深度達到11100米,中國開挖世界最深鑽孔,到底要找些什麽?

星空承載夢想 2024-03-22 09:11:20
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根據科學家的研究得出,我們的地球誕生于46億年前,也就是太陽系誕生初期,當時整個宇宙中存在著一個巨大的氣體和塵埃雲,稱爲原始星雲,原始星雲是由恒星爆炸産生的物質和宇宙塵埃組成的,它的直徑可能達到幾百光年,在原始星雲中,由于各種原因,可能是一顆恒星的爆炸或者兩顆恒星的碰撞,星雲開始發生了一系列擾動,這些擾動導致星雲內部的某些區域開始聚集更多的物質,形成了一些致密的區域,稱爲分子雲核,分子雲核中的物質繼續聚集和坍縮,形成了一個旋轉的盤狀結構,稱爲是原始星盤,原始星盤的中心聚集了大量的物質,最終形成了太陽,而原始星盤的其余部分是由氣體和塵埃組成,繼續圍繞太陽轉動,根據科學家的計算得出,太陽的質量占到了太陽系總質量的百分之99.86。

剩下的八大行星和其它物質占到了太陽系總質量的百分之0.14,從占比上我們就能夠看出太陽的質量是非常大的,在太陽系的八大行星當中,地球是唯一一顆誕生了生命的星球,生命的出現給地球增添了很多色彩,尤其是人類出現以後,解開了地球上很多的奧秘,目前科學家正在積極的研究地球內部的奧秘,我們對于地球內部的認識,是冰冷,堅硬的土地,但實際上並非如此,地球內部實際上非常炎熱,熱到足以融化岩石。根據目前的認識,地球分爲大氣層,地殼層,地幔層,以及內外地核。其中我們生活在地殼層。如果我們把地球看作是一個雞蛋的話,那麽地殼層就是薄薄的一層蛋殼。地球內核的環境非常惡劣,溫度遠超5000℃,壓強大約是330萬至360萬個標准大氣壓,這個環境有多惡劣呢?

就這麽說吧,地核的主要成分是鐵,而鐵的熔點是1538℃,在標准大氣壓下5000攝氏度的高溫足以將鐵融化。而330萬至360萬個標准大氣壓的壓強,又能將鐵壓縮成固體。由于內核的溫度非常高,以至于地心內核的溫度也非常高,但因爲壓強沒有內核高,所以地心外核是以熔融狀態的形式。而地幔層緊挨著地核,溫度也是非常高的,其厚度約2850千米,占地球總體積的82.3%,占地球總質量的67.8%,是地球的主體部分。通過地震波橫波的事實看整個地幔,它主要由固態物質組成。上地幔由相當于超基性岩的物質組成,其主要的礦物成分可能爲橄榄石,有一部分爲輝石與石榴子石,這種推測的地幔物質被稱爲地幔岩。因此,它成爲岩漿的主要源地之一。下地慢的平均密度爲千克每立方米。下地幔經受著強大的地內壓力作用,使得存在于其中的橄榄石等礦物分解成簡單的氧化物。

曾經蘇聯和美國都進行過深鑽孔項目,目前世界上最深的人造鑽孔是蘇聯于1970年開始的科拉超深鑽孔,深度達到了12262米,看到這裏,相信很多人都會産生一個疑問,爲什麽蘇聯要進行挖掘?其實在上世紀70年代的時候,蘇聯和美國爆發冷戰,在二戰結束之後,美國和蘇聯各自爲營,開始了一場美蘇爭霸,這段時間內,蘇聯和美國想在各個方面都一較高下,當時美國的科技發展要比蘇聯快很多,畢竟阿姆斯特朗登月照片轟動全球,這對蘇聯來說打擊很大,既然航空能力比不上美國,那麽就從地球內部入手,于是蘇聯開始了挖地計劃,被稱爲是科拉超深鑽孔,美國聽到該消息後不甘落後,馬上在克拉荷馬州組建隊伍同蘇聯競爭,大家看誰先把地底挖穿。

爲了實現其定下的“垂直向地心挖掘一萬五千米”的目標,蘇聯花費了五年時間來制定挖掘方案,以及准備相應的設備設施和技術人員。最終,挖掘地點選擇在了佩琴加地區,因爲該區域位于“波羅的地盾”範圍,是歐洲大陸最大的地盾區。而地盾區最大的特點,便是沉積物較少,挖掘難度相對較小,並且地質構造相對古老,也更具有研究、鑽探價值。除此之外,蘇聯還組織了近萬名科學家參與這次挖掘工程,在挖掘現場周圍,新建了多個實驗室,用來實現就地挖掘,就地取材,就地研究,在挖掘過程中,蘇聯科學家們和工程師發揮了高超的技術水平和智慧,使得科拉深孔的深度很快就達到了驚人的7000米,當鑽探深度達到9500米時,鑽頭鑽進了一個含有黃金和鑽石的地層。

經分析表明,金含量居然高達80克/噸。要知道金含量達到4克/噸的金礦層就具有商業開采價值,地球表層中很少能找到金含量超過10克/噸的礦層,這裏簡直就是金子的寶藏。到了1983年,這個鑽井的深度就達到了12000米,但隨後,鑽探工作開始陷入停滯,最後的262米是在 1983-1993年間進行的,花了整整十年的時間。1994年,這項計劃已經進行了20多年,但鑽探工作卻突然停止。停止鑽進的官方理由是經費不足,該項目當時的深度已經挖到了12262米,突然停止鑽進這一行爲確實讓人匪夷所思。對于蘇聯停止挖掘的說法有很多,有的人認爲當時蘇聯在地球內部挖到了其它生命體,這些生命體和地球表面生存的生物是完全不同的,所以蘇聯不敢再往下挖了。

不過這也只是很多人的猜測,然而真相可能並不是這樣,當時蘇聯科學家面臨的第一個問題就是地球內部的高溫,在鑽探過程中,鑽頭不斷受到高溫的熱熔傷害,使得鑽孔進展非常緩慢,造成鑽頭溫度過高的主要原因有兩個:熱傳導和摩擦熱,地球內部存在著高溫的岩石和岩漿,這些高溫物質通過傳導熱量和鑽頭接觸,使得其溫度快速上升,鑽頭在和地下岩石和礦物質碰撞時會産生摩擦熱,這種摩擦熱量也能夠導致鑽頭溫度升高,當時科學家用了很多辦法來解決這個問題,比如說改良鑽頭結構,以提高抵抗高溫的能力,他們在鑽孔過程中注入冷卻液體,這樣能夠吸收部分熱量並且減緩鑽頭溫度上升的速度。但是這些辦法並沒有起到很好的效果,隨著鑽孔的繼續深入,鑽頭的溫度進一步上升,達到了1000攝氏度以上的高溫。

這個溫度已經超出了目前技術能夠承受的極限,除此之外,科拉超深鑽孔還遇到了破裂帶,破裂帶是地殼構造界面中一種具有巨大能量釋放的地質現象。它代表著地球內外部分的物理斷裂和位移,是地球變動的記錄。科拉超深鑽孔的破裂帶是指鑽孔附近地殼發生的巨大斷層,它使地殼發生破碎並導致斷裂。這種情況使得科學家不得不停止挖掘,一直到現在都沒有再次啓動,所以關于這個項目的說法也是衆說紛纭,然而我國目前也正在開展一項前所未有的挖掘挑戰,計劃鑽到地球內部深度10000米以上,該項目被稱爲是新疆塔克拉瑪幹沙漠腹地深地塔科1井,該井位在新疆塔克拉瑪幹沙漠中心,距離最近的庫爾勒市大約有300公裏,設計深度達到了11100米,相當于11個珠穆朗瑪峰的高度,是地球半徑的百分之0.17。

和其他世界深鑽孔項目相比,我國的萬米深地鑽孔有很明顯的差異,首先其目的在于科學探索,而且深度超過一萬米,遠高于其它的項目,我國開展的深地科探井主要目的是探索地球內部的奧秘,並且尋找潛在的自然資源,這兩個目標對于我國的科學發展和社會進步都有很大的意義,那麽地球內部到底隱藏著哪些資源呢?根據科學家的研究發現,在地球以下160公裏的地方,就有多達千萬億噸的鑽石,相信很多人對鑽石這個詞並不陌生,對于我們來說,鑽石是非常昂貴的,不過鑽石的主要成分就是碳,碳在地球上並不罕見,罕見的是如何將碳轉化爲鑽石,根據科學家的研究發現,鑽石的形成需要高溫和高壓同時存在,其中溫度需要在1100-1500攝氏度,壓強需要在4.5-6Gpa,而地球內部正好滿足這些條件。

科學家通過研究發現,在距離地球表面44-193公裏處的地幔中,形成的鑽石顆粒度比較小,在距離地球表面320-900公裏,形成的鑽石顆粒比較大,如果我國科學家能夠鑽到地下160公裏的地方,那麽就能夠獲取大量的鑽石,除了鑽石之外,地球內部還蘊藏著大量的金礦,根據科學家的研究發現,在地球內部還有60萬億噸黃金,地球內部的黃金並不是地球所産生的,而是來自地球外部,黃金和鑽石不同,黃金是無法再生資源,黃金的形成需要超新星爆炸以及中子星的合並,地球上很多元素是來自于恒星的核聚變反應,因此人們又將恒星稱爲是“元素煉丹爐”,由于恒星內部一直在進行核聚變反應,所以實現了煉出原子序數更大原子的目標,只要恒星的質量足夠大,就能夠一直沿著元素周期表的順序一直進行核聚變反應,直到鐵原子核。

之所以到鐵原子核之後就不再形成新的元素,是因爲鐵原子核是最穩定的原子核,鐵原子核想要繼續進行核聚變反應對能量的要求非常高,以至于鐵原子核之後元素並不是通過恒星核聚變産生的,金元素在元素周期表上的順序就比鐵靠後,所以金的形成並不是通過恒星核聚變反應,而是通過超新星爆發以及中子星合並,這兩種現象在宇宙中並不常見,但是它們會釋放巨大的能量,催化核聚變反應繼續進行,因此地球上的金元素就是通過這兩種方式,其中大多數的金元素是通過中子星合並形成的,超新星爆發是恒星在生命周期末期發生的劇烈爆炸事件。當恒星核心燃料耗盡以後,無法抵抗自身引力的時候,就會發生引力坍縮,導致核聚變加速並釋放出巨大的能量,使得恒星外層物質噴射到宇宙空間。

超新星爆發的類型。超新星爆發可以分爲兩類:核心坍縮型和燃燒不穩定型。核心坍縮型超新星爆發發生在巨大質量恒星(超過8倍太陽質量)的末期,其核心塌縮形成中子星或黑洞;而燃燒不穩定型超新星爆發發生在低質量恒星,核心的核聚變不能維持平衡,導致外層物質劇烈爆發。超新星爆發之後,金屬元素被噴射到彗星、小行星上面,在地球早期的時候,大量的小行星和彗星撞擊了地球,將這些元素留在了地球上,地球在剛形成之初,地球溫度異常的高,以至于地球上的岩石等都被融化了,形成了熔融地球。在這種環境下,密度較大的物質會下沉,而密度較輕的物質則組成了地殼層,就這樣,金子逐漸下沉到地球內部。

所以地球內部的稀有資源是非常豐富的,這也是很多科學家想要探索地球內部的原因,地球深部是地球科學最後一塊未知的區域,通過深入鑽孔,我們能夠獲取地球深部的岩石,流體和生物樣本,以及地球深部的溫度、應力和電磁等物理參數,不過在開挖萬米深地科探井的過程中,需要面臨很多技術難點,比如說高溫高壓環境:隨著鑽探深度的增加,地球深部的溫度和壓力呈急劇增加趨勢,預計當鑽探深度達到11100米的時候,地層溫度降達到260攝氏度,壓力將達到1100兆帕,這樣極端的環境對于鑽探設備和材料的耐受性提出了極高的要求,傳統的鑽探工具很難探索,爲了克服這些問題,我國自主研發了一些列裝備,爲鑽探提供了保障。

全球首台12000米特深井自動化鑽機:這是專門爲鑽探萬米特深井設計制造的鑽機,也是世界上最先進的鑽機之一。其優勢和特點包括:

實現了鑽探過程的全自動化,提高了效率和安全性。

實現了鑽探參數的智能化調節,保證了穩定性和准確性。

實現了鑽探設備的模塊化組裝,滿足了鑽探的靈活性。

高精度測井儀器:爲鑽探萬米特深井研制的測井儀器,具有高精度和多項優勢:

在高溫高壓環境下准確測量地層物理參數,爲科學研究和資源評估提供可靠數據。

實時傳輸測量數據,爲鑽探提供及時指導。

在複雜的井身結構中靈活移動和定位,爲鑽探提供有效支持。

該項目的進展非常順利,項目于2021年10月開始啓動,經過兩年多的鑽探工作,到2024年2月,已經鑽探到了10600米,距離設計深度只有500米,預計該項目會在2024年6月完全鑽探,到時候我國將會創造一個世界紀錄,成爲世界上第二深的人造鑽孔,僅次于蘇聯的科拉超深鑽孔,而且在科學家鑽探過程中,科學家已經獲得了大量的地球深部數據,以及岩石、流體和生物樣本,這些數據告訴了我們很多的新知識,比如說科學家發現了地球深部的新型地質結構,比如說深地斷裂帶。這種活躍的地質運動可能和地震和火山有關系,而且科學家還了解了地球颞部的基本特征,這有助于我們理解地球的內部運動結構。不過這個深度也僅僅是地球的皮毛。

這個深度連地殼都沒有挖穿,不過即使人類擁有能夠將地球挖穿的技術,人類也不可能那樣做,畢竟地球是我們賴以生存的家園,如果將地球挖穿,可能會給人類帶來毀滅性的災難,畢竟地球內部的岩漿會噴湧出來,而且科學家認爲,地球內部的磁場可能和內部的液態金屬有關系,磁場對于大氣層來說非常重要,磁場能夠牢牢地抓住地球大氣層,使得地球大氣層不會被太陽風吹散,大氣層能夠抵抗宇宙中的各種輻射和太陽光的紫外線,如果沒有大氣層的保護,那麽地球生命就會被紫外線和宇宙輻射直接照射,這會導致地球生命無法長久的生存下去。所以對于人類來說,磁場和大氣層都非常重要,如果地球的內部環境被破壞,可能會導致地球磁場和大氣層的消失。

所以科學家認爲,地球內部的結構不可以改變,否則會給人類帶來毀滅性的災難,雖然現在科學家還無法解開地球內部的全部奧秘,但是人類作爲地球上最有智慧的生命,人類的科技還在不斷的進步和發展,小編認爲,只要人類能夠堅持不懈的努力下去。未來人類一定能夠解開這個奧秘,對此,大家有什麽想說的嗎?

39 阅读:9668
评论列表
  • 2024-03-22 23:12

    如果鑽石,黃金量這麽多的話還值錢嗎?

    夜空中最亮的星 回覆:
    鑽石就是騙子啊,你會不知道鑽石礦有多少吧?而且那玩意不保值,還有人工合成的和真鑽石差不多,黃金可不一樣啊!是保命的東西啊!亂世的時候你就知道了
    夜空中最亮的星 回覆:
    鑽石就是騙子啊,你會不知道鑽石礦有多少吧?而且那玩意不保值,還有人工合成的和真鑽石差不多,黃金可不一樣啊!是保命的東西啊!亂世的時候你就知道了
  • 2024-03-27 15:35

    地球就像人的腎髒,外面是水裏面有火,人的腎如果被打穿了,還能活嗎?馬上變成死星了氧氣全無

  • 2024-03-22 20:03

    咋的,你是。

  • 2024-03-22 22:49

    從比例來看,說明太陽系本來應該沒有行星的,假使真的沒有,那太陽繞什麽轉動咧?這就是所有恒心都是雙星系統或三星系統的原因。

  • 2024-04-23 14:07

    胡說八道,沒有人會知道地球是什麽東西,又是怎樣。

  • 2024-04-30 10:16

    找純淨水

  • 2024-05-12 22:45

    我謝了。

  • Jeep 2
    2024-05-27 16:03

    好奇害死貓,還是尊重自然爲好

  • 2024-06-09 20:15

    挖空地下的話地球可能就快消失了!

  • 2024-04-22 08:09

    利用地肉熱能發電。

  • 90 1
    2024-04-23 23:38

    11100 米怎麽能相當于 11 個珠峰的高度!小便你這個算法!是計算好了再說的嗎?

星空承載夢想

簡介:本人愛好天文,擅長寫科學領域的文章