地球内部的结构层层相叠,包括地壳、地幔、外核和内核,对地球内部的探索是人类千百年来都没有停止过的目标,但是到如今人类还无法实现深入地球几百公里的进程。
科学家们大胆猜测,地球内部也有岩浆幔等,但是凭借我们所了解的,人类是不能到达那里的。
人类的技术可以实现在地球表面向地球内部钻探,但是为什么就做不到将地球扎个洞呢,如果我们将地球“扎个洞”会有什么后果呢?
在地质学上,地球内部从内向外依次是内核、外核(包括了外核的液态核和陆地地表的地壳)、地幔、地壳,人们将地球的各个子层都划分为不同的圈,这一分类方法是在上世纪被提出来的。
其主要功能就是帮助地质工作者学习地球,而我们对地球的了解是从地球表面上的矿物岩石中得到的,但是却不能直接观测到地球内部结构,因此人们就想到了钻探这一方法。
1890年,德国科学家吉夫德纳·维索卡教授第一个提出了钻探地心的设想,但是这个设想至今还没有实现,因为钻探地球内部的挑战是可以想而知的。
人们通过对地球上形成的岩石进行分析,大概初步认为地壳和地幔的交界处是地幔的温度边界,地幔和外核的交界处是地幔的化学边界,而地幔和内核的交界处是地幔的物理边界。
由此可见,地幔与其他几层的结构和特性都有显著的不同,这主要是因为地幔内部的介质也随着深度的不同而变化,地幔可以分为上地幔和下地幔两部分,其中上地幔的介质主要是岩石,下地幔的介质主要是岩浆。
地幔的厚度约为2900公里,地核的厚度约为2200公里,而居于地幔之上,也就是处于地球表面之下的地壳厚度最浅,最薄的部分约为5-70公里,最厚的部分约为70-100公里。
因此,人类钻探地球内部最迫切的是要达到距离地球表面100公里的位置,而人类已经有着非常先进的钻探技术,探测器就是最常用,现如今世界上最深的一口探测器是卡西耶的深井,它的深度达到了12.3公里,几乎已经触及地壳边界。
即使是这样,探测器还是无法克服地幔高温高压的挑战,导致它无法进行更深入的探测,因此,人们对地球内部的探索仍然无法进行。
虽然探测器无法克服地幔的挑战,但是我们却可以通过调整探针的配送,增强探针的耐热抗压性,通过这些方式探测器可以在地球内部多钻一些深度,最终实现人类的梦想。
但是,即使我们克服了地幔的高温高压,想深入地球内部的道路仍然还有许多挑战等待我们克服。
首先,就是钻头的材料问题,目前,探测器的钻头材料是钢,但是钢在地幔高温高压环境中是非常脆弱的材料,所以就需要寻找更耐热耐压的钻头材料,而这些材料目前还没有被发现。
其次,是钻井的方向问题,科学家目前还没有钻探到地心的实验数据,所以外壳、地幔、外核、内核之间的物质之间的结合形式还未得知,但是这也让人们无法判断向内钻进去是否会有生命危险。
最后,是钻探过程中出现的安全隐患,钻探过程中不仅有着地壳深部的高温高压和地热资源的威胁,更有着深部岩石块的威胁,一旦遇到深部岩石块,还有巨大的岩石块溜进钻井导致人员伤亡的危险。
因此,我们可以看到,钻探地球内部的道路是非常困难的,并且我们还不能排除钻进去回不来的可能,所以这条探究道路还不清楚是不是值得前进的。
即使人类钻探地球内部的道路探究途中有着厄运的禁兴,但是我们依然要解决探究途中可能出现的问题,假设人类钻探地球的道路通畅,那么钻探的后果又会有怎样的影响?
首先,钻入地幔就可能使地球内部的岩浆爆发,引发地震和火山等自然灾害,同时还会释放出大量的可燃气体,增加二氧化碳的浓度。
二是钻探入地幔之后有可能导致地磁场消失,地球自转的过程中产生的涡流和地球内部热量消散有关,消散的越多,地磁场的磁场越弱。
三是钻探入地幔,沿着地球自转的方向一直钻下去,那么这样一来一回地球就变轻了,但是地球的速度是不会变的,这样一来,地球自身就会向外冲,从而导致地球的轨道出现变化。
四是钻探入地幔会导致地毯、氧气二氧化碳等物质的消散,降低死的环境,导致人类物种和地球上的其他物种无法生存。
综上所述,钻探地球内部无论成功失败,对地球都会带来巨大的伤害,虽然钻探地球内部这条道路是人类探究地球之谜的重要途径,但是我们更应该明白。