挖地球大賽能挖到?我們腳下正對著的美國嗎

在地球挖一個洞，人跳進去會從另外一邊掉下去嗎？

一直往地下挖會掉到哪里

記得小學去阿爾山的天池玩，導游一本正經的跟我們介紹道，這個天池特別的深，連著美國的一座噴水池，如果幸運的話，可以看到從美國游過來的小鴨子。小時候的我還真的信了，后來雖然知道被騙了，地心那么熱，即使真過來那也是只熟鴨子，但也一直以為我們腳下正對著的就是美國。而且不知是受了誰的誤導，我周圍的朋友中，有不少也以為挖穿會去到美國。但實際上，即使真的挖穿了地球，我們也去不了美國，而是掉去南美洲。世界各地都有不少人關心，自己的腳下究竟正對著的是哪里，這種對應的地點，還有個專業的定義，叫做對跖點，是指地球直徑的兩個端點，二者的經度相差180°，緯度值相等，而南北半球相反。但是由于地球表面有超過70%是海洋，所以世界上很少有兩個城市剛好互為對跖點，而我們就是幸運的少數城市。從北京的中心挖一個洞，你會出現在阿根廷東南沿海內側的潘帕斯大草原，從上海的中心挖一個洞，則會出現在阿根廷附近靠近烏拉圭的薩爾托。

挖地球大賽

我們對于挖穿地球，只是停留在好奇上，網上也有些無聊的人，記錄自己用鏟子挖地球的過程，但冷戰時期的蘇聯和美國卻正式的展開了一場battle。這場“打比賽”源自于美國海洋物理學家沃特·蒙克的一個想法，1957年他首次提出了在大洋底部打一口穿透莫霍面的超深鉆井，以此對地球展開進一步的研究。因為大洋地殼比大陸地殼薄，所以選在海底鉆探，可以節省一些路程。1957年，一批具有相似想法的美國科學家，正式向國家科學基金會提出了「莫霍計劃」，次年計劃獲得了基金會的資金支持，研究人員們就興奮的開挖了。1961年，莫霍計劃取得了初步的進展，負責鉆探工作的CUSS?I號鉆井船，成功在墨西哥瓜德羅普島近海，鉆了5口深海鉆井，這些鉆井最深達到183米，是有史以來第一次在深海海底打鉆成功。

可是此后就沒有取得突破了，在深海鉆進200米已經是當時操作的極限。但此時計劃的預算卻在快速增長，到了1965年，計劃費用已經高達1億多美元，是早期計劃的6倍。高額的費用沒能換來有價值的成果，基金會已經慢慢對這項計劃喪失了信心，雪上加霜的是同期的載人登月「阿波羅計劃」前景大好，于是莫霍計劃失去了撥款，只得終止研究。美國放棄了，而學術活動的另一方蘇聯的「地球望遠鏡計劃」，卻在如火如荼的展開著。由地質部牽頭，聯合了全蘇聯150多個部門參與到計劃中，在北極圈附近的科拉半島建起了神秘的「科拉超深鉆井」。并且投入了大量資金，據說當時所有參與項目的人員都能獲得一套莫斯科的公寓房，月薪甚至可以達到當時大學教授一年的收入，而這全都是為了一個目標——挖到地下15000米。

和美國一樣，計劃面臨著重重困難，鉆頭每往下挖100米，周圍的溫度就會升高大約3℃，同時壓力也會隨著增加，長時間在高溫高壓的狀態下工作，使得鉆頭變得非常容易損壞。

而且幾公里長的鉆桿自身重量也是不小的負擔，經過反復的嘗試，選擇了輕鋁合金作為鉆桿材料，并量身打造了地質鉆頭，鉆探計劃順利展開。

從地表到7000米的過程都比較順利，隨后鉆頭進入到了一個相對脆弱的巖層中，在繼續下挖的過程中，周圍的巖石開始塌落，碎石卡住了鉆桿。操作人員在提起鉆桿的過程中，鉆頭又意外掉落，這樣的事故不斷發生，也因此影響了鉆探的進度。但在強大的資金支持下，經過好幾年的努力，終于迎來了首個歷史性時刻。1979年6月，鉆孔深度達到了9584米，打破了美國奧克拉荷馬州Berthar Rogers超深鉆孔保持的世界記錄，從此鉆頭每前進的1米，都是在創造歷史。但這并不容易，隨著深度的增加，溫度升高也越來越快，據當時工作人員統計，12262米預期溫度為100℃，但實際達到了180℃，在如此高溫下人類已經發現的大部分金屬，都成了軟柿子。

鉆頭快速磨損，沒用幾下就報廢了，需要從將近1萬米的深度升上來，換好再下降繼續鉆，這一來一回就需要7、8個小時，而這樣的重復每天都要進行很多次。成功進入1萬米巖層后，鉆頭和鉆桿的自重超過了200噸，加上周圍巖石的摩擦力，鉆桿被擰斷了好幾回。為此，蘇聯專家開發出了不依賴地面馬達，可以自動旋轉的牙輪鉆頭，并使用沖洗液為鉆頭潤滑、降溫和帶走巖石碎屑。這些都在不斷加重人力物力的負擔，好在付出換來了收獲，1983年首次突破了12000米深度。按照這個速度，很快能達到15000米的目標了，可之后的6年卻只前進了262米，之后受到國內政治、資金不足和技術原因等多重限制，鉆探工作最終停留在了12262米。但鉆探過程中收獲的各個深度的巖心標本，為地質學家研究地球提供了寶貴的資料，研究持續了數年，直到2006年因資金耗盡結束。

后來，2003年美國重拾莫霍計劃，改名為「綜合大洋鉆探計劃」，2004年我國也參與其中，而此時的目標已經不是挖穿地球，而是為人類研究地球變化、了解海底世界、勘探各種資源開辟一條新途徑。2008年卡塔爾的阿肖辛油井抵達了12289米，首次打破了「科拉超深鉆井」的記錄。2011年庫頁島的Sakhalin-I油井又成功突破了12345米，不過以垂直深度來看，科拉超深鉆井還是最深的那個。

地球究竟能不能挖穿

科拉超深鉆井是地球上最深的人造物，但這一深度和地球半徑6378千米相比，只占到了0.19%。而且根據測算地球內部的溫度，可以達到6000℃，以人類目前擁有的科技和材料是無法承受這樣的高溫的。但隨著科技的不斷進步，說不定哪天科學家們就發明出了，可以抵御高溫高壓的強悍材料，但科學家們卻說：即使未來人類可以挖穿地球，也不能這樣做。因為地球內部有大量滾燙的巖漿，如果大量噴出，后果不堪設想。而且地球是一個密封的球體，挖穿后壓力勢必會有所改變，地球自轉會隨之變快或是變慢，這將會導致怎樣的后果，誰也無法做出準確的判斷。

如果挖穿能掉去另外一邊嗎

雖然挖穿地球這件事幾乎是不可能發生了，但幻想一下高速旅行還是可以有的。我們可以假設一個最簡單的狀況，沿著地球的自轉軸打洞，這樣就可以忽略地球自轉的影響，在洞的兩端緊緊扣上蓋子使洞內真空，這樣就不用考慮空氣阻力，假設地球是密度均勻的球體，而且洞壁完全隔熱，然后出發！在地球表面重力加速度為1g（約9.8m/s2），隨著不斷的深入引力逐漸變小，加速度也隨之逐漸變小，但同時下落速度在不斷增加。到了地球中心，引力為0，但此時速度已經達到最大值，所以可以沖過地心，向另一端飛去。越過地心后，受到和運動方向相反的引力，所以開始慢慢減速，隨著離地心越來越遠，引力逐漸增大，使得到達洞口另一端時速度降低到0。

于是受到引力影響會重新下落，飛回原來的洞口，然后不斷持續這個過程。如果把洞換到赤道，那自轉就無法忽略，水平方向上就會有一個速度為464m/s的力（自轉線速度），受到這個力的作用，不可避免的就會撞到洞壁上，在完全彈性碰撞的情況下，這種碰撞就會持續不斷，一般人都是受不了的。況且實際情況更加復雜，跳進洞里究竟會經歷什么？還是讓勇敢的人先跳跳看吧。