他們挖出世上最深的洞 就為了看底下有啥(圖)

2019-09-11 17:46 桌面版 简体 1
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科學家們挖出了世上最深的洞,就為了看底下有啥。(視頻截圖)

【看中國2019年9月11日訊】俄羅斯科拉半島(The Kola Peninsula),臨近挪威國界的荒原之中,矗立著一座蘇聯時期的廢棄科學研究站,在搖搖欲墜的建築物中間,混凝土地板上嵌著一個沈重生鏽的井蓋,上面牢牢釘著一圈鉚釘,彷彿封印了什麼不為人知的秘密。

「科拉超深鑽孔」的神秘傳說

井蓋之下就是鼎鼎大名的科拉超深鑽孔。相傳科拉超深鑽孔曾經鑽到地下1.2萬米的地方,在這裡,挖掘儀器震動強烈,科學家們驚訝地發現地心內部竟有一個空腔。他們使用超精度錄音機探測,卻聽到了類似人類的慘叫聲,他們認為自己挖開了「地獄之門」。

有文章這樣記載,「科考隊用地質探測器對鑽洞口進行激光掃瞄,超聲探測器探測後,結果顯示鑽洞內部有哀號哭喊聲和巨大爆炸聲……後來,俄羅斯將科拉鑽洞再次封閉,洞口用鋼筋混凝土和鋼水封死,周圍50千米都設為軍事禁區和禁飛區。」 當時美國報紙報導時,將之稱為「地獄之井」。

深井下面到底是不是地獄,不是這篇文章想討論的重點。姑且先撇開這些傳聞,就單單科拉超深鑽孔,本身就是一個具有神秘傳奇色彩的寳藏鑽井。那麼鑽得那麼深,科學家們到底發現了什麼?

據有關「科拉超深鑽孔」的參考文獻顯示,科拉超深鑽孔,是蘇聯於1970年在科拉半島佩琴加區設立的科學鑽探項目。建造科拉超深鑽孔,主要是為了研究我們星球上最古老的岩石,並瞭解其中發生過的地質過程。

誕生於美蘇兩國冷戰期間,這口鑽井也揹負著「為國爭光」的使命,那時,兩國向地球最深處鑽孔,希望自己能率先挖穿地殼,到達莫霍洛維奇不連續面,也就是地殼和地幔之間的分界面。

選擇在佩琴加區進行鑽探,是因為這一地區有著得天獨厚的優勢。它覆蓋科拉半島、芬蘭、瑞典和挪威等地的波羅的地盾(Baltic shield),是歐洲最古老的地質區域之一,而佩琴加正好是這個地盾的一部分。在這裡,水、風和冰川侵蝕了覆蓋在數億年前古老地層之上的沉積物,使得科學家們在這裡鑽15千米深的井,就可以看到通常隱藏在25千米或更深的陸殼中的地層。

1965年,項目負責人找到了合適的鑽探地點。經過五年的建設和準備,所有鑽井設施的施工和安裝工作完畢,工業園區和住宅建設完成。1970年,一場人類史上的工程壯舉在北極圈內徐徐展開。

蘇聯人使用Uralmash-4E系列鑽機完成第一階段鑽探。設計鑽探5000米,實際達到了7263米。這成為該設備達到的最深記錄,也讓科拉超深鑽孔一舉成為了當時歐洲最深的鑽孔。

在第二階段鑽探過程中,技術團隊拆除舊鑽機,採用獨特的Uralmash-15000裝置,在井底高溫和高壓的極端條件下,最終達到10636米。

1979年6月6日當天,科拉超深井打破了之前由美國奧克拉荷馬州Berthar Rogers超深井保持的9583米的記錄,正式成為當時世界上最深的超深井。1989年,科拉超深鑽孔首次達到了它的最大深度——12262米。工作人員樂觀地預計,該鑽孔深度將於1990年達到13500米,到1993年達到15000米。

但他們很快就發現,這個深度地殼的溫度已經高於預期的100℃,達到了180℃,這個溫度下設備損壞非常嚴重,想要進行更深的鑽探已經不可行了,於是鑽探工作在1992年停止,停止鑽進的官方理由是經費不足。從12000米到12262米,短短的262米花了整整十年才取得進展。

這幫人挖出了世上最深的洞 就為了看底下有啥
科拉超深井(圖片來源:Andre Belozeroff/CC BY 3.0/維基百科)

雖然1992年就停鑽了,但此後,針對科拉超深井的資料和數據研究仍持續了數年,直到2006年資金耗盡。2008年,該地址被廢棄,科拉超深鑽孔被牢牢封嚴,一代傳奇終於落幕。

科拉超深鑽孔成功了嗎?

既然科拉超深鑽孔鑽了這麼深,究竟有沒有完成當初人們賦予它的光榮使命,成功鑽到莫霍面呢?答案非常遺憾,不但沒有,還差了不止一點,它只到達波羅的地盾的1/3處。

一般來說,地殼在5-70千米的厚度範圍內,海洋地殼的厚度較小,在8千米左右,大陸地殼的厚度則在20-70千米。所以即使按最薄的陸殼算,科拉超深鑽孔也才剛剛鑽透一半,更別提那些比較厚的地方了。而按照地球的平均半徑6371千米來計算,科拉超深鑽孔也只鑽到了0.2%的位置,實在是太微不足道了。

看到這裡,你可能也會問出這個問題:既然陸殼那麼厚,洋殼那麼薄,為什麼不去洋殼上打超深鑽孔呢?這麼簡單的問題,科學家們又怎麼沒想到呢。

事實上,在科拉超深鑽孔項目啟動之前,美國就已經在海上進行了「莫霍計畫」,也是為了鑽到莫霍面。莫霍計畫原本打算分三個階段進行,然而,由於技術、管理和資金等一系列問題,這個計畫只進行了第一階段就夭折了。

當時,他們僅僅鑽到了海底以下183米,卻耗費了5700萬美元,這在1966年無疑是一筆巨款。

用當時一位地質學家的話來說,這個項目相當於站在高樓上拿著一根又細又長的干麵條朝著樓下的柏油馬路鑽孔。由此,我們也可以想像一下,科拉超深鑽孔究竟耗費了多少人力物力和財力才能鑽到了12262米。

科學家都發現了啥?

科拉超深鑽孔的直徑只有大約20厘米,卻幫助我們窺探到了豐富多彩的地下世界,科學家甚至觀測到了20億年以前的生命活動。在地表以下6千米處,他們發現了微小的浮游生物化石,在地下高溫高壓的環境中居然保存得完好無損。

在鑽井深處,科學家還意外發現了水的蹤跡。他們猜測,這是地殼深處礦物中的氫和氧直接生成的水,由於一層不透水的岩石隔斷而無法到達地表。

事實上,到了今天,科拉超深鑽孔的深度記錄已經被一些「後起之秀」給打破了。2008年,卡達的阿肖辛油井達到了12289米;2011年,俄羅斯在庫頁島的Odoptu OP-11油井達到了12345米;2012年,埃克森美孚石油公司的Z-44 Chayvo油井達到了12376米。但是,這些油井只是勝在總長度更長,它們還存在一定的水平位移,以實際的垂向深度計算,科拉超深鑽孔SG-3依然是到達地球最深處的人造物,也是世界上最深的純粹以科研為目的鑽探井。

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