人類は現在、地中をどのくらい深く掘ることができるのでしょうか。そして、もし掘り進めたら、どのような結果になるのでしょうか。

この記事は、ネットユーザーからの同様の質問に答えることに基づいています。

まず第一に、地球を掘り返すことはできません。第二に、もし本当にそれを掘り下げる能力があるなら、結果はまさにそれと同じになるでしょう。もちろん、地球を掘り抜くことはできません。これは、人類の既存の能力と地球の特殊な構造に基づいています。エイリアンは、私たちには理解できない技術を使って地球を簡単に横断できるほどの能力を持っているという一部の人々の幻想は、ここには含まれていません。

この記事は、そのような痕跡のない事柄についてはコメントしません。

まず地球の構造について簡単にお話しします。

端的に言うと、地球は大気圏に囲まれた岩石惑星であり、大気圏は大まかに5つの層に分かれています。第1層は大気圏、第2層は水圏、第3層は岩石圏、第4層はマントル、第5層は核です。

地球を掘りたいなら、地表から始めます。大気圏や水圏は言うまでもなく、岩石圏から始まります。リソスフェアは地殻とも呼ばれます。地殻の下にはマントルがあり、マントルの下の中心核には核があります。さらに細かく分けると、地殻は土と岩石で構成されています。土壌は岩石と宇宙塵の長期にわたる風化で構成されています。マントルは上部マントルと下部マントルに分かれており、核は外核と内核に分かれています。

これらの境界線には実際には明確な境界はなく、段階的な移行プロセスです。地殻の平均的な深さは約 35 キロメートルで、場所によっては薄く、他の場所では厚く、5 キロメートルから 70 キロメートルの範囲です。地殻の下にはマントルがあり、その深さは35キロメートルから2890キロメートルです。核の半径は約3470キロメートルで、地球の半径の約54%に相当します。

地球の表面から内部に向かって深さが増すにつれて、温度が上昇し、密度と圧力が増加します。理論上は、地殻の掘削深度100メートルごとに温度が1度（摂氏）上昇しますが、実際の掘削結果では、掘削深度が3キロメートルを超えると、掘削深度100メートルごとに温度が2.5度上昇し、深さ11キロメートルに達すると200度以上に達します。

マントルに到達した後は温度がさらに高くなり、深さ100キロメートルで1300度、深さ300キロメートルで約2000度に達します。核の端に達すると温度は4000度に達し、核の中心部の温度は太陽の表面温度である6000度に達することもあります。

地球内部の温度は高いだけでなく、圧力も非常に高くなります。地球の海面での圧力は1気圧です。地表に生息するすべての生物はこの気圧に適応しています。体の内外は1気圧でバランスが取れており、この気圧が快適な状態となっているのです。地球内部に入ると、深さが増すにつれて圧力は徐々に増加し、dρ/dr=gP という式に従います。

ここで、P は特定の深さにおける静圧、g は重力加速度、r は深さ、ρ は密度です。この式は、深さが増すにつれて圧力が増加し、結果の値が滑らかな曲線になることを示しています。

この式によれば、深さ10キロメートルでは圧力が3,000気圧に達し、深さ35キロメートルでは10,000気圧に達し、核の端の深さ2,900キロメートルでは150万気圧に達し、地球の中心部の深部では大気圧が370万気圧に達すると計算できます。

したがって、この特殊な構造により、人間が地面を掘ることは不可能になります。

実際、正常な精神を持つ人なら誰でも、地球の構造を見れば、なぜ地球を掘り抜くことができないのか分かるはずです。質問者が理解していないので、一緒に分析してみましょう。

一つ目は温度の問題です。深さが増すにつれて、温度はどんどん高くなります。マントルの温度は1000～4000度、核の温度は5000～6000度です。地球上のどんな工具やドリルがそのような高温に耐えられるのでしょうか?最も融点が高い金属はタングステンで、融点は 3422 度です。最も融点が高い合金はハフニウムで、融点は 4215 度です。

実際、ツールが使用できなくなるのに融点に達する必要はありません。温度が少し高くなると、強度が失われます。そのため、たとえ世界で最も耐熱性の高い素材で道具を作ったとしても、地中深くまで掘ることは不可能なのです。もちろん、道具がなければ手だけで掘ることは不可能であり、土を掘ることはできません。

第二に、地面に穴を掘る場合、深く掘れば掘るほど地表の隙間が大きくなります。また、掘り続けるには一定の傾斜が必要です。そうでないと土砂崩れが発生し、それ以上深く掘ることができなくなります。したがって、1キロメートルの深さの穴は、数キロメートルの大きさになる必要があるでしょう。この掘削方法を継続することは不可能でしょう。そうしないと、地球の中心に到達するために、表面に地球の直径と同じ大きさの穴がなければならないからです。

地球深部の秘密を探る唯一の方法は掘削することです。

掘削にはドリルビットとドリルロッドが必要です。ドリルビットをドリルロッドに接続し、ドリルロッドを1本ずつ接続して下向きに掘削します。ドリルロッドの平均長さは約5メートルで、1キロメートルを掘るのに200本のドリルロッドが必要です。ドリルロッドの重さは約160キログラムです。 1キロメートルの深さを掘るためのドリルロッドの重さは32トン、10キロメートルの場合は320トンになります。

つまり、掘削が深くなるほど、より多くのドリルロッドが必要となり、掘削深度5メートルごとにドリルロッドを接続する必要があります。掘削した岩層の地質状況を確認する必要がある場合は、ドリルロッドを頻繁に持ち上げ、持ち上げるたびに 1 つのセクションを削除して、最終的にドリルビットを引き抜く必要があります。したがって、掘削が深くなるほど、対処しなければならないトラブルも増え、何百トンものドリルロッドを持ち上げることができる、より強力な掘削装置が必要になります。

実際、掘削が一定の深さを突破すると、ドリルロッドの要件が高くなり、重量が大きくなる可能性があるため、掘削リグに対する要件も高くなります。さらに、深さが深くなるほど、地質学的変化は複雑になり、温度も高くなります。現在人類が使用している掘削方法では、マントル層に到達することはおろか、マントル層まで掘り下げることもできません。

さらに、地球は常に自転し、公転しています。地球のさまざまなレベルの構造は、固体、溶融、液体、固体の状態の間を遷移しています。これらの構造物も地球の自転に合わせて回転していますが、しっかりと接続されていないため、回転速度が異なります。このため、地球は発電機効果を生み出し、強い地磁気を持ちます。

これらの層は溶融状態と液体状態で異なる速度で回転するため、穴を掘るかドリルで穴を開けるかに関係なく、各層の回転に合わせてずらしたり連続的に結合したりします。したがって、たとえ地球を掘削する能力があったとしても、一貫した穴を形成することはできないだろう。

さらに、地下深くの高温、高圧、高密度は、地球上のいかなる材料で作られたドリルや工具でも対応できないものです。地球中心部の極限環境では、あらゆる物質が溶解・圧縮され、内部の結晶構造が破壊され、特殊な物質になります。

地球の構造について科学界が知っていることに多くの人が困惑しているのがわかります。誰も地球を掘ったことがないのに、どうして地球の構造をそんなに詳しく知っているのだろうと彼らは考えています。簡単に言えば、科学界には現在、超音波や地震波など、内部構造を調査するための多くの方法があります。これらの波は、構造の異なる物質に遭遇すると異なるエコーを生成します。これは、超音波を使用して人体を検査するのと同様であり、得られる結果は解剖学と一致します。

地球上の多くの現象は科学的モデリングによって説明できますが、これは別の話題なのでここでは詳しく説明しません。つまり、多くの科学的な事柄は、理解して初めて知ることができるのです。限られた知識に基づいて推測すると、誤った方向に進んでしまいます。

人間は地球を掘るのにどれくらいの能力があるのでしょうか？

現在世界で最も深い油井は、ロシアのサハリン島にあるオドプトゥ OP-11 油井で、深さは 12,345 メートルです。 2位は中東のカタールにある米国のアショシン油井で、深さは12,289メートル。 3位は、深さ12,226メートルのコラ半島にあるソ連の科学掘削井戸である。

最も有名なのは 3 番目の井戸です。この井戸は当時最も深い井戸であり、どれだけ深く掘れるか、また深みには何があるかを調べること以外の目的もなく、科学実験のために掘られたからです。

この井戸は、ソビエト連邦の全盛期から衰退・崩壊に至るまでの24年間にわたって掘削された。 1983 年までに 12,000 メートルを掘削するのに 13 年かかりました。1983 年から 1993 年にかけて、226 メートルを掘削するのにさらに 10 年かかりました。年間平均はわずか 22.6 メートルです。現場では数千人の工学技術者が懸命に働き、現場での掘削は大臣が直接指揮し、コア岩石を分析するために16の実験室が設置され、費やされた費用と人件費は計り知れないものだった。

当初の計画では、15,000メートルの深さまで井戸を掘る予定でしたが、それ以上の掘削は不可能となり、1994年に井戸の掘削は中止されました。最終的に、2006年に廃坑となり、坑口は封印されました。この井戸がさらに有名になったのは、地獄に掘られた井戸だという噂で、そこからは幽霊や狼の遠吠えが絶えず聞こえてきます。誰かがメディアで、いわゆる「地獄のオリジナルサウンドトラック」という恐ろしい音楽を流したほどです。

その後、迷信を信じない人たちがこれらの噂を調査し、それが完全に誤りであることを知りました。いわゆる地獄のオリジナルサウンドトラックは、1972年のホラー映画「バロン・ブラッド」（中国語名は「ノーブル・ブラッド」）の効果音を合成したものに過ぎない。実のところ、さらなる掘削を中止した理由は非常に単純でした。まず、ソ連の崩壊により資金供給の連鎖が断たれ、掘削を継続できなくなった。第二に、技術的な理由により、それ以上の掘削が不可能になった。

1万2000メートル以上の深さまで掘削すると、温度は316度に達し、地質条件はますます複雑になっていった。数回の掘削で特殊な掘削工具が破損し、ドリルの詰まりや落下が頻繁に発生しました。掘削作業は1インチごとに極めて困難で、当時の技術ではそれ以上掘削することは不可能でした。

これらの最深井戸は、お金をかけられて造られた人類の最高技術の結晶ともいえるが、掘られる深さは地球の直径の1000分の1程度で、地球の表面をほんの少し引っ掻いている程度ともいえる。

SF映画では、地球の中心核の奥深くまで探検する様子が描かれてきました。例えば、「Rescued」では、地球の核が回転を停止し、磁場の保護を失った地球の生態系が太陽放射によって壊滅し、人類が滅亡しようとしていると語られています。この時、科学者と民間の英雄たちのグループが前進し、地球の中心まで掘削できる宇宙船を発明しました。彼らは核爆弾を持って奇妙な地下の旅に出ました。そして、多くの危険を乗り越えて地球の中心にたどり着き、核爆弾を起動し、その爆発を利用して地球の中心を再び回転させました。

しかし、これは単なるSFです。地中を貫通できる高周波パルスレーザーや、地中の熱や圧力をエネルギーに変換できるいわゆる魔法の宇宙船などは現実には不可能なので、このアイデアは空想の中でしか存在し得ない。一言で言えば、地球を掘ることは単なる夢であり、この考えを持つ人は夢を持ち続けるべきです。

本当に掘り通したらどうなるのでしょうか?

もちろんこれは仮説です。地球を掘り抜くことはできないので、この結果は確かに存在しません。しかし、実際に地面を掘り返した場合、その影響はごく普通のものになるだろうと想像することは可能です。それは地殻と溶岩の間に水路を開くだけでしょう。地面の圧力が非常に高ければ、火山の噴火のようにこの穴から溶岩が噴出します。

穴の大きさによっても異なります。井戸であれば、大きさは数十センチ、せいぜい1メートル程度です。一般的な火山の火口の大きさは、数百メートルほど小さいものから、数千メートルほど大きいものまで様々であることを知っておく必要があります。しかし、地下の圧力が非常に高ければ、その開口部が破裂して新たな活火山となる可能性があります。

ただし、この効果は掘り下げる必要はありません。地殻を掘り進んでマントル層に到達すれば、入り口でこのような噴火が起きる可能性があります。掘り下げていくと結果は同様であり、これがその結果です。

もちろん、私が説明した結果はちょっとした民間科学であり、厳密な科学的モデル化によるものではありません。これらは夕食後に話し合うためのものなので、あまり真剣に考えないでください。読んでいただきありがとうございます。議論やコメントを歓迎します。

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