內核最主要的物質。

這些鐵、鈷、鎳和我們在地表見到的鐵、鈷、鎳完全不一樣,是各種同位素,會產生 衰變、裂變 ,甚至還有更多的 放射性元素 ,比如 鈾、钚 等。

科學家猜測 地核就是一個巨大的核反應堆

當然,由于人類從來沒有到達過地球內核,地核是核反應堆只是地質學家們的一種假說。

因為目前沒人知道地核的真實樣子,也不知道它為何會這麼熱。

利用地球

人類陷入了前所未有的能源危機,因為我們賴以為生的三大能源, 煤、石油、天然氣都是不可再生能源 ,一次用完之后, 沒個十萬百萬年不可能再生產出來

但是,人類可用的能源其實不至于這三種,它們某種程度上只是地殼中的能量,而且還不是地殼的全部能量,只是一部分。

風能、水能、潮汐能 等,也是 地殼的能量 ,人類目前使用的還不是很順利。

人類使用的地殼以外的能量,目前就只有一個地熱能。

在一些地殼比較薄的地方,軟庫層加熱地殼底部,讓其產生熱量,人們可以 使用地熱代替一部分煤、石油、天然氣

然而, 地熱不可控制 ,它24小時都在散發能量,并且利用率很低, 大部分的地熱都被散失出去

由此可見,人類雖然生活在地球上,但是對于地球的了解非常有限,我們對地球的探索范圍只停留在地殼表面,就算是科拉深坑鉆孔也還在地殼內部。

如果人類真的能夠利用地球更深層次的能量,那麼 人類將會掙脫能源的束縛 ,實現文明的跨越,實現宇宙一級文明。

搶先看最新趣聞請贊下面專頁
用戶評論
你可能會喜歡