地球?yàn)槭裁床荒鼙煌诖?/h1>
2018-05-14 09:15:36
新傳奇 2018年13期
現(xiàn)在科學(xué)家們正在想辦法把一個(gè)柚子大小的探測器送入地心，探測地心情況。前陣子有些人討論著挖穿地球，看看地球內(nèi)部究竟是什么。那么挖穿地球究竟是天方夜譚還是真的未來可期呢？
挖穿地球的可能性幾乎為零
從理論角度來說：地球由地殼、地幔、地核組成。而地殼、地幔、地核的特性決定了挖穿地球的可能性幾乎為零。
首先是地球的厚度很大：地球的平均半徑為6731公里，赤道半徑為6378公里，南北極半徑各為6357公里。其中地殼的平均厚度為17公里；地幔的平均厚度為2865公里；地核的平均厚度達(dá)到了3400公里。假設(shè)操作是完全可行的情況下，挖穿地殼也需要數(shù)年時(shí)間。可實(shí)際情況是操作難度非常巨大，存在很多我們現(xiàn)在根本無法解決的問題。
接著是地球地質(zhì)的多樣：地球的構(gòu)成可以詳細(xì)分為地殼、軟流層、上地幔、下地幔、外核、過渡層、內(nèi)核。
每一層的物質(zhì)狀態(tài)都不同，地殼主要地質(zhì)是固態(tài)巖石；軟流層部分為熔融物質(zhì)；上地幔為造巖物質(zhì)；下地幔為可塑性固體；外核是是由鐵、鎳、硅等物質(zhì)構(gòu)成的熔融態(tài)或近于液態(tài)的物質(zhì)；內(nèi)核是以鐵、鎳為主成分的重金屬固體物質(zhì)；而過渡層是外核物質(zhì)和內(nèi)核物質(zhì)的過渡狀態(tài)。固態(tài)巖石尚有打穿的可能，熔融物質(zhì)和液體物質(zhì)怎么打穿，這些隨時(shí)會(huì)流動(dòng)將洞口封閉起來，將洞填平。
最后是地球內(nèi)部的超高氣壓和溫度：地殼深度11米的時(shí)候溫度達(dá)到200℃；軟流層溫度達(dá)到700-1300℃；外核在3000℃，而內(nèi)核則有6000℃，已知物質(zhì)的最高熔點(diǎn)才4215℃，我們使用什么挖都會(huì)化為渣渣，不，連渣渣都不剩。除此之外，地殼運(yùn)動(dòng)、塌方、地心引力，等等問題都需要去解決。所以，就這“惡劣”的條件，咱們?cè)趺纯赡苣芡诖┠兀?/p>
從事實(shí)角度來說：俄羅斯科學(xué)家1970年啟動(dòng)在科拉半島的鉆洞科研項(xiàng)目，經(jīng)過大約19年的挖掘和試驗(yàn)，最終挖出世界上最深的洞，甚至比海洋最深還要深。然而當(dāng)年挖到最深處時(shí)溫度達(dá)到180攝氏度，鉆探工具無法繼續(xù)挖下去。
假如真的有一天技術(shù)可以挖穿地球呢？
現(xiàn)在科學(xué)家們正在想辦法把一個(gè)柚子大小的探測器送入地心，探測地心情況。根據(jù)設(shè)想，利用核爆炸或者人造地震，在地殼打出一個(gè)深井，然后將數(shù)千噸鐵水灌入，借助鐵水重力擠開地殼，帶著探測器深降到地下3000千米深處的地核邊緣……
不過，打通地心隧道比飛向外太空，比到火星探測還難。人類的深空探測只需要克服地球引力，再“捅破”地球大氣層阻力就行。但是要向地球深處進(jìn)軍，困難要大得多了。
比如說從南京打條地心隧道到地球的另外一頭，對(duì)應(yīng)的正好是大西洋某個(gè)海域。那么南京市民乘坐地心隧道飛行器40分鐘左右，就可以漂在大西洋了。相比乘飛機(jī)，這真的可以大大節(jié)約時(shí)間，若乘坐波音747，需要22小時(shí)，而且途中特別顛簸。
話說回來，即使不考慮溫度的影響，這條與地球直徑一樣長的地心隧道，它是垂直地面、指向地心的，不像挖地鐵隧道，基本都在水平面上作業(yè)，它是在“打井”，施工就非常困難；再說挖出的大量土方怎么辦？還有網(wǎng)友說，地心隧道越深，四周受到的壓力越大，有什么材料能抵抗得住這樣高溫高壓，而不讓四周泥土、巖石塌陷呢？
就算這條地心隧道已經(jīng)是現(xiàn)成的了，在當(dāng)前的科技前提下，人能進(jìn)入地心嗎？專家給出了答案：不可能。
因?yàn)閮H僅是要在地心高溫環(huán)境中保證乘員的生命安全，就需要消耗巨大的能源來制冷，這是目前的材料、技術(shù)都無法實(shí)現(xiàn)的。
想象中的地心之旅其實(shí)并不美妙
即便打通了地心隧道，從南京穿越地心隧道到大西洋看風(fēng)景，也并不容易。因?yàn)榇嬖诳评飱W利效應(yīng)，你根本不可能垂直、直線地抵達(dá)目的地。
科里奧利效應(yīng)是一種慣性作用，在地球自轉(zhuǎn)的作用下，在赤道上，地表的線速度以1670千米/小時(shí)向東旋轉(zhuǎn)。這個(gè)地表線速度隨著緯度升高而下降，到兩個(gè)極點(diǎn)為零；在向地心方向上，離地心越近，速度越小。如果你從地表跳進(jìn)一個(gè)通向地心的垂直豎井，很快你向東的速度就會(huì)超過周圍的巖石，在自由下落僅僅幾千米之后，你就會(huì)撞到深井東面的井壁。
在這種情況下，除非地心隧道的墻壁和飛行器都扛撞，乘員也不會(huì)因慣性被撞死，否則一旦碰撞，肯定都會(huì)“光榮”了。
如果是連通南北極的地心隧道，就不會(huì)有科里奧利效應(yīng)。那么人在里面會(huì)怎么樣呢？
假設(shè)你進(jìn)入地心隧道的初始速度為零，那么到另一端地表時(shí)的速度又是零，然后你會(huì)再次掉進(jìn)隧道。如果沒有大氣阻力，也不和隧道發(fā)生碰撞損耗能量，人就會(huì)一直在隧道里不停地來回“振動(dòng)”。如果考慮到大氣阻力，人在隧道內(nèi)“振動(dòng)”的振幅會(huì)逐漸減小，最終停在地心處。
同時(shí)，科學(xué)家表示，挖穿地球還有一個(gè)嚴(yán)重后果，在挖到地幔的時(shí)候地球內(nèi)部的熔巖和地心物質(zhì)就可能會(huì)噴射出，整個(gè)地球也就會(huì)被燒著，地球自轉(zhuǎn)就會(huì)嚴(yán)重的加快或者是減慢。而這就可能導(dǎo)致其公轉(zhuǎn)軌道偏離，地壓急劇下降，陸地將會(huì)坍塌一樣的成為燃燒的火球，而在這個(gè)過程中由于不規(guī)則的運(yùn)轉(zhuǎn)就與其它的天體相撞。這個(gè)過程中還會(huì)不會(huì)發(fā)生其它意想不到的情形，就更難說了。
（《科學(xué)大眾》2013年2期等）
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挖穿地球的可能性幾乎為零
從理論角度來說：地球由地殼、地幔、地核組成。而地殼、地幔、地核的特性決定了挖穿地球的可能性幾乎為零。
首先是地球的厚度很大：地球的平均半徑為6731公里，赤道半徑為6378公里，南北極半徑各為6357公里。其中地殼的平均厚度為17公里；地幔的平均厚度為2865公里；地核的平均厚度達(dá)到了3400公里。假設(shè)操作是完全可行的情況下，挖穿地殼也需要數(shù)年時(shí)間。可實(shí)際情況是操作難度非常巨大，存在很多我們現(xiàn)在根本無法解決的問題。
接著是地球地質(zhì)的多樣：地球的構(gòu)成可以詳細(xì)分為地殼、軟流層、上地幔、下地幔、外核、過渡層、內(nèi)核。
每一層的物質(zhì)狀態(tài)都不同，地殼主要地質(zhì)是固態(tài)巖石；軟流層部分為熔融物質(zhì)；上地幔為造巖物質(zhì)；下地幔為可塑性固體；外核是是由鐵、鎳、硅等物質(zhì)構(gòu)成的熔融態(tài)或近于液態(tài)的物質(zhì)；內(nèi)核是以鐵、鎳為主成分的重金屬固體物質(zhì)；而過渡層是外核物質(zhì)和內(nèi)核物質(zhì)的過渡狀態(tài)。固態(tài)巖石尚有打穿的可能，熔融物質(zhì)和液體物質(zhì)怎么打穿，這些隨時(shí)會(huì)流動(dòng)將洞口封閉起來，將洞填平。
最后是地球內(nèi)部的超高氣壓和溫度：地殼深度11米的時(shí)候溫度達(dá)到200℃；軟流層溫度達(dá)到700-1300℃；外核在3000℃，而內(nèi)核則有6000℃，已知物質(zhì)的最高熔點(diǎn)才4215℃，我們使用什么挖都會(huì)化為渣渣，不，連渣渣都不剩。除此之外，地殼運(yùn)動(dòng)、塌方、地心引力，等等問題都需要去解決。所以，就這“惡劣”的條件，咱們?cè)趺纯赡苣芡诖┠兀?/p>
從事實(shí)角度來說：俄羅斯科學(xué)家1970年啟動(dòng)在科拉半島的鉆洞科研項(xiàng)目，經(jīng)過大約19年的挖掘和試驗(yàn)，最終挖出世界上最深的洞，甚至比海洋最深還要深。然而當(dāng)年挖到最深處時(shí)溫度達(dá)到180攝氏度，鉆探工具無法繼續(xù)挖下去。
假如真的有一天技術(shù)可以挖穿地球呢？
現(xiàn)在科學(xué)家們正在想辦法把一個(gè)柚子大小的探測器送入地心，探測地心情況。根據(jù)設(shè)想，利用核爆炸或者人造地震，在地殼打出一個(gè)深井，然后將數(shù)千噸鐵水灌入，借助鐵水重力擠開地殼，帶著探測器深降到地下3000千米深處的地核邊緣……
不過，打通地心隧道比飛向外太空，比到火星探測還難。人類的深空探測只需要克服地球引力，再“捅破”地球大氣層阻力就行。但是要向地球深處進(jìn)軍，困難要大得多了。
比如說從南京打條地心隧道到地球的另外一頭，對(duì)應(yīng)的正好是大西洋某個(gè)海域。那么南京市民乘坐地心隧道飛行器40分鐘左右，就可以漂在大西洋了。相比乘飛機(jī)，這真的可以大大節(jié)約時(shí)間，若乘坐波音747，需要22小時(shí)，而且途中特別顛簸。
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就算這條地心隧道已經(jīng)是現(xiàn)成的了，在當(dāng)前的科技前提下，人能進(jìn)入地心嗎？專家給出了答案：不可能。
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在這種情況下，除非地心隧道的墻壁和飛行器都扛撞，乘員也不會(huì)因慣性被撞死，否則一旦碰撞，肯定都會(huì)“光榮”了。
如果是連通南北極的地心隧道，就不會(huì)有科里奧利效應(yīng)。那么人在里面會(huì)怎么樣呢？
假設(shè)你進(jìn)入地心隧道的初始速度為零，那么到另一端地表時(shí)的速度又是零，然后你會(huì)再次掉進(jìn)隧道。如果沒有大氣阻力，也不和隧道發(fā)生碰撞損耗能量，人就會(huì)一直在隧道里不停地來回“振動(dòng)”。如果考慮到大氣阻力，人在隧道內(nèi)“振動(dòng)”的振幅會(huì)逐漸減小，最終停在地心處。
同時(shí)，科學(xué)家表示，挖穿地球還有一個(gè)嚴(yán)重后果，在挖到地幔的時(shí)候地球內(nèi)部的熔巖和地心物質(zhì)就可能會(huì)噴射出，整個(gè)地球也就會(huì)被燒著，地球自轉(zhuǎn)就會(huì)嚴(yán)重的加快或者是減慢。而這就可能導(dǎo)致其公轉(zhuǎn)軌道偏離，地壓急劇下降，陸地將會(huì)坍塌一樣的成為燃燒的火球，而在這個(gè)過程中由于不規(guī)則的運(yùn)轉(zhuǎn)就與其它的天體相撞。這個(gè)過程中還會(huì)不會(huì)發(fā)生其它意想不到的情形，就更難說了。
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