直徑1.28萬千米如果人類未來把地球挖穿(會發(fā)生什么)
刀悲雪
人類對于地球內部結構的探索一直是一種引人入勝的科學夢想。這個夢想的實現(xiàn)需要不斷向地球深處鉆探,直到穿透整個地球為止。
早在1952年,美國就提出了莫霍計劃,旨在鉆探到地球內部的莫霍面。1961年,美國在海底3558米的深海進行了5口深海鉆井,探尋地球的奧秘。然而,很快這一計劃便被中止,原因是投入的資金巨大,而成果卻遲遲未見。此后,前蘇聯(lián)在1970年開始了自己的鉆探行動,展開了科拉超深鉆孔計劃,最終創(chuàng)下垂直深度的世界紀錄。 盡管科拉鉆孔深度達到了12262米,但依然未能成功鉆探到莫霍面。資金和工程技術問題成為困擾前蘇聯(lián)的主要因素。巖石的巨大硬度使得地球深部的鉆探變得異常困難,而前蘇聯(lián)在進行鉆探時,使用的鉆頭經(jīng)常受損。 除了巖石的阻礙,地球內部的高溫也是一大挑戰(zhàn)。在深度約1萬米處,通道內的溫度可達300℃到400℃,這就要求用于挖掘的特制鉆頭必須能夠承受極高溫度。然而,即便如此昂貴的特制鉆頭,也頻繁遭遇報廢的命運。在工程后期,更是需要每隔一段時間更換鉆頭,這一簡單的工作也變成了耗時的大工程,嚴重拖延了鉆探的進度。 1992年,科拉鉆孔工作停止的原因之一是俄羅斯財力不足,另一方面則是坑內溫度比預期高出了兩倍左右。因此,科拉鉆孔的最終深度停留在12262米。換言之,如果我們將地球比喻為一個雞蛋,那么這個深度甚至還沒能穿透蛋殼。 劉慈欣在《地球大炮》中虛構了一種“超固態(tài)物質”,其密度與水相比猶如巖石與空氣相比,使得超固態(tài)物質一旦出現(xiàn),就能快速向地核“沉沒”,最終人類通過制作這種物質的管道,成功穿透地球并箍住了通道。 實際上,除了人工鉆探,還可以尋找天然存在的“地球內部通道”,如馬里亞納海溝底部或火山內部。從地球剖面圖來看,地核位于最內側,溫度和壓力巨大,地球的引力和地球磁場也主要源自地核。 下地幔和上地幔包裹著地核,雖然壓強和溫度同樣驚人,但整體上仍處于粘稠狀態(tài)。因此,如果未來人類掌握了足夠的鉆探技術,前進到這一深度時,仍將被迫停止前進。除非采用豎井方式,否則粘稠物質將成為鉆探的終點。 從物理學角度來看,高溫高壓的地幔層一旦被人工鉆探接觸,地表和地球深處的壓力差將導致地幔物質沿著鉆孔上升,最終噴發(fā)到地球表面,形成人為火山爆發(fā),或者直接將地幔深層物質噴發(fā)出來,形成超級地幔柱事件。 一次無法控制的超級火山爆發(fā)將給地球生態(tài)帶來深遠的影響。與巖漿相比,大量的火山灰將更廣泛地籠罩地球,導致全球范圍內的降溫和嚴寒。人類以外的所有地球生物都將受到重創(chuàng),而在整個生態(tài)系統(tǒng)殘缺不全的情況下,人類將難以生存。 在天文學家看來,通過向下鉆探來研究地球內部是一種相對愚蠢的方式,因為地球在宇宙中并不是特殊的存在,只是一個普通的巖石金屬星球。因此,在宇宙中很容易找到這類星球的“原始狀態(tài)”甚至“殘缺狀態(tài)”。天文學家甚至認為,小行星帶內的靈神星可能是一顆行星的內核,通過研究靈神星,或許能夠揭示地球核心的秘密。