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  地质百科
地球的里面是什么?
日期:2018.09.14 资讯来源: 浏览人次:999

 

编著:地理知识精选     来源:https://mp.weixin.qq.com/s/Qm7z0MoIMkQCpT0wtBdPpg

谁都想知道地底下究竟是不是地狱,怎么办?挖穿它!

没错!这就是解决这个疑问的最粗暴的方法,那么这种事适合谁来干呢?当然是苏联!

大力出奇迹的事苏联没少干过,当然也没有放过这么难得的机会。事情的开端源自于美苏冷战的各方面竞赛,与我们熟知的军备竞赛,太空竞赛一样,钻探竞赛也是能破纪录长面子的大工程。早在1957年,美国的海洋物理学家就提出了一个想法:在大洋底部打一口穿透莫霍面 的超深钻井,为地球科学领域取得重大突破。

*注:地壳与地幔间的分界面,由克罗地亚地震学家莫霍洛维奇于1909年发现,故称为莫霍洛维奇不连续面。

同一年,一批想法相似的美国科学家正式向国家科学基金会(NSF)提出了莫霍计划(Project Mohole)。这项计划预计会耗费1500至2000万美元,里面包括租用大型钻探船以及每年的钻探费用。次年计划获得了基金会的资金支持,研究人员红红火火地开工了。

大概钻了有2年,钻孔已经达到了183米,虽然已经破纪录了,但离目标还非常遥远。随着深度的增加,项目的计划费用也陡升至1.1亿美元,计划随之搁浅。之后美国便将冷战的精力放在了征服太空上,结果如我们所知,美国在太空竞赛后期上占了绝对的上风。

而苏联并没有放弃超深钻井计划,反而视作是冷战中差异化竞争的好项目。

他们在1960至1965年间围绕计划共制定了198项任务,苏联地质部牵头吸收了全苏150多个部门参与到此计划中。超深钻井计划目标深度为15000m,有别于海洋钻探的方式,苏联打算在科拉半岛上实施他们的雄心壮志。

科拉井于1970年开钻,正值纪念列宁诞辰100周年,从地表至7000m深的钻进过程都比较顺利,随后钻头进入到一个相对脆弱的岩层中。在继续向下挖掘的时候,周围的岩石突然出现了塌落,塌落的碎石正好卡住了钻杆。操作人员试图提起钻头,不料钻头也在提升过程中意外掉落,这样的事故发生了不止一次,钻探进度也因此受阻。

经过好几年的努力,科拉井终于迎来了它首个历史性时刻。1979年6月,钻孔深度达到了9584m,一举打破由美国奥克拉荷马州Berthar Rogers超深钻孔保持的世界记录。

进入深度10km的岩层后,钻头和钻杆的自重已经超过了200吨。再加上与周围岩石的摩擦力,钻杆有些不堪重负,好几次都被拧断了。

巨额的投入换来了持续的进步。1983年,钻孔首次突破了12000m的深度,到了1989年,科拉超深钻孔深度更达到了史无前例的12262m

按照人们的设想,科拉井在4年后就可达到15000m的目标。但由于井底温度比预想中更高,在目标深度更可能达到300℃以上,钻探工作被迫终止了。这也给不明真相的人们留下了遐想的空间。

最流行的说法是,钻探工作意外停止是因为遇到了超自然现象。“研究人员听到钻孔里传出奇怪的声音,于是向其中投入了耐热的话筒与传感器。”“话筒录下了地狱般的哀嚎声,似乎有数不清的人正遭受巨大的痛苦。”

芬兰一家报纸更声称,钻探进行到一半时,从钻孔飞出了一只青面獠牙、长有翅膀的怪物。怪物尖叫着飞走了,吓得一些工人转身就跑。

实际上科拉井直径约为23cm,实在很难想象能飞出什么“怪物”来。

虽然12262米的垂直钻孔已经十分惊人,但这个深度甚至还没接近地壳的厚度,仅仅相当于地球半径的0.2%而已。地球内部的样子我们依旧无能知晓。

可是现代地理告诉我们,地球的结构类似鸡蛋,有地壳有地幔有地核,这些复杂的结构我们又是如何得知的呢?

其实类似于我们挑西瓜的过程,在买下之前只能通过间接的方式判断好坏。科学家们也是用同样的方法间接推测出地球的内部结构的。挑西瓜时我们会轻拍表面,以声音来判断它的成熟程度,地理上,科学家们则用地震波来干这种事。

1909年,地震学家莫霍洛维奇就“听”到了一些蛛丝马迹。他在计算地震数据时意外发现,地震波传播速度在地底约54公里处突然有明显的增长。由于地震波在不同的物质中传播速度不同,这说明在地壳下还存在着另一种性质不同的东西,也即我们所说的地幔。大家也终于开始意识到,原来地球内部是分层的。为了纪念他的贡献,人们就将地壳与地幔的分界面命名为莫霍面

之后,地理学家古登堡在统计全球的地震数据事,发现地震的纵横波传递存在盲区。假设在北极发生了地震,那么南半球的澳大利亚就完全接收不到地震的纵横波。而与北极相对应的南极大陆,却只能接收到纵波。如果地球内部是均匀的地幔,那么理应全球都能感受到地震波才对。

于是古登堡作出了大胆的假设:这是因为地球内部还存在着一个液态的地核。由于横波无法在液体中传播,所以在经过地核时就会被挡住,这样才能解释南极大陆只能接收到地震纵波的现象。

随着各国科学家的深入研究,人们对地球构造的认识也越来越具体。地球构造的最后一块拼图是由丹麦地震学家英厄·莱曼补上的。计算了大量地震波速度后,她发现在深度接近3000km时横波速度消失了,这符合液体不传递横波的理论。但到了5000km以下,横波又重新出现。通过推断她得出结论,地核内应该还存在着一个固态的内核

这才有了我们今天地壳、地幔、地外核、地内核的构造模型。

免责声明:本文为转载,文中观点仅供地学爱好者参考,不代表本网站观点和立场。


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