导读:环球时报消息:当人造卫星已经飞向浩瀚宇宙时,人类的钻头最多却只能钻及脚下12公里的深处。这便是“上天有路,入地无门”的现实。但是科学家从来没有停止探测地球内部隐秘的步伐,阅读本文将帮您了解人类是如何探索

环球时报消息:当人造卫星已经飞向浩瀚宇宙时,人类的钻头最多却只能钻及脚下12公里的深处。这便是“上天有路,入地无门”的现实。但是科学家从来没有停止探测地球内部隐秘的步伐,阅读本文将帮您了解人类是如何探索地心奥秘的。

科学家要把探测器送到地心

好莱坞科幻片《地心浩劫》(The Core)中有这样的情景:地球物理学家凯斯博士无意中发现了一场可能会导致全球人类灭亡的大灾难:地心温度因某种不明原因发生了改变,这种未知的力量正在阻碍地球的正常运转。为了拯救地球,保卫全人类的安危,凯斯将全球最杰出的科学家组织起来,成立了一个救援小组,他们计划驾驶人类首只“钻地船”抵达地核,在那里引爆一个特殊核装置,一旦成功,地球仍将像往常一样正常运转……

有趣的是,这部电影给科学家提供了灵感。据最新出版的英国《自然》杂志报道:美国加州理工学院行星科学教授戴维·史蒂文森正在筹划一项耗资100亿美元的宏伟计划,向地心发射一个探测器。史蒂文森的设想十分新奇,他计划用向地下注入大量铁水的方法来形成一个“倒火山”,借此把探测器送入地下3000公里处。探测器将把从地球内部直接采集到的数据以地震波形式传回地面,因为无线电波无法穿透这个深度。

计划的最大难度在于如何在地壳和地幔间开凿通道让探测器通过。为此,史蒂文森拟先开凿一条长、深300米,宽1米的洞。为此,可能需要进行一次数百万吨当量级的核爆炸,也可能会利用地表的一些天然裂缝,比如冰岛的火山坑。然后,在坑内注入10万—1000万吨熔化的铁水。如此巨大的重量将把大坑下的岩层压出一个深深的裂缝,铁水将在地心引力作用下,顺着裂缝流向地核深处。

假如史蒂文森的计划能够成功,将会是人类首次直接接收来自地核的信息。但有科学家质疑这个计划的可行性,他们认为用史蒂文森的方法把探测器送达地核,可能需要数千年时间。还有人认为,尽管铁水的总量巨大,但在强大地核压力的作用下,形成直达地核裂缝的可能性不大。纵然可以形成裂缝,在铁水流下之后,强大的压力又会使裂缝闭合。这样,探测器就无法利用电磁波传送数据。而小小的探测器,又怎么能够形成强大的地震波,将有关数据传回地面呢?

目前最深的钻孔仅深12公里

长期以来,人们就试图通过各种方法对地球进行探测,但由于坚硬的地壳岩石的阻隔,迄今为止,人类对地球内部仍然所知甚少。随着航天技术的发展,一个与之相呼应的“入地”科学钻探计划应运而生,科学钻探始于20世纪60年代美国提出的“深海钻探计划(DSDP)”。“深海钻探计划”与“人类登月计划”被誉为人类在20世纪60年代的两大壮举。1985年1月,美、英、法等国拉开了“大洋钻探(ODP)”的序幕。1996年,中国与美国、德国正式成为国际大陆科学钻探计划(ICDP)的三个理事国之一。

科学钻探在世界上已实施30年,已有13个国家打了近100口深浅不一的科学探测钻孔,其中4000米以上的深孔有20个。根据钻孔的深度,研究者将深度大于8000米的大陆科学钻探称为超深钻。超深钻是一项投资巨大的科学工程,体现了一个国家的实力与地学水平。最早进行大陆科学钻探的国家是原苏联,其中SG—3钻孔的钻探时间最长(1970年—1989年),进度12262米,为目前世界上最深的钻孔。目前,最先进的办法就是通过动力带动有钻头的钻杆向下钻进。为防止孔斜,多采用大直径液动锤全面钻进。

中国大陆科学钻探工程起步

中国大陆科学钻探工程(CCSD)于1997年被国家科技领导小组列为“九五”国家重大科学工程项目。1998年被国际大陆科学钻探组织列为国际大陆科学钻探项目。至2002年4月6日,该工程已完成2000余米先导孔施工,截至2003年5月18日,主孔深度为2982.18米。预计到2004年方能完成5000米的任务。

有关钻孔位置的选择当然也成为地球科学家及社会关注的热点问题。中外专家一致赞同在我国江苏北部东海县毛北镇实施科学深钻,这里地处世界上规模最大的超高压变质带上。同时,我国还计划2010年前在青藏高原上打一口10000米的超深井。