前蘇聯(lián)不惜代價(jià)挖的萬(wàn)米深井,為何廢棄?地底究竟藏著什么秘密
上天入地,究竟是上天容易,還是入地比較容易?目前人類(lèi)的宇宙探測(cè)器,飛的最遠(yuǎn)的旅行者1號(hào),已經(jīng)飛出了太陽(yáng)系,距離我們超過(guò)了200億公里。但對(duì)于地球內(nèi)部的探測(cè),最大垂直鉆探深度僅12262米,那就是著名的科拉超深井。而地球的平均半徑大約是6371公里,這一深度才鉆到0.2%的位置,實(shí)在是微不足道。而且這一記錄已經(jīng)保持了33年。這樣看來(lái),地心探測(cè)的難度似乎比太空探索更大,地球內(nèi)部和廣袤的宇宙一樣,也有太多的未知。地獄、地下世界是否真的存在?看著這些搖搖欲墜的建筑,滿(mǎn)是廢棄物的現(xiàn)場(chǎng),還有這個(gè)沉重的生銹的井蓋,上面一圈牢牢釘住的螺栓,你會(huì)想到什么?
像不像是某種神秘的封印。這就是位于俄羅斯科拉半島的,上世紀(jì)大陸超深鉆的王者科拉超深井。
地球超深鉆探
上世紀(jì)二戰(zhàn)后到90年代初前蘇聯(lián)解體,東西方陣營(yíng)進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間的冷戰(zhàn)。其中,科技就是雙方PK的主要戰(zhàn)場(chǎng),雙方斗得如火如荼,花錢(qián)如流水。天上的人造衛(wèi)星、宇宙飛船、阿波羅登月、宇宙探測(cè)等,而地質(zhì)領(lǐng)域,最具代表的就是超深鉆探。美蘇在陸地海洋到處挖地球,大有不挖穿地球不罷休的態(tài)勢(shì)。
為了取得陸地競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),前蘇聯(lián)經(jīng)過(guò)精心挑選,最終在1965年選定在科拉半島開(kāi)展超深鉆探項(xiàng)目。科拉半島大部分位于北極圈內(nèi),處于波羅的地盾上,是歐洲最古老的地質(zhì)區(qū)域之一。這里風(fēng)、水和冰川侵蝕了覆蓋在數(shù)億年前古老地層上的沉積物,在這里鉆探相同的深度,看到的地層要比在其他地方要少鉆10公里以上。
經(jīng)過(guò)5年的準(zhǔn)備,所有鉆井設(shè)施的施工和安裝工作完畢,地面建筑建設(shè)完成。
在列寧100周年誕辰之際,1970年5月24日,前蘇聯(lián)在科拉半島的超深井項(xiàng)目正式開(kāi)鉆??评罹哪繕?biāo)是15000米,計(jì)劃用20年時(shí)間完成。當(dāng)時(shí)這個(gè)項(xiàng)目動(dòng)用了各相關(guān)領(lǐng)域幾乎全部的人力和物力,投入之大前所未有。科拉超深井項(xiàng)目由地質(zhì)部長(zhǎng)直接領(lǐng)導(dǎo),成立了16個(gè)實(shí)驗(yàn)室,參與現(xiàn)場(chǎng)工作人員薪資待遇也是出奇的高,每人分配了一套莫斯科的公寓,月工資水平相當(dāng)于當(dāng)時(shí)大學(xué)教授的年薪。這也為后來(lái)項(xiàng)目的倒閉埋下了隱患。
科拉井開(kāi)始的鉆探還算順利,一切都按計(jì)劃在進(jìn)行。當(dāng)鉆頭下到7000米深處,穿過(guò)質(zhì)地均勻的花崗巖層后,問(wèn)題開(kāi)始出現(xiàn)了。鉆頭進(jìn)入不穩(wěn)定的巖層后,就經(jīng)常脫落。鉆井人員不斷的修復(fù)這些問(wèn)題,開(kāi)始不停的調(diào)整鉆探方向,底部形成了樹(shù)根狀的鉆孔。
盡管這樣,1979年6月6日,科拉井的深度已經(jīng)超過(guò)了,當(dāng)時(shí)由美國(guó)伯沙羅杰斯超深井保持的,9583米的世界最深鉆井記錄。并在1980年7月突破了10000米,1983年鉆孔深度達(dá)到了12000米,超越了世界上最深的馬里亞納海溝。此時(shí),蘇聯(lián)舉國(guó)歡慶,開(kāi)始準(zhǔn)備1984年在莫斯科舉辦的國(guó)際地質(zhì)大會(huì),鉆探工作停止了大約1年。
1984年復(fù)工后,大約只向下鉆了66米,更嚴(yán)重的事故發(fā)生了。1984年9月,在12066米深處,一個(gè)5000米長(zhǎng)的轉(zhuǎn)柱斷裂并卡在了鉆井中,在寬度僅20厘米左右的井孔里,根本就沒(méi)有辦法打撈起來(lái)。后面的鉆探工作又只能從7000米深處重新開(kāi)始。重啟后的鉆探過(guò)程就沒(méi)之前那么幸運(yùn)了,最后到了1989年,科拉井才鉆到它的最大深度12262米。離原計(jì)劃的15000米還有2800米左右的距離。而此時(shí)井底的溫度已經(jīng)上升到了220℃,遠(yuǎn)高于預(yù)估的100℃。在當(dāng)時(shí)的鉆探過(guò)程中,2公里深處,每下鉆1公里,溫度就上升了11℃,到了2.2公里到7.5公里的深處,溫度以每公里24℃的速度上升,在5公里處,就記錄到了70℃的高溫,最終到了12000米,溫度上升到了220℃。按這個(gè)梯度計(jì)算,到15000米,井底的溫度將超過(guò)300℃,遠(yuǎn)超過(guò)了鉆頭的工作溫度。
后面的鉆探過(guò)程中事故不斷,科拉井的鉆探再也沒(méi)能深入一分,最終在幾次嚴(yán)重的事故后,科拉井在1992年停止了鉆探。那在這一萬(wàn)多米的鉆探中,究竟有哪些驚人的發(fā)現(xiàn)?
鉆探發(fā)現(xiàn)
雖然科拉超深鉆孔沒(méi)有達(dá)到計(jì)劃15000米的深度,鉆孔的直徑也不大,上部直徑92厘米,下部直徑21.5厘米。卻幫助我們窺探到了神奇的地下世界,也首次提供了有關(guān)古老大陸地殼成分和構(gòu)成的直接資料。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn),從科拉超深井3千米深處獲取的巖石,和蘇聯(lián)月球車(chē)采集回來(lái)的巖石,成分幾乎完全一樣。這似乎證明了一個(gè)關(guān)于月球形成的理論,數(shù)十億年前,地球被一個(gè)小行星撞擊,一部分分離出去形成了月球,地球和月球進(jìn)行了億萬(wàn)年的恢復(fù)開(kāi)始孕育生命。
在鉆井9500米深處,科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)了富含黃金和鉆石的地層。通過(guò)取出的巖芯分析,這里的黃金含量居然高達(dá)80克/噸,而地球表面含金量超過(guò)4克/噸就有商用價(jià)值,很少能找到超過(guò)10克/噸的金礦。
此外,還有出乎意料的發(fā)現(xiàn)。 在鉆孔深處充滿(mǎn)了水,而地表水無(wú)法滲透到這么深??茖W(xué)家猜測(cè),這個(gè)可能是地殼深處礦物中的氫和氧直接生成的水。他們還在地下6千米處,發(fā)現(xiàn)了浮游生物化石,在如此高溫高壓的環(huán)境中居然完好無(wú)損,這個(gè)將有助于研究地球生命的誕生時(shí)間。
當(dāng)然,關(guān)于科拉超深井鉆探工作的停止,也有很多離奇的說(shuō)法。官方的解釋是由于資金不足,鉆探無(wú)法繼續(xù)。上世紀(jì)90年代,前蘇聯(lián)在冷戰(zhàn)中失利解體,經(jīng)濟(jì)上的確受到很大制約。加上井底的高溫,鉆探的技術(shù)難度也越來(lái)越大。
還有一種說(shuō)法就更離奇了,傳說(shuō)鉆頭的麥克風(fēng)收集到了類(lèi)似人類(lèi)嘶吼的聲音,于是就有鉆孔可能打到了地獄的說(shuō)法。不過(guò)這個(gè)很有可能是好事者編造的謠言,以當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件,沒(méi)有麥克風(fēng)能在那樣高溫惡劣的環(huán)境中工作。
科拉超深井鉆探工作在1992年停止,但是對(duì)其的資料和數(shù)據(jù)研究一直在繼續(xù),直到2006年資金耗盡。2008年,該鉆探井被徹底廢棄,超深鉆孔才被牢牢封住。按計(jì)劃,科拉超深井鉆探完成后,是要在現(xiàn)場(chǎng)建立永久的實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)行各種地質(zhì)和地球物理研究的,可惜隨著前蘇聯(lián)的解體,經(jīng)費(fèi)很快被花光,留下了這一堆瓦礫在風(fēng)雨中飄搖,與其過(guò)去的輝煌形成了鮮明的對(duì)比。
當(dāng)然,人類(lèi)的地球鉆探工作還在持續(xù),科拉井的深度記錄在2008年和2011年分別被卡塔爾的12289米和俄羅斯庫(kù)頁(yè)島的12345米的油田打破,但是在垂直深度上一直無(wú)人能敵。
盡管當(dāng)今我們鉆探的深度還在不斷向下,但是對(duì)于地球內(nèi)部來(lái)說(shuō),我們還僅僅只看到了皮毛。地球由地殼、地幔和地核組成,平均半徑6371公里。大陸地殼平均厚度就有33千米,目前最深的科拉超深井還沒(méi)到地殼的一半,更別說(shuō)了解里面的情況了。地球內(nèi)部有什么,也許在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間里,都是一個(gè)謎。究竟有沒(méi)有地下世界,誰(shuí)又能說(shuō)的準(zhǔn)呢?
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