中國「地殼一號」最深可以達到多少米?

2020-12-05 鍾銘聊科學

「地殼一號」是我國吉林大學自主研發設計的萬米大陸科學鑽機,主要用於松遼盆地國際大陸科學鑽探工程。

根據理論設計,「地殼一號」能夠鑽探到地表1萬米。2018年,地殼一號正式宣布完成首秀,鑽井深度達到了7018米。

探測地球內部

根據目前的研究來看,人類對太陽的了解都比地球內部要深。在上個世紀美蘇爭霸時,美國和蘇聯曾經在鑽探地球上展開過一次競爭。

當時,美國和蘇聯不僅在太空領域展開競爭,在鑽探地球方面也相互競爭。美國在1952年時提出「莫霍計劃」,通過鑽孔打入到地球莫霍界面(莫霍界面位於地殼與地幔層之間),希望用深海鑽孔的方式鑽穿莫霍面以做進一步的科學研究。而蘇聯也不甘落後,聽說了美國莫霍計劃之後也組建團隊開始向地球內部鑽探,試圖打敗美國,成為第一個探測到莫霍界面的國家。

為此,蘇聯投入了大量的財力物力人力,據說參與該項目的主要教授與工程師都在莫斯科分到了一套住房。

最開始,蘇聯的計劃很順利,畢竟在最開始時地球表面的土壤比較鬆軟,幾乎沒有什麼阻礙物。但鑽探到了地下幾千米深時,鑽孔遇到了阻礙。在幾千米深的地下,土壤由原來的鬆軟土壤變成了堅硬的巖石,以至於鑽頭用不了太久就會被磨損。由於鑽井深度較深,以至於每次更換鑽頭都需要花費大量的時間。

除此之外,由於鑽井位於地表之下,人們很難直接觀測到鑽井是否筆直,因此經常會遇到鑽井打偏的情況,以至於人們不得不每隔一段時間就要重新修改鑽井的位置,相當於經常做無用功。

更重要的是,隨著鑽井深度的增加,地球的溫度、壓強也隨之增加,而市場上的鑽頭無法在高溫高壓環境下工作,以至於蘇聯不得不從國外進口特製鑽頭,儘管如此,每隔1-2小時,人們又要為其更換鑽頭。

由於鑽井工作耗費的資金過大,而探測到的價值較小,因此每隔多久該項目就被叫停了,而此時蘇聯挖掘的深度為12265米。

而當時和蘇聯一起比賽挖坑的美國,早就因資金短缺被叫停了。

科拉深坑和地殼一號

如果我們把地球比喻成一個雞蛋的話,那麼科拉深坑所挖掘的深度相當於在蛋殼上鑽了一個坑,但沒有鑽透蛋殼,由此可見地球內部的深度。

而且,根據科拉深坑的探測,地球內部存在著大量的金礦,達到了商業開發級,只是由於深度過深,開發成本高,非常不划算,所以才沒人打這些金礦的主意。

那麼問題來了,既然科拉深坑已經鑽探過地球了,為什麼我國還要進行「地殼一號」科研工作呢?

其實,我國「地殼一號」的目的並不是爭霸,也不是比誰挖掘得更深,而是採集地球巖芯,用來研究白堊紀時古氣候演化以及未來人類生存環境的演化。

這是因為目前我們生存的環境、氣溫和白堊紀相差不大,都是高二氧化碳、高海平面以及高溫環境。

我們知道,地球表面受板塊漂移,以及地震、火山等影響,地球表面發生了重大改變,白堊紀的生活痕跡早已被抹平,但是好在地球內部保留著一些白堊紀的痕跡。

地球生物死亡之後會在地質層中留下生活過的痕跡,我們可以通過一定的科學技術探測出白堊紀時的植被分布、種類甚至是品種,還可以了解當時的食物鏈,以及當時的地球走向有助於我們了解目前地球的未來走向。

總結

人類對於地球內部的探測,一方面依靠地震波進行間接測量,一方面只能依靠鑽探技術。但從目前的科學技術來看,人類還無法鑽透地球(事實上也鑽不透地球),但我們可以有目的地鑽探某一個地質年代,這就是地殼一號之所以要鑽探地球的目的。

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