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幾十年後弄明白了,當年蘇聯挖穿地球,為何挖到12262公尺就停了?

2024-08-13軍事

看下面這張圖,這個 直徑92cm 的科拉超深鉆孔……嗯?好像有哪裏不太對……

此時,向全球貢獻了超過20%鉆石總量的米爾內鉆石礦坑忍不住為自己掬了一把辛酸淚: 我真的不是科拉超深鉆孔!!!

【米爾內鉆石礦坑:我不是科拉超深鉆孔……】

那麽真實的科拉超深鉆孔到底長是什麽樣子?自從 2008年俄羅斯廢棄了鉆探地址 後,科拉超深鉆孔的洞口就被一個生銹的金屬帽遮蓋嚴實了,就像下圖展示的這個樣子。

【真實的科拉超深鉆孔如今是這個樣子】

俄新社記者亞歷山大·埃高爾采夫曾於2018年9月6日,有幸親眼看一看科拉超深鉆孔,他與這個 至今仍然保持「世界最深參數井」的人造洞 的合照,也足以體現科拉超深鉆孔有多不起眼。

【科拉超深鉆孔很不起眼】

但就是這樣一個不起眼的「小孔」,卻 直接顛覆了人類過去對地球的很多基礎認知。

而遺憾的是, 科拉超深鉆孔 最終停在了12262公尺, 蘇俄為什麽不將其繼續挖下去呢?幾十年後隨著相關科研資料的解密,我們終於能弄明白這個問題的答案。

顛覆人類認知的鉆孔

長期以來,科拉超深鉆孔一直被認為是蘇聯與美國瘋狂競爭的產物,但 親自監督了科拉超深鉆孔計畫 的前蘇聯地質部部長、技術科學博士葉夫根尼·科茲洛夫斯基教授卻 否定了這一點。

【葉夫根尼·科茲洛夫斯基教授】

據科茲洛夫斯基教授講述,科拉超深鉆孔 只是蘇聯超深井系統中的一部份。

從20世紀60年代初開始,蘇聯一共 鋪設了14口科拉井, 其中有 13口主要是為了勘探以及采礦, 唯獨 程式碼為「SG-3」的「科拉超深鉆孔」 不一樣,它的鉆探 是為了 純粹的科學目的。

科茲洛夫斯基教授對俄新社的記者說:

「科拉超深鉆孔的出現是由於嚴重的科學爭議而做出的決定。當時在由科學家和地質行業代表組成的大型會議上,大家透過一系列超深井鉆探繼續討論了蘇聯境內地質結構,但分歧很大,我們需要澄清其深層結構。」

基於此,蘇聯方面選拔了一批頂尖科學家,前往科拉半島參加科拉超深鉆孔計畫。

【參加科拉超深鉆孔計畫的科學家們】

1970年5月24日, 鉆探工作正式拉開序幕,這些科學家們在之後 長達20多年 的核心研究中,得到了 大量令人倍感驚訝的數據, 這些數據較為詳實的提供了 地球 1.5億年-30億年 的形成資訊。

【科拉超深鉆孔鉆探全過程及發現情況】

在科拉超深鉆孔鉆到地下7公裏之前,地質學家和地球物理學家普遍認為, 地殼部份的巖石會隨著深度的增加而更加致密, 更靠近地表的花崗巖將會被密度更大的玄武巖取代。

但事實是在7公裏甚至更深的地方,不再有堅固而巨大的巖石,更多的是 低密度的花崗巖和片麻巖, 它們 布滿了孔隙和裂縫,總會發生周期性崩塌。

【來自科拉超深鉆孔,包括不同深度巖層樣本的科研樣本】

同時,由於在科拉超深鉆孔7公裏或者12公裏處也沒有發現玄武巖,這說明過去人類認為「透過地震數據辨識的邊界可以將地球分隔為不同成分的層」的觀點也不正確, 地震數據只能分隔具有不同物理性質的巖石。

另外,在科拉超深鉆孔計畫公開前,人們普遍認為 地球很深的地方沒有水。

但蘇聯科學家們透過科拉超深鉆孔,在 地下9公裏深 的地方,發現 仍然有水溶液透過巖石裂縫不斷迴圈。

還有就是在 人類曾認為不存在有機物的地下深處, 蘇聯科學家 發現了14種微生物化石, 這意味著 地球上出現生命的時間,要比人類預期的早15億年。

並且隨著科拉超深鉆孔繼續深入,蘇聯科學家們意識到 地下微生物的品質可能超過了居於地球表面所有生物的品質。

越過還有生物的地下深處繼續向下,蘇聯科學家 無法再得到沈積巖的樣本, 但他們 發現了高濃度的甲烷, 而這 徹底顛覆了「石油和天然氣等碳氫化合物的生物起源理論」。

另一個令人驚嘆的地方還在於,蘇聯科學家 在地下9.5公裏-10.5公裏的地方發現了各種礦物,特別是黃金。

【科拉超深鉆孔核心的礦物樣本碎片】

目前人類利用的半加工金精礦平均品位大概為34克/噸,但 在這個深度,黃金的平均品位卻高達78克/噸。

同樣耐人尋味的一個重大發現則是,蘇聯科學家曾突發奇想地將 從科拉超深鉆孔中得到的巖石樣本與月球土壤進行了對比研究, 發現 二者成分居然完全匹配。

【科拉超深鉆孔中的「雙雲母片麻巖」樣本】

最後就是 地球深處的溫度 了,地下深處的溫度要 遠大於人類預想的。

在地表地附近,溫度上升的速率為11度/公裏,但隨著鉆探深度的增加,溫度上升速率陡增,在地下7公裏處溫度就已經能達到120攝氏度,12公裏處溫度則直接飆到了230攝氏度,比科學家們的預期高出了100攝氏度。

如果繼續鉆下去,說不定蘇聯科學家能得到更多顛覆性的結論,但遺憾的是, 科拉超深鉆孔最終停在了12262公尺。

【克拉超深鉆孔止步於12262公尺】

止步於12262公尺的原因

對於科拉超深鉆孔止步於12262公尺的原因, 計畫公開情況 來看 主要有3個。

  • 第一,復雜的地下環境導致鉆具時常故障。
  • 正如上文提到的,在地下7公裏往更深處走,散布著低密度、破碎的、時常發生周期性崩塌的花崗巖和片麻巖,這導致鉆桿無法保持垂直,並且時常受到擠壓而最終被毀壞。

    一名叫亞歷克賽·紮伊采夫的作者曾深入探索過科拉超深鉆孔所在區。他透過搜集的大量官方數據和資料,指出科拉超深鉆孔鉆探過程中,最常見的事故就是鉆具卡住了。

    【鉆具卡住很讓人頭疼】

    從地下7公裏開始,幾乎只要那裏的巖層崩塌一次,鉆具就會被卡住。接下來在拉出鉆具的過程中,如果鉆具沒有斷裂,那麽等拉出鉆具後就可以繼續鉆探,但要是鉆具斷裂了,那就得更換新的鉆具。

  • 第二,驟然升高的地下溫度導致鉆具難以正常工作。
  • 最開始蘇聯方面投入了起重為200噸的Uralmash 4E鉆機和輕合金鋁管,以此來盡可能降低地下高溫對鉆具的破壞。

    要知道如果使用鋼材料管道,它在溫度高於150攝氏度的環境時就軟化了,根本無法承受數噸的負載。

    等鉆到7公裏以下時,Uralmash 4E鉆機很難正常工作,蘇聯方面便投入了Uralmash 15000鉆機。

    【一開始用的鉆具不得勁了】

    盡管該鉆機的效能遠超Uralmash 4E鉆機,但地下遠超科學家預期的高溫,還是導致裝置無法正常執行。

    【蘇聯采用了新的鉆具】

    蘇聯就只能研制了特殊的制冷裝置,將其放入管道內冷卻井空間。

    不過這種制冷裝置也只是勉強保護鉆具鉆到了12262公尺的地方。

    1990年6月,在蘇聯科學家打算從12262公尺處繼續向下沖擊15000公尺的時候,制冷裝置徹底報廢,管柱在8550公尺的位置斷裂,鉆探工作被迫停止。

    【紀念科拉超深鉆孔打算沖擊15000公尺】

  • 第三,資金匱乏是最後的稻草。
  • 在管柱最後一次斷裂,鉆探被迫止步於12262公尺的深處時,蘇聯距解離體也沒有多久了。

    此時的蘇聯窮的叮當響,而繼續科拉超深鉆孔的研究需要一筆非常龐大的資金,即便參與的科學家們希望將計畫進行下去,失去國家財政支持的他們也無可奈何。

    蘇聯解體後,俄羅斯的經濟情況一樣不容樂觀,最後科拉超深鉆孔計畫於1994年被叫停。

    後來俄羅斯科學院科拉科學中心地質研究所的所長 談起「重新開機科拉超深鉆孔」計劃, 表示 至少需要1億盧布 才能恢復科拉超深鉆孔計畫,而這並不包括相關科學技術中心的開設成本、相關科研人員的培訓成本等。

    【重新開機克拉超深鉆井計畫並不現實】

    於是,科拉超深鉆孔計畫就這樣終止於12262公尺。

    不過正如中國繼承了包括蘇俄航母技術、側衛先進技術一樣, 中國也繼承了蘇聯對地下世界旺盛的好奇心。

    2024年8月7日,【北京晚報】官方帳號「北晚線上」援引央視報道:

    「中國位於塔克拉瑪幹沙漠邊緣的超深鉆井哈13-H9井完成鉆探任務,最快一天向地下鉆進了2006公尺,鉆探井深達7341公尺。」

    【中國超深井鉆探未來可期】

    當年蘇聯艱突破地下7000公尺,一直探索到了地下12000多米的世界,將來的中國,又是否能誕生能取代科拉超深鉆孔的全新「世界最深參數井」呢?