挖地球非常有意义。 因为人类所有的矿产资源都埋在地面以下,地球深处有无数的宝藏,黄金、白银、钻石。 》如果我们在地球上打洞,一直挖,会遇到什么? 答案是,有想象不到的困难。 1970年,前苏联在靠近挪威边境的科拉半岛打了一口超深钻井,钻探深度达12,263米。虽然现在有石油钻井超过了科拉钻井深度,但是科拉钻井是第1个用于科学研究的超深井,里面布置了传感器。 打科拉钻井的目的就是为了打穿地壳,但是最后263米进展极为艰难,而且从洞里面传来了地狱般啸叫声音。 2012年,日本深海钻探船“千秋号”钻入太平洋海底,计划是穿过地壳。地壳在陆地上有30到60公里厚,但在海底最薄的地方只有5~7公里厚。 如果“千秋号”的钻机突破莫霍面的过渡边界,将到达地幔。 这是地壳和地球高温熔融核心之间的2900公里厚的神秘层。 科学家对地幔层了解较少,提取样本将是一项重大的科学成就,有人将其称为地质学版本的登月。但是实际上这个工作比登月还要难! 》古语说:眼见为实,耳听为虚。 我们对地球内部的了解,绝大部分是虚的,因为看不见。 人类对地球内部构造的知识基本上来自于“听” ,也就是振动在地球内部传播的情况。 1909年,克罗地亚科学家莫霍洛维奇在测量地震波的传播速度的时候发现,地震波的横波和纵波在地表下30公里处有一个明显的分界层,速度会突然增加。 这表明这里的物质与地表的物质不相同,这就是所谓的莫霍面。 莫霍面以上是地壳,它的主要成分是玄武岩,以下是地幔,它的主要成分是橄榄岩。 地幔的密度不仅比地壳的密度要高(地壳的密度为2.9,地幔的密度为3.3),而且地幔的弹性模量比地壳也要高,这意味着地幔是比地壳更坚固的固体。 但是地幔又有可塑性流体的性质,所以才会推动地壳运动。 然而,以上都是科学推理。 真实的地幔是什么样子?一定要打穿莫霍面以后挖出来看一看,这就是科学家们执着和努力的原因。 》美国是最早打算钻穿地壳的国家。 早在前苏联的科拉超深钻之前,美国就打算在太平洋底打穿地壳。 60年代初,美国在东太平洋的瓜达卢佩岛附近的海域开始了钻探计划,最深的洞仅穿透地壳183米,刚好穿过地表的沉淀物,进入坚硬岩石的下层。 一些美国国会议员认为挖掘地幔不值得付出代价,于是在1966年,他们取消了这个项目。 现在科学家们希望美国、日本和其他国家能够集中资源来支付这一费用。 即使科学家们在海底找到了可能最薄的地壳部分,这仍然意味着至少要钻透几公里的固体岩石。 更困难的是,当深入地球时,会遇到极端的温度,和极端压力。可能超过538摄氏度,以及惊人的压力3000~5000大气压。 由于这种压力挤压了设备,保持设备运转将是一个挑战,更不用说把正在挖掘的材料推回到地表。 不过,有利的一面是,在过去半个世纪,石油工业的钻井技术取得了显著进步。有改进的钻头、工具和仪器,它们更能承受高温和压力。 全球定位系统和其他先进技术,使钻井船在深水中保持在同一地点要容易得多。 》挖穿莫霍面对人类有什么价值? 关于地幔的知识相当有限,科学家从未得到过地幔的纯样本。目前只能通过研究地震波和检查从火山流出来的熔融岩石来找出答案。 甚至科学家还需要通过外太空的陨石来寻找答案。因为有些非常巨大的小行星撞击到地球以后,会砸穿地壳,让地幔里的物质溅射到太空。 地球的地质构造有很多未解的谜团。几十亿年前地球是如何形成的,如何发展出地核、地幔和地壳的,以及板块构造是如何开始的,这些问题都需要通过了解地幔来解答。 对地幔的研究或许可能解开地壳以及板块之间如何相互挤压的问题,甚至可能预测地震和火山爆发。 而且在地壳内部深处很可能有细菌等微生物,可能封闭在那里几十亿年独立演化。这对于了解生命的起源也非常有意义。 但是到目前为止,所有钻到莫霍面的努力都以失败而告终,包括前几年开始的日本等国的计划,在钻入地层较深的地方都遇到了难以想象的困难。 很可能在30年内,人类没有办法钻穿莫霍面。也许还要更长,超过大多数人的有生之年。 |
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