人类能够在地球上钻出最深的洞为何还是到达不了地心?
上达宇宙,下入深海,人类的脚步踏足的地方越来越多,越来越远。但是对于地球我们却仍未征服。在科幻小说《地心历险记》中,地心被描绘成一个奇花异草,海洋浩瀚,宝石遍地的神奇世界,可是真正的地心到底是什么样子,谁都没有见过。
目前人类钻探的最深距离只有不到13公里,与6000多公里的地球半径相比,仅仅是地球的表皮,更谈不上钻到地心。为什么能征服宇宙和深海的人类却迟迟钻不到地幔地心?这项纪录的保持着又是谁呢?
科拉超深钻孔
对于地心的好奇可不止我们一个国家,冷战时期苏美两国的竞赛,钻探计划就是其中非常重要的一个项目。1970年,作为向列宁百年诞辰献礼的科研项目之一,苏联科学家在国土西北角的科拉半岛上开始了雄心勃勃的钻探计划。
正是这项计划造就了地球上最深的人造洞,科拉钻孔。这个洞直径22.9厘米,整整钻了20年。在苏联开始项目的两年后,美国也开始了俄克拉何马州的伯莎·罗杰斯钻孔。与苏联不同的是,它由一家商业公司发起,目的也仅仅是为了寻找天然气。
这家公司仅仅用了1年半的时间就钻到了9583米,创下了当时的世界纪录。这自然让苏联很被动,于是他们换上了乌拉尔重型机器制造厂生产的最新式钻机,终于在1979年打破了有伯莎·罗杰斯钻孔创下的纪录。
不过在科拉钻孔达到了12000米后,事情的发展却出现了异常。钻杆不仅经常断掉,据说还从里面传出过地狱般的声音。
这个项目最终在1990年的再次断杆中结束,停留在了12262米的地方。值得一提的是,这个距离比马里亚纳海沟(地球最深的地方)还多出了1000米。
科拉钻孔停止的原因
这个问题官方给出的答案是经济原因,很多人也认为和苏联的解体脱不了干系。毕竟这种竞赛的花销是巨大的。
还是拿美国举例,20世纪50年代,美国科学家曾尝试在墨西哥瓜达卢佩的太平洋海面上钻孔,目标是到达地壳与地幔分界的莫霍面。这就是著名的“莫霍计划”。
这项计划大约花费了4000万美元,仅仅是开采出了几米厚的玄武岩,深度也仅仅只有海底183米。之后由于成本失控,美国国会取消了“莫霍计划”的资助。
当然,科拉钻孔也没有逃过这一厄运,苏联的解体让这个项目再也没有资金来源,3年后,科拉钻孔被关停。
人类为何不能钻探到地心
除了经济原因,我们这里更要探讨一下技术的因素。毕竟如今的社会,经济对于一些大国显然不成问题,可为何人类仍然不能钻探到地心?
首先地质条件的复杂性就会给钻探带来难度。钻探过程中,可能会遇到各种各样的地层和复杂情况,如地应力集中、地层压力异常、地层破碎等,这都可能会导致钻进效率低下以及钻井事故的发生。
另外地球内部的高温高压也是对钻探材料的极大考验。随着钻探的深入,地下空间中温度和压力迅速增大,一般来说,每下探100,温度就上升3°C。加上钻头摩擦产生的热量,很少能有材料坚持到最后。
钻探使用的钻杆其实大概只有几米,然后由一根一根管子接起来的,在井下钻探的过程中,钻杆要承受拉伸、压缩、弯曲、扭矩等复杂载荷的作用,很难保持竖直不发生偏斜。
举个生活中常见的例子,当你掐住一根吸管的两头,转动其中一头,你会发现,其实这个吸管两头转动不同步,会有一个小角度的延迟。这样的结果对电机也提出了更高的要求。
看到这里,或许你该明白为何人类的钻探技术为何一直到达不了地心。这种目前来看费力不讨好的事情,各国大都不太愿意去干,至于以后的人类还能否见证地心样子的一天,只能静待佳音。你觉得人类能成功吗?
2019-10-26 广告