钻入地壳20千米！释放无限能源，美国公司的波钻究竟是什么技术？

地球蕴含着巨大的能量，而人类只是在取其皮表上的能量使用。

人类使用的能源绝大部分是化石能源，它们是远古生物经过一系列变化得到的，本质上还是地壳表面的能量。

然而，地球的能量更多的是集中在地壳之下。

我们经历的很多自然灾害，比如地震、火山喷发、海啸等，就是地球内部在释放能量。

恐怖的是，那只是地球释放的一点点的能量，就像睡觉翻个身一样。

因此，如果人类能够利用地球内部的能量，那么我们就将彻底摆脱能源危机。

上个世纪，苏联率先开始了向着地心出发的计划，可却在万米左右戛然而止。

目前人类的三大钻探深度分别为：Odoptu OP-11油井的12345米、阿肖辛油井的12289米以及科拉钻孔的12263米。

然而，根据媒体报道，美国公司Quaise Energy公司有望在未来打破这个纪录，将深度扩展到了20000米，也就是20千米！

波钻之力

人类之所以钻探会被卡在12000米这个临界点，是因为钻头。

就拿苏联的地心计划科拉钻孔来说吧，最后的263米，足足钻了10年的时间，从1983年钻到了1993年。

因为越往下钻探，岩石的密度就越大，钻头与岩层的摩擦也越来越热，导致钻头崩坏。

制约人类钻探脚步的就是钻头的质量，传统的金属钻头无论怎样革新，都只能在自己原有的硬度上叠加。

因此，钻探深度的突破值并没有拉开巨大的差距。

但是Quaise Energy公司的钻头不一样，它并不是采取的接触式钻探，而是采用的波。

钻头前端发出振动波，让其与岩石之间产生共振，这样岩石内部的温度就会直线升高，最后岩石被加热融化掉。

这个原理有点像我们生活中的微波炉，利用波的振动，加热食物，只不过这个波加热的是岩石。

这个钻头的好处就是，不会产生损耗，能一直钻下去，初步计划是钻探到20千米深的地方。

目前Quaise Energy公司已经获得了4000万美元的资金，他们在不久之后就会开始启动新的地心计划。

那么，地球内部的能量都有哪些呢？

地球结构

地球由三大部分组成，分别是地壳、地幔和地核。

这其中，地壳是地球上最薄最少的一部分，只占据地球总体积的1.55%，总质量的0.8%，类似于地球的皮肤。

地壳的平均厚度为17千米，以往的各种钻探深度都没有突破地壳的范围，只有Quaise Energy公司的20千米才算是达到了下一个层面。

地壳之下是地幔，地幔是整个地球占比最多的物质，它的体积占据了整个地球体积的82.26%，厚度达到了2800千米以上。

因为太厚了，导致不同位置的地幔密度不相同，状态也不相同。

因此它被分为了上下两层。上地幔的密度接近于岩石，在它的最上边有一个软流层，厚度大约180千米。

软流层可以看作是熔融状态的岩石，温度在700到1300℃，是岩浆的发源地。

波钻的20千米，还没有到达软流层，正处于莫霍界面，也就是地壳和地幔的分界处，为地面之下20到70千米的范围，而软流层位于70到250千米的范围内。

地球最深处的能量是地核，这里也是整个地球最热、密度最高的地方。

地核最大密度为每立方厘米12.5克，平均密度在10.3克/立方厘米，温度在4000到6800℃。

由于人类从来没有到过地核，只能根据推测得出地核含量最多的元素应该是铁、钴、镍，它们是磁铁的主要成分，所以地球才会产生磁场。

关于地核的能量来源，一部分认为是核聚变，因为铁、钴、镍正好是自行合成原子的极限，即元素周期表26到28号元素。

还有一部分科学家认为，是核裂变，因为地壳中含有铀、钚等放射性元素，那么地核内部应该也有。

那么，钻探到20千米也没有深入到地幔，Quaise Energy公司想要的是什么能量呢？

“无限”的能源

Quaise Energy公司想要的是地球的热能，简称地热。

从地表往下走，每下降100米温度增加2℃，那么20千米的地下，温度到了400℃。

将这个热能转换为电能，就能取代现在的火力发电。

根据科学家们的计算，整个地球的热能量超过了1 × 10^19 TJ，如果按照2018年地球的煤炭消耗量80亿吨来计算，地球的热能足够人类使用620亿年。

而地壳内的煤储备量，只够人类使用大约200年。

可以看出，地球的能量，从某种程度来说是“无限”的。

因为太阳的寿命都没有600多亿年长，目前太阳还剩下大约50亿年的时间。

也就是说，地球的热能可以坚持到太阳“爆炸”，难道还不算“无限”吗？

所以，波钻的20千米，是打开莫霍界面的关键，也是人类能否获得地球更多热量的至关之战。

然而，有科学家却指出，地球的能量固然很大，但是这些热量的消耗速度也是非常快的。

地核冷却

由于人类无法进入到地核，甚至地幔都进不去，所以关于地核真正的结构，都是以假说的形式出现的。关于地核能量的来源，科学家们也持不同的看法。

有科学家认为，地球的内核是一个巨大的核反应堆，如果是核裂变反应，那么放射性元素是具有时间的。

地球都诞生约46亿年了，按照一些元素的半衰期来看，是会在未来20亿年的时间消耗完成的。

如果地球内核的内部是核聚变反应，那么按照宇宙元素自然合成的规律，铁、钴、镍已经是聚变的极限，只有极少数还能在苛刻的条件下继续合成，大多数原子会最终停留于此。

地球的内核在反应完成后，逐渐冷却，地核的温度急剧下降，最后变为冰冷的铁质硬核。

没有了地核的能量，地球会开始出现降温，地核会收缩，造成地球表面的坍塌，地球会缩小。

有人说道，火星很有可能就是地球地核冷却后的模样。

火星被认为在过去和地球是一样的，有生命、有海洋。

更多的科学家认为火星一直没有形成大气层，无法保护自己的水，才导致失去了水。

但有一部分科学家却认为，火星在过去是和地球是差不多大的，但是火星的内核先地球一步冷却，导致火星出现了收缩。

火星土壤里含量最多的元素是铁，它红色的表面就是氧化铁塑造的。

为什么火星会有这么多铁？

科学家认为，当初火星的内核核聚变达到了极限，无法再继续聚合下去。

火星的内核能量没有了，火星的磁场、大气、水统统在塌陷收缩中不复存在。

最后只留下了一颗冰冷、干燥的红色星球。

不过就算是地核冷却，也还有大约20亿年的时间，对于人类来说，这个时间足以让我们的文明达到更高的程度。

物理学家加来道雄曾说过，人类在100到200年后可以达到1级文明。

1级文明意味着人类可以将地球所有的能量加以使用，也就是上面提到的1 × 10^19 TJ热能。

而人类在到达1级文明之后，还需要1000到2000年的时间成为2级文明，即完全利用太阳的能量。

人类将造出戴森球，获取太阳的所有能量，而不单单是地球接收到的太阳能。

当人类到达3级文明后，太阳系对于人类已经不值得一提，银河系才是我们的家园，所有恒星都是我们的“矿产”。

从2级到3级人文明人类需要大约15万年。

这样看下来，20亿年的时间，足以发展到离开地球的程度。

如果波钻能够成功，那么这是人类迈向1级文明最重要的一步。