人类从未挖穿过地球,科学家为什么会知道地球内部结构呢?
文/一更科普
你知道吗? 历史 上人类有多次想要挖穿地球的想法甚至付诸了行动,之前有一期视频我们谈论过“地球能否被挖穿”,就有网友问到:地球都没有被挖穿,是怎么知道内部结构的?本期视频来解开谜底。
在上学的时候我们就学过,地球像是洋葱一样一层又一层包裹起来的球体,大致上分为地壳、地幔和地核,但如果详细划分的话,地核又被分成两个部分:固态内核与液态外核,所以这样看就是4层结构。
地壳作为地球的最外层,也是人类脚下的这片土地,每个位置的地壳“厚度”不同,比如陆地上青藏高原、喜马拉雅山脉这样的地区,最厚可达70千米,而最薄的地方只有几千米,比如深海的底部,但整体来说地壳的平均厚度在30--40千米左右。
正常情况下,我们想知道一个物质的内部结构,最简单粗暴的方式就是把它拆开看一下,或者是打一个贯穿该物体的洞,取样本进行检测就清楚了。
其实研究地球内部结构也可以选择这个办法,但最大的难处就是地球太大,而且密度非常大,想要打穿地球成为了人类的“痴心妄想”。
先别反驳,因为之前有国家证明了,在地球上打洞这个不明智的做法。上世纪60 年代的美国,计划在墨西哥海域的底部打孔。
因为那里是相对来说地壳较薄的位置,想要通过钻孔到达地幔,结果只钻到地下100多米就放弃了,一方面是技术能力不足,另一方面是需要耗费大量资金。
后来苏联从1970年开始,在西伯利亚的克拉半岛花费20几年钻出一个12226米的深孔,这是目前全球最深的人工孔洞,但连地壳都没打透,更别说取其内部物质结构的样本了。
1910年位于前南斯拉夫的地震学家莫霍洛维奇,意外发现地震波在传到地底下50公里位置时,出现了折射的现象,他觉得这个出现折射的位置,是地壳和下面一层不同物质结构的分界面。
1914年德国的地震学家古登堡发现,在地下2900千米处,存在着另一个不同物质的分界面,后来这两个被发现的分界面都得到了证实。
没错这就是地壳与地幔、地幔与地核之间的分界面,为了纪念发现这两个分界面的科学家,后人把这两个分界面分别命名为“莫霍面”和“古登堡面”。
地震波作为一种弹性波,主要通过横波和纵波的形式在地球内部传播,所以科学家们就是利用地震波在不同深度、不同介质中的传播速度、传播特点推算出地球的背部结构。
当然现在被我们熟知的地球内部结构也是一个大致的构造,在地球的最深处究竟是什么样,人类或许永远也不会知道。
科学家们在 探索 地球内部结构时,连地下1米都没有挖,那么你知道当年前苏联坚持了20几年,已经挖到地下12千米,为什么会选择放弃呢?
一方面是因为打这个孔洞需要大量资金,另一方面是挖到这个深度时,挖掘现场开始不断升温,温度达到了180度,当时的钻探工具在这样高温环境下无法进行工作,所以只能作罢。
据说在挖前7000米深度的过程中还是比较顺利的,因为基本都是土壤层,再往后岩石区就变得多了起来,难度也随之提升。
毕竟岩石的坚硬程度,对钻头的磨损超出你的想象,虽然历时20几年打出12226米,但是你知道吗?在最开始的13年时间里,他们就已经打到了12000米,最后的200多米打了近10年。
而且据说当时除了高温之外,科学家发现地下就像是有一股强大的力量阻挡着钻头继续前进,同时还散发出刺鼻的气味。
更让人不可思议的是探头在挖到12226米的时候,出现了融化的迹象,苏联科学家想要一探究竟,便把耐高温的声韵传感器传送下去,但当“声音”传送回来后,在场的所有人都惊呆了,他们形容那个声音就像是来自“地狱的声音”,之后便放弃了继续深挖。
但其实不管是经费不足还是其他的什么原因,前苏联人的 探索 精神都是在让人佩服,创造出这个“世纪深孔”。
科学家们表示,挖穿地球这个想法很可怕,他们通过计算得出一个非常可怕的后果,如果真的挖到地幔,地心的物质就会喷向地表,将地球表面的一切烧为灰烬,人类也将不复存在。
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