地心探秘:耗資百億美元 深入地下3000公里

資料來源: 新華網

2003年5月26日

來源:環球時報

當人造衛星已經飛向浩瀚宇宙時,人類的鑽頭最多卻只能鑽及腳下

12公里的深處。這便是“上天有路,入地無門”的現實。但是科學

家從來沒有停止探測地球內部隱秘的步伐,閱讀本文將幫您了解人

類是如何探索地心奧秘的。
 
科學家要把探測器送到地心 

萊塢科幻片《地心浩劫》(The Core)中有這樣的情景:地球物理學

家凱斯博士無意中發現了一場可能會導致全球人類滅亡的大災難:

地心溫度因某種不明原因發生了改變,這種未知的力量正在阻礙地

球的正常運轉。為了拯救地球,保衛全人類的安危,凱斯將全球最

杰出的科學家組織起來,成立了一個救援小組,他們計划駕駛人類

首只“鑽地船”抵達地核,在那里引爆一個特殊核裝置,一旦成功

,地球仍將像往常一樣正常運轉…… 

有趣的是,這部電影給科學家提供了靈感。據最新出版的英國《自

然》雜志報道:美國加州理工學院行星科學教授戴維﹒史蒂文森正

在籌划一項耗資100億美元的宏偉計划,向地心發射一個探測器。

史蒂文森的設想十分新奇,他計划用向地下注入大量鐵水的方法來

形成一個“倒火山”,借此把探測器送入地下3000公里處。探測器

將把從地球內部直接采集到的數據以地震波形式傳回地面,因為無

線電波無法穿透這個深度。 

計划的最大難度在于如何在地殼和地幔間開鑿通道讓探測器通過。

為此,史蒂文森擬先開鑿一條長、深300米,寬1米的洞。為此,可

能需要進行一次數百萬噸當量級的核爆炸,也可能會利用地表的一

些天然裂縫,比如冰島的火山坑。然后,在坑內注入10萬─1000萬

噸熔化的鐵水。如此巨大的重量將把大坑下的岩層壓出一個深深的

裂縫,鐵水將在地心引力作用下,順著裂縫流向地核深處。 

假如史蒂文森的計划能夠成功,將會是人類首次直接接收來自地核

的信息。但有科學家質疑這個計划的可行性,他們認為用史蒂文森

的方法把探測器送達地核,可能需要數千年時間。還有人認為,盡

管鐵水的總量巨大,但在強大地核壓力的作用下,形成直達地核裂

縫的可能性不大。縱然可以形成裂縫,在鐵水流下之后,強大的壓

力又會使裂縫閉合。這樣,探測器就無法利用電磁波傳送數據。而

小小的探測器,又怎么能夠形成強大的地震波,將有關數據傳回地

面呢? 

目前最深的鑽孔僅深12公里 

長期以來,人們就試圖通過各種方法對地球進行探測,但由于堅硬

的地殼岩石的阻隔,迄今為止,人類對地球內部仍然所知甚少。隨

著航天技朮的發展,一個與之相呼應的“入地”科學鑽探計划應運

而生,科學鑽探始于20世紀60年代美國提出的“深海鑽探計划(DSD

P)”。“深海鑽探計划”與“人類登月計划”被譽為人類在20世紀

60年代的兩大壯舉。1985年1月,美、英、法等國拉開了“大洋鑽

探(ODP)”的序幕。1996年,中國與美國、德國正式成為國際大陸

科學鑽探計划(ICDP)的三個理事國之一。 

科學鑽探在世界上已實施30年,已有13個國家打了近100口深淺不

一的科學探測鑽孔,其中4000米以上的深孔有20個。根據鑽孔的深

度,研究者將深度大于8000米的大陸科學鑽探稱為超深鑽。超深鑽

是一項投資巨大的科學工程,體現了一個國家的實力與地學水平。

最早進行大陸科學鑽探的國家是原蘇聯,其中SG─3鑽孔的鑽探時

間最長(1970年─1989年),進度12262米,為目前世界上最深的鑽

孔。目前,最先進的辦法就是通過動力帶動有鑽頭的鑽杆向下鑽進

。為防止孔斜,多采用大直徑液動錘全面鑽進。 

中國大陸科學鑽探工程起步 

中國大陸科學鑽探工程(CCSD)于1997年被國家科技領導小組列為“

九五”國家重大科學工程項目。1998年被國際大陸科學鑽探組織列

為國際大陸科學鑽探項目。至2002年4月6日,該工程已完成2000余

米先導孔施工,截至2003年5月18日,主孔深度為2982.18米。預計

到2004年方能完成5000米的任務。 

有關鑽孔位置的選擇當然也成為地球科學家及社會關注的熱點問題

。中外專家一致贊同在我國江蘇北部東海縣毛北鎮實施科學深鑽,

這里地處世界上規模最大的超高壓變質帶上。同時,我國還計划20

10年前在青藏高原上打一口10000米的超深井。(文/奇云)