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地心_钻进地心探究竟

发布时间:2019-09-11 04:06:34 影响了:

     我们已经向月球、火星甚至太阳系之外发射了探测器,但是从来没有把探测器送入我们赖以生存的地球的中心去。现在一位科学家正在想办法把一个柚子大小的探测器送入地心,探测那里的情况。这一新奇、大胆的设想是美国加利福尼亚技术研究所的行星学教授史蒂芬森提出的。
  
  通往地心的隧道
  
  挖一条通往地心的隧道,整个工程非常庞大。将耗资至少100亿美元,并且需要各国科学家密切配合花费数年时间才能完成。尽管工程如此浩大,但是史蒂芬森教授表示,深入了解我们人类所栖息的这个星球远比进行太空探索要重要得多。
  "现在人类已经知道40个天文单位(约60亿千米)远的太空是个什么样子,可是对于地表10千米以下究竟是个什么样子却知之甚少。"而如何穿透坚硬的地壳岩石层和克服高温,是地心探险任务的最大挑战?地球的直径大约是6400千米,这就意味着,必须挖一条深达3200千米的"深井"才能到达地心。
   史蒂芬森教授的解决方案是,首先在地壳上挖出一个指向地心的大约300米深,即与美国纽约帝国大厦差不多高的"井",井的横截面积只有1平方米。然后在这个井里注入至少10万吨熔融状态的铁水,铁水的重力将对井下方的岩石产生巨大的压强,从而自动向下挤压沉降,最终自动开凿成一条通往地心的"隧道"。令人难以想像的是,他认为开凿这条隧道将在大约1周的时间内完工。"这种情形就好像是一座人工火山,只是它喷发的方向与自然火山正好相反。"史蒂芬森教授说,"又好像是一把用融化金属制成的巨大匕首,从地壳直插地心。"
  那么这条深达300多米的深井如何挖掘呢?史蒂芬森教授设想可以用一次小型核爆炸或一次小型地震来完成这个任务。当然也可以利用地壳中的天然岩洞,比如火山爆发时形成的裂隙。
  之所以选择铁水来充当挖掘隧道的工具,是因为铁非常便宜,并且储量丰富,全世界的钢铁厂1小时就能生产出10万吨铁。还有一个重要原因是,铁水不会与地层中含铁丰富的岩层起反应。高温熔融状态的铁,还可以降低摩擦力。
  
  钻石做的探测器
  
  探测器将沿着熔融的铁水到达地心,所以探测器心须用特殊的材料制成,以抵抗铁水和熔岩的高温。"显然,你不可能用传统的微电子技术和材料来制造探测器,而钻石是非常好的材料。"史蒂芬森教授说。
  探测器的表面将由钻石制成,能够承受4000℃的高温。探测器进入地核后将首次发回地心的直接数据,即地核温度、化学构成和电磁活动等。数据将以地震波的形式传送到地面上,因为无线电波无法穿透几千米厚度的地层。
  科学家们相信探测器传输回来的数据将有助于进一步对地球磁场进行研究。地球磁场是由地核产生的,它能保护地球免受宇宙射线的辐射,并使现代卫星通讯能够得以实现。
  探测器将携带各种设备,可以探测地心的温度、各种元素的组成和电磁活动。史蒂芬森教授说:"我们不知道那里除了铁之外究竟还有什么,那里可能还有硅、硫磺、氧、氢……但是我们现在什么都不知道。""我认为,到达地心之后,有许多新的发现会让我们大吃一惊,会有许多出乎我们意料的东西,我们或许能够找到地球磁场形成的原因,或者找到火山爆发的根源。"
  
  灵感来自美国大片
  
  史蒂芬森教授说,他发表在《自然》杂志上的这篇论文,部分是受到了2003年4月份才在美国公映的科幻大片《地心末日》的启发。
  "其实我很早以前就有这个想法了,但是电影激发了我写那篇论文的冲动。"史蒂芬森教授说,"当时电影制片方让我写一篇关于这部电影科学方面的评论,尽管在我看来把人送入地心的情节是非常荒谬的,但却让我重新思考该把一个什么样的探测器送入地心。"
  一些科学家对史蒂芬森教授提出地心世界探险设想表示欢迎和钦佩,但是怀疑这项计划的实际可操作性。
  反对者认为,依靠铁水的重力把地底岩层分开,但熔融的铁水也会把盛装铁水的裂缝壁给融化,探测器有可能需要几千年的时间才能到达地心。

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