目前,人类的科学技术已经能够实现载人登月,能够实现发射火星探测器,以及太阳系外飞行器等。然而就在人类文明技术高度发达的现在,我们仍然无法钻头地球内部,直接观察到地球内部的结构。
钻探地球
在上个世纪时,美国提出要向下钻探地球,直到挖到莫霍界面,多说一句,莫霍界面位于岩石层之中。距离大陆地壳表面约20千米的位置。
我们知道,地壳层一共有两种,一种是大洋地壳,一种是大陆地壳,其中大陆地壳厚但密度小。而大洋地壳较薄,但密度大。为了钻探方便,当时人们希望通过地壳层比较薄的太平洋地壳向下钻探4-5千米,达到莫霍界面后研究地球的构成。
然而该计划执行一段时间后,由于耗资量巨大,且收益较小,以至于没过多久美国就叫停了该计划。
科拉深坑
虽然美国停止了钻探地球,但是前苏联在当时想要与美国一较高低,他们不仅在航天领域内展开了竞争,还想要在钻探地球上当第一。
于是在上个世纪70年代时,前苏联组织了一大批科学家在科拉这里进行钻探地球。
在当时,许多大学教授,地质学家等科学家都参与该项目。在钻探地球刚开始时,地壳层表面的土壤较为松软,挖掘起来非常简单,技术含量并没有那么高,所以进展速度比较快。
但很快问题就出现了,横在科学家们面前的第一道难题是,如何在钻探地球内部时,保证钻探孔笔直。
我们知道,地球是一个不透明的实体,我们也没有别的办法能够知道自己打的孔是不是笔直,以至于在当时前苏联经常会发现,之前花费好几个月打的孔,竟然是歪的。也就是说,之前几个月的工程量全白费了。
好在当时前苏联有许多人才,没用多久就解决了这个难题。
紧接着,人们又遇到了第二个难题,随着钻探的距离越深,地质中的硬度越来越硬,以至于钻头很容易就坏掉。而当钻孔足够深时,一来一回地更换钻头时间,要远远高于钻头工作的时间。
另外,当科拉深坑足够深时,人们发现地底下的温度竟然如此之高,达到了将近300-400摄氏度,而且压强也比地球表面要强。
高温高压下,钻头坏掉的频率更高了,甚至许多钻头都无法在如此恶劣的环境下工作,前苏联的科学家们只好大量进口耐高温高压钻头,尽管如此,钻头坏掉的概率依旧非常高。
科拉深坑的收获
科拉深坑最终的深度停留到了12262米,远远没有达到既定深度。之所以没有继续探测,是因为该项目投入资金巨大,而回报非常少,国家无力负担该项目。
根据科拉深坑获得的数据,我们仅仅能够知道地球内部藏着大量的金矿,但由于开采这些金矿的成本非常高,甚至超过了金矿带来的收益,因此无人敢打这些金矿的主意。
另外,地球内部环境比我们想象中的要恶劣,地球内部的温度高达4000摄氏度,钢铁都能在这里融化,以至于人类的钻头根本无法钻探这里。
另外,地球内部的物质并不是固态的,而是火山喷发出的岩浆一般的熔融状物质,即使我们发明了耐高温钻头,这里的物质也会像水一样随时补充到这里,令我们无法真正的钻透地球。
更恐怖的是,地球内部的压强非常大,而且温度足够高。在高温高压作用下,地球像是一个炸弹一样,随时会从地球较为薄弱的地方喷薄而出,形成火山。
由此可见,我们根本无法钻透地球,而且是无论我们投入多少成本,耗费多少精力都无法做到的事情。
总结
虽然我们无法直接剖开地球,看到地球的内部,但如今我们也能通过其他手段间接得出地球内部的构造。比如:地震波就是其中一种手段。所以虽然我们无法直接观测地球,但我们对地球内部已经有了一定的认识。
文章来源:《工程与试验》 网址: http://www.gcysyzz.cn/zonghexinwen/2020/1005/848.html
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