你能挖一条穿过地心的隧道吗?| HowStuffWorks

有可能直接钻穿地球吗?AlesVeluscek /盖蒂图片社

想要真正摆脱这一切吗?你从家里(仍然呆在地球上)最远只能垂直飞行7900英里(12700公里)，但你必须绕行很长的一段路才能到达那里:12450英里(20036公里)的陆地和海洋。

为什么不走捷径，直接下去?你可以在42分钟内到达那里——这段时间足够吃一顿漫长的午餐，前提是你能避开鼹鼠人，史前爬行动物和在路上的地下世界的居民。当然，大多数美国人最终会去印度洋，但智利人可以在外面吃正宗的中国菜，新西兰人可以用西班牙小吃来泡茶。新星；Shegelski］.

当然，你会经历一段艰难的旅程。首先，你必须穿过22-44英里(35-70公里)的大陆地壳(3-6英里/5-10公里的海底)，然后是1800英里(2900公里)的地幔。在那之后，你必须穿过a火星大小的外核的液体铁搅拌像太阳表面一样热(10,000华氏度，或5,500摄氏度)，然后是固体，月亮-大小的内核，一些研究表明，最里面的液体内核[来源:安吉尔；洛克；新星］.

为了讨论(和生存)，让我们假设地球是一个冰冷、均匀、惰性的岩石球。在这里，我们忽略空气阻力。

在地球表面,重力以每秒32英尺(9.8米)的平方速度拉着我们。这意味着，你每下落一秒，你就会加速32英尺/秒——但只是在地球表面附近。引力是质量的函数，质量是物质的属性。表面上，地球上所有的物质都在你脚下，但当你下落时，越来越多的物质围绕着你，发挥着自己的引力。这些水平的拉力相互抵消，但你头顶上方的质量比例增加，对下方按比例减少的质量产生了一个越来越大的反作用力，所以当你接近核心时，加速度会变慢。在行星的中心，你的重力加速度是零——地球的质量围绕着你，重力抵消了，你就在轻便(来源:洛克；辛格］.

你仍然在以一个见鬼的剪辑，尽管，所以不要期望停止那里。半路上，你的速度达到15000英里/小时(24000公里/小时);在跳进去21分钟后，你以每小时18000英里(29000公里)的速度飞过中心。又过了21分钟，随着重力的减慢，你到达了远端，并在半空中短暂停留。除非有人抓住你，否则你就会回到来时的路，重新开始。在我们的理想情况下，这将无限地持续下去，就像一个钟摆或弹簧，在一个叫做简谐运动(来源:编；Shegelski；UCSB］.

当然，即使是最好的思想实验，现实也有侵扰的倾向。

现实入侵地球

现在我们已经进入了一个理想化的岩石球，让我们把现实情况复杂化一点。

压力:在地球上钻一条隧道需要克服由6.6万亿吨岩石向内挤压而产生的令人难以置信的压力，这相当于海平面压力的300万倍[来源:洛克；编；UCSB］.

你要扛起那个重担一条25英尺(7.6米)宽的隧道(比英吉利海峡略小)将移动200亿立方英尺(5.78亿立方米)的岩石。那可是很多石头啊。

这里越来越热了:地球内部是惊人的热，这是由许多因素造成的，包括形成影响的动能、重力压缩力、内摩擦和放射性衰变[来源:编］.事实上，仅地壳本身的温度就足以击败目前的隧道技术:最深的洞俄罗斯的科拉超深钻孔，在被高温压垮之前，达到了40230英尺(12262米)，只是穿过地壳的一小部分。然而，科学家们已经在海底钻了一些接近地幔的洞。费雪；莱维特；Santoski;UCSB］.

质量效应:由山脉和海沟引起的地壳质量变化与地球内层密度的差异相比显得苍白无力。因此，你的加速度会比我们描述的更多[来源:帝国；辛格；UCSB］.

致命诱惑:由于科里奥利效应和角动量的作用，你的侧向运动会在你深入矿井之前就把你撞到墙上。

为了理解其中的原因，我们可以考虑在赤道上钻一个洞。无论你是站在地球表面还是靠近地核，你每24小时都要转一圈，但你走的距离不同:在地表，你走了24900英里(40000公里)，而在到达地核的一半，你走了一半的距离。当你下落时，你将保持1000英里每小时(1600公里每小时)的向东运动，而你周围的墙壁将以更慢的速度向东移动，导致你撞到它们。

为了避免触礁，你可以从一根杆子钻到另一根杆子，科里奥利不起作用。然而，太阳和月球的引力，也会扰乱轨道卫星，最终会把你拉进隧道的墙壁[来源:亲爱的］.

打动:有趣的是:一条直线从地球上任何一点到另一点所花的时间与穿过地球中心的隧道相同。虽然隧道会变短，但重力会施加更小的加速度，行程会更长[来源:编；Shegelski］.

从好的方面来看，如果你想把这段旅程变成一个旅游景点或一条很长的地铁，燃料成本可以忽略不计。

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作者的注意

政客们喜欢滔滔不绝地说我们不应该在地球上有那么多问题需要解决的时候把钱花在太空上。我强烈反对，但也许对地球的深度探索可以提供一个折衷方案。探索海底、地壳下部或地幔所需要的技术与太空飞行相当——在某些方面，难度更大——而且可能产生类似的经济、教育和技术方面的好处。

在很多方面，我们对月球的了解比我们对海洋或地球内部的了解还要多。是时候改变了。

来源

安吉尔,娜塔莉。"地下1800英里的谜"纽约时报。2012年5月28日。(2012年10月5日)http://www.nytimes.com/2012/05/29/science/earths-core-the-enigma-1800-miles-below-us.html?pagewanted=all&_r=0
亲爱的,大卫。《太空飞行全集:从阿波罗一号到零重力》(The Complete Book of Spaceflight: From Apollo 1 to Zero Gravity)威利。2002年11月8日。
费舍尔,Richard。《探索钻出世界上最深的洞》《新科学家》。2012年7月5日。(2012年10月5日)http://www.newscientist.com/gallery/deepest-drilling
免费的地图工具。"通往地球另一端的隧道"(2012年10月4日)http://www.freemaptools.com/tunnel-to-other-side-of-the-earth.htm
莱维特,汤姆。“价值10亿美元的到达地幔任务”CNN。10月2日,2012年。(2012年10月4日)http://www.cnn.com/2012/10/01/tech/mantle-earth-drill-mission/index.html?hpt=hp_t3
洛克,苏珊娜F。“供你参考:如果我从地球上掉下来，地心会发生什么?”受欢迎的科学。2011年2月22日。(2012年10月5日)http://www.popsci.com/science/article/2011-02/fyi-if-i-fell-through-earth-what-would-happen-center
美国国家航空航天局。“地球简报。”2010年11月17日。(2012年10月4日)http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/earthfact.html
ScienceNOW新星。"地心之旅"2008年6月10日。(2012年10月3日)http://www.youtube.com/watch?v=wuHau1LTH8Y
褶,菲尔。《关于地球你不知道的十件事》《发现》杂志。2008年9月8日。(2012年10月4日)http://blogs.discovermagazine.com/badastronomy/2008/09/08/ten-things-you-dont-know-about-the-earth/
帝国,亨利。“如果地球是空心的呢?”分钟物理/ Vsauce。2012年8月26日。(2012年10月5日)http://youtu.be/jN-FfJKgis8
罗宾斯。“英吉利海峡隧道。”(2012年10月4日)http://www.robbinstbm.com/case-study/the-channel-tunnel/
罗伯逊,尤金·C。《地球内部》美国地质调查局。2011年1月14日。(2012年10月5日)http://pubs.usgs.gov/gip/interior/
Shegelski,马克。“你会从地球上的理论洞里一直掉下去吗?”《科学美国人》。2003年4月21日。(2012年10月5日)http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=would-you-fall-all-the-wa
辛格,苏尼尔•库马尔。“重力”。2007年9月26日。(2012年10月3日)http://cnx.org/content/m15087/latest/
UCSB科学。“如果我在地球的最深处挖一个洞，然后跳下去，我会漂浮吗?因为所有的引力都集中在一个点上?”(2012年10月5日)http://scienceline.ucsb.edu/getkey.php?key=3224

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