主題音粵
提起世界第一高峰大家都知道是喜馬拉雅山脈上海拔8844.43米的珠穆朗瑪峰,但世界上最深的地方是馬裡亞納海溝斐查茲海淵這個冷知識知道的人就很少了,畢竟大部分人的認知都在“馬裡亞納海溝是最深的地方”這一層面上,而忘了海溝也和山脈一樣是有起伏的。
我們看幾組數據:珠穆朗瑪峰海拔8844.43米,斐查茲海淵海拔-11034米,可以看出來如果把珠峰扔進去的話連個尖都冒不出來。但是注意了!我們的地球半徑地球半徑6371公里,而珠峰的高度和斐查茲海淵的深度連15公里都不到,和地球半徑比起來完全可以忽略不計,如果把地球比做雞蛋的話,珠峰和斐查茲海淵甚至都比不上蛋殼的厚度。
根據地質學家對地球內部的劃分,從地表平均向下17公里截止是地殼的厚度,在這個基礎上再平均向下2865公里是地幔的厚度,地幔再平均往下3400公里就是地核了。
鑑於珠峰和斐查茲海淵的高度以及深度都不滿15公里,因此-11034米的斐查茲海淵向下依然是地殼並不是地核,所以從海底入手挖到地球內部進行研究是不可行的,並且深海的壓強也並不適合這麼做。
事實上人類對於地球內部的探索從來沒有停止過,但無奈向下挖比向上飛困難多了,半個世紀前我們就能飛到38萬公里外的月球,但半個世紀後的現在鑽探工程的垂深記錄仍然是前蘇聯克拉超深鑽孔的-12263米,雖然這個數字甚至超過了斐查茲海淵海淵,但距離地幔仍然有很長的路要走。
宇宙觀察記錄
馬里納亞海溝是世界上最深的海溝,深度達到110304米,即便把整個喜馬拉雅山放進去也可以淹沒。馬里納亞海溝的深度也遠超生物極限(8370米),底部壓強高達1103個大氣壓,任何生物都不能夠在這裡生存。所以,馬里納亞海溝底部充滿了荒涼、死寂、和無盡黑暗。
儘管馬里納亞海溝是最深的海溝,但其深度相對於地球來說還是不夠看。我們都知道地球的結構類似於蛋殼,最外層是地殼,然後依次是地幔和地核。其中,地殼的平均厚度是17000米,也就是說,馬里納亞海溝還沒有穿透地殼,還需要6000米才可以穿透地殼達到地幔。地球的地心距離地球表面6378000米,所以馬里納亞海溝距離地心的距離差的不是一點半點。
馬里納亞海溝是太平洋板塊一頭插入亞歐板塊下面而形成的海溝。所以,海溝位於板塊交界處,相對的地質活動就比較活躍。而且有報道說馬里納亞海溝不遠處的日本各島每年都在緩慢向其移動,雖然移動的距離很慢,僅有10cm/年,但遲早有一天日本島會掉入這個萬丈深淵。
而且,萬一海溝處發生什麼大的地質活動,保不準日本就真的會加快落入海溝。
科學探秘頻道
答:馬裡亞納海溝水深達到11000多米,是地球上最深的地方。憑藉人類現在的技術手段,想要再往馬裡亞納海溝底部向下探測是不可能。
馬裡亞納海溝的深度以海平面為基準,將珠穆朗瑪峰倒立過來也到不了底部,足可見其深。馬裡亞納海溝是由太平洋板塊往菲律賓板塊下面俯衝形成的。形成了長2500多公里,寬70公里的大海溝。其中多數海域的深度超過8000米,這裡充滿了黑暗、未知和恐懼。
在現有的技術條件下,人類很容易夠征服珠穆朗瑪峰,全世界每年都有幾百人能夠登頂珠峰。然而能夠探底馬裡亞納海溝的人卻屈指可數。其中好萊塢著名導演卡梅隆,就曾乘坐“深海挑戰者號”探尋馬裡亞納海溝,成為獨自潛入“地球最深處”第一人。
在1970年,前蘇聯進行了一項科拉超深井的科學鑽探,且在1989年達到了12263米。成為了當時世界上最深的井。現在全球最深的鑽井是俄羅斯庫頁島Odoptu OP-11油井,深度12345米。科拉超深井隨著鑽井深度的增加,技術上遇到的問題越來越多也越來越複雜。
那麼馬裡亞納海溝是否到地心了呢?
我們看下地球的構造就明白了,差了十萬八千里。地球半徑為6371KM,地球由地心到地表可分為地核、地幔、地殼三部分,其中地核與地幔分界面稱為“古登堡面”,地幔與地殼稱為“莫霍面”。
而地殼的平均厚度為17KM,就算在馬裡亞納海溝底部,距離莫霍面也還有6公里的距離了,更別說到地心了,離地心還有6000多公里呢!
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艾伯史密斯
馬裡亞納海溝的挑戰者深淵是地球上海洋的最深處,其深度可達11000米。如果把海拔最高的珠穆朗瑪峰放下去,整座山峰會被海水沒過2100多米。
那麼,馬裡亞納海溝底部還能繼續往更深的地方去嗎?那裡離地心還有多遠?
雖然馬裡亞納海溝非常深,但這裡還只是地球的“表皮”,離地心還遠得很。要知道,地球的半徑可達6371公里,馬裡亞納海溝的深度僅為地球半徑的0.173%。
地球的內部結構可以分為三大部分,最上層為地殼。地殼可分為大陸地殼和海洋地殼,前者的厚度介於20至70公里,後者的厚度一般只有5至10公里。馬裡亞納海溝的底部仍然屬於地殼部分,還要繼續向下數公里才能到達地球內部的中間層——地幔。
地幔的厚度遠大於地殼,大約為2900公里。地幔又可細分為三大部分,上部分為上地幔,厚度為400公里;中間部分為過渡帶,厚度為300公里;下部分為下地幔,這一層最深,厚度可達2200公里。地幔的溫度和壓強非常高,底部的溫度可達4000攝氏度,壓強可達140萬個地球大氣壓。
地球構造的最深處是厚達3400公里的地核,它的質量可達地球總質量的三分之一。其中外地核厚2200公里,由鐵鎳組成,它們在外地核的高溫下熔融為液態。內地核厚1200公里,也是由鐵鎳組成,只不過不是熔融態。雖然內地核的溫度更高,可達5500度,但那裡的壓強也更高,可達地表大氣壓的350萬倍,這使得鐵鎳的熔點變得更高,反而沒有熔化,而是呈現為固態。
由此可見,馬裡亞納海溝的深度對於地球而言是微不足道的,那裡還只是地球構造的最上層,距離地心還有6366公里。另外,馬裡亞納海溝並不是地球上最深的地方,也不是離地心最近的地方。
深度達到12262米的科拉超深鑽孔在過去一直是人類挖到最深的地方,比馬裡亞納海溝還深一千多米。後來,這個紀錄相繼被兩個油井打破,最深的油井Sakhalin-I比科拉超深鑽孔深了83米。那麼,這個最深的油井會是離地心最近的地方嗎?
地球其實是一個橢球體,赤道附近凸起,南北兩極附近扁平。緯度越高,地球半徑越短,地球的極半徑比赤道半徑短了21公里。因此,最深的地方不一定是離地心最近的地方。
由於科拉超深鑽孔的緯度較高,它處在北緯69.4°,那裡的地球半徑為6359.4公里,科拉超深鑽孔的底部離地心為6347公里,這要比最深的油井離地心更近6公里,比馬裡亞納海溝離地心更近19公里。
火星一號
馬裡亞納海溝是地球最深的地方,根據1957年前蘇聯航潛航器“維塔茲號”測的數據,馬裡亞納海溝深達11034米,但這個數據只測得過這一次。其他的數據有美國人在1960年測得的10916米;英國在1981年測得的10900米;日本人在1984年測得的10920±10米等;
馬裡亞納海溝是太平洋板塊俯衝菲律賓海板塊形成的。但這個深度還遠遠達不到地球的內部。
地球的平均半徑為半徑約6,371千米。它的結構大致可以分為岩石圈、軟流層、地幔、外核和內核,共計5層。
圖:
地球的內部構造。1:大陸地殼;2:海洋地殼;3:上地幔;4:下地幔;5:外核;6:內核;A:莫霍面;B:古登堡面;C:萊曼面
馬裡亞納海溝只能算著海洋地殼的最深處。下面還有地幔、外核和內核。地球最厚的部分是地幔,厚達約2890千米。
人類鑽探的最深處是12345米,是俄羅斯在庫頁島的一個油井創造的。如果以垂直深度算,是前蘇聯的科拉超深鑽創造的,深達12263米。但這些連莫霍面都沒有達到。
講科學堂
馬裡亞納海溝是地球上最深的海溝,馬裡亞納海溝是一個寬度約為60千米,長度達到了2000多千米的巨型海溝,在其靠近關島的區域,有一個叫做“斐查茲”的深淵,最深處距離海平面為11034米,已經認證為地球上最深的地方。
11034米,如果把珠峰放進這個海溝的話,那麼珠峰的封頂距離海平面還有2000多米的距離,頭都露不出來。馬裡亞納海溝是世界上的最深處毫無疑問,畢竟太平洋的平均深度都有4000米了,而馬裡亞納海溝這麼深,一般人還真是難以到底,那麼在馬裡亞納海溝之下,會是什麼呢?如果還往下的話,是不是就到了地心?
其實啊,我們的地球是一顆岩石行星,其表面覆蓋著厚厚的岩石層,這就是地殼,但是地殼的平均厚度足足有33千米,也就是33000米,馬裡亞納海溝最深處的11034米跟地殼的平均厚度比起來,差不多隻有三分之一,所以說啊,即使馬裡亞納海溝最深處再往下兩個馬裡亞納海溝那麼深的距離,那也還在地殼的範圍之內,而如果要到地心的話,那可遠了去了。畢竟地球的平均半徑6371千米,地心到地表的距離是579個馬裡亞納海溝最深處到海平面的距離。
上個世紀70年代,前蘇聯曾經有一個名為“地球望遠鏡”的超級深鑽計劃,該計劃預期目的是將地球的地殼打穿,然後藉此實驗觀察莫霍洛維奇界面,也就是理論上的地殼和地幔的分界線。前蘇聯為了這個實驗可謂是投入重大,當時每一個參與這個科學研究的科研人員都能夠在莫斯科分得一個公寓,而他們的平均工資達到了大學教授的十倍。項目進行到1984年的時候就正式突破了12000米,也就是說,這個鑽孔的最深處,早在1984年的時候,就已經超越了馬裡亞納海溝,成為地球上的最深處了。
但是遺憾的是,因為各種各樣的原因,到了1994年,項目被叫停了,而在1984年到1994年的十年之中,鑽井的深度也才僅僅推進了262米而已,至今,鑽井的深度也定格在12262米。其實項目之所以停了一方面是因為前蘇聯解體了,國家再也沒有經費支持如此大的科研項目,另一方面,技術難題也是一個方面。當時鑽到了地下10000米的時候,鑽頭周圍的溫度已經達到了300攝氏度,而沒有任何的鑽頭能夠在此溫度之下連續工作很長的時間,所以要不了多久就得換一個鑽頭,而每換一個鑽頭都是很昂貴的。
目前人類還沒有能力深入地心,甚至連地殼都沒有打透,地殼之下是地幔,其分佈範圍為地下33~2900公里,而在地殼之下的,是外核液態圈,其位於地下2900~5120公里的深度,再往下的話,就是地球的固體內核圈了,這裡的溫度很高,在外地幔和外核液態圈的交界處,溫度為4000攝氏度,而到了地心處,溫度則達到了6000攝氏度以上,比太陽表面的溫度還要高。所以說啊,馬裡亞納海溝最深處距離地心還遠得很,即使再往下100個馬裡亞納海溝的深度,也還遠遠到不了地心。
鏡像科普
已知海洋最深處有11000多米,已知的人類探地最深為12262米,也就是說海洋的最深處馬裡亞納海溝的深度都沒有前蘇聯進行探地計劃鑽出來的洞深,當然這樣的深度是目前人類的極限深度,馬裡亞納海溝的深度是海洋的極限,但是對於整個地球來說,這樣的一點深度只能算是地殼表面深度,離地心還遠著呢。
地球的年齡估計在四十多億歲的年齡,地球的內部結構為地殼,地幔以及地核三部分組成,我們生活的地方只是地表,也算是地殼的一部分,而整個地球地殼的厚度平均為17公里,厚一點的地方能達到65公里左右,陸地的地殼厚度平均為35公里左右,海洋的地殼厚度一般比較淺,約為5到10公里左右,地球地殼平均厚度為17公里左右。
也就是說我們人類探測的深度連地球三層中最薄的地殼都沒有穿透,而海洋的馬裡亞納海溝的深度都沒有人類挖掘的最深處深,離突破地殼還相差好幾公里以上,地殼的下面是地幔,也是整個地球結構中最厚的一層,地球的半徑為6371公里,而海洋的最深處只有11000多米,也就是11公里左右,數字上面的差別就可以看出離地心還有多少的距離。
地殼只是整個地球表面薄薄的一層,就好比雞蛋的蛋殼一樣,大家都吃過雞蛋,應該知道雞蛋的結構,地球的結構和雞蛋幾乎是一樣的,而雞蛋的表面也是凹凸不平的,和地球表面是一樣的,馬裡亞納海溝就相當於用刀在雞蛋表面割一道痕跡,並沒有割破蛋殼,離雞蛋的蛋黃還遠著呢,地球也是一樣沒有突破地殼的範圍其實都不能談論地心,因為差得太遠了。
理論上來說,地下的深度每增加100米溫度就會升高一度,深度在超過3公里以上的時候,每增加100米溫度就會升高2.5度,深度到達11公里就已經達到200度的高溫,這不只是壓力造成的溫度變化,而且還有越是接近地幔越是高溫,因為地幔都是濃濃的岩漿組成,整個地幔的平均厚度約為2865公里,分為上地幔和下地幔,下地幔由於受到強大的壓力所以為可塑固體結構,上地幔是熔岩物質組成,是火山熔岩的來源的。
地幔下面就是地核,厚度約為3400公里,分為內外地核和過度層三部分,外地核厚度約為2080公里,物質大致是液體結構,過度層約有140公里的厚度,內地核是一個半徑為1250公里厚度的球心,形態大概是固態結構,溫度估計超過5000度左右,已經達到了太陽表面的溫度,一些國外專家研究得出一個結論,地球內部地核過度層的溫度約為3500度,外地核的溫度大概在6300度,內地核的溫度大概為6600度左右。
從這些數據可以看出人類生活的地球表面離地心的距離有多少,馬裡亞納海溝雖然深,但是對於整個地球來說只能算是一道疤痕而已,只在表皮的疤痕,根本就沒有達到表皮以下的深層位置,離地球的地心還遠著呢,當然用我們人類生活的環境來說,11公里的深度的確算是地心了,畢竟這樣的深度下人類根本沒辦法存活,所以雖然說馬裡亞納海溝離真正的地心還遠,但是放在人類能生存的角度來說的確是算地心了。
無法超越的足跡
每年能成功登頂珠穆拉瑪峰的探險家有很多,但每年能到達馬裡亞納海溝底部的人卻不多,這是因為馬里亞納大海溝的深度,比珠穆朗瑪峰的高度要高得多,如果把珠穆朗瑪峰放進馬里亞納大海溝,那麼馬里亞納大海溝可以將整個珠穆朗瑪峰淹沒。
很多人會比較好奇,馬裡亞納海溝的下面是什麼,今天我們仔細分析一下。
馬里亞納大海溝的形成
說到馬裡亞納海溝的下面,我們必須說一下馬裡亞納海溝是如何形成的。
馬裡亞納海溝位於亞歐板塊與太平洋板塊之間。這兩個板塊由於地幔層熱對流的緣故,導致兩個板塊逐漸靠近並相遇。
如果兩個板塊的厚度以及密度一致,那麼它們會在力的作用下,逐漸拱起形成褶皺山脈,喜馬拉雅山脈就是這樣形成的。
但如果兩個板塊的厚度以及密度不同,那麼密度較大的一方會滑入密度較小一方的下面。我們知道,亞歐板塊是大陸板塊,地質厚,但密度低;而太平洋板塊是大洋板塊,地質薄,但密度高。
在地幔層熱對流的作用下,太平洋板塊不斷滑入亞歐板塊的下方,於是,在兩個板塊交界的地方,形成了一條巨深無比的大海溝。
馬里亞納大海溝最深處達到了11千米,堪稱世界上最深的地方。在這裡,科學家們探測到了馬裡亞納海溝的大氣壓是標準大氣壓的1100倍,溫度很低,只有2攝氏度左右,生物稀少,但在海底煙囪附近有許多生物。
馬裡亞納海溝雖然是世界上最深的海溝,但它仍然沒有脫離地殼層。
地殼和地球最外面的一層,平均厚度約17千米,但大洋地殼和大陸地殼層存在著明顯差異,大陸地殼層較厚,平均為40千米,甚至能達到70千米;大洋地殼層較薄,平均厚度只有幾千米。
馬裡亞納海溝深度,還沒有到達地殼與地幔的分界線莫霍界面。
馬裡亞納海溝下方是什麼?
其實,馬裡亞納海溝的下方,就是地球內部的構造。
馬裡亞納海溝位於地殼層,地殼層的下方是岩石圈,這裡的物質冰冷且堅硬,厚度約為60-120千米,岩石圈中含有多種礦物質,其中一些礦物質的晶格之中含有大量水,如尖晶橄欖石。
科學家發現,尖晶橄欖石廣泛分佈於岩石圈,它的含水密度非常大,大概100個礦物晶體分子中,就含有大約1.5個水分子。
除了尖晶橄欖石,岩石圈中的其他礦物質中也含有大量水分子,這意味著地球上大多數水被鎖在了礦物質的晶格之中。
岩石圈
下方是軟流層,軟流層位於岩石圈與地幔層交界處,由於地幔層是溫度高的流體,而岩石圈是冰冷的固體,當這兩個地質構造交匯時,冰冷的岩石圈會讓地幔物質降溫冷凝,而地幔層的高溫也會融化部分岩石圈,因此形成了粘稠的軟流層。軟流層的下方是地幔層,地幔層位於地殼深度大約是2600千米,地幔層也是造成板塊運動的原因,地幔層的溫度高,幾乎所有的物質在如此高溫下都會融化成流體,因此它可以流動。
由於地核處高溫的作用,使得地幔層會發生熱對流作用,在熱對流的作用下,地幔層的物質會發生緩慢的流動,因此帶動了上方地殼層的運動,這就是板塊為什麼會發生移動的原因。
地幔層分為上地幔和下地幔,上地幔是粘稠的流體,類似於火山爆發的物質,而下地幔溫度非常高,因此是液體。
地幔層之下是地核,地核由於引力的緣故,溫度超過了5000度,在地球表面,5000度的高溫可以融化大多數固體,但在地核處,物質以高溫固態而存在。
之所以呈現固態,是因為地核的引力非常大,氣壓也非常大,因此將液態的物質壓縮成了,據科學家研究,地核也是地球之所以有磁場的原因。
總結
馬裡亞納海溝雖然是地球上最深的海溝,但它仍然在地殼層上,它的下方是冰冷且堅固的岩石層。離地核的距離超過了6300千米,遠遠沒有到達地心位置。由此可見,地球比我們想象中要神秘的多。
鍾銘聊科學
海底地形一般可以分為大陸架、大陸坡、海溝、洋盆和海嶺等類型。大陸架是是大陸的延伸部分,一般水深在200米以內,大陸坡是大陸架過渡到大洋洋盆的巨大陡坡,洋盆是大洋的主體,一般內部比較平坦,海嶺是海底的山脈,一般是板塊的生長邊界,多由火山組成。海溝是海洋中最深的區域,位於板塊的消亡邊界附近。
馬裡亞納海溝就是由太平洋板塊俯衝到亞歐板塊下方而形成,是世界上最深的海溝,大部分水深都在8000米以上,最深處深度達到了11034米。至於海溝的底部,當然就是地殼了,也就是岩石圈的範疇,如果要再往下就需要鑽井了,當然離地心的距離那還差的遠了,因為地球的平均半徑有6371千米。
地理沙龍
世界上“最深”的地方需要換個說法——“海洋最深處”,活火山連接的地殼裂縫深度可達幾十公里,相比而言,馬裡亞納海溝的-11034米並不算深,只是“有點深”。
簡單對比下幾個數據,馬裡亞納海溝最深處
-11034米,地球半徑約6370公里,地殼厚度平均約17千米,光從這些數據上看,馬裡亞納海溝連地殼都沒有穿透,怎麼就到地心了呢?馬裡亞納海溝也並不是都那麼深,馬裡亞納海溝是一條全長2000多公里的海底深溝,由於地質活動的關係深度也並不是均勻的,目前認為海洋的最深處在斐查茲海淵。還夠底部還能往下嗎?當然還是可以的,深海底部由於板塊擠壓等地質活動,是有裂縫的,進而形成海底火山,火山下連接著地殼更深處的岩漿池。地球內部要形成岩漿,岩漿形成的條件是大陸地殼下30km,洋殼6km以下,深度自然又比馬裡亞納海溝深多了。
只不過由於岩漿環境不像海水一樣人類能下潛下去,岩漿的密度比水大得多,很多物質都會直接浮在岩漿表層被焚燬。在地下數千公里處,地球核心處有一個液態鐵鎳組成的內核,內核的半徑大約只有地球半徑的1/2,地心的說法應該是地球最中央,那距離地表可是有約6400公里的。不過地心這個東西科學家們也曾經想過探測,那就是順著或火山口放進去一些特製耐高溫的探測儀器,讓它們自由地向地心沉降,但是地心壓力很大,物質由於高溫和地球的活動更加動盪不定,那樣的探測器可能需要數千上萬年才能沉降到地心,並且不一定能夠扛得住地心的壓力和更高溫度。
地球上最深的地方當然是地球正中央地方,從地球的外形上來說地球距離地表各處距離都相等的點可能要偏一些,因為地球本身就是 一個質量密度分佈不是很均勻的近似球體的岩石行星。