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30年后才明白,当年苏联“挖穿地球”,为何挖到12262米停止了?

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苏联当初搞过一个“钻透地球项目”,其名为“科拉超深钻孔”。不过这个钻孔项目最终停留在了1.2262万米,之后苏联乃至后续的俄罗斯都没有继续往下钻孔了。



对于科拉超深钻孔为什么停止,理由千奇百怪。甚至有都市传说认为当初苏联是挖到了“地狱”。

美苏的“入地竞赛”

在这种说法中,随着“科拉超深钻孔”项目的不断推行,逐渐有参与工作的科学人员和工人听到奇怪的声音,就像是无数人在痛苦的哀嚎。

但有点科学素养的人都不会相信“苏联人挖到了地狱”的说法。苏俄真正停掉“科拉超深钻孔”的原因,是这个项目没有价值了,以及太贵了。



“科拉超深钻孔”展开的最大原因,是当时的美苏科技竞赛。

大家都知道冷战最激烈的时候美苏搞了个“太空竞赛”,不断在太空领域投入更多资源,搞各种现在看来匪夷所思的项目。

像当时美国的载人登月,苏联的探测金星项目,都是美苏在科技竞赛的大背景下想要证明自己比对方更厉害搞出来的。


(美苏当时的科技竞赛都是为了证明自己比对面强)

既然美苏双方能为了证明自己比对方更厉害从而展开太空竞赛,那么双方自然也能为了同样的目的展开“入地竞赛”。

美国的“入地项目”

最早发起“入地竞赛”的国家其实是美国。上世纪50年代末美国提出了“莫霍面钻探计划”,该计划于1961年首次钻孔,到1966年项目彻底终止。主要是从拉霍亚海岸附近海域的水深948米处海底向下钻进315米岩层。


(“莫霍面钻探计划”资料图)

有了这个项目之后,美国马上又展开了一系列的地质钻探项目。在冷战结束之前,规模最大的是“深海钻探计划”。

1964年的时候,美国迈阿密大学、哥伦比亚大学、加利福尼亚大学、华盛顿大学这4家美国顶尖大学旗下的研究所和伍兹霍尔海洋研究所展开了“深海钻探计划”,旨在深海区域进行超深钻孔。


(美国参加“深海钻探计划”的船)

该项目从1964年发起,1968年开始钻第一个孔,到1983年项目停止,一共钻探624个站位,钻探的最大水深超过7000米,钻深深度最大的一个孔达到了(水下)1741米深度,获取的海底岩心长度总计达到了9.5万米。

该项目最重要的一个研究成果,就是测算出了全球现有大洋盆地下的地壳年龄均不超过1.7亿年,为全球地质学研究,尤其是板块运动研究奠定了重要基础。


(地球板块)

可以说美国这一系列钻孔项目取得了很大成果,在全球有很有吸引力,奠定了美苏民众心中“美国技术牛掰”的固有印象。

苏联的“入地项目”

苏联方面自然不服,于是上世纪60年代末苏联也提出了自己的相关科研项目。

既然美国能在7000米的海水深度下钻孔,那我苏联就要搞一个深度超高的钻孔项目,于是就有了科拉超深钻孔,俗称“挖穿地球”的项目。


(“科拉超深钻孔”项目的设施)

值得一提的是,当时美苏之间关于“入地项目”都有“钻探到莫霍洛维奇不连续面”的目标。

所谓的“莫霍洛维奇不连续面”,是地球地壳与上地幔的分界面,是地球地质结构首个明确的分界面。


(地球地质结构)

可以说谁先钻到“莫霍洛维奇不连续面”,其在科学上的成就不亚于太空探索中谁先登陆火星。

大家还记得我们提到的美国,乃至全球第一个地质钻探计划叫什么名字吗?没错,叫“莫霍面钻探计划”,该项目的目的就是钻透莫霍洛维奇不连续面,取得地球上地幔的样品。

后续美国在海水下钻孔,就是希望能尽可能花更少的力气取得相关样品。


(美国在深海钻孔)

而苏联“科拉超深钻孔”,最大的目标也是这个“莫霍洛维奇不连续面”,所以我们不难理解苏联对于钻孔深度的执着了。

在“科拉超深钻孔”项目中,钻孔最大深度达到了1.2262万米。本来苏联是想继续钻的,但到1991年苏联解体,这个项目就基本停工了,钻孔深度不再增加。

到1995年,俄罗斯停掉了这个项目的全部财政支持,最终“科拉超深钻孔”项目彻底终止。


(“科拉超深钻孔”中一个超过1.2万米的孔)

当然不管是美国还是苏联,都没有钻透“莫霍洛维奇不连续面”。

“莫霍洛维奇不连续面”在地球上绝大区域的深度,都在距离地面大约33千米,也就是大约3.3万米的地方。

在大洋下因为海水的作用,其深度在距离海底大约5000米~1万米处。

但不管是美国还是苏联,都没有钻探到足够的深度,最终美苏“钻探莫霍洛维奇不连续面”的项目都失败了。

苏联还在的时候,“科拉超深钻孔”项目总计投入大约是1.5亿卢布,以汇率算差不多是2.4亿美元(1990年币值)。


(苏联的“科拉超深钻孔”前后花了大约1.5亿卢布)

对一个科研项目来说这已经足够高了,对苏联来说还算可承受范围内,但对苏联刚解体时的俄罗斯来说,这个项目实在没有存在的必要。

而且随着“科拉超深钻孔”项目的不断深入,在钻孔越来越深的情况下,俄罗斯需要付出的成本是越来越大的。

因为钻孔越深,钻探设备需要面对越来越严重的高温影响,且岩石硬度也在不断提升。


(随着钻孔深度提升,温度也在提高)

就算以今天的技术水平,要想钻透“莫霍洛维奇不连续面”,没有个上百亿美元的成本也做不到,更不要说上世纪时的俄罗斯。

所以到了现在,各国的地质钻探研究基本都转为了研究地质变迁或者超深层油气勘探。并且其中以南北极极地这种往前数几亿年,地质变化情况比较少的地方。


(中国在南极的钻孔项目)

基于这种背景,21世纪的钻孔项目都不深了。比如说中国的“南极深冰下基岩钻探项目”,先后两次钻孔深度一个不到200米,一个545米。

再比如“Dome A 昆仑站冰芯项目”,钻孔深度也仅有800米左右。

当然,中国也有自己的超深探索井项目,比如在今年2月20日宣布完钻的“深地塔科1井”,其最终深度为10910米,属于世界陆上第二、亚洲第一的垂深井。

该项目主要目的除了做深地科学研究外,最关键的就是超深层油气勘探技术研究。


(深地塔科1井)

信息来源: 【1】科学网·《国际“入地”项目》 【2】中国政府网·《中国首次在南极冰盖基于已有钻孔开展测井作业》 【3】世界科学·《科学大洋钻探的巨大变化》 【4】新华网·《10910米!中国首口超万米深井完钻》

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