导语

地球所蕴藏的能量远比人类所能想像的要丰富得多，这将是人类未来能源发展的无限潜力。

地下蕴藏着可供人类使用23亿年的无尽能量，但是要在人类的生产生活中运用这些能量，就必须克服其中的技术难题。

地热能作为一种无穷无尽的可再生能源，被认为是未来发展潜力巨大的能源之一，它能为人类提供长期稳定可靠的能源保障，不仅如此，地热能源利用带来的环境污染等问题也远远少于化石燃料。

但是，为了充分利用地热能，面临着相当大的技术挑战，这就需要我们继续推进相关技术的突破。

由于地热资源的丰富，一直吸引着各国科学家和工程师进行相关的研究。

就在今年，美国科学家表示，他们正在开发一种激光钻井技术，可以钻入地下2万米，旨在利用这种技术获得地热资源。

那这类激光钻井技术又是如何应对地热资源利用中的技术难题的呢？

地热能源的来源。

由于地球吸收了太阳辐射的热量，在人们的印象中，地球内部一直保持着高温，但事实并非如此。

卫星观测数据显示，地球吸收太阳的辐射能量后，只有30%会被地表吸收，剩下的70%会被大气和云吸收，使地球表面的温度保持在更合适的范围内。

然而，地球表面吸收的辐射能量非常有限，但地球内部的温度非常高。它的高温状态可以维持几十亿年，能量远远超过地球表面吸收的辐射能量。

因此，地球内部的高温状态实际上是由于各种过程的消耗，最初地球物质最终形成的结果，其中最大的贡献者是地球的重力。

通过对地球内部高温状态的分析，可以发现地热资源主要包含在地幕和地核中，因此地幕对地球能量输送十分重要。

此外，地幕也是地球能量平衡中最重要的环节。地幕不仅可以释放地热能，还可以吸收适量的地热，从而保证地球能量的平衡。

总共占地球半径的83%，其平均温度为3800℃，与地表温度的300℃相比，地幕的温度要高得多。

又因为这种高温，地幕在地球内部处于流动状态。

而且这种地幕的流动状态，也使它能将地热从内部传递到地面。

地热资源主要分布在地质结构相对活跃的地区。在这些地区，地幕活动的热量相对丰富，地热能的释放速度也是最快的。

地热资源在地球上广泛分布，在大陆上，地热资源总量已达63.6亿亿焦耳，相当于人类使用当前能量所需的23亿年。

此外，地热资源还分为浅热能和深热能。

浅热能是指更接近地表的热能，其热量含量相对有限；深热能是指深入地下几公里的一种热能。

深热能的稳定性很高，而且深热能的蕴藏足以满足人类几千年来发展的能源需求。

深层次热能资源的优点。

可有效地开发利用地热能，从而将地热能转化为电能，为人们的生产和生活提供便利。

当前地热能主要用于电力，30%的地热能用于加热。

当地热能被用来生产电力时，电能转换率会很高，这将大大缩短地热能的释放时间。

而且如果在供暖中使用地热能，这样可以将热能转换的效率提高到99%。

地热能源除了可用于电力和供暖外，还可以通过深加工产生更多高附加值的产品。

深加工一方面可以增加地热能源的开发利用价值，另一方面，深加工也可以给地热能源带来更多的经济效益。

经过深加工，当地的热能可以产生更多的产品，这将给人们的生活带来更多的便利。

当人们想要利用地热能时，就会涉及到如何获得更深层次的地热能，这意味着人类必须进入更深的地下，从而获得更多的地热潜力。

当前地热潜力主要来自地下几千米，它不仅能满足地球上大多数人的能源需求，而且还能作为一个无限的能源库。

而且要想获得更高温度、更高压力的地热能，这就需要我们进入更深的地面，这也是一种更可行的方法。

在开发利用地下20,000米的地热能时，人类面临着巨大的挑战。

按照地球物理学的理论，每20公里深度的地下温度就会增加100℃。

地下20,000米处，地温将达到2200℃，这将给钻头和其它设备带来很大的压力。

另外，还有一点很重要，那就是地热潜能的价值不能被孤立地评估，而是需要通过实际的开发和利用来验证。

也就是说，在评估地热潜力之前，我们必须先进行地下钻探。

在深层地热能源被释放之后，它将给全球能源领域带来巨大的变化，为人类提供无限的能源保障。

怎样探索地热潜力？

进入地下20,000米，获得更高的地热潜力，这一定是一个非常困难的挑战，而且目前地球上还没有一家公司能够完成这项工作。

自然，美国科学家也不甘落后，就在今年，美国能源部资助的激光钻井项目(LACE)，一种特殊的钻井方法已经开发出来，它能在一定程度上解决这项工作中的难题。

美国科学家首次提出激光钻井。激光钻井装置主要由超大型激光装置组成，可以产生强烈的激光束。在地下钻孔时，这种激光束将有助于蒸发地下岩石和金属材料，从而帮助钻探器快速向下钻孔。

激光器的优点是，它可以使钻探器以非常高的速度进行钻探，而且在钻探过程中，激光器还能产生足够的热量来蒸发地下岩石。

所以，与传统的钻井方法相比，不但速度要快得多，而且可以大大减少钻井机械的损坏。

但是，激光钻井技术并非完全的黑色技术，它也有自己的局限性，激光钻井系统一般只能钻到5000米，而且激光钻井技术的成本也很高，这就是为什么它可以应用。

由于任何技术都没有100%的优势，激光钻井技术需要与其他钻井技术相结合，这也是美国科学家现在正在做的一项工作。

为了将激光钻井技术应用到地下2万米的钻井中，美国科学家在2016年提出了一个计划，通过缩小激光束的直径，可以在足够的距离内产生足够的热量。

为更好地应对地下钻井的挑战，美国科学家还专门开发了一种新型的弹丸设备，当激光钻井设备钻到一定深度时，就会发射一种弹丸，从而小心翼翼地取出地下样品，并将其送回地面进行分析。

而且这个针对激光钻井的改进项目并不依赖于任何企业资金，而是得到了美国能源部ARPA-E的资助，这也是由于它在地热能领域的潜力。

结语

由于其丰富的资源和良好的环保性，地热能是一个值得大力发展的能源项目。美国开发这种激光钻井技术，无疑会给地热资源的开发利用带来革命性的变化。

要充分利用地热资源，还需要跨学科合作，既有地球科学知识，又需要材料科学、机械工程等领域的技术，共同推动地热能利用技术的突破。