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的核心

的核心图片来源:Clipart.com

在最近的电影中的核心在美国,被称为“地球人”(terranauts)的无畏探险者深入地球炽热的中心,修复地球上的一个异常故障。虽然把人类送到核心地带纯粹是科幻小说,但这篇《科学更新》报道了最近一项向这片未知领域发送机器人探测器的提议。


成绩单

通往地核的路线图。我是鲍勃·赫森,这里是《科学更新》。

1864年,作家儒勒·凡尔纳写了一部小说《地心游记》。加州理工学院的行星科学家大卫·斯蒂芬森(David Stephenson)在最近给《自然》(Nature)杂志的一封信中提出了一种到达那里的可能方法。

他说,可以将一个小型无人探测器发射到炽热的地核边缘——首先在地球上炸开一条深裂缝,然后用热熔铁填充裂缝。

斯蒂芬森:

然后由于重力作用在重铁上,裂缝会在底部裂开穿过地球,在前进的过程中在后面闭合。

当它向下渗透时,熔化的铁会带着葡萄柚大小的探针到达核心。一旦到达那里,探测器将传送有关地核组成的信息,这可能有助于我们了解地球的起源。

斯蒂芬森的信没有涉及实际细节。他说,他的目标只是为未来的思想播下种子。

斯蒂芬森:

许多读过我的论文的科学家在读时都笑出声来。我很高兴看到这样的反应。我也希望有一些人会笑它,但也会足够认真地对待它,并把它作为一个值得更多关注的想法。

我是美国科学促进会的鲍勃·赫森。


研究的意义

如果这听起来像一个疯狂的想法,你是对的。即使是提出这个想法的斯蒂芬森也会承认这很疯狂。但狂野和不可能之间有一个关键的区别,这就是他的观点。早在莱特兄弟几个世纪前,伦纳德·达·芬奇就勾画出了让人类能够飞行的机器的疯狂想法。20世纪初,生物学家亚历山大·弗莱明(Alexander Fleming)提出了一个疯狂的想法,即面包霉菌中的青霉素可能被用来对抗疾病。过了好几年才有人尝试把它付诸实践。作家亚瑟·c·克拉克(Arthur C. Clarke)在空间站成为现实的几十年前就写过这个想法。

事实上,科学和技术的所有实际进展曾经只是疯狂的想法。如今,科学家们有了一种有组织的方式来展示他们的想法:他们可以发表自己的想法,让种子在其他人的头脑中发芽。在许多情况下,它不会有任何结果。在某些情况下,这个想法会被进一步发展,然后被放弃。但偶尔,它会带来一些有用的东西。

关于斯蒂芬森的提议我们现在了解多少?也许最大的问题是如何在地球上挖一个千米深的洞来开始整个过程。毫无疑问,我们可以做到——我们确实拥有核武器——但如何安全地做到这一点是另一个问题。

至于液态铁的运输系统,那只是在模仿地球内部一直自然发生的事情。火山就是从地球内部升起的熔化的岩石和金属从地表断裂而成。斯蒂芬森的提议仅仅是扭转这一过程,将液态铁倒入一个人造洞中。

地核的温度是3000摄氏度。这对人类来说太热了,但一个无人设备可能会挺过来。我们确实知道一些材料可以在如此高的温度下保持固态。事实上,地核本身被认为是固体的——这就是为什么斯蒂芬森的旅程只能到达地核的边缘。所以如果一个探测器可以用能承受如此高温的材料建造,它就能成功。尽管高温会融化或蒸发大部分物质,但地核的巨大压力有助于使物质保持固态。

剩下的问题是:为什么要这么麻烦?这是一个好问题,结果可能证明那麻烦和费用是不值得的。但如果这样的计划能够实现,这将标志着人类首次获得了地核组成的直接证据。了解地球的组成可以增强我们对地球如何运转的理解。最重要的是,它可以打开通往新信息的大门,我们可能从未想过那里。

现在试着回答以下问题:

  1. 斯蒂芬森打算如何到达地核?
  2. 为了进一步发展这个想法,还需要回答哪些问题?
  3. 发表这种性质的建议的目的是什么?如果你是一份科学期刊的编辑,有人提交了一篇像这样的“想法论文”,你会如何决定它是否值得发表?给出你在判断中会用到的规则或标准的具体例子。

为教师

地球的动画,是PBS在线网站的一部分,它的特色是一个关于岩层的动画,展示了地下的过程是如何引起地震、火山和其他剧烈的自然事件的。

地球的层,是一个关于地球内部结构的互动教程。


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