如果一直向下挖洞,人類需要多久能挖穿地球?

袖手旁觀y


人類永遠也無法挖穿地球,這是地球的地質結構決定的。



首先,地球的結構上來看,在球分為地殼、地幔、地核三個大結構。地殼平均厚度是17km,陸地上厚度是33km,主要是岩石組成(我們看看大山就知道了)。地殼厚度每上升一千米,溫度上升30度,所以地殼最深處溫度可以高達900多度。目前世界上最深的鑽洞是前蘇聯的科拉超深鑽孔,深度12.262千米,是地殼厚度的約1/3。前蘇聯前13年直接鑽了12km,後十年總共才鑽了262米,就是因為越往下鑽探難度越大。在12km的時候,地下溫度已經達到了360多度,且物質密度和硬度都極大,所以鑽頭幾乎不可以工作了,故而蘇聯鑽地工程也就到此為止了。



在往下的地幔層,溫度更高壓力更大:平均厚度2900千米,是地殼的100倍,溫度約1000-3000℃,壓力50萬~150萬個大氣壓。如此高的溫度,足以使岩石融化,所以岩漿就可以來源於此。

即便人們千辛萬苦打穿了地殼,來到了地幔,地幔如此巨大的壓力和如此高溫的熔岩,會像火山噴發一樣噴發出去,到時候什麼鑽頭設備全部一起埋葬吧!更別說地核了,溫度更高,鑽頭都可以給你融化了。而且還要在此情況下打穿地球,這根本就無法做到,除非你把地幔和地核中的熔融物全部吸出去,否則就像都別想。



所以,地球內部就行一個充滿巨大壓力的氣球,只要你敢把這個洞戳開且維持起來,那麼火山噴發奇景就可以看到了!所以,還是別想著打穿地球了,因為地球不需要什麼耳釘。


科學探秘頻道


不是時間的問題,是人類根本就沒有能力挖穿地球。

蘇聯在1970年開工的科拉超深鑽探,向下挖掘了12262米的深度用了23年的時間,按照地球半徑6400公里,直徑12800公里計算,這個進度想要挖穿地球至少要挖24萬年。但實際上科拉超深鑽探挖掘12262米期間,前面12000米用了13年的時間,最後的262米花了整整10年時間,越往下越難挖,如果用當時一位工程師的話來說,相當於用一根麵條在水泥地上鑽洞,難度比當時登月更困難。

在地底1萬米之下是堅硬的岩石層,在地殼中岩石層受到的壓強隨深度會逐漸增加,越往下岩石越堅硬,並且溫度越高,當時蘇聯用於鑽孔的一個鑽頭價值至少20萬美金,沒鑽多久就崩裂受損了,加上週圍巖石的摩擦力,鑽頭非常容易報廢。

如果把地球比作成一個雞蛋,那麼蘇聯的鑽探連雞蛋殼都沒有打破,完全還停留在表面。

就算鑽頭非常堅硬,人類也不可能挖穿地球,因為越靠近地心溫度越高,地核的溫度在4000攝氏度到7000攝氏度之間,而人類已知熔點最高的金屬是鉿合金,熔點在4215攝氏度,拿它當鑽頭也會被高溫融化的,所以根本就沒有物質可以用來挖掘地球。


科學薛定諤的貓


首先,依託人類目前的技術,人類無法挖穿地球。

實際情況是,目前連地球最外表的皮毛都沒挖穿。人類可以遨遊氣體的太空,可以深淺到液體的海洋,但是,對於固體的地球,向下挖掘的難度非常大。

地球直徑是12756公里,其本結構就像一個雞蛋。最外層是個薄皮,中間是塑性可以對流的地幔,在地下2900公里處是核幔邊界,在往下就是液態鐵核,地球磁場就產生於此。液態外核之下,就達到了地球的核心固體的內核。

地球最外層的薄皮厚度不均。大陸地殼厚一些,有幾十公里。而洋殼就薄得多,一般不到10公里。鑽陸殼和洋殼各有優缺點。陸殼厚,但是在陸地上施工方便。洋殼薄,但是需要特殊的鑽探船。

目前,人類鑽得最深的是前蘇聯的科拉超深鑽,鑽了12公里。為此,幾乎建造了一座小城市,來維持這個工程。當然會有科學家想到洋殼,這麼薄,估計好鑽。於是上個世紀美國科學家開始鑽洋殼。結果,鑽探費用猛增。科學家們一看,完成不了原定計劃,於是,當機立斷,把鑽洋殼的任務改成鑽一系列海洋沉積物短鑽,取名叫做DSDP(Deep Sea Drilling Program)。隨後,美國十年左右,項目重新起名,鑽探的科學目標也在調整。隨後的項目名稱為,ODP (Ocean Drilling Program)、IODP(Integrated Ocean Drilling Program)、IODP(International Ocean Discovery Program)。

我有幸參加了我國科學家主導的南海349航次,在南海除了鑽沉積物,還要鑽沉積物下面的洋殼,一般能鑽到50-100米。即使如此短的洋殼樣品,科學家也是如獲至寶,這對於研究南海的演化機制至關重要。


樂淘爸爸


如果一件事情中存在多個變量,那結果往往也是個變量。

——高等數學

作為一個理科生,鎂客君看到這個問題的時候,腦子第一反應是:從地球哪個位置向下挖洞?以平均多少的速度向下挖洞?套用數學大大告訴我們的道理,在前面這麼多變量的情況下,挖穿地球的時間應該是個範圍啊!但是實際答案卻是∞

因為以現有條件,挖穿地球是不可能的。

從理論角度來說:

地球由地殼、地幔、地核組成。而地殼、地幔、地核的特性決定了挖穿地球的可能性幾乎為零。

首先是地球的厚度很大:地球的平均半徑為6731公里,赤道半徑為6378公里,南北極半徑各為6357公里。其中地殼的平均厚度為17公里;地幔的平均厚度為2865公里;地核的平均厚度達到了3400公里。假設操作是完全可行的情況下,挖穿地殼也需要數年時間。可實際情況是操作難度非常巨大,存在很多我們現在根本無法解決的問題。這時間無法計算啊!

接著是,地球地質的多樣:

地球的構成可以詳細分為地殼、軟流層、上地幔、下地幔、外核、過渡層、內核。(看下圖)

每一層的物質狀態都不同,地殼主要地質是固態岩石;軟流層部分為熔融物質;上地幔為造巖物質;下地幔為可塑性固體;外核是是由鐵、鎳、硅等物質構成的熔融態或近於液態的物質;內核是以鐵、鎳為主成分的重金屬固體物質;而過渡層是外核物質和內核物質的過渡狀態。固態岩石尚有打穿的可能,熔融物質和液體物質怎麼打穿,這些隨時會流動將洞口封閉起來,將洞填平。

最後是地球內部的超高氣壓和溫度:

地殼深度11米的時候溫度達到200℃;軟流層溫度達到700-1300℃;外核在3000℃,而內核則有6000℃,已知物質的最高熔點才4215℃,我們使用什麼挖都會化為渣渣,不,連渣渣都不剩。而且同溫度一樣,越靠近地球內部,壓力越強,而內核部分的壓強高達360萬大氣壓,這強度則可以分分鐘讓金剛石變成黃油。除此之外,地殼運動、塌方、地心引力等等問題都需要去解決。所以,就這“惡劣”的條件,咱們怎麼可能能挖穿呢?

從事實角度來說:

這麼不可思議的事情歷史上還真有人幹過。1970年蘇聯科拉井開始動工到1989年結束,19年一共深挖了約12千米,而這連地球半徑的0.1%都沒有,最後也因溫度過高而停止。

總結

無論是理論,還是實際操作都表明,以目前的條件,挖穿地球這件事是不可能的。可是美好的願望還是要有的,萬一日後能實現呢。


鎂客網


人類一直沒有停止“向下挖洞”這個事業,所以題主不用加“如果”兩個字。很多人都以為前蘇聯時期的科拉超深鑽孔是人類歷史上最深的鑽孔——的確,位於今俄羅斯和挪威邊界附近、深達12,262米科拉超深鑽孔的確前無古人,但後卻有來者。準確的說,科拉超深鑽孔的深度在當下只能排到第三,第二名是卡塔爾的阿肖辛油井,深12289米;第一名則位於俄羅斯的庫頁島,是“Odoptu OP-11”油井,深12345米。

早在科拉超深鑽孔時期,人類“挖洞”的成績就已經超過了自然界最深的斐查茲海淵(-11034米),然而面對“挖穿地球”這個事業,恐怕還差得很遠。隨著地殼深度的加大,岩石層的壓強愈高,“挖洞”器材的造價也越高——很多人認為蘇聯人是因為“挖洞”太深打開了地獄之門才停止“挖洞”的,其實只是這個項目太燒錢了。卡塔爾和俄羅斯那兩個油井,是因為能挖出來石油,所以工作才能繼續下去,若是純科研,還真沒有幾個國家能做得下去,美國聯合多個國家在20世紀50年代開展了一個“莫霍面鑽探計劃”,結果也是無疾而終,蘇聯人算有志氣的了。

那從石油開發的角度來看,“挖洞”事業有沒有可能繼續下去呢?也難。不說地心的壓強,光是溫度也讓機器受不了——到達地核內核時,溫度將達4500度以上,哪個機器還能正常運轉呢?唯一的突破口,估計就是大劉所說的“超固體”材料吧!


隱語


相當久,至今人類挖過的最深的洞,也還沒有挖穿地殼。

挖掘工作並不是簡單的一路向下,就是挖出來的土也需要清理出去,這本身就是一個很費勁的事。

那麼這種事適合誰來幹呢?當然是蘇聯!

蘇聯的暴力美學花在挖穿地球這上面真的是莫名契合

我們都知道,冷戰期間,美蘇之間有著一場全方位的鬥氣競賽。兩個國家誰也不服誰,上太空要比、軍隊力量要比、深潛要比,那怎麼不來一場

挖洞競賽

早在1957年,美國的海洋物理學家就提出了一個想法:在大洋底部打一口超深鑽井,為地球科學領域取得重大突破(確定不是較勁?)。同一年,另一批的美國科學家正式向國家科學基金會(NSF)提出了莫霍計劃(Project Mohole)。

哪知道這件事不好乾,原計劃預計會耗費1500至2000萬美元,結果,大概鑽了有2年,才鑽孔達到了183米,而且隨著深度的增加,項目的計劃費用也陡升至1.1億美元,計劃不得不擱淺。

而蘇聯一看美國佬這麼沒毅力!那更要挖一個超深鑽井,一旦成功,誰強誰弱一目瞭然。

科拉井於1970年開鑽,正值紀念列寧誕辰100週年,從地表至7000m深的鑽進過程都比較順利,隨後鑽頭進入到一個相對脆弱的岩層中。在繼續向下挖掘的時候,周圍的岩石突然出現了塌落,塌落的碎石正好卡住了鑽桿。操作人員試圖提起鑽頭,不料鑽頭也在提升過程中意外掉落,這樣的事故發生了不止一次,鑽探進度也因此受阻。

經過好幾年的努力,科拉井終於迎來了它首個歷史性時刻:

1979年6月,鑽孔深度達到了9584m,一舉打破由美國奧克拉荷馬州Berthar Rogers超深鑽孔保持的世界記錄。

進入深度10km的岩層後,鑽頭和鑽桿的自重已經超過了200噸

再加上與周圍岩石的摩擦力,鑽桿有些不堪重負,好幾次都被擰斷了。

鉅額的投入換來了持續的進步。

1983年,鑽孔首次突破了12000m的深度。

到了1989年,科拉超深鑽孔深度更達到了史無前例的12262m

按照人們的設想,科拉井在4年後就可達到15000m的目標。

但由於井底溫度比預想中更高,在目標深度更可能達到300℃以上,鑽探工作被迫終止了。

現代地理告訴我們,地球的結構類似雞蛋,有地殼有地幔有地核,這些複雜的結構我們又是如何得知的呢?

其實類似於我們挑西瓜的過程,在買下之前只能通過間接的方式判斷好壞。科學家們也是用同樣的方法間接推測出地球的內部結構的。挑西瓜時我們會輕拍表面,以聲音來判斷它的成熟程度,地理上,科學家們則用地震波來幹這種事。

1909年,地震學家莫霍洛維奇就“聽”到了一些蛛絲馬跡。他在計算地震數據時意外發現,地震波傳播速度在地底約54公里處突然有明顯的增長。由於地震波在不同的物質中傳播速度不同,這說明在地殼下還存在著另一種性質不同的東西,也即我們所說的地幔。大家也終於開始意識到,原來地球內部是分層的。為了紀念他的貢獻,人們就將地殼與地幔的分界面命名為莫霍面

之後,地理學家古登堡在統計全球的地震數據事,發現地震的縱橫波傳遞存在盲區。假設在北極發生了地震,那麼南半球的澳大利亞就完全接收不到地震的縱橫波。而與北極相對應的南極大陸,只能接收到縱波。如果地球內部是均勻的地幔,那麼理應全球都能感受到地震波才對。

於是古登堡作出了大膽的假設:這是因為地球內部還存在著一個液態的地核。由於橫波無法在液體中傳播,所以在經過地核時就會被擋住,這樣才能解釋南極大陸只能接收到地震縱波的現象。

隨著各國科學家的深入研究,人們對地球構造的認識也越來越具體。地球構造的最後一塊拼圖是由丹麥地震學家英厄·萊曼補上的。計算了大量地震波速度後,她發現在深度接近3000km時橫波速度消失了,這符合液體不傳遞橫波的理論。但到了5000km以下,

橫波又重新出現。通過推斷她得出結論,地核內應該還存在著一個固態的內核

這才有了我們今天地殼、地幔、地外核、地內核的構造模型。

雖然12262米的垂直鑽孔已經十分驚人,但這個深度甚至還沒接近地殼的厚度,僅僅相當於地球半徑的0.2%而已。地球內部的樣子我們依舊無能知曉。

所以戰鬥民族傾國之力,挖了20年,也不過給地球撓了個癢。

要多少年挖穿?難度都和前20年一樣的話,估計還要10000年吧。


SME科技故事


挖穿地球,並不幽默,明顯作死的節奏!人類還想去大宇宙中折騰,不願意這麼快就被自己整沒了。

前面回答這個問題的大咖們,已經把挖穿地球存在哪些客觀性技術因素,都解釋得差不多了。但都是在假設性的基礎之上,通過現有科學技術對挖穿地球表示沒有信心。實際情況,人類根本挖不穿地球,只能通過科學儀器透視地球。

前蘇聯為了給地球把脈,挖了個洞,深為1.23萬米。這個深度,對於我們人類的能力而言,已經是非常了不起的成就。但對於直徑有著12800千米的地球來說,就是一個毛皮。每年按照平均500米的掘進速度,挖穿地球需要2.6萬年。按照目前的環境演變,2萬年後,地球是否還適合人類生存,還是一個疑問。

實際情況,這樣的作業挖到一半的時候,人類就會被來自地核瞬間噴出的岩漿所吞噬。然後,地球內在的物化系統發生鉅變,磁場改變,整個地面開始顫抖。地震不斷,引發海嘯,結局就是沒了。


汽航島


這儘管個想法很瘋狂,但是這個世界很大程度上就是被一群“瘋子”推動的。

我小時候也有這樣的想法,在九年義務教育的階段三年級,有一門課叫《社會》,裡面有涉及世界地理的知識,看到地球儀之後,我腦海裡就冒出一個大膽的想法,覺得人太傻了,打一口深深的井,不費力氣跳進去就到了對面了嘛,幹嘛繞著表買走。

不過這個問題我沒有舉手問老師,當時的認知是深井下有水,會被淹死。

現在我可以更科學的解答這個問題,為你,為我的童年,為所有曾有有過或者現在依然有這個想法的小夥伴。

上世紀60年代,美國提出了“深海鑽探計劃”。它與“人類登月計劃”被譽為人類在20世紀60年代的兩大壯舉。蘇聯在“上天”“入地”方面也不能落後,於上世紀 70年代也開始了鑽探工程,最深的井深度達12262米,這個深度很深了吧,但是地球的半徑是6371千米,這個深度不足地球直徑的百分之0.1,離挖通地球差著十萬八千里。



蘇聯公佈停止挖掘的原因是經費不足,當時的鑽頭已經變得重達300噸,進度變得很緩慢。後續有內部人士爆料說是遇到了當時無法用科學解釋的超自然現象,比如類似啼哭和慘烈嚎叫的聲音。不過這個說法太玄乎。

我國塔里木油田7-11H井,井深度7341.25米,6645.83米垂深,打出來的是石油,而不是地獄的聲音,美國專門做鑽井的斯倫貝謝公司和丹麥馬士基石油公司下屬卡塔爾子公司也將油田鑽到了12289米的地下,無它,依然是黑乎乎的石油。

不管是在海洋還是陸地,這樣的深度都不足以挖通地殼,地殼是地球最外面的一層,與地幔的交界面是莫霍面,陸地上平均厚度是33千米,海洋裡地殼較薄,厚度平均只有7千米。地殼層分為3層,最外面的是依靠太陽輻射獲取能量,叫外熱層,中間的是恆溫層,第三層是內熱層,內熱熱量來源於放射性元素衰變,隨著深度下降,溫度在上升,每一百米約增加2到3攝氏度。我國7-11H井下溫度達168攝氏度。

目前發現並不是所有的地球表面都覆蓋有地殼。

有科學家在南印度洋發現裸露的地幔,即沒有地殼覆蓋。一個普遍的錯誤觀點以為地幔裡就是岩漿,如果地球這麼脆弱怎麼能經得起愛折騰的人類的摧殘,其實地幔也是岩石構造,在地幔深處約100公里以下才是軟流層,軟流層不是融溶狀,而是比岩石更具可塑性的岩石,只是稍軟一些而已。

所以想要鑽通地球,首先要鑽通100多千米的地殼和地幔,目前的科技這點就難以實現。即使鑽通這個,地球中心還有個半徑達3470千米,溫度達4000~6800℃地核,這麼高的溫度只能旁通!


核先生科普


即使一直向下挖洞,人類也挖不穿地球!

如上圖所示,地球內部的壓力、溫度和密度都在隨深度的增加,而極速的增加。等到達地球內核時,其密度達到12.51g/cm^3,溫度達到了4500度,壓力達到了361700兆帕。這三個條件,使得人類在未來很長一段時間估計都沒有任何能力去打穿地球。因為,以現有的技術,沒有一個鑽頭能夠在這樣的溫度和壓力條件下,打穿這樣密度的地球內核!

因此雖然我們經常說有志者事竟成。但是實際上,主觀努力固然重要,客觀條件也是極其重要的。

就像題目中所說的打穿地球,看起來似乎只要足夠努力就可以。但是實際上,客觀條件的限制絕不是短期內能夠克服的。就像非洲人要想短期內趕上中國乒乓球的水平,即使再努力也是不可能的一樣!

總之,人類短期內還沒有能力打穿地球!


地震博士


那我們要先了解地球。

地球的內部就像我們發現的其他類地行星一樣,可以根據化學性質或物理(流變學)性質分為若干層。而地球外層是一層硅酸鹽礦物板塊坑坑窪窪拼湊而成的一層地殼,平均厚度17公里,最厚處達65公里(青藏高原),最薄處5—10公里(印度洋)。它們相互擠壓,每年大約要發生五百萬次地震。在這下面又有一層黏稠固體組成的地幔。地幔和地殼之間的分界,就是莫氏不連續面。而有時由於放射元素大量集中,蛻變放熱,將岩石熔融後,岩漿的發源裡的這些岩漿有機會突破地殼封鎖強力達到地面,而造成火山爆發。

依此可見,地殼內的溫度會隨深度增加升高,當人類鑽探到到十一公里深處,已經挖出一個深坑大洞了,溫度會到達200℃。

而地幔的就是厚度大概有兩千六百八十五公里的緻密造巖物質構成的了。另外最後一層,外地核和內地核的厚度加起來大概是三千四百公里,再加上幾百公里厚的過渡層。低溫度也在三千以上,高的甚至有6600攝氏度。

在這樣的前提之下,我們不難看出,人類現在很難承受地球內部的溫度,即使一直向下挖洞,也幾乎不可能挖穿地球。不僅僅是人類無法承擔這麼高的溫度,現在能被製作出的工具根本也不能承受如此高的溫度。難道要用手挖嗎。。。。。。。而且地下的這些東西是無法被挖出洞的,你想啊,岩漿顯然是會流動啊。如果沒有足夠的材料來鞏固這個洞,那這個洞很快就合上了。

所以說,人類幾乎永遠也無法挖穿地球噠~


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