向地球深处发射探测器是可能的吗?

Question

迄今为止钻得最深的钻孔只有12公里。

考虑一下这种可能性吧。一个小型自行探测器被创造出来，它大约有一个足球大小，非常坚固，由熔点为几千k的材料制成。如果把它扔进地球上的一个火山熔岩湖，它能走多远?还是熔岩的粘度随着深度的增加而增加，将其限制在几米以内?

Answer 1

首先，阅读以下三个非常相关的问题和答案:

为什么“前往地核的任务”建议使用液态铁而不是铅?

我们真的能穿越地核吗?

假设，如果在地球中心钻一个大洞，地球会发生什么?

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向地球深处发射探测器是可能的吗?

不。

原因如下:

首先，有一个非常普遍的误解，认为地壳下面有某种岩浆海洋。不——没有。地球的地幔绝大多数是坚固的岩石。有一些非常小和局部的地方会融化，这些地方有火山(如果它到达地表-大多数情况下不会)。

第二，即使你去火山，把探测器扔在那里，也没有简单的管子可以下去。火山的“管道”系统更像一个迷宫，有分叉、弯曲、扭结等等。不仅如此，你还在逆潮流而动。你可能看过熔岩喷发的视频(一个，两个)．这些东西质量大，速度快。你的探测器只能在那里面逆行。这比逆流而上还要糟糕河急流．

第三，即使你设法制造出一种探测器，能够自主地在有意外弯道的地下熔岩走廊中逆流而上，你也必须记住，地下岩浆库并非100%是液体。它们就是我们所说的“晶体泥”，是一堆小晶体(即岩石碎片)，中间有液体。思考更像湿润的沙子，而不是纯净的液体。所以你不是在没有阻力的东西里游泳，你也会主动地排出更多的固体。

第四，熔融岩石极腐蚀性。你说的是高熔点的材料。那不是你的问题。即使是最热的熔岩也只能达到1400°C左右。我们有相对便宜的材料，可以在更高的温度下融化。问题是岩浆和物质之间的反应形成新的物质，或者完全溶解在岩浆中。以氯化钠为例。盐。这一点融化如果你把它放进炉子里，温度在800°C左右。当然，这比海洋的温度要高得多，用盐制造潜艇可能是个好主意!显然，这是个坏主意。因为盐会溶解在海里。它是否会融化无关紧要。所以这就是探测器的大问题——岩浆会简单地溶解它。

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总而言之，你需要你的探测器能够在黑暗中导航并在岩浆中向前推进，能够在前面挖掘和清理空间，这样它就可以向前移动，而且它的材料对岩浆是惰性的。抱歉，不可能。但这是一个有趣的思想实验。

Answer 2

我想说，最好的情况下，它可以到达大陆地壳的底部(通常大约30公里深)。即使到达那里也可能很棘手:探测器必须穿过我们所说的火山“管道系统”，由相互连接的部件组成堤坝(可能非常狭窄:在某些情况下只有几厘米)和水库，在那里对流和晶体糊状物会让它的生活变得艰难……但假设探测器能穿过这个迷宫，它最终会到达大陆地壳下的一个大岩浆库。要想更深就需要钻孔:地幔是固体但不脆，所以它不会断裂而让岩浆上升(就像岩脉一样)。相反，一般认为岩浆是利用晶界(即地幔岩石(橄榄岩)晶体之间的小空间)在地幔中迁移的。它们太小了，任何探测器都无法穿过。

另外，你提到了高熔点的材料，但你还需要一些能够抵抗高压的材料……最后，如何取回数据?我无法想象探测器将数据传输回地面的方法，所以即使它设法到达了那里，你也不会知道它的发现……

Answer 3

考虑一下这种可能性吧。一个小型自行探测器被创造出来，它大约有一个足球大小，非常坚固，由熔点为几千k的材料制成。如果把它扔进地球上的一个火山熔岩湖，它能走多远?或者是熔体的粘度岩石增加，深度限制它只有几米?

这个问题可以在Worldbuilding SE上回答，我只回答用户询问它能走多远以及探测任务中可能幸存的材料的部分。

首先，我将从列出高熔点材料开始。

钽铪合金(3990℃)

钽铪合金在熔点最高的材料中排名第一。

钽铪合金(Ta4HfC5)实际上是指钽和五碳酸铪的化合物，是已知化合物中熔点最高的化合物。可认为是由碳化钽(熔点3983℃)和碳化铪(熔点3928℃)两种二元化合物组成。

钽铪合金是用作火箭和喷气发动机的耐热和高强度材料，以及控制和调节设备的部件。

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源．文章列出了钽铪碳合金，“用作火箭和喷气发动机的耐热和高强度材料，以及控制和调节设备的部件。”所以你可以把这个材料放进你的探针里

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2.石墨(3652℃)

石墨在我们列出的世界上熔点最高的材料中排名第二。

石墨是碳的同素异形体，其中其他三个碳原子(排列在蜂窝状的六边形中)彼此共价连接，形成共价分子。由于其特殊的结构，具有耐高温、导电导热性、润滑性、化学稳定性、可塑性等特点。

传统的石墨可用作耐火材料导电材料，耐磨材料，润滑材料铸造，砂、模具和高温冶金材料，而新型石墨用作柔性石墨密封材料，汽车电池、新型复合材料等。

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石墨具有高熔点，可用于多种用途，我建议将其纳入您的探针中。

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3.金刚石(3550℃)

金刚石是另一种熔点很高的材料。金刚石是原子晶体，石墨是混合晶体。石墨晶体的熔点比金刚石的熔点高，这似乎令人难以置信。

而石墨晶体鳞片层中共价键的键长为1.42×10-10m，金刚石晶体中共价键的键长为1.55×10-10m。共价键，键越小，键能量越大，键越强，越难断裂，你需要提供更多的能量，所以熔点应该更高。

金刚石在工艺品和工业中用于切削工具，如拉丝模、车刀、螺纹刀、硬度计头、地质和石油钻头、砂轮刀、玻璃刀、金刚石笔、修整刀、磨料等。

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虽然钻石的熔点很高，但用途有限。我建议使用它来构建您的探测器或使用它作为探测器的屏蔽。

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我在文章列表中列出了前三名。如果你想看更多前十名，请点击这个链接:https://www.refractorymetal.org/list-of-metals-that-can-withstand-high-temperatures/

如何把你的探测器放进地球里

比如说，你至少有前三或前两种具有高熔点的材料，你使用昂贵和未来的技术，你有大量的研究资金，但有一件事在我们的道路上:如何将探测器送入地球。江南登录网址app下载

你将要读到的这篇文章几乎完全基于我的观察

如果你的探测器有足球那么大(就像你在问题中提到的那样)，那么我建议你在一个休眠或不活跃的火山地理位置上挖一个大洞(在非常接近休眠火山的地方，穿着火山服)，得到一个又大又长的金属棒。打洞底的杆。如果你发现非常热的岩石或岩浆/熔岩，试着多打几下，使其熔化或进一步减弱。

一旦你挖的洞冒出了烟雾或蒸汽，我建议使用非电动的长铲进一步挖掘，以确保地壳中有熔岩流“管道”，要么在熔岩沉入洞后小心地将你的探测器推到熔岩下，要么简单地将你的探测器扔到休眠的火山中。

最好将探测器脚本化并计算在中上层地幔(用于探测器的数据和安全探索)

Answer 4

温度和压力越深越差，很少有材料能同时承受这两种压力。另一件事是，当你深入岩石时，它更像塑料而不是固体，即使你钻了一个洞，它也会很快愈合，就像你的手指戳进泡沫一样。连续钻井需要一种材料制成的套筒，这种套筒能够承受巨大的压力，从而将其压碎。在1公里处，1100 psi的压力和50-60摄氏度以上的温度是很常见的。大地静压是指由某一深度或某一地层以上的上覆岩石或岩体所施加的应力。通常为1.0 psi /英尺，但具体数值会因区域而异。在2公里深的地方，你已经感受到比深海潜水器更强的碾压力。

Answer 5

就电力而言，它需要大约50倍于太空卫星的功率输出。你需要>1000w才能以比流速更快的速度在面包面团稠度的岩石上钻出一个足球大小的物体。它需要一种目前不存在的能源。