12263米深的科拉鑽孔 究竟挖到地球的哪裡?(組圖)

2020-03-13 12:35 桌面版 简体 1
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前蘇聯12263米深的科拉鑽孔,究竟挖到了地球內部的哪個位置?
前蘇聯12263米深的科拉鑽孔,究竟挖到了地球內部的哪個位置?(圖片來源:Adobe stock)

提到前蘇聯超深的科拉鑽孔,可能大家都有耳聞,該鑽孔計畫的起因是:當年美蘇在諸如軍事裝備、太空探索、地質勘探等一系列領域展開競賽,而前蘇聯試圖在美國之前搶先一步挖掘到莫霍介面(地球內部的一個位置,後面會有圖解)。

該鑽孔計畫其實是多個鑽孔一起開挖,而不是只有一個鑽孔,地址選在科拉半島,由1970年開始,分成了兩個時期,由1970年到1983年,是鑽孔計畫進步較快的時期,前蘇聯用了十三年間,損壞無數鑽頭,挖到了將近12000米深處。

到了1983年以後,由於挖得太深,遇到了一系列的技術難題,地下12000米深處的溫度達到了300多度,而且越往下越熱,鑽頭在鑽孔過程中本身就會發熱,再加上這300多度,所以鑽頭報廢的速度越來越快,這導致工程師們不得不暫時停止鑽孔,而去解決如何讓鑽頭製冷的技術問題,所以從1983年到1993年的十年期間,只挖了僅僅兩百多米。

科拉超深井,2007年。
科拉超深井,2007年。(圖片來源:Andre Belozeroff/維基百科/CC BY-SA 3.0)

到了1993年後,由於資金缺乏等問題,幾乎就已經廢止了該計畫。2008年正式宣布該計畫終止,鑽孔被封死,最終最深的那個鑽孔深度停留在了12263米。12263米,這個深度讓人咋舌,不得不讓人佩服前蘇聯科學家們的工作。然而這個深度對於人類來說雖然驚人,對於地球來說卻不值一提,讓我們讓看看地球的組成吧。

從外到內,地球由地殼、地幔、外核、核心組成,它們分別處於多深的地下呢?為了跟科拉鑽孔比較,讓我們把單位統一換算成萬米吧,科拉鑽孔深度是1.2萬米,而地殼的厚度是1.7萬米,再往下,地幔厚度是280萬米,外核厚度是220萬米,核心厚度是121萬米,跟這些天文數字比較,科拉鑽孔的深度算的了什麼?

莫霍介面處於地殼和地幔的連線處,莫氏不連續面在地球截面的位置(標記為2)。
莫霍介面處於地殼和地幔的連線處,莫霍介面在地球截面的位置(標記為2)。(圖片來源:Gringer, Washiucho/維基百科/CC0)

科拉鑽孔連地殼(上圖標記為1處)都沒鑽透,沒有到達原計畫要到達的莫霍介面(地殼和地幔的連線處,上圖標記為2處),用個比喻來說的話,如果地球是個蘋果的話,科拉鑽孔連蘋果皮都還沒鑽破呢。

科拉深孔現在也不是世界最深的鑽孔了,其井深記錄在2008年和2011年被在卡達的阿肖辛油井(12,289米)和俄羅斯在庫頁島的Odoptu OP-11油井(12,345米)打破,目前只排名世界第三。

現在已經沒有人會為了單純的科學探索和競賽,耗費時間和資金去專門鑽一個深孔,現在都是出於真正的商業需求才鑽深孔,比如鑽取石油,所以最新的井深記錄都是由具有商業價值的油井來打破。

可以想見,未來如果要鑽破這層地殼,達到莫霍介面,仍然最有可能是由油井鑽探來實現。鑽到莫霍介面以後,到底會發生什麼事情呢?真的是令人期待呀。

其中的一個科拉鑽孔(焊接關閉),孔口其實不大,2012年8月。
其中的一個科拉鑽孔(焊接關閉),孔口其實不大,2012年8月。(圖片來源:Rakot13/維基百科/CC BY-SA 3.0)

依據維基百科的資料,科拉超深井是蘇聯於1970年在科拉半島鄰近挪威國界的地區開始的一項科學鑽探,其中最深的一個鑽孔SG-3在1989年達到12,263公尺,截止目前,以真實垂直深度計算,這個鑽孔仍是到達地球最深處的人造物。

然而,其井深記錄在2008年和2011年被在卡達的阿肖辛油井(12,289公尺)和俄羅斯在庫頁島的Odoptu OP-11油井(12,345公尺)打破,目前排名世界第三。

科拉超深井SG-3是世界上最深的參數井。由科學研發中心「NEDRA」鑽成。位於摩爾曼斯克州,扎波利亞爾內市以西10公里。井開於波羅的海地盾東北部,前寒武紀攜礦接合處。井深12262公尺,上部直徑92cm,下部直徑21.5cm。SG-3井不帶勘探目的,純粹用於在莫霍面接近地表處的科研。

類似的深鑽項目:清道光十五年(1835年)在自貢採用「衝擊式頓鑽鑿井發」鑿成世界上第一口超千米深井「燊海井」。1930年歐洲打破這一記錄,鑽至地下3千米。50年代末鑽井深度達到7千米。

1957年美國開始深鑽計畫,1958年成立了「莫霍計畫」,計畫從較薄的太平洋地殼向下鑽4.5千米,到達莫氏不連續面,研究地殼和地幔構造。計畫取該名以紀念克羅埃西亞研究地殼與地幔的科學家安德裡亞.莫霍羅維奇。

然而該項目進展不順利,花費巨資卻沒有產生預期的科研成果。1966年美國國會停止了該項目的資金,該項目隨即終止。

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