51年後才終于明白:為何當年蘇聯挖穿地球的夢想,無法進行下去?

网瘾少女 2022/01/13 檢舉 我要評論

隨著航太科技的迅速發展,人類從當年仰望星空的人變成了 步入星群中探索的人,這一變化使得我們十分欣喜。

人類發射過的部分探測器

但是總是將目光放在浩瀚宇宙的人們似乎忽略了一件重要的事情,我們到現在 對腳下的這片土地也知之甚少

人類對于地球本身的探索是非常有限的,因為現在人類已經成功飛入太空、登上月球,甚至發射了多枚探測器去探訪太陽系內的其他星球。但是我們從未真正深入地球內部探索, 不要說將人送入地心,甚至都無法將探測器送進去

那麼究竟是什麼原因讓我們對地球的探索一直止步不前? 前蘇聯鑽一口「井」,鑽探了這麼久究竟發現了什麼?接下來,就讓我們一起來看看 柯拉超深鑽孔下到底有什麼乾坤!

世上最深的「人造洞」

柯拉超深鑽孔

柯拉超深鑽孔也叫作 柯拉超深鑽井,這一工程是前蘇聯在 1970年5月24日時展開的計畫,因為地處柯拉半島,所以取名為柯拉超深鑽孔。值得一提的是,這一工程與當年 美蘇冷戰時期的競賽息息相關,從時間來看1970年時美國已經成功將宇航員送至月球,自知登月無果的蘇聯決定另闢蹊徑——既然無法登月那就 挖穿地球吧。

因此鑽探地球假如獲得成功會被譽為 「地質學上的登月」,想必蘇聯便是想在地質勘探上獲得優勢,才選擇啟動了柯拉超深鑽井工程。不過也有不少人表示,這項工程是為了 紀念列寧誕辰100周年,綜合來看,可能兩方面的原因都有。

實施這項鑽探工程的 柯拉半島位于蘇聯的西北部,其背面是巴倫支海,東南面則是白海,島內絕大部分都位于北極圈之內。大家熟悉的摩爾曼斯克不凍港正是位于這裡,島上 廣布凍土。選擇柯拉半島的主要原因是因為它的 上地層年代古老,在這裡勘探考察更容易得到有關 原始地球地質構造的成果。

最深的鑽孔SG-3在1989年時 剛剛超過了1.2萬米,這時距離起始勘探時間已經過去了19年。據當時參與施工的相關人員介紹,其實早在1983年時,鑽探深度就已經達到了1.2萬米。但是越向深處鑽探,其實施難度就變得越大。所以前面進行得很順利,12000米僅耗費了13年, 最後增加的兩百多米的距離反而耗費了6年之久

柯拉深井地鑽探工作的停止時間在1994年,這 與當年蘇聯的解體事件有著密切的關係。雖然鑽探的工作停止了,但是科學家對于鑽探的研究依舊進行了十幾年,直到 2008年時,柯拉超深鑽孔被金屬帽蓋住,才算是 徹底宣佈這項「挖穿地球的活動」告一段落

有傳言說當時鑽探的深度太深, 放出了地底的恐怖生物。更在網路上流傳著 深井中「來自地獄哀嚎」的相關錄音,這些顯然都是都市傳說, 並沒有什麼可信度。不過蘇聯倒是真的挖到了些不同尋常的東西。

根據參與工程的科學家介紹,當鑽探的深度至9500米左右時,他們發現了一個 含有鑽石和黃金的底層。更讓人欣喜的是,這一地層當中的黃金含量為80克/噸,是 尋常金礦的20倍左右。這一礦層的商業價值不言而喻,甚至有不少人說蘇聯依靠販賣這一地層的黃金髮了一筆「橫財」。

為什麼無法挖穿地球?

距離柯拉鑽井工程的施行,已經過去了51年。這一工程的廢棄使得不少科學家扼腕歎息,畢竟都已經花費這麼多年,還 投入了龐大的人力和物力

不過在詳細探尋背後的原因之後,大家意識到即使繼續進行下去,其面臨的困難可能是我們現代科技都無法解決的。那麼究竟是什麼原因,令 科學家們挖穿地球的夢想無法進行下去?

從導致柯拉鑽井工程失敗的因素來看, 資金不足的影響最大。畢竟不論是再偉大的工程,一旦失去了資金的支撐,就會變得和紙一樣單薄,輕輕一碰就碎了。當時這一位置還是比較偏僻的,因此負責開發鑽井的工人們都需要在這裡長期居住,生活所用的物資都需要專程從外地送過來。拋開 鑽探使用的設備要花費高昂的費用製作維護,人工的耗費也是一筆不小的資金

柯茲洛夫斯基在他所著的《柯拉超深鑽井》中寫道:

這裡有工業衛生設施、浴室和急救站,以及迎合工人白天和夜生活的小賣部,還有為鑽探設備操作人員 提供正常生活條件的預防性醫療救助會議大廳及房間。

其次就是越向下的鑽探難度越大,在遇到堅硬的岩層時,雖然鑽頭足夠堅硬可以鑽開,但是長時間的鑽探會使鑽頭遭到磨損。因此,當時 每當鑽一段時間就需要更換鑽頭

蘇聯鑽井過程

磨損這種事情尚且可以克服,可是高溫就不行了。大家都知道, 越向下挖溫度越高,沒有什麼特殊的金屬材料能夠扛得住 8000℃到10000℃這種超高溫。因此,為了避免鑽頭一下去就融化了,工程師們還需要考慮如何在鑽探出進行 「人工製冷」,這無疑使本來就異常艱難的進程雪上加霜。

最後就是鑽探技術的有限性,除了鑽頭以外, 鑽杆和馬達都需要超高強度,不然很難進行更深的探測。此外還需要 不受干擾影響的設備來記錄鑽孔內的情況,以當時的科技發展程度來看是很難做到的,即使是現在也是個難題。

蘇聯鑽井工人

那麼地球的內部結構又是如何區分的?既然科學家們無法向下投放探測器,他們是怎樣得出地球的內部構造的呢?

地球內部結構

地球的內部結構是前南斯拉夫地震學家莫霍洛維奇發現的,他在1910年時研究地震的相關狀況時,意外發現 地震波在地下 50公里左右的位置發生了 折射現象。因此他認為這個發生折射的位置,應該是 地殼和下層結構的分界處。所以依靠分析地震波我們就可以得出地球內部的基本構造,這也算是 誤打誤撞了。

地震波在不同深度時的不同速度

在這種情況下,地質學家將地球的內部結構由外到內分成了地殼、地幔和地核。按照傳統分層的方式來看,地殼的深度大約為0到33公里,其物質狀態為固態。 上地幔的深度是33公里到980公里,這時的物質已經出現 熔融現象了。待到2800公里左右的下地幔底部,基本上就是液態和固態共存了。直至 4700公里的外地核地震波的橫波已經無法通過了,這裡已經完全被岩漿包圍。

所以形象點來說,在地球上進行向深處的地質鑽探,就像是在給地球扎針一樣。不過地球的皮膚顯然要比人類皮膚堅硬厚實得多,因此我們的「針」很難穿進去。在外部工具都無法進入的情況下, 人類想要乘坐飛船抵達地心參觀歷險的夢想是不是直到文明消失都無法實現了呢?

前往地心探險

人類其實並不是沒有幻想過抵達「地心」旅行這種事情,不過大家似乎對未知的太空更感興趣。畢竟地球就在我們腳下,什麼時候開始向地心探索都可以。喜歡寫宇宙科幻的 劉慈欣,早在2004年時就出版了有關地球內部探索的故事,這本小說還被節選進了國中語文課本,就叫做 《帶上她的眼睛》

《帶上她的眼睛》插圖

飛船被裹在6000多公里厚的物質中, 船外別說空氣和生命, 連空間都沒有, 周圍是溫度高達5000攝氏度,壓力可以把碳在一秒鐘內變成金剛石的液態鐵鎳!它們密密地擠在「落日六號」的周圍,密得只有中微子才能穿過。

這是作者筆下所寫的飛船抵達地下6300公里時的景象,可以看出地心遊記應該不會很有趣,畢竟等到那時我們從飛船的舷窗向外望去時, 觸目所及都是紅色。這 比飛入太空的宇宙航行還要無趣,也更加的煎熬。畢竟飛入太空雖然大部分時間也是身處黑暗,但是還是有機會看到耀眼的星群的。

地心旅行的滋味恐怕不好受

劉慈欣筆下所寫的地心情況是根據現代科學考據之後的資訊,再加以自己的想象,整體還是比較真實的。但是早于他幾百年出生的凡爾納顯然就將地心想象得更加天馬行空了, 凡爾納的《地心遊記》當中,地心並不是死氣沉沉的樣子,反而是有生命存在的。主角們在這裡看到了不同于地球的種種奇觀,也偶遇了不少奇特的生物。

到底哪一種「地心」是真的,人類到現在也無從得知。畢竟以我們現在的技術來看, 想要鑽開地球直達地心實在是太難了。不過不少科學家開始意識到了地質勘探其實和深空探索同樣重要,為此 提出了一系列勘探計畫,因此未來我們可能會 抵達地球更深的地方

隧道鑽孔

國際大陸鑽探計畫

在20世紀初,就有多個國家在德國的牽頭領導下制定了全新的大陸鑽探計畫,這項計畫名叫 「國際大陸科學鑽探計畫」,簡寫為ICDP。我國在1996年是成為了這項計畫的首批成員。

這之後 我國接連申請了青海湖鑽探工程、科鑽一井和科鑽二井等大陸鑽探工程。其中松科二井創造了 亞洲記錄,完鑽井深為7018米。該工程從2014年4月13日開始施行,耗時四年,最終在2018年5月順利完成。

松科二井現場

松科二井首席科學家、中國科學院院士王成善介紹說:

松科二井首次重建了白堊紀陸相百萬年至十萬年尺度氣候演化歷史,發現了各個時間尺度陸相氣候變化的主要控制因素,為研究地球氣候系統在溫室氣候條件下演變機制找到新證據。

​從海底鑽探的可能性

世界上最深的地方就是 馬里亞納海溝。在2020年時,我國的 奮鬥號成功在這裡坐底,深度達到了10909米,與柯拉深井相比差不了多少。

地質學家表示, 海溝處的地質構造要比大陸「薄」一些,因此其實在未來人類的海底探測實力成熟之後,從海底開始實施鑽探是一個很不錯的選擇。

海溝地質構造

不過以目前的科技來說, 在壓力如此巨大的深海開始「鑽孔」比在陸地要難得多。只能期待未來人類在太空探測更進一步之後,分出一些資金用于深海探測了,待到那時我們真的有機會挖穿地球也說不定。

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