西曼小说冷酷的吻:英国科学家计划打通地壳

英国科学家计划打通地壳直接获取地幔物质(图)
http://www.sina.com.cn  2011年03月29日 09:35  新浪科技

不可能完成的任务？一个由英国科学家领导的小组正计划执行一项空前的钻探计划：打穿地壳，首次直接获取地幔物质样品。

与此同时，科学家们还正在实施一项对南极洲沃斯托克湖（Lake Vostok）的钻探计划。这是一个位于南极洲的冰下湖，也是世界上最大的冰下湖。它被掩埋在4公里的巨厚南极冰层之下。科学家们希望打穿冰层，获得湖冰的样品，因为这些冰保存着被掩埋前的各种气候与地质信息。不过现在他们不得不暂时推迟计划，因为南极的冬天很快就要到来了

这是一台隧道盾构，不过它是水平行进的。这次科学家们希望将它竖起来向下钻进，只不过直径要小得多
新浪科技讯 北京时间3月29日消息，一个由英国科学家领导的小组正计划执行一项空前的钻探计划：打穿地壳，首次直接获取地幔物质样品。这种想法可能比不上凡尔纳小说中的《地心游记》，但是确实已经达到了我们目前能力的极限。
这项工程将面临艰巨的技术和资金挑战，因为这意味着他们必须在茫茫大洋上向下进行钻探，打穿5英里(8公里)厚的海床地层，并克服高达近300摄氏度的地下高温。
并且一旦抵达地幔层附近，钻头部位将面临巨大的压力，此处的压强高达每平方英寸400万磅，约相当于每平方厘米的面积上要承受28万公斤的压力。
科学家们希望借助这一项目，他们能够实现地幔取样，并带回地面进行分析，以便能更多的了解地球的性质和起源。
这项冒险的计划非常容易让人想起1959年拍摄的科幻电影《地心游记》。在这部电影中，一支由帕特·伯恩(Pat Boone)率领的探险家小队从冰岛的火山口进入，一直向下，抵达了地球深处。
当然，现实版的《地心游记》不可能真正抵达地心，而只能勉强抵达地幔层。这是一层巨厚的圈层，厚度达2800多公里，将地壳和地核分隔开来。不过尽管我们似乎只是钻探了一点皮毛，但却已经是人类历史上首次抵达地幔的深度。
这项计划是最近由南汉普顿的英国国家海洋研究中心戴蒙·蒂戈(Damon Teagle)博士，以及法国蒙贝利耶大学(Montpellier University)的贝诺特·伊得冯斯(Benoit Ildefonse)博士宣布的。
之所以他们对直接获取地幔物质那么感兴趣，是因为地幔是地球最大的岩石圈层，因此很可能提供很多有关地球岩石圈的关键信息。业内的很多专家甚至将地幔样品和阿波罗计划取回的月壤样品相提并论，因为它们都能为我们提供有关我们过去历史的线索。这样的钻探过程还能告诉我们更多有关莫霍面性质的信息，并帮助解答地震为何，以及如何发生的问题。莫霍面是地壳和地幔圈层之间的分界面。
蒂戈博士认为，地球上最容易向地幔进军的地区是大洋深处，因为这里的地壳层相对较薄，便于尽快抵达地幔层。
这一项目面临的技术挑战是巨大的，显而易见的。钻头在钻进过程中将无法配备并行的上升管，这是一项钻探工作中常见的安全保护措施，用以排出地下可能存在的危险气体。
另外，一旦取得样品，还必须设法将海水压入钻出的孔中，必须施以足够大的压力，以便使样品能被被顺利提升上来。
在此之前，人们也曾实施过向地幔钻探的计划，如1960年代的“莫霍面计划”(Project Mohole)，只是后来因为组织不力和资金问题而宣告失败。
人们之前对于地球内部样品的获取和分析只能依靠间接的途径，如火山爆发时喷出的岩浆等等。
蒂戈博士和他的小组现在正在进行积极的选址和其他准备，他们希望在太平洋上找到一处合适的地点，并计划在2018年前完成各项准备工作。
十大有待实现科学突破：地心漫游难于登月(图)
http://www.sina.com.cn  2010年01月08日 08:33  新浪科技
新浪科技讯 北京时间1月8日消息，据国外媒体报道，过去几个世纪来，科学技术呈现出迅猛的发展趋势，让一系列一度被打上“不可能”标签的事情成为一种可能。但很多事情仍等待科学家去发现和实现，很多设备和仪器等待他们去研制。以下列举的是十大尚未实现并且也可能是人们最希望看到的科技成就。
1.地心旅行

去地心旅行困难重重
19世纪，科学家普遍认为人类会首先上演地心游记，之后很久才会实现登陆月球的壮举。在这种想法的背后，我们看到的是科学技术的不可预测性。地心游记的难度实际上远远超过科学家的预计。地心压力巨大，整个世界的重量都压在这个“肩膀”上。在这种巨大的压力下，已知任何物体都无法保持本来形状，甚至连碳纳米管也是如此。当前深度最大的人工洞还不及上演地心游记所需要的0.2%。虽然地球内部深处可能提供数量惊人能量，但在能够直接进入前，我们似乎还要等待相当长的时间。
2.纳米医学

纳米医学
纳米技术拥有在多个领域实现大变革的潜力，其能够为人类带来的最大贡献可能就是在医学上的应用，可以说，这种应用所具有的潜力是永无止境的。我们可以利用纳米技术制造分子级治疗工具，粘住并摧毁癌细胞，并且只将癌细胞作为攻击对象。先进的药物输送技术可用于向人体特定部位输送药物，进而消除副作用。微型机器人可用于为患者实施超高精确度外科手术，修复受损组织或者追击并摧毁确定细胞，例如癌细胞或者细菌。当前的纳米医学仍处于“婴儿时期”，但它可能成为自人类首次研制出疫苗以来最伟大的现代医学突破。
3.万有理论

万有理论
数千年来，科学家便预言宇宙中一切事物实际上都是一个单一力的结果。几个世纪来，物理学家不断努力，力求将所有已知的力统一在一起。当前发现的4个基本力分别是电磁力、弱核力、强核力以及引力。虽然电弱理论将弱核力和电磁力统一在一起，但万有理论需要做到的却是将所有4种力统一起来。为了证明这种理论，科学家必须在极高能量条件下对物质进行研究。
弦理论试图解释大自然的基础，相比之下，万有理论可能更为理想。这种理论将是爱因斯坦提出相对论之后物理学领域的最大突破。“万有理论”这个名字旨在传递这样一种信息，即将所有物理学现象统一在一起。虽然名字如此，但我们无法通过这项理论完全了解物理学的全部，毕竟仍有更多的东西等待我们去发现。
4.太空梯

太空梯
太空梯的高度虽然是现有最高建筑的数千倍，但制造这样一个电梯远比我们想象的要简单的多，原因就在于太空梯的质量中心实际上位于轨道之内。太空梯计划经常要有一个位于对地静止轨道之内或者上方的空间站参与，空间站与地面之间要架设一条绳索，上系负责在地球与空间站间运送人员和货物的电梯车厢。
太空梯能够让太空旅行变得更容易、更低廉同时更安全。如果让这样一部电梯有效发挥作用，理想的选择就是采用由碳纳米管制成的高强度材料，这种材料所需要的数量显然是巨大的。当然了，建造太空梯也会面临这样或那样的问题。尽管存在不小挑战，私人公司LiftPort Group还是制定计划，预计在2031年之前制造一部太空梯。
5.载人火星任务

载人火星任务
在相当长时间内，将人类送上火星还只能是科幻小说和科幻影片中才有的事情。但在人类首次登陆月球之后，到火星上漫步这一想法突然之间似乎变得切实可行。在太空探索史上，载人火星任务将具有里程碑意义。登陆火星有助于科学家更进一步了解这颗红色星球。很多人认为，在火星上建造一个永久性基地所能起到的作用将远远超过月球基地。
载人火星任务虽然与登月类似，但难度更大。地球与火星之间的距离是地月距离的大约100倍，除此之外，科学家还必须考虑包括火星天气在内的一系列问题。目前，美国宇航局已经制定火星登陆计划，希望在本世纪30年代登上这颗红色星球。无独有偶的是，欧洲航天局也计划在大约相同的时间框架内实现这一梦想。相比之下，俄罗斯表现得更为积极，计划在2020年之前执行载人火星任务。
6.攻克癌症

攻克癌症
癌症是当前最致命的疾病之一。自古希腊名医希波克拉底时代以来，人类就一直在寻找治愈癌症的途径。癌症与常见的感冒类似，虽然有很多手段可以对其进行治疗，但现代医学界仍未找到治愈方式。造成这种无奈的部分原因在于，癌症与感冒类似，拥有很多不同的类型并且彼此间的差异很少。
不幸的是，癌症的可怕性远远超过感冒，每年有超过700万人被这种疾病夺去了生命。迄今为止，大量药物、化学物质、干细胞、基因改造病毒甚至于砷都被提议用于治愈癌症。但当前的所有努力最终都以失败告终。
7.清洁能源

清洁能源
虽然科学家对化石燃料的很多替代物进行了研究，但在能源供应完全实现可再生之前，人类仍有相当长的一段路要走。据统计，人类当前使用的能源中大约有85%来自于化石燃料。发展清洁能源被视为一项重要举措，原因在于化石燃料的存在维持不了多长时间，同时还会造成环境污染并导致国家关系趋于紧张。
清洁能源很难成为现实的原因在于，过去150年来我们一直依赖石油，关闭这道门的难度可想而知。一些人表示，可产生大量清洁能源的技术已经存在，但一直受到大型石油公司的打压。令人感到欣慰的是，一些欧洲国家已能够制造数量相当可观的清洁能源。当前的清洁能源包括风能、太阳能、地热能、潮汐能、水电、核能以及生物燃料。
8.头部移植

头部移植
在不久的将来，这项怪异的外科手术必将引发巨大争议。实施头部移植手术过程中，患者的头部将被切下来，而后移植到捐献者的身体上，同时还要保证头部与新身体之间的血流畅通。从理论上说，头部移植手术可用于治疗任何不会直接影响大脑的疾病。然而，除非能够找到一种修复脊髓的方式，否则的话，患者将处于四肢瘫痪状态。
头部移植已在老鼠、狗以及猴子身上取得有限成功。其面临的最大问题是，这种移植将引发一系列伦理和道德问题。例如，如果器官捐献者数量不足，头部移植就是一种浪费，因为捐献者最终只能拯救一个人。更令人感到担忧的是，如果头部移植伴随克隆同时发生，患者可能谋杀另一个自己，进而实现将寿命加倍的企图。
9.永久性月球基地

永久性月球基地
在太空殖民这一想法首次浮出水面之后，距离地球最近的月球便成为人类的第一个殖民目标。在1969年人类第一次登上月球之后，建造永久性月球基地的想法突然间变得非常切实可行。但出于种种原因，其中包括经济和技术上的原因，这项计划很难付诸实施。
美国宇航局已制定计划，预计在2024年之前建造一个月球基地。欧洲航天局也计划在2025年之前建造一个月球基地。此外，日本和印度也均决定在2030年之前建造月球基地。打造月球基地面临的最大障碍就是资金问题。包括巴兹·奥尔德林在内的很多宇航局内部人士纷纷指责建造月球基地的做法，在他们看来，宇航局应该将更多精力放在其它项目上，例如载人火星任务。
10.DNA计算机

DNA
读者不妨想象一下，如果自己的iPod能够存储可播放数千年的高清晰视频，那将是怎样一番景象。DNA计算机便可让类似这样的设备成为一种可能。众所周知，DNA是活生物用于存储遗传信息的物质。其独特之处在于能够在有限空间内存储大量信息。1毫克DNA能够存储世界上所有打印资料。
DNA计算当前仍处在婴儿时期，类似MAYA-II这样的原型起到的作用也只是展示这种理念。如果DNA计算能够趋于完美，采用这种技术的计算机所能存储的信息量将是按照当前标准所无法想象的。
日本将向地心钻探7000米 有助准确预测地震
http://www.sina.com.cn 2005年06月13日 09:02 环球时报
文/本报驻日本特约记者 张莉霞 本报特约记者 奇云

日本“地球号”钻探船
世界上最先进的地球深海钻探船近日抵达日本横滨港。这艘乳白色的巨大海洋钻探船将于2006年开往太平洋中地壳最薄的地方，钻出一个穿透地壳达到地幔的深洞，取回各种不同岩石样本，实施一场史无前例的地心探测计划。
钻头能到海底7000多米处
长期以来，人们就试图通过各种方法对地球进行探测，但由于坚硬的地壳岩石的阻隔，迄今为止，人类对地球内部仍然所知甚少。洋底是地壳最薄的部位，因此大洋钻探是人类将认识的触角伸向地幔的最佳通道。
这艘耗资582亿日元，由日本三菱重工业公司建造的钻探船名为“地球号”。“地球号”长210米、排水量为5.7万吨，船上的钻井架从海面的高度算起为121米，可以停泊在水深2500米的海洋上进行深海钻探作业。“地球号”的钻头可钻透距离海底约6000米厚的地球地壳，到达海底7000多米处的地幔层，其钻探深度是目前海底钻探深度的3.5倍。预计从开始钻探到钻透约为5000米的地壳最薄处，到达地幔大约需要一年多的时间。这次海底钻探是目前世界上钻探深度和规模最大的一次科学考察活动。
“地球号”上配置了6个旋转式深海钻探推进器。这些钻探推进器均由全球卫星定位系统控制，保证能够垂直钻井，不会出现任何偏差。该钻探推进器的钻头周边还有特殊的套筒装置，内装减震仪器和排气管，钻探时一旦遇到石油或者地壳温度过高的岩石，就可以保护钻头。
更准确预测地震
日本海洋科学技术中心地球深部探查中心主任平朝彦说，“地球号”的主要任务之一是在海洋地壳和上地幔寻找细菌。地幔的岩石与海水发生化学反应时产生了生命存在必需的化合物。那里可能存在着生命，也许能够找到生命起源的证据。另一项主要任务是取回地幔样品。据了解，从“地震巢”取回的沉积物和岩芯有助于地质学者更加有效地研究引发地震的机制，作出更加准确的地震预报。日本在以前的海底钻探过程中已经带回了抗热酶，现已应用到洗涤粉中。人们希望这次深海地心钻探考察能够有更多的新发现。
20世纪以来，人类进行了三个大洋钻探计划。分别是“深海钻探计划”、“大洋钻探计划”和“综合大洋钻探计划”。据悉，“综合大洋钻探计划”由包括中国在内的十几个国家共同参与，“地球号”是该计划的一部分。▲
吉林大学研发“地壳一号”:钻探深度可达1万米
2013年10月21日 09:54   直播长春


拉载着拆分后的钻机的50辆重型运输车整齐列队继续上路。新文化报 刘阳 摄
由吉林大学自主研发设计的“地壳一号”万米大陆科学钻机，在四川制造成功。这不仅标志着我国在地质钻探能力已达到世界先进水平，同时也标志着我国“入地”的探测计划取得了阶段性重大进展。
万米钻探 “地壳一号”
组装后的“地壳一号”，高60米，占地1万多平方米，钻进能力达到1万米，主要用于松辽盆地国际大陆科学钻探工程，除进行地球演变和古气候研究，还将用于我国地壳的立体探测、能源探测等方面的研究。
这50辆大卡车，上面装的全都是“地壳一号”万米大陆科学钻机各个零部件，钻机设备拆解包装是126件，总体积6000多立方米，总重量达1500多吨。15号从钻机制造地四川广汉出发，途经川、陕、豫、冀、京、津等地，预计明天他们将到达最后的目的地，黑龙江省大庆市。
吉大从2009年开始研发“地壳一号”，攻克了高转速全液压顶驱系统、高精度自动送钻系统和起下钻自动排管系统等一系列关键技术，使“地壳一号”万米大陆科学钻机，完全拥有我国的自主知识产权，同时我国也成为继俄罗斯、德国后，世界上第三个掌握地下万米钻探技术的国家。