综述

需要长途旅行时,我们可以乘船、可以坐车还能坐飞机,多种多样的交通工具都是人类在对海、陆、空三个领域探索时发明的成果。人类文明不断发展壮大,人类对未知的探索也不断走向深入。人类知道宇宙和地球诞生的始末、陆地生物的几乎全部种类、深海动物的生活习性……

但有一个地方却是目前人类科技水平还无法触碰的领域,尽管人类在一百多年前以前就试图了解它,但直到今天都没有成功,那就是地球内部。

我们都知道地球是个球体,有人一定有过这样的疑问:地球能被挖穿吗?地下1万米是什么样的?从地表挖到最深处又能发现什么呢?

人类挖穿地球到底有多深 人抵达的地球最深处为12262米(1)

地球内部

地球的结构

地球是太阳系中直径、质量和密度最大的类地行星,地球以接近24小时的速度自转,所以我们能够看到太阳东升西落。地球围着太阳公转,所以我们能够有四季变化。

同时,月球还在以27.3天的时间围绕地球旋转,所以我们可以看到月亮的阴晴圆缺。那么地球的结构又是怎样的呢?

地球的结构有点像鸡蛋,主要由“蛋壳”、“蛋白”和“蛋黄”三部分组成。最外面的“蛋壳”叫做地壳,虽然它是最薄的一层,但厚度也有足足40公里。中间位置的“蛋白”叫做地幔,厚度大约有2900公里,最中心的“蛋黄”就是地球的中心,也就是地核。

人类挖穿地球到底有多深 人抵达的地球最深处为12262米(2)

地球最表面的一层是地壳

有人说,我们不是还没有探索到地心深处吗?那这些厚度数据又是从何而来呢?其实这些数据早在一百多年前就被科学家发现了,而发现它们的主要契机都是因为地震。

1910年,地壳厚度被首次探测出来。一位名叫莫霍洛维奇的地震学家观测到地震波在地下50公里有折射现象发生,这说明地下40公里以后的地质结构大不相同,所以地震波才没有继续蔓延。

为了纪念这个“蛋壳”与“蛋白”的分界面被发现,人们把这一区域称为“莫霍面”1914年,地震学家古登堡发现地下2900公里以后有另一个不同的分界面。

这里是“蛋白”地幔与“蛋黄”地核的分界面,所以人们就把这一位置称之为“古登堡面”。地球被人类划分成了三层,那地球的深处究竟有什么?

人类挖穿地球到底有多深 人抵达的地球最深处为12262米(3)

地球组成层次图

地球深处

地壳、地幔和地核只是一个大致分层,其实地球的结构比鸡蛋要复杂,它的各个分层像洋葱一样层层包裹地核。从外到内依次是:地壳、上地幔、下地幔、外核层、过渡层以及内地核。我们现在脚下踩着的陆地,以及海洋底部都是大小不一的碎片组成,它们高低起伏,比如青藏高原厚65公里以上,海底的陆地厚5~10公里左右,而且分布不均。

这些碎片拼接在一起就是地壳,所有地壳的平均厚度大概是20公里。地壳由九十多种元素组成,主要成分有氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁8种元素。

元素密集的地方就形成了矿洞。但大多数时候它们都是以化合物的形式存在,比如常见的各种岩石。通过地质学家考察地球上的岩石年龄来看,地壳并不是自地球诞生时就存在的结构。

人类挖穿地球到底有多深 人抵达的地球最深处为12262米(4)

地球内部模拟图

跟地球46亿岁的年纪相比,地壳最古老的年龄不过39亿年,因此科学家们推测,目前只有20公里厚的地壳应该是由火山活动和造山活动形成的。

地幔由上地幔和下地幔两部分组成。人们推测上地幔和地壳之间还有一层软流,这个软流层就是火山岩浆的来源。下地幔和地核之间的温度大概在3500℃以上。

地核又分为外核层、过渡层和内核三层。外地核的介质是高温的流体,这里厚2080公里。过渡层厚140公里,和内核的交界温度约为6300℃。内地核直径约2500公里,温度约为6600℃。

地球越靠近中心的位置温度越高,压力越大,所以人类很难向地球中心探索。以上的这些数据都是科学家通过仪器检测或者推算出来的结果。人类目前抵达的最深位置只有12262米,在我们已知的这段距离里,都有什么呢?

人类挖穿地球到底有多深 人抵达的地球最深处为12262米(5)

地球内部温度在不断增高

地下1万米有什么?

位于北极圈的科拉半岛上有一巴掌大的洞,它的四周被生锈的螺栓和金属,周围全是是破败的建筑物,这里就像一个被遗弃的荒废工厂。但这个不起眼的地方,依然有人不远万里来看它。因为这里就是地球上最深的人造井,曾经被苏联挖掘了12262米的科拉超深井。

苏联在这个坑里挖出了单细胞生物化石、金矿层、水源等物质,给当时人类对地质、历史、生物等方面的研究带来了大量的数据。

人类挖穿地球到底有多深 人抵达的地球最深处为12262米(6)

科拉超深井纪念

但在20多年后,苏联因为资金短缺而放弃了这个项目,所以这里就成了无人问津的荒废之地。虽然这片土地现在荒凉已久,但在当时,这里每天都在出现新的发现。

挖到6700米处,人们发现了已经灭绝了的单细胞生物化石。这些单细胞化石填补了人类史前单细胞化石的空白区域,为科学家研究生物进化和板块运动规律提供了素材。

挖到9000米处,人们发现了金矿层。科学家推测,应该是远古时期的含金陨石坠落,然后随着地质板块运动被埋在地底深处。但之后的资料并未记载这些金矿是否被开采发掘。

人类挖穿地球到底有多深 人抵达的地球最深处为12262米(7)

科拉超深井

挖到12000米处,这里依然是片麻岩。原本科学家估计早在7000米的时候就该到玄武岩层,但始终没有抵达。而且这里的岩石密度下降,给钻孔带来了更大的难度。

温度也越来越高,压力也越来越大。钻孔的同时还有不断的矿物水渗透出来。到了122262米处,温度已经达到了惊人的180℃左右,而且这里的岩石坚硬无比,挖掘工作变得非常艰难。

此时苏联解体,再也没有资金保障项目继续进行了,所以整个项目只能被迫中断。如果当初这个项目继续进行,又会发生什么呢?

人类挖穿地球到底有多深 人抵达的地球最深处为12262米(8)

科拉超深井

挖到最深处会发生什么?

地下潜藏着很多不为人知的秘密。比如地下12米左右,是除人类外的其他动物能够挖得最深的位置。

地下35米左右藏着著名的秦始皇陵墓,地下150米左右藏着乌克兰的地下兵工厂。在这同样的深度,瑞典著名的拉萨银矿酒店也藏匿其中。

地下700多米有着很多的矿洞,中国的中微子实验室就在这一深度。

地下2000多米是格鲁吉亚的库鲁伯亚拉自然洞穴的深度。

地下2400多米有着中国的暗物质探测实验室。

地下3900多米有着南非的金矿……

地下2800多米,有着液态的金属和矿物质组成的岩浆在滚滚流淌。因为正是因为这些金属海洋的旋转,我们的地球才有了磁场和方向。

人类挖穿地球到底有多深 人抵达的地球最深处为12262米(9)

人们通过科拉超深井发现了很多东西

而且,也是在它们的保护之下,我们躲过了大部分来自太阳的辐射。地下4800多米,这里的压力已经让任何生物难以承受,哪怕是常年在深海生活习惯了高压的生物也无法在此存活。

如果一直顺利挖到地球的中心,就能知道其真实的面貌是什么。因为目前还有直接证据表明地球的中心究竟是什么样子,所以关于地核的描述众说纷纭。

有人说地球的中心温度如此之高,不论什么物质一定都为高温融化,所以地核是液态的矿物质。也有人说,地球的中心一定是富含铁元素的固态,而且地幔中的铁元素还在不断向地核迁移。还有人说地核由两种物质组成,甚至有人说地球中心是水晶……种种假说始终无法被证实,也许只有真的挖穿地球才能看到它真实的面貌。

人类挖穿地球到底有多深 人抵达的地球最深处为12262米(10)

科拉超深井

地球能被挖穿吗?

先说结论:地球不能被挖穿。因为以人类目前的科学技术水平来说,还无法克服深入挖掘中存在的难点。深入地下发掘的困难主要有以下五个方面:

地下潜藏很多水源,挖掘过程中会有源源不断的地下水深入矿洞之内,轻则影响挖掘速度,重则导致矿洞坍塌,所以这是人类发掘深洞的第一个困难。

人类挖穿地球到底有多深 人抵达的地球最深处为12262米(11)

地球上的地下河

地下成分非常复杂,而且隐藏了数亿年,说不定你发掘的某个地方就潜藏着煤炭、石油或者天然气之类的易燃易爆成分。所以想要深入发掘地下,必须需要拥有既能击碎岩石又不会产生高热或者撞击导致爆炸风险的设备。

地下熔浆温度达数千摄氏度,而且厚度也有数千米,所以钻探过程中一定会有高温岩浆喷薄而出,人类发明的任何防高温设备都无法抵御这种天然的超高温度。

人类挖穿地球到底有多深 人抵达的地球最深处为12262米(12)

高温岩浆模拟图

即使你克服了以上种种困难,发掘到地幔深处的时候就要想办法抵御辐射带来的伤害。因为地球的中心可能遍布放射性金属矿石。

越往地心深处,压力越大。随着挖掘深入下去,钻孔会受到高压而导致变形,如果想要避免钻孔被高压挤压到消失,必须在一开始就考虑到挖一个足够承受400多倍压力的孔洞、制造出抗高压的设备或者抵消高压的措施。

如果有人真的能够打穿地心,顺利走到地球中心,他可能会瞬间变成一颗“爆米花”,因为强大的压力会从四面八方对他进行挤压,而他的肉体会以此而爆炸。

人类挖穿地球到底有多深 人抵达的地球最深处为12262米(13)

地下矿

如果真的克服以上困难,我们能不能给地球打一个孔,修一条贯穿地球的隧道出来?目前我们如果乘坐飞机从地球的一端抵达另一端需要大概一天的时间。

如果真的有地心隧道存在的话,这样是不是就可以用不到一个小时的时间,从地球的一面直接抵达另一面?答案是否定的。

首先我们不仅仅要克服钻孔困难,还要修建制冷设备和承受极限环境的隧道,更重要的是,接近地心的位置温度极高而且压力极大,我们人类可能还没到达地心中间就已经在极端的条件下死亡。

人类挖穿地球到底有多深 人抵达的地球最深处为12262米(14)

科拉超深井

结论

就目前的科技水平来说,探索地心深处仍然是一个遥不可及的梦,或许直到我们成功移民其他星球,这个梦都不会实现。虽然这个梦想不一定会实现,但是人类探索地下的脚步从未停止。

直到现在,世界各国仍然在通过各种技术手段,试图从地幔去取样。相信在不久的将来,成功的地幔取样项目会给我们带来更多的惊喜,也许这一天就在不远的未来,让我们拭目以待吧。

人类挖穿地球到底有多深 人抵达的地球最深处为12262米(15)

人类移民其他星球想象图

,