在外太空蕊玷,人類已經(jīng)到達(dá)了月球弥雹,并且在計劃著登上火星,但是當(dāng)科學(xué)探索轉(zhuǎn)移到我們腳下的地球內(nèi)部時贸诚,我們僅僅是“抓撓”了地球的“皮膚”而已厕吉。
地心世界科學(xué)探索 科拉半島的鉆孔 在俄羅斯西北部的科拉半島头朱,有一個深達(dá)1.2萬米的鉆孔——科拉超深鉆孔。它曾經(jīng)是世界上最深的洞穴班眯,也曾經(jīng)是俄羅斯科學(xué)家們最引以為傲的科研成果烁巫,而現(xiàn)在,它被厚重的焊接金屬板封蓋起來磁餐,只剩下一個銹跡斑斑的科研站廢棄在地下诊霹。它是一個幾乎被忘卻的“冷戰(zhàn)項目”的遺跡羞延,這個“冷戰(zhàn)項目”的目標(biāo)并沒有涉及太空肴楷,而是指向了深深的地球內(nèi)部荠呐。
1970年春天,蘇聯(lián)科學(xué)家們在科拉半島開始了鉆探工作呵恢,目標(biāo)是在技術(shù)條件允許的情況下,深入到地殼中盡可能深的地方渗钉。
其實鳄橘,在蘇聯(lián)人準(zhǔn)備向地心“猛沖”之前,美國人也有過自己雄心勃勃的鉆探計劃——莫霍計劃瘫怜。莫霍面是地殼和地幔之間的分界面鲸湃,在陸地上子寓,地幔位于大陸地殼以下3到6萬米的地方,但在海洋中炸裆,地幔大約只在海底5千米以下鲜屏,這里是鉆頭可以觸及的地方。1961年听系,美國人試圖從太平洋海底鉆到莫霍面虹菲,然后在莫霍面附近采集一些有價值的“樣品”用作科研,但在3000多米深的海底僅僅鉆了300多米之后陕习,頂不住經(jīng)濟(jì)壓力的美國政府便停止了撥款址愿。
執(zhí)著的蘇聯(lián)人則要“勤奮”得多,他們在科拉半島堅持了24年——蘇聯(lián)解體后损合,這個項目仍在堅持——1994年年底娘纷,科學(xué)家團(tuán)隊鉆到了12263米深的地方赖晶。這里是一層有著27億年歷史的巖石層,溫度超過了140℃捂贿,科學(xué)家們實在鉆不下去了胳嘲,因為巖石已經(jīng)不再堅硬,每當(dāng)鉆孔撤回時它們就會像泥水一樣“流”回洞里吁系。
當(dāng)科拉半島的蘇聯(lián)科學(xué)家們懷著巨大耐心向下鉆的時候白魂,他們的美國同行兼對手已經(jīng)向太空發(fā)射了數(shù)十次飛船福荸,到達(dá)了月球敬锐、火星甚至更遠(yuǎn)的地方,在鉆探最終停止的時候台夺,旅行者號 宇宙飛船已經(jīng)飛出了 冥王星的軌道颤介。科學(xué)家們開始感嘆冤灾,“地心旅行”要比“星際旅行”困難多了——考慮到地球1.2萬千米的直徑韵吨,科拉鉆孔的深度實際上是微不足道的移宅,如果把地球看成一個蘋果漏峰,科拉鉆孔甚至還沒有見到蘋果皮下邊的果肉。一個瘋狂的建議 深入地下世界是不容易的绢掰,只有大名鼎鼎的黎登·布洛克教授(凡爾納科幻小說《地心游記》的主人公)和喬贤妫·凱斯教授(科幻電影《地心末日》的主人公)完成過“地心之旅”的壯舉顾复。前者從冰島的火山口跳了下去,在地下世界逛了一圈萧芙,然后被巖漿流沖到了西西里島双揪,又在那里被火山噴出地面;后者駕駛著一艘前所未有的地心航艦包帚,深入地下引爆了核彈渴邦,讓地球核心再度轉(zhuǎn)動以產(chǎn)生地磁場——他拯救了全人類。
可惜信峻,這些精彩的故事都是虛構(gòu)的瓮床,全都源自小說家、導(dǎo)演們天馬行空的想象力矾策。但有時候想象力比知識更重要贾虽,2002年逃糟,當(dāng)《地心末日》的制片人拿著電影劇本找到大衛(wèi)·斯蒂文森做科學(xué)咨詢之后,這位加州理工學(xué)院的物理學(xué)家就從中得到啟發(fā)蓬豁,思考出了一種探測地球深處信息的辦法绰咽。
斯蒂文森認(rèn)為,僅靠“鉆孔”來抵達(dá)地心的想法是不切實際的地粪。首先取募,由于科里奧利效應(yīng),在距離地面不同深度的地方蟆技,地球自轉(zhuǎn)的線速度是不同的玩敏,越深的地方,線速度越小质礼,如果朝著地心垂直地深鉆下去旺聚,最后得到的管道實際上是一條曲線管道,并不是從地面指向地心的直線眶蕉,所以深度鉆探的路徑是難以設(shè)計的造挽。其次嵌器,地核的溫度和太陽表面的溫度幾乎一樣高嘴秸,而且內(nèi)部的壓力無時無刻都想把鉆孔填埋凭疮,所以地下的裂縫(即鉆孔管道)也是不受控制的寞肖。因此新蟆,在地球內(nèi)部開出一個深洞幾乎是不可能的吮螺。
但是鸠补,斯蒂文森提出了一個異想天開的方案:我們可以用氫彈炸出一條裂縫,然后灌入11萬噸鐵水(1500℃以上)泉蝌,這些鐵水以巨大的重量撕扯開地下的巖石,從而打開一條通向地球內(nèi)部的道路粥鞋。然后讓數(shù)千個柚子大小的探測器乘著灼熱鐵水的波濤順流而下,它們內(nèi)部裝有各種先進(jìn)的感應(yīng)設(shè)備等浊,其中的半導(dǎo)體材料用鉆石做成衅鹿,因而可以承受4000℃的高溫制妄。這些探測器將會記錄沿途的溫度耕捞、壓力和化學(xué)成分敞映。因為無線電波無法穿透這么厚的固態(tài)巖石振愿,所有的測量數(shù)據(jù)將以地震波的形式傳向地面,最終被一個敏感的地震儀接收栓霜。斯蒂文森預(yù)計丛晌,這些鐵水和“柚子”將會以每小時16千米的速度向下移動抚垄,應(yīng)該能在一個星期內(nèi)抵達(dá)地核。
重啟地下之旅
當(dāng)然浙滤,用氫彈炸出地球裂縫然后灌入鐵水的想法實在是太瘋狂了茎芭,在現(xiàn)實中恐怕行不通次氨。不過,最近來自英國、美國坐儿、日本和德國的科學(xué)家們打算接手冷戰(zhàn)時期美國人中斷的莫霍鉆探,重新開啟地下之旅逛漫,這就是“新莫霍計劃”。科學(xué)家們準(zhǔn)備花費10億美元和10多年的時間來做這個工程旭蠕。雖然資金需求大、技術(shù)難度仍然非常高,但科學(xué)家們認(rèn)為這些投入非常值得,因為這項工作在地質(zhì)學(xué)这刷、生物學(xué)上都具有重大的意義洞辣。
“新莫霍計劃”在地質(zhì)學(xué)上的意義是顯而易見的定鸟,如果能夠抵達(dá)莫霍面啼县,人類可以加深對地幔的認(rèn)識季眷。地幔是地球內(nèi)部體積话告、質(zhì)量最大的地質(zhì)層裳朋,而且它涉及到地球本身的演化和起源的問題(幾乎所有的海底和大陸都起源于地幔),但我們對地幔的了解卻很少,原因就是我們無法獲得純凈的地幔巖石樣品。迄今為止,科學(xué)家們見到的地幔樣品都是經(jīng)過了復(fù)雜的地質(zhì)運動才來到地表的,它們都已經(jīng)受到了污染剿干,科學(xué)家們只能參考 隕石(因為有的隕石和地幔樣品的化學(xué)組成相似,而它們并沒有受到污染)和地震波,間接研究地幔。一件原始純凈的地幔樣品將會是一個珍貴的寶物,就像阿波羅計劃帶回的月球巖石一樣。
探尋地下存在神秘生命的可能性是“新莫霍計劃”另一個巨大的意義。我們曾經(jīng)鉆到的最深的地方超過了1.2萬米,在那種地方,壓力和溫度都是很高的,不可能存在《地心游記》中描述的史前怪獸,但是科學(xué)家們相信,那些被稱為“極端微生物”的超級細(xì)菌卻能夠在地下難以置信的困難條件中存活下來。就拿生活在深海熱泉附近的細(xì)菌來說,它們不需要陽光、不需要氧氣,可以忍耐數(shù)百攝氏度的高溫。而一些地下細(xì)菌更加神奇,最令人印象深刻的是一種叫做抗輻射奇異球菌的聚-嗜極生物。這個超級生物可以在許多種不同的極端條件下生存下來——它可以被曬干,可以承受高劑量的紫外線以及人體致死量2000倍的電離輻射。
地下世界存在嗎
傳說地心世界的首都被稱作香巴拉(Shamballa)虐秦,它位于地球內(nèi)部的中心俺驶,可以從南北極長驅(qū)直入。我們在南北極天空看到的極光,事實上就是地心太陽光從地球內(nèi)核的反射。地心人類使用免費的能源點亮他們的城市、住宅和隧道括享。他們利用水晶結(jié)合電磁娇斩,造出具有全光譜的小太陽提供他們所需的所有能源歉嗓,可以維持50萬年之久志珍。地殼從地球外表面到內(nèi)表面大約有800英里莺琳。由于我們的地球是中空的而非實心的球體辞做,地心引力的中心并不在地球的中心框喳,而是在地殼的中心放仗,亦即地表下400英里處。