导语

“地球蕴藏的能量远比人类所能想象的要丰富的多，这将会是人类未来发展能源的无限潜力。”

地下蕴藏着可供人类使用23亿年的无尽能量，但要想将这些能量用于人类的生产生活，就需要克服其中的技术难题。

地热能源作为一种无尽的可再生能源，被认为是未来具有巨大发展潜力的能源之一，它能够为人类提供长期的稳定可靠的能源保障，不仅如此，利用地热能源所带来的环境污染等问题也要远远少于化石燃料。

然而要想充分利用地热能源，面临着相当的技术挑战，这就需要我们继续推动相关技术的突破。

正是因为地热资源的丰富，一直以来吸引着各国科学家和工程师开展相关的研究工作。

而就在今年，美国科学家表示，他们已经在开发一种可以钻入地下两万米的激光钻井技术，旨在利用这种技术来获取地热资源。

那么这种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。

地球的内部一直都保持着高温，在人们的印象当中，这是因为地球吸收了太阳辐射的热量，然而事实并非如此。

卫星观测数据表明，地球吸收来自太阳的辐射能量后，仅有30%会被地表所吸收，而剩下的70%则会被大气层和云层吸收，从而使地球表面的温度能够维持在较为适宜的范围内。

然而地球表面吸收的辐射能量非常有限，而地球内部的温度却非常高，它的高温状态能够保持了数十亿年，而且其能量远远超过地表所吸收的辐射能量。

因此，地球内部的高温状态其实是初始地球物质因各种过程的耗散，最终形成的结果，这其中最大的功臣就是地球的重力。

对地球内部的高温状态进行分析，可以发现地热资源主要蕴藏在地幔和地核之中，因此地幔对于地球能量输送是非常重要的。

除此之外，地幔还是地球能量平衡中最重要的一个环节，地幔不仅能够释放出地热能，同时还能够吸收适量的地热，从而保证地球能量的平衡。

地幔一共占地球半径的83%，其平均温度为3800℃，与地表温度的300℃相比，地幔的温度则是要高出不少。

也正是因为这种高温，地幔在地球内部是处于流动状态的。

而这种地幔的流动状态，也使得其能够将地热从内部传输到地面。

地热资源主要分布在地质构造比较活跃的地区，在这些地区，地幔活动的热量较为充沛，同时地热能量的释放速率也是最快的。

地热资源在地球上分布非常广泛，在大陆上，地热资源总蕴藏量就达到63.6亿亿焦耳，这相当于人类用目前能量所需的23亿年。

另外地热资源还分为浅层热能和深层热能。

浅层热能则是指较为接近地表的热能，其所蕴含的热量是较为有限的;而深层热能则是指深入下方地下几千米的一种热能。

深层热能的稳定性非常高，而且深层热能的蕴藏量足以满足人类发展几千年的能源需求。

深层地热能资源的优势。

地热能可以被进行有效的开发利用，从而将地热能源转换为电能，为人们的生产生活提供便利。

目前地热能主要被用于电力，30%的地热能则被用于供暖。

当地热能源被用于生产电力时，电能转换率会非常高，这将大大缩短地热能源的潜力释放时间。

而如果将地热能源用于供暖，这将能够将热能转换的效率，提高到99%。

除了可以用于电力和供暖外，地热能源还能够进行深加工产生更多高附加值的产品。

一方面深加工能够为地热能源的开发利用增加价值，另一方面，深加工还能够为地热能源带来更多的经济收益。

当地热能源通过深加工后，能够生产出更多的产品，这将为人们的生活带来更大的便利。

当人们想要对地热能源进行利用时，就会涉及到如何获取更多深层地热能的问题，这就意味着人类将必须钻入地下更深处，从而得到更多的地热潜力。

目前地热潜力主要来自地下几千米，它不仅能够满足地球上大部分人类用能的需要，同时还可以作为一种无限的能源库。

而如果要想获取更高温度、更高压力的地热能，这就要求我们必须钻入地下更深的地方，这也是一种更为可行的方式。

当人类要对地下两万米的地热能进行开发利用时，就面临着非常大的挑战。

根据地球物理学的理论推断，每20千米深的地下就会有100℃温度的增长。

在地下两万米的地方，地温将会达到2200℃，这种高温将对钻头和其他设备带来非常大的压力。

此外，还有一点非常重要，那就是地热潜力的价值不能被孤立的评估出来，而是需要通过实际的开发利用来验证。

也就是说，我们必须要先进行地下钻探，然后再来对地热潜力进行评估。

当深层地热能源被释放出来后，它将会给全球能源领域带来巨大的变革，将会为人类提供无限的能源保障。

如何钻探出地热潜力?

钻入地下两万米，获取更高温的地热潜力，这必将是一项十分困难的挑战，而且目前地球上还没有哪家企业有能力完成这项工作。

美国科学家自然也不甘落后，就在今年，美国能源部资助的激光钻井项目(LACE)，已经研发出一种特殊的钻井方法，该方法可以在一定程度上解决这项工作中的难题。

激光钻井是美国科学家首次提出的，激光钻井装置主要由一台超大型激光装置组成，它能产生出强激光束，在地下钻孔的时候，这种激光束将有助于蒸发掉地下岩石和金属的材料，从而帮助钻探器快速的向下进行钻探。

激光钻井的优势在于，它能让钻探器以非常高的速度，进行钻探，并且在钻探的过程中，激光还能够产生出足够的热量，来蒸发地下岩石。

因此，与传统的钻井方法相比，不仅速度要快很多，同时还能大大降低钻探机械的损伤。

然而激光钻井技术并不是一项完全的黑科技，它也有着自己的局限性，激光钻井系统一般只能够钻探到5000米，而且激光钻井技术的成本也是非常高的，这也是其能够应用的原因。

没有任何技术有着百分之百的优势，因此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进行的一项工作。

为了能够将激光钻井技术应用到地下20000米的钻探中，美国科学家在2016年提出了计划，计划通过缩小激光射束的直径，从而使其在足够的距离内，能够产生足够的热量。

为了可以更好的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，就会发射一个弹丸，从而小心翼翼地取出地下样本，并将其送回地面进行分析。

而这项针对激光钻井进行改进的项目并不依靠任何企业资金，而是得到了美国能源部ARPA-E的资助，这也是因为其在地热能领域中所具有的潜力。

结语

地热能因其丰富的资源和良好的环保性，是值得大力发展的一项能源项目，美国开发这种激光钻井技术，无疑将能为地热资源的开发利用带来革命性的变革。

要充分利用地热资源，同样需要跨学科的合作，既有地球科学的知识，同样也需要材料科学、机械工程等领域的技术，共同推动地热能的利用技术突破。