大傢都知道人造太陽吧?人們一直以來都想通過研究可控的核聚變來實現無限能源的獲取。日前,美國的一傢公司公佈的自己的一個宏偉目標,開發出一種叫做“波鉆”的技術,開發地下的能源。人類開發無限能源的夢想要成真瞭嗎?
鑿穿地球很難嗎?
大傢知道現在人類往地下挖最深的地方是挖到哪裡嗎?人類挖得最深的地方是前蘇聯在上個世紀70年代的時候挖到瞭地下12262米,要知道地殼的平均厚度是17000米,就人類目前的最高水平,連地殼都還沒鑿穿。
我們的地球,分為固態的外球和液態的內球。外球主要包括地殼、上地幔和下地幔,地球的外球層是非常厚的,從地表到下地幔的最邊緣,有2900公裡。而液態層的深度大概在2900-5100公裡,內核的深度為5100-6371公裡。
在上個世界的時候,美國曾經信誓旦旦地提出來自己要挖到莫霍界面,也就是地殼和地幔的分界處。那這要挖到多深呢?
大陸地殼是比大洋厚的,也就是說大洋的地殼更薄。從大洋往下挖4-5千米就可以完成目標瞭,從陸地上挖,所需的深度遠遠超過瞭大洋板塊的厚度。但美國人並沒有達成自己的目標,挖個洞的成本實在是太高瞭,而且也太難挖瞭,後面索性就直接放棄瞭。
那時候的蘇聯和美國不對付,蘇聯的一大批科學傢和工程師來到瞭挪威的科拉半島,就為瞭挖一個世界上最深的坑。剛開始的時候還比較順利,蘇聯的科學傢一下子就直接挖到瞭8000米左右的位置,但是再往後就舉步維艱瞭。因為隨著深度的增加,工程師們很難判定自己往下挖的洞是不是筆直的。就在蘇聯的專傢們挖到一半的時候,才發現,真的不小心挖歪瞭。
但,這並不僅僅是洞被挖歪的問題。大傢都知道地下越深層的地方,溫度是越高的。比如到地下一萬米左右的位置,溫度就已經達到400多攝氏度瞭。這直接導致瞭鉆探的設備報廢非常之快,而且越深的地方,石頭也更加堅硬。真的是每一步都是舉步維艱。
“波鉆”是什麼技術?
那“波鉆”是什麼技術?真的能挖到地下這麼深的地方嗎?Quaise Energy是近期得到融資的一傢美國初創公司,他們提出瞭波鉆技術。
他們想通過非傳統的鉆頭來實現這一項偉大的事業。我們以前都是通過鉆頭對巖層的切削以向下延伸的,但波鉆通過高功率毫米波直接將鉆頭前方的石頭蒸發。也就是說鉆頭和石頭之間是不直接接觸的。在鉆頭在切削石頭的時候,必定會摩擦升溫,這種波鉆通過避免瞭與石頭的接觸,因此也是更耐高溫的。
從理論的層面上來看,波鉆講瞭一個好故事,但其實沒人知道它是否能夠成真。
地下真的有無限能源嗎?
在地下,最豐富的能源是什麼?越往地下的深處去,溫度是越高的。地球內部的溫度有7000攝氏度,在距離地心更遠的地方,溫度會更低。而地心產生的熱力會通過地下水和熔巖被傳送到接近地面的地方。如果人們能夠獲取並使用這些熔巖的熱能,那麼地球上的能源結構將被改寫。
人們獲取地熱的方式比如就有幹熱巖,它一般出現在地下3-10公裡的位置,溫度有200攝氏度。但實際上人們目前對幹熱巖的開發也非常的局限,或許在波鉆技術實現後,人們能夠更好地對儲量豐富的幹熱巖進行大規模的開發。
實際上,地熱並非是無限的, 地熱的能量本身是來源於地球誕生時的引力坍塌和放射性物質的衰變,未來地球的熱能其實是會越來越少的。有科學傢估計在23億年後,地球的內核就會冷卻,整個地球可能直接進入到生物大滅絕的狀態當中。
盡管如此,就從人類目前對能源的使用來看,對充分對地熱的攫取已經約等於“無限能源”瞭。
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