專家解讀：有可能挖穿地球到達另一邊嗎？

【專家解讀：#有可能挖穿地球到達另一邊嗎#？】澳州「對話」網站11月25日刊登題為《有可能挖穿地球到達另一邊嗎？》的文章，作者是美國博伊西州立大學地球科學助理教授安德魯·加澤，文章內容編譯如下：

小時候，我喜歡在位於辛辛那提的住宅後院里挖坑。我祖父當時開玩笑說，如果我一直挖，我會挖到中國。

事實上，如果我能沿著直線挖穿地球，我就會從澳州以西約1100英里(約合1770公里)的印度洋地區出來。那裡是我所在小鎮的對蹠點，即地球表面上與這座小鎮相對的點。

但我挖土時只能用一個園藝鏟。當我挖到位於地表以下不到3英呎(約合0.9米)處的岩石時，我就挖不下去了。

現在，我是一名地球物理學家，對地球結構有了更多瞭解。它主要分三層：

被稱為地殼的外層是一層非常薄的輕質岩石。其厚度與地球直徑之比類似於蘋果皮的厚度與蘋果直徑之比。我小時候挖坑時，挖的就是地殼的最上層。

地殼下面的地幔要厚得多，就像蘋果肉一樣。地幔由堅硬、沉重的岩石構成。隨著較熱的岩石從地球中心上升，較冷的岩石向地球中心下沉，地幔岩石每年最多會流動幾英吋(1英吋約合2.5釐米)。

位於地球中心的地核由超熱液體和固體金屬組成。這裏的溫度達到4500至9300華氏度(2500至5200攝氏度)。

地球的外層會對下層施加壓力，這些力隨著深度而穩步增加，就像在海洋中那樣——想想當你在水下越潛越深時，你耳朵承受的壓力是如何變得越來越大的。

這與挖穿地球相關，因為在挖洞或鑽洞時，洞壁會承受其上方岩石施加的巨大壓力。它們不穩定的另一個原因是，旁邊有空洞。比較堅硬的岩石可以承受較大的力，但如果壓力足夠大，所有岩石都承受不了。

在挖坑時，防止坑壁在壓力下向內倒塌的一個辦法是，降低其傾斜度。一個好的經驗法則就是，讓這個洞的寬度達到其深度的3倍。

假設你試圖挖穿地球，且地球完全由固體組成(我們知道它不是，但這是最簡單的情況)，那麼貫穿地球的洞的深度就相當於地球直徑。這樣的話，這個洞的寬度需要達到地球直徑的大約3倍，才能保持穩定。

顯然，這是一項不可能完成的任務，它將徹底改變地球的形狀。

相較於挖洞，鑽孔能更快到達較深的地方，因為需要運走的東西更少。而且，鑽孔的表面積更小，經過設計可以承受更大的力。能源公司通常會鑽到地表以下3英里處去尋找石油和天然氣。

鑽孔是一個冗長的過程。在充滿泥漿的中空管道末端，有一個旋轉的鑽頭在碾磨岩石。如果鑽的是非常堅硬的岩石，那麼鑽頭每分鐘僅能穿透幾英吋。假設以這個速度穩步前進，鑽穿地球需要數百年的時間。

隨著鑽頭鑽得越來越深，更換破損部件需要更多時間。長達數英里的鑽杆可能變得非常沉重，以至於它們無法被彎曲或從洞中拉出。

壓力也是一個問題。鑽孔壁承受著巨大的壓力，容易崩塌。地幔的緩慢移動最終會造成鑽孔彎曲和坍塌。在巨大的壓力下，地球深處的岩漿、氣體和液態金屬可能通過鑽孔噴向地表。

目前鑽孔技術的速度還不夠快，耐久度還不夠高，無法鑽透地幔和地核。（編譯/盧荻）