新型钻探技术可以深入地下20000米,能够有效利用地热资源吗?

能源是人类文明发展的根基,尤其是走进科技时代之后,对能源的需求只会越来越大。没有了能源的供应,人类的科技就无法进行下去,而人类文明也会一步步走向毁灭,可以说,能源关系着人类的命运。

自数百年前走上工业革命到现在,人类主要使用的都是化石能源,可是我们也明白,化石能源是有限的,不管是煤炭,石油还是天然气,它们在地下的储量都是有限的,就拿工业黄金石油来说,最多再使用50年就会面临枯竭。

化石能源无法维持人类的科技发展,我们需要寻找更多,更强大的能源才行,而在地球上,除了化石能源之外,还有很多的能源可以为我们所用,例如:风能,太阳能,地热能等。

从能源的量和强度来看,太阳能无疑是非常好的选择,只要太阳不灭就不会缺少,可是太阳能想要有效应用却非常难,以人类目前的科技实力,我们能够转化的太阳能非常有限,远远无法满足人类工业和日常生活所需。

除了太阳能之外,科学家更想利用的则是地热能,也就是地球内部的天然能源,相信很多朋友都知道,人类以及数百万种生命生存的区域只是地球表面,而在我们的脚下,地球内部则是一个大火炉,尤其是到了地幔层,基本就是一个流动的岩浆层,那里的温度非常高,到了地心区域,温度比太阳表面还要高。

若是我们能够有效利用地球内部的能源,那足以支持人类发展很漫长的时间,要利用地球内部的地热能,首先就需要向地下钻孔,到达一定深度之后,才可以利用。那么向地下钻孔容易吗?可能在一些朋友看来,地表之处无非就是一些岩石,依靠强大的钻头可以一往无前。

可事实上,地球内部的环境远比我们想象的要复杂,除了高温高压之外,还有一些意想不到的情况会出现,钻孔的难度远比我们想象的要大。说起地下钻孔实验,很多人会想到上个世纪进行了长达20年的科拉超深钻孔实验。

科拉超深钻孔是前苏联在1970年开始的一个科学钻探项目,花费20年的时间实现了垂直距离达12262米,这是人类科学发展史上的一个奇迹。可能有朋友会说了,为什么科拉超深钻孔不继续进行下去?

对于科拉超深钻孔的停止,民间有多种说法,传得特别玄乎,可事实上,真正让这个实验无法进行下去的原因还是钻头的问题。根据科学家留下的资料显示,科拉超深钻孔最初的一万米是比较顺利的,花费了10年时间就达到了,后来的262米却遇到了很多问题,同样花费了10年时间。

在整个钻孔过程中遇到的最大难题就是钻杆的断裂,钻孔到达7000米之后,进入了一个全新的地质领域,这个位置钻孔的时候经常发生钻头和钻杆断裂,每一次断裂都需要花费很长的时间换钻头维修重新钻。

随着深度的不断增加,钻头和钻杆断裂的频率越来越高,直到12262米之后再也无法继续下去,只能选择停止实验。想要钻得更深,除了有更强大的钻头之外,还需要一种新型的钻孔技术才行,而传统的机械钻孔只能通过切削岩石来进行,费时还费力,钻得深度也比较有限。

那么新型的钻探技术会是什么?相信一些朋友看过一部科幻电影《地心探险记》,影片中地心的温度发生了改变,人类的灾难即将来临,要解决这场灾难需要进入地心,这个时候一位科学家发明了一种强大的地下钻孔工具,可以进入地心。

影片中的钻探工具应用的是一种能量波,可以轻松让前方的岩石消融蒸发,这样的钻孔工具如何能够实现,那我们要深入地球内部自然也不是什么难事,那么这样强大的工具,现实中能够实现吗?

前段时间,美国一家初创公司打算开发一种“波钻”的新型钻探工具,可以深入地下20000米,率先在核聚变突破前实现“无限能源”。这家初创公司开发的波钻技术应用的是非传统的钻头,也不是机械地来钻孔,而是利用高功率毫米波来不断蒸发前方的岩石,这一点与《地心探险记》中的钻孔工具有一些相似之处。

波钻在钻探的时候不会与岩石发生接触,更容易散热,更耐高温,在初创公司的规划中,计划在2024年钻出与机械钻头混合的钻井,到2026年,将会利用钻井获得100兆瓦的电力。

这家初创公司用波钻到达20000米深的地壳层,想要利用的就是地热能,要知道地球内部是一个高温环境,越往深温度越高,到达20000米的区域,温度可达400摄氏度,这个温度若是能够利用起来,那就可以获得源源不断的能源。

那么地热能量是无限的吗?根据目前的研究探索发现,地球内部的能源是非常多的,仅仅是地下5000米的地热能,都可以产生相当于5000亿吨煤左右的能源,按照现在人类对能源的需求,大约可以用60多万年。若是将整个地球内部的地热能应用起来,足可以满足人类100亿年的发展需求。

当然,这里显示的地热能使用时间,只是以人类目前的能源需求来算的,可事实上,随着人类科技的不断发展,对能源的需求也会呈现几何倍增长,实际可以用的时间远远达不到理论值。

地热能也不是无限的,地球内部的温度也会随着时间的推移不断冷却,根据目前的研究认为,23亿年后,地球的内核就会冷却,那个时候地核停止运动,整个地球也将进入末日阶段,磁场消失,大气层不断流失,最后变成一个荒凉的星球。

另外,地热能虽然非常好,可以让我们利用很漫长的时间,但是以人类目前的科技实力,还无法真正有效利用地热能,即使我们可以钻孔到20000米的深度,可是要将那里的地热应用起来,成本会非常高,可能连投入成本也赚不回来,这样的赔钱买卖估计没有人愿意去干。

所以,在地热能的有效利用技术没有得到重大突破之前,地球内部的能源我们还是无法应用。事实上,站在地球生态环境的角度,我们也不建议去大量开采地热能,若是我们过度利用地热能,有可能会加速地核的冷却时间,从而缩短地球的寿命,让人类更早失去地球这个家园。

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