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科普|上天容易入地難,,“入地”到底難在哪兒?

 zhb學(xué)習(xí)閱覽室 2021-11-25

關(guān)于“上天”,,人類已經(jīng)取得了很多的成就,,而“入地”的進(jìn)程卻一直很緩慢。

20世紀(jì)70年代以來,,很多發(fā)達(dá)國家陸續(xù)實(shí)施了多項(xiàng)科學(xué)鉆探計(jì)劃,,具有代表性的有:蘇聯(lián)科拉半島12262米超深鉆,這是目前世界上最深的井,;德國KTB超深鉆,,深度9101米,排名第二,;我國7018米深的松科二井,,是國際大陸科學(xué)鉆探計(jì)劃實(shí)施22年以來的最深鉆井,也是全球首個(gè)鉆穿白堊紀(jì)陸相地層(陸相地層是指陸相環(huán)境下所形成的地層,,如河流,、湖泊、沖積扇等)的科學(xué)鉆探井,。

我們知道,,地球的直徑是12756千米,而人類最深的鉆洞為12262米,。這樣看來,,人類對(duì)地球內(nèi)部的了解只是一點(diǎn)皮毛。那么,,“入地”為什么比較難呢,?

現(xiàn)階段對(duì)于“入地”的探索主要是靠科學(xué)鉆探,,鉆探是利用深部地質(zhì)鉆探的機(jī)械工程技術(shù),以開采地底,、海底自然資源,,或者采取地層的剖面實(shí)況,擷取實(shí)體樣本提供實(shí)驗(yàn),,以取得相關(guān)數(shù)據(jù)資料等,。

科學(xué)鉆探,有助于我們獲知更多地質(zhì)活動(dòng)發(fā)生的原因,;有助于資源,、能源的開發(fā)利用,如調(diào)查和開發(fā)深部熱能,;在環(huán)境科學(xué)方面,,有助于研究地震成因、火山噴發(fā)機(jī)理,、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警等,。

但是這種技術(shù)也存在局限性,這也是這么多年來人類無法達(dá)到更深鉆探的原因,。

這一切要從地球地底的特殊性來探討,。

我們現(xiàn)在講的地球內(nèi)部是從古登堡面起,一直到地球中心,,這部分我們稱之為地核,。地核是地球的核心部分,主要由鐵,、鎳元素組成,,半徑為3480千米,總質(zhì)量占整個(gè)地球質(zhì)量的31.5%,,體積占整個(gè)地球的16.2%,。

無法進(jìn)行更深鉆探的原因有很多,一是由于地核處于地球的最深部位,,受到的壓力比地殼和地幔部分要大得多,。

在外地核部分,壓力已達(dá)到136萬個(gè)大氣壓,,到了核心部分便增加到360萬個(gè)大氣壓了,。在這樣大的壓力下,人類擁有的最堅(jiān)硬的金剛石也會(huì)變得非常柔軟,,根本無法進(jìn)行鉆探,。

二是地核內(nèi)部溫度也很高,越是往深處,溫度也就越高,,可達(dá)4000~8000℃之間,。我們現(xiàn)在應(yīng)用的鉆頭遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法承受如此高溫,鉆機(jī)的配件和電子元件在如此高溫下也不能正常工作,。

三是高密度,,地核物質(zhì)的平均密度大約為每立方厘米10.7克,現(xiàn)有的最硬的鉆頭也無法穿透,。

在這“三高”的情況下,,鉆探的井壁巖石也容易破碎,易造成井壁垮塌,、卡鉆等井下事故,而且井斜度不能超過18度,,由于無法有效地探知井斜(又叫井斜角,,通常定義為井眼軸線上某點(diǎn)的切線與鉛垂線的夾角)的發(fā)生,這也成為制約科學(xué)鉆探的世界級(jí)難題,。

由此可見,,現(xiàn)階段科學(xué)鉆探還面臨很多需要克服的難關(guān),對(duì)地探索還有很長的路要走,。

科學(xué)鉆探的本意是為了取得相關(guān)的地球地殼形成和板塊運(yùn)動(dòng)的原理等信息,,以及探測(cè)地球深處是否存在一些未知的微生物,也會(huì)對(duì)未來地震的預(yù)測(cè)起到很好的指導(dǎo)作用,。

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