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为何当年苏联挖穿地球的梦想,无法进行下去?50多年后终于明白

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zxw88 发表于 2022-8-31 01:55:00 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
 
上个世纪的冷战,世界的探索活动进入到了疯狂的阶段
一方面美苏在太空中你追我赶,最终美国以登月先胜一筹。
015501ciia3r3p74epwwyr.jpg 美国率先一步登月
于是苏联并不甘心,他们准备干一件大事,挽回自己在太空争霸中暂时落后的格局,这就是苏联后来的地心计划
1970年开始,苏联在自己的科拉半岛钻孔,想要打穿莫霍界面,给美国当初失败的莫霍计划上一炷香。
那么苏联人究竟挖了多深的位置呢?
015501bvmvmfqdwxwoo116.jpg 苏联的地心计划
冲向地心

科拉深坑超级钻孔,曾经以12263米的深度位居世界第一,它是苏联地心计划的产物。
1970年,苏联的科学研发中心NEDRA开始实施这项计划,它们的目的地是地壳与地幔的交界面——莫霍界面
莫霍界面是地质学家莫霍洛维奇提出的一个概念,地球上并没有这个的实物。
美国最早在20世纪50年代的而时候开启了莫霍计划,结果在钻到315米的地方时就进行不下去,狼狈收场。
015501djkvjzy7vto6ix1n.jpg 莫霍界面的位置
苏联的科拉深孔一开始进行得比较顺利,一路高歌猛进突破了10000米的大关
如果照这个趋势,钻到地心似乎不是问题。
钻探之路一直进行,就算是苏联解体也没有阻止它钻下去的道路,俄罗斯接力继续实施这个地心计划。
直到2008年,俄罗斯宣布,不再继续钻探科拉深孔,它的深度就此定格在了12263米
是什么让科拉深孔的钻探无法进行下去?
015501d8kuxt9k866y9kfv.jpg 钻探队在进行钻探计划
钻孔没有那么容易

停止科拉钻孔的原因有好几个方面,最主要的一个方面是资金,俄罗斯已经无力再支付如此昂贵的开销。
科拉钻孔的经费,绝大部分都花在了钻探用的设备上,斥巨资打造的钻头,可能钻10分钟就崩了,最后的263米,俄罗斯花了10年(1983年到1993年)
这是因为,钻探队发现,越往下面钻,岩石就越来越硬,只用一般的钻头根本钻不动。
于是科研人员疯狂研发新的钻头,然后发现,新的钻头也就比一般的钻头多钻1米左右。
地壳的平均密度在2.75g/立方厘米,但其实是分布不均匀的,越往下走密度越大。
到最后,新研发的钻头也撑不住了。
015501w2vv36jpm6w66lv6.jpg 地下10000米的密度远超过普通岩石
人类研发的钻头,钻地表以下1000米的岩石不费力,但是在钻10000米以下的岩石时,就显得非常吃力,必须保证钻头的硬度比岩层大。
当然,只满足硬度是不够的,钻头还必须承受高温。
由于钻头和岩石之间的剧烈摩擦产生巨量的热,这个热足以将钻头的金属烧化。
为此钻探人员不得不一边钻一边给钻头冷却,将钻坑的温度维持在300多度
这又是一笔巨大的花费,整个计划使用的冷却液足够全俄罗斯的钢铁厂使用一年。
015501cx55l7pyl7fpxqee.jpg 各种钻头
除了坚硬的岩石、高强度的摩擦,还有一件事情需要钻头应对,那就是高压
进入地下之后,每挖1000米,压力就增加27.5MPa,当进行到10000米以下的地方后,钻头需要承受275MPa以上的压力,可以说钻头的报废率费非常大
当进行到12263米的时候,俄罗斯已经将该计划的资金耗尽。
地质学家们经过综合考虑,建议停止钻探,首先已经没有再钻下去的必要了,因为人类的科技已经到顶,目前的材料只能到这。
015501aq5qmwhf6ls5ljn9.jpg 越往地下走压强越深
其次,科拉钻孔距离地心还非常远,甚至说,它连目标地莫霍界面非常远。
地壳的平均厚度在大约17千米,莫霍界面在地下33千米的地方。
科拉钻孔并没有突破地壳层,距离莫霍界面还有20多千米,这20多千米是人类无法达到的。
最后就是,地心计划的工作效率非常低,因为必须清除掉钻坑里面多余的杂物,所以断裂的断头必须捡起来。
光是要穿越12000多米的路程就会耗费钻探组的工作时间,并且还需要更换钻头,这又是一笔时间。
015501iq5vcwt3wq1gqx88.jpg 当年的钻探队员
钻探队一天24小时都不停地钻,也不可能再有任何进展。
就算有这个能力钻穿,后果也非常严重。地壳之下是地幔。
地幔分为上地幔和下地幔,下地幔主要是固态,但是上地幔有一部分是液态,那一部分被称为软流层
或许人们对软流层比较陌生,但是说它的另一个名字大家就熟悉了,岩浆
软流层是地壳向地幔前进的过渡带,在距离地面70到250千米的位置,是火山岩浆的发源地。
015501fafhe7iiaz5q5aaf.jpg 软流层的位置
如果科拉钻孔真的钻穿了地壳,那么就会碰上软流层,软流层会直接从钻孔喷出来,形成一个超级火山口,到时候整个科拉半岛都会被岩浆覆盖
什么钻头、井架、现场的一切,都化为乌有。软流层的温度在700到1400℃,足以将地表岩石直接融化。
至于苏联人想要前往的地心,那就更不可能了!
015501mks27ps0a323souz.jpg 岩浆来自软流层
炙热的地心

想要进入地心,软流层不过是地壳之外的第一个障碍,在它下面还有厚厚的地幔
地幔是地球上占据体积、质量最大的部分,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
试想一下,钻探地壳都费力的钻头,如何钻穿地幔?
015502jkremldlerf233dr.jpg 地球的结构
地球的最内部就是地核,在它和地幔之间也有个液态过渡层,温度在4000到5000℃
而在地下5100千米到6300千米的范围就是内地核,也是整个地球温度最高的地方,有6000℃,这个温度接近太阳表面了。
曾经有人猜测地核居住着“地核人”,但这个几乎不可能,因为不说地核的温度,光是地核的压强就有360万个大气压,没有任何有机体能够承受这个压力。
015502f4t7jvz5vvj7vj0d.jpg 地球内部的压力巨大
关于地核为何这么热,这可能与地球的形成有关,毕竟地核是最先形成的,它是当时星云团内的物质,这其中势必会有各种聚变反应。
当聚变进行到极限后,形成的元素就是铁、钴、镍,这也是地球内核最主要的物质。
这些铁、钴、镍和我们在地表见到的铁、钴、镍完全不一样,是各种同位素,会产生衰变、裂变,甚至还有更多的放射性元素,比如铀、钚等。
015502t7p19amie5a7joy9.jpg 地核为什么炽热
科学家猜测地核就是一个巨大的核反应堆
当然,由于人类从来没有到达过地球内核,地核是核反应堆只是地质学家们的一种假说。
因为目前没人知道地核的真实样子,也不知道它为何会这么热。
015502fpw3oaqjxwzgtqw4.jpg 地球的能量
利用地球

人类陷入了前所未有的能源危机,因为我们赖以为生的三大能源,煤、石油、天然气都是不可再生能源,一次用完之后,没个十万百万年不可能再生产出来
但是,人类可用的能源其实不至于这三种,它们某种程度上只是地壳中的能量,而且还不是地壳的全部能量,只是一部分。
风能、水能、潮汐能等,也是地壳的能量,人类目前使用的还不是很顺利。
人类使用的地壳以外的能量,目前就只有一个地热能。
015502r8om3y1o8o4pz8p3.jpg 化石能源
在一些地壳比较薄的地方,软库层加热地壳底部,让其产生热量,人们可以使用地热代替一部分煤、石油、天然气
然而,地热不可控制,它24小时都在散发能量,并且利用率很低,大部分的地热都被散失出去
由此可见,人类虽然生活在地球上,但是对于地球的了解非常有限,我们对地球的探索范围只停留在地壳表面,就算是科拉深坑钻孔也还在地壳内部。
015503gnuvbdtr8y28z3v3.jpg 地热能
如果人类真的能够利用地球更深层次的能量,那么人类将会挣脱能源的束缚,实现文明的跨越,实现宇宙一级文明。

转自今日头条优质自媒体
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