需要長途旅行時,我們可以乘船、可以坐車還能坐飛機,多種多樣的交通工具都是人類在對海、陸、空三個領域探索時發明的成果。人類文明不斷發展壯大,人類對未知的探索也不斷走向深入。人類知道宇宙和地球誕生的始末、陸地生物的幾乎全部種類、深海動物的生活習性……
但有一個地方卻是目前人類科技水準還無法觸碰的領域,盡管人類在一百多年前以前就試圖了解它,但直到今天都沒有成功,那就是地球内部。
我們都知道地球是個球體,有人一定有過這樣的疑問:地球能被挖穿嗎?地下1萬米是什麼樣的?從地表挖到最深處又能發現什麼呢?

地球内部
地球是太陽系中直徑、品質和密度最大的類地行星,地球以接近24小時的速度自轉,是以我們能夠看到太陽東升西落。地球圍着太陽公轉,是以我們能夠有四季變化。
同時,月球還在以27.3天的時間圍繞地球旋轉,是以我們可以看到月亮的陰晴圓缺。那麼地球的結構又是怎樣的呢?
地球的結構有點像雞蛋,主要由“蛋殼”、“蛋白”和“蛋黃”三部分組成。最外面的“蛋殼”叫做地殼,雖然它是最薄的一層,但厚度也有足足40公裡。中間位置的“蛋白”叫做地幔,厚度大約有2900公裡,最中心的“蛋黃”就是地球的中心,也就是地核。
地球最表面的一層是地殼
有人說,我們不是還沒有探索到地心深處嗎?那這些厚度資料又是從何而來呢?其實這些資料早在一百多年前就被科學家發現了,而發現它們的主要契機都是因為地震。
1910年,地殼厚度被首次探測出來。一位名叫莫霍洛維奇的地震學家觀測到地震波在地下50公裡有折射現象發生,這說明地下40公裡以後的地質結構大不相同,是以地震波才沒有繼續蔓延。
為了紀念這個“蛋殼”與“蛋白”的分界面被發現,人們把這一區域稱為“莫霍面”。1914年,地震學家古登堡發現地下2900公裡以後有另一個不同的分界面。
這裡是“蛋白”地幔與“蛋黃”地核的分界面,是以人們就把這一位置稱之為“古登堡面”。地球被人類劃分成了三層,那地球的深處究竟有什麼?
地球組成層次圖
地殼、地幔和地核隻是一個大緻分層,其實地球的結構比雞蛋要複雜,它的各個分層像洋蔥一樣層層包裹地核。從外到内依次是:地殼、上地幔、下地幔、外核層、過渡層以及内地核。我們現在腳下踩着的陸地,以及海洋底部都是大小不一的碎片組成,它們高低起伏,比如青藏高原厚65公裡以上,海底的陸地厚5~10公裡左右,而且分布不均。
這些碎片拼接在一起就是地殼,所有地殼的平均厚度大概是20公裡。地殼由九十多種元素組成,主要成分有氧、矽、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂8種元素。
元素密集的地方就形成了礦洞。但大多數時候它們都是以化合物的形式存在,比如常見的各種岩石。通過地質學家考察地球上的岩石年齡來看,地殼并不是自地球誕生時就存在的結構。
地球内部模拟圖
跟地球46億歲的年紀相比,地殼最古老的年齡不過39億年,是以科學家們推測,目前隻有20公裡厚的地殼應該是由火山活動和造山活動形成的。
地幔由上地幔和下地幔兩部分組成。人們推測上地幔和地殼之間還有一層軟流,這個軟流層就是火山岩漿的來源。下地幔和地核之間的溫度大概在3500℃以上。
地核又分為外核層、過渡層和核心三層。外地核的媒體是高溫的流體,這裡厚2080公裡。過渡層厚140公裡,和核心的交界溫度約為6300℃。内地核直徑約2500公裡,溫度約為6600℃。
地球越靠近中心的位置溫度越高,壓力越大,是以人類很難向地球中心探索。以上的這些資料都是科學家通過儀器檢測或者推算出來的結果。人類目前抵達的最深位置隻有12262米,在我們已知的這段距離裡,都有什麼呢?
地球内部溫度在不斷增高
位于北極圈的科拉半島上有一巴掌大的洞,它的四周被生鏽的螺栓和金屬,周圍全是是破敗的建築物,這裡就像一個被遺棄的荒廢工廠。但這個不起眼的地方,依然有人不遠萬裡來看它。因為這裡就是地球上最深的人造井,曾經被蘇聯挖掘了12262米的科拉超深井。
蘇聯在這個坑裡挖出了單細胞生物化石、金礦層、水源等物質,給當時人類對地質、曆史、生物等方面的研究帶來了大量的資料。
科拉超深井紀念
但在20多年後,蘇聯因為資金短缺而放棄了這個項目,是以這裡就成了無人問津的荒廢之地。雖然這片土地現在荒涼已久,但在當時,這裡每天都在出現新的發現。
挖到6700米處,人們發現了已經滅絕了的單細胞生物化石。這些單細胞化石填補了人類史前單細胞化石的空白區域,為科學家研究所學生物進化和闆塊運動規律提供了素材。
挖到9000米處,人們發現了金礦層。科學家推測,應該是遠古時期的含金隕石墜落,然後随着地質闆塊運動被埋在地底深處。但之後的資料并未記載這些金礦是否被開采發掘。
科拉超深井
挖到12000米處,這裡依然是片麻岩。原大學學家估計早在7000米的時候就該到玄武岩層,但始終沒有抵達。而且這裡的岩石密度下降,給鑽孔帶來了更大的難度。
溫度也越來越高,壓力也越來越大。鑽孔的同時還有不斷的礦物水滲透出來。到了122262米處,溫度已經達到了驚人的180℃左右,而且這裡的岩石堅硬無比,挖掘工作變得非常艱難。
此時蘇聯解體,再也沒有資金保障項目繼續進行了,是以整個項目隻能被迫中斷。如果當初這個項目繼續進行,又會發生什麼呢?
地下潛藏着很多不為人知的秘密。比如地下12米左右,是除人類外的其他動物能夠挖得最深的位置。
地下35米左右藏着著名的秦始皇陵墓,地下150米左右藏着烏克蘭的地下兵工廠。在這同樣的深度,瑞典著名的拉薩銀礦酒店也藏匿其中。
地下700多米有着很多的礦洞,中國的中微子實驗室就在這一深度。
地下2000多米是格魯吉亞的庫魯伯亞拉自然洞穴的深度。
地下2400多米有着中國的暗物質探測實驗室。
地下3900多米有着南非的金礦……
地下2800多米,有着液态的金屬和礦物質組成的岩漿在滾滾流淌。因為正是因為這些金屬海洋的旋轉,我們的地球才有了磁場和方向。
人們通過科拉超深井發現了很多東西
而且,也是在它們的保護之下,我們躲過了大部分來自太陽的輻射。地下4800多米,這裡的壓力已經讓任何生物難以承受,哪怕是常年在深海生活習慣了高壓的生物也無法在此存活。
如果一直順利挖到地球的中心,就能知道其真實的面貌是什麼。因為目前還有直接證據表明地球的中心究竟是什麼樣子,是以關于地核的描述衆說紛纭。
有人說地球的中心溫度如此之高,不論什麼物質一定都為高溫融化,是以地核是液态的礦物質。也有人說,地球的中心一定是富含鐵元素的固态,而且地幔中的鐵元素還在不斷向地核遷移。還有人說地核由兩種物質組成,甚至有人說地球中心是水晶……種種假說始終無法被證明,也許隻有真的挖穿地球才能看到它真實的面貌。
先說結論:地球不能被挖穿。因為以人類目前的科學技術水準來說,還無法克服深入挖掘中存在的難點。深入地下發掘的困難主要有以下五個方面:
源源不斷的滲水
地下潛藏很多水源,挖掘過程中會有源源不斷的地下水深入礦洞之内,輕則影響挖掘速度,重則導緻礦洞坍塌,是以這是人類發掘深洞的第一個困難。
地球上的地下河
随時爆炸的氣體
地下成分非常複雜,而且隐藏了數億年,說不定你發掘的某個地方就潛藏着煤炭、石油或者天然氣之類的易燃易爆成分。是以想要深入發掘地下,必須需要擁有既能擊碎岩石又不會産生高熱或者撞擊導緻爆炸風險的裝置。
可以融化一切的超高溫
地下熔漿溫度達數千攝氏度,而且厚度也有數千米,是以鑽探過程中一定會有高溫岩漿噴薄而出,人類發明的任何防高溫裝置都無法抵禦這種天然的超高溫度。
高溫岩漿模拟圖
防不勝防的輻射
即使你克服了以上種種困難,發掘到地幔深處的時候就要想辦法抵禦輻射帶來的傷害。因為地球的中心可能遍布放射性金屬礦石。
難以忍受的高壓
越往地心深處,壓力越大。随着挖掘深入下去,鑽孔會受到高壓而導緻變形,如果想要避免鑽孔被高壓擠壓到消失,必須在一開始就考慮到挖一個足夠承受400多倍壓力的孔洞、制造出抗高壓的裝置或者抵消高壓的措施。
如果有人真的能夠打穿地心,順利走到地球中心,他可能會瞬間變成一顆“爆米花”,因為強大的壓力會從四面八方對他進行擠壓,而他的肉體會以此而爆炸。
地下礦
如果真的克服以上困難,我們能不能給地球打一個孔,修一條貫穿地球的隧道出來?目前我們如果乘坐飛機從地球的一端抵達另一端需要大概一天的時間。
如果真的有地心隧道存在的話,這樣是不是就可以用不到一個小時的時間,從地球的一面直接抵達另一面?答案是否定的。
首先我們不僅僅要克服鑽孔困難,還要修建制冷裝置和承受極限環境的隧道,更重要的是,接近地心的位置溫度極高而且壓力極大,我們人類可能還沒到達地心中間就已經在極端的條件下死亡。
就目前的科技水準來說,探索地心深處仍然是一個遙不可及的夢,或許直到我們成功移民其他星球,這個夢都不會實作。雖然這個夢想不一定會實作,但是人類探索地下的腳步從未停止。
直到現在,世界各國仍然在通過各種技術手段,試圖從地幔去取樣。相信在不久的将來,成功的地幔取樣項目會給我們帶來更多的驚喜,也許這一天就在不遠的未來,讓我們拭目以待吧。
人類移民其他星球想象圖