科学|人类能挖穿地球吗？前苏联挖到了12263米，发现了大量黄金和钻石
不知道你想过没有 ， 如果我们一直朝地心的方向挖洞 ， 那最终有没有可能把地球挖通？
这个问题看似简单 ， 实际上并不简单 ， 这一切还需要从上世纪中期说起 。
科拉超深钻孔
在上个世界中期 ， 美国和前苏联在各个全面展开了较量 。 在这场较量当中 ， 最引人注目的是军备竞赛和航天竞赛 。 两国制造了大量的军事武器 ， 并且比拼“谁先登上太空”和“谁先实现登月” 。 在“谁先实现登月”这个目标上 ， 美国击败了前苏联 。
除了军备竞赛和航天竞赛 ， 实际上两国还在不同的方面展开了较量 ， 其中就比赛过“谁能够钻孔钻得最深？” 。 在这场比拼当中 ， 美国和前苏联都指派了专业的团队以及科学家参与到项目当中 ， 并且投入了大量的资金和设备 。
美国一直挖到了8000多米的深度 ， 然后工作就开展不下去了 ， 最终无奈只能选择放弃这场竞赛 。 前苏联则挖了比美国要深得多 ， 前苏联的项目被称为科拉超深井 ， 位于前苏联的科拉半岛邻近 。 其中一个最深得到钻孔编号SG-3 ， 在1989年就挖到了12,263米 。 这个钻孔在当时称为了地球最深处的人造物 。
要知道地球赤道半径6378,137千米 ， 科拉超深钻孔最深才到达12,263米 ， 这和地球半径比起来 ， 只有地球半径的五百分之一 。 也就是说 ， 相对于地球半径而言 ， 前苏联的团队也仅仅只挖了薄薄的一层而已 。
那么问题来了 ， 为什么美国和前苏联会先后选择放弃继续挖掘呢？这当中有什么难言之隐？
钻孔到底难在哪里？
科拉超深井作为最深人造物的记录一直到2008年才被打破 ， 打破这个记录的是卡塔尔的阿肖辛油井 ， 这个油井的深度达到了12,289米 ， 仅仅比科拉超深井深26米 。 如今最深的钻井是在俄罗斯库页岛上的Odoptu OP-11油井 ， 这个油井深度达到了12,345米 ， 它仅仅比科拉超深井深82米 。
也就是说 ， 30多年过去了 ， 这个最高纪录也仅仅是提升82米而已 。 那为什么会卡在这个深度呢？
我们就以科拉超深井为例 。 钻洞的技术原理实际上是很简单粗暴 ， 很多人都明白 。 说白了就是把一台旋转钻机安装在一条钻杆的底部 ， 然后利用高功率的发动机钻孔 。 随着钻孔的加深 ， 液体会从钻孔中旋转地进出 ， 这是用来冷却钻头 ， 保持钻孔的稳定性的 。 如果钻头损坏 ， 那就需要更换一个钻孔 。
道理虽然听起来很简单 ， 但是随着钻孔深度的增加 ， 工作会越来越困难 。 前苏联当时就遇到了许多技术问题 。 其中最主要的问题是温度过高 ， 无法冷却钻头 ， 并且可能引起钻头损毁 。
当深度达到一定程度时 ， 会遇到极其坚硬的岩石 ， 比如：但钻孔深度达到9500米时 ， 钻头就转到了一个富含钻石和黄金的底层 ， 这给钻探工作带了极其巨大的挑战 。
如果继续钻孔会导致温度飙升 ， 不仅如此 ， 此时钻孔中的温度也达到了300度以上 ， 所以要冷却钻头变得尤为困难 。 后来 ， 前苏联的科学家想尽了各种办法来冷却钻头 。 但是当深度到了12000米左右时 ， 钻头再继续往下钻探就变得极其困难 ， 此时的温度达到了400度左右 。 由于担心会大规模损毁钻头 ， 于是 ， 前苏联最终选择放弃 。
地球的结构
要知道 ， 这仅仅是钻到12000多米的深度就已经无法对抗恶劣的环境 。 未来如果想要继续钻探 ， 实际上还需要在钻头材料上进行升级 ， 不仅要强度大 ， 其次还要足够耐高温 。 这是因为如今科学家利用地震波已经大致构建起了地球内部结构的模型 。
随着深度的增加 ， 温度还会继续持续升高 ， 当达到地心附近时 ， 温度能到6000度左右 ， 压强能达到370Gpa ， 相当于370万个地球标准大气压 。 如果能够制造出能够在这样环境下工作和钻孔的仪器 ， 那么就可以把地球挖通 。
【科学|人类能挖穿地球吗？前苏联挖到了12263米，发现了大量黄金和钻石】不过 ， 客观地说 ， 对于我们现在的材料科学而言 ， 这种要求是几乎做不到的 ， 并且是短时间内都无法做到的 。 因此 ， 目前来说 ， 我们无法挖通地球 ， 不过如果未来发生了技术爆炸 ， 那还是有希望的 。
推荐阅读
- 蒋华良|西浦慧湖药学院成立 中国科学院院士蒋华良担任院长
- 叶猴|科学家发现猴子新品种！长着白眼圈、已濒临灭绝(图)
- 新冠|世卫组织总干事谭德塞：唯一的希望是科学、解决方案和团结
- 任永杰|优炫首席科学家任永杰受聘为绵阳师院优炫网络空间安全学院院长
- 科学|即使失去控制，旅行者号仍将继续远行，它会不会撞上宇宙物质？
- 钟铭聊科学|为什么中国人爱吃猪肉，而不是牛肉？原因没那么简单
- 新冠|世卫大会续会开幕 呼吁全球团结一致科学抗疫
- 科技|40位科学家和1个团队获第十三届光华工程科技奖
- 科学问题|2020人类社会发展十大科学问题发布 涉及三大领域
- 李论科学|亚马逊河到底有多可怕？为什么连当地人都不敢在里面游泳？