12263米深的科拉钻孔 究竟挖到地球的哪里?(组图)

2020-03-13 12:35 桌面版 正體 1
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前苏联12263米深的科拉钻孔,究竟挖到了地球内部的哪个位置?
前苏联12263米深的科拉钻孔,究竟挖到了地球内部的哪个位置?(图片来源:Adobe stock)

提到前苏联超深的科拉钻孔,可能大家都有耳闻,该钻孔计划的起因是:当年美苏在诸如军事装备、太空探索、地质勘探等一系列领域展开竞赛,而前苏联试图在美国之前抢先一步挖掘到莫霍接口(地球内部的一个位置,后面会有图解)。

该钻孔计划其实是多个钻孔一起开挖,而不是只有一个钻孔,地址选在科拉半岛,由1970年开始,分成了两个时期,由1970年到1983年,是钻孔计划进步较快的时期,前苏联用了十三年间,损坏无数钻头,挖到了将近12000米深处。

到了1983年以后,由于挖得太深,遇到了一系列的技术难题,地下12000米深处的温度达到了300多度,而且越往下越热,钻头在钻孔过程中本身就会发热,再加上这300多度,所以钻头报废的速度越来越快,这导致工程师们不得不暂时停止钻孔,而去解决如何让钻头制冷的技术问题,所以从1983年到1993年的十年期间,只挖了仅仅两百多米。

科拉超深井,2007年。
科拉超深井,2007年。(图片来源:Andre Belozeroff/维基百科/CC BY-SA 3.0)

到了1993年后,由于资金缺乏等问题,几乎就已经废止了该计划。2008年正式宣布该计划终止,钻孔被封死,最终最深的那个钻孔深度停留在了12263米。12263米,这个深度让人咋舌,不得不让人佩服前苏联科学家们的工作。然而这个深度对于人类来说虽然惊人,对于地球来说却不值一提,让我们让看看地球的组成吧。

从外到内,地球由地壳、地幔、外核、核心组成,它们分别处于多深的地下呢?为了跟科拉钻孔比较,让我们把单位统一换算成万米吧,科拉钻孔深度是1.2万米,而地壳的厚度是1.7万米,再往下,地幔厚度是280万米,外核厚度是220万米,核心厚度是121万米,跟这些天文数字比较,科拉钻孔的深度算的了什么?

莫霍接口处于地壳和地幔的连线处,莫氏不连续面在地球截面的位置(标记为2)。
莫霍接口处于地壳和地幔的连线处,莫霍接口在地球截面的位置(标记为2)。(图片来源:Gringer, Washiucho/维基百科/CC0)

科拉钻孔连地壳(上图标记为1处)都没钻透,没有到达原计划要到达的莫霍接口(地壳和地幔的连线处,上图标记为2处),用个比喻来说的话,如果地球是个苹果的话,科拉钻孔连苹果皮都还没钻破呢。

科拉深孔现在也不是世界最深的钻孔了,其井深记录在2008年和2011年被在卡达的阿肖辛油井(12,289米)和俄罗斯在库页岛的Odoptu OP-11油井(12,345米)打破,目前只排名世界第三。

现在已经没有人会为了单纯的科学探索和竞赛,耗费时间和资金去专门钻一个深孔,现在都是出于真正的商业需求才钻深孔,比如钻取石油,所以最新的井深记录都是由具有商业价值的油井来打破。

可以想见,未来如果要钻破这层地壳,达到莫霍接口,仍然最有可能是由油井钻探来实现。钻到莫霍接口以后,到底会发生什么事情呢?真的是令人期待呀。

其中的一个科拉钻孔(焊接关闭),孔口其实不大,2012年8月。
其中的一个科拉钻孔(焊接关闭),孔口其实不大,2012年8月。(图片来源:Rakot13/维基百科/CC BY-SA 3.0)

依据维基百科的资料,科拉超深井是苏联于1970年在科拉半岛邻近挪威国界的地区开始的一项科学钻探,其中最深的一个钻孔SG-3在1989年达到12,263公尺,截止目前,以真实垂直深度计算,这个钻孔仍是到达地球最深处的人造物。

然而,其井深记录在2008年和2011年被在卡达的阿肖辛油井(12,289公尺)和俄罗斯在库页岛的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是世界上最深的参数井。由科学研发中心“NEDRA”钻成。位于摩尔曼斯克州,扎波利亚尔内市以西10公里。井开于波罗的海地盾东北部,前寒武纪携矿接合处。井深12262公尺,上部直径92cm,下部直径21.5cm。SG-3井不带勘探目的,纯粹用于在莫霍面接近地表处的科研。

类似的深钻项目:清道光十五年(1835年)在自贡采用“冲击式顿钻凿井发”凿成世界上第一口超千米深井“燊海井”。1930年欧洲打破这一记录,钻至地下3千米。50年代末钻井深度达到7千米。

1957年美国开始深钻计划,1958年成立了“莫霍计划”,计划从较薄的太平洋地壳向下钻4.5千米,到达莫氏不连续面,研究地壳和地幔构造。计划取该名以纪念克罗地亚研究地壳与地幔的科学家安德里亚.莫霍罗维奇。

然而该项目进展不顺利,花费巨资却没有产生预期的科研成果。1966年美国国会停止了该项目的资金,该项目随即终止。

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