前苏联打得最深的井钻世界最深探井,到底发生了什么

据美国《连线》杂志报道在冷戰的60年代,随着太空竞赛不断升温另一项竞赛也慢慢展开,这就是地心争夺战也许前苏联打得最深的井和美国永远无法钻到那个深度,但是它们可以尝试着钻到所谓的莫荷界面(Moho)

  莫荷界面更正式的叫法是地球外壳与内壳之间的界线(Mohorovicic Discontinuity),它是通常呈现固体形态的外壳和充满岩浆的地幔之间的一个理论性分界线但是这种说法存在很大争议。

  在美国推出一项力图达到这个深度的钻探项目后前苏联打嘚最深的井也加入到这场钻出世界上最深的洞的竞赛中。迪安·杜恩在《地球科学》一书中写道:“在1960年到1962年间太空竞赛期间经济利益与國家自信心结合,促使前苏联打得最深的井科学家计划钻出一个‘俄国超深钻井(Russian Mohole)’这样做的目的是,赶在美国钻探项目之前到达地球外殼与内壳之间的界线”

  这个最初目标确定后不久,前苏联打得最深的井便有了更雄心勃勃的目标:更好地了解贵重矿物是如何形成嘚苏联人将钻探地地点选在人迹罕至的帕钦加地区,正是在这里前苏联打得最深的井在这里钻出有史以来最深的洞,洞深超过7英里(约11.2公里)以下就是美国《连线》杂志公布的有关照片。

这个钻超深洞的过程非常简单要在地面上钻出洞来,只要将一套钻探工具安装在一鑽杆底部就可以了当它下到洞底,威力强大的发动机会将洞底敲死这样洞就会不断加深。液体不断从洞里流进和流出以冷却钻头,並维持凿洞的稳定钻头磨坏后,工人就会另换一个虽然钻洞的基本原理众所周知,但是钻一个超深洞是一项非常困难的工作前苏联咑得最深的井在钻到地表如此深的地方的过程中,遇到了一系列技术问题其中最重要的问题是地壳深处的高温。负责科拉超深钻的工程師根据有限的资源总结出制冷方法制出很多能在超过600华氏度的高温下继续工作的钻头。

前苏联打得最深的井的这项钻探工程从60年代初开始直到苏联解体才宣告结束。当时的地缘政治环境在很大程度上给这项工作蒙上了一层神秘面纱尽管前苏联打得最深的井地质部部长艾弗杰尼·柯兹洛夫斯基编写了现在已经绝版并很难找到的书《科拉超深钻井》,但是有关这个项目的数据从没传出国外。

虽然当时全球嘟在实施钻探项目,其中最突出的是德国但是前苏联打得最深的井科研组制造了他们自己的工具,例如这些合金钻杆因为他们要钻探未知的深度,所以他们使用的方法经常要反复试验这也解释了为什么该项目用了那么长时间。柯兹洛夫斯基还在书中说:“这项复杂的科拉超深洞钻头科学技术试验是在只靠前苏联打得最深的井的科技的情况下完成的。”

苏联的一些地质学家发起了为大型设施寻求资金嘚行动这个深层钻探项目便是其中之一。正如《超深大陆钻探和地球深度探测》记载的那样卡尔·福克斯在一次会议上对科拉和超深钻井进行公开评论时,做了太空类推。福克斯说:“地球学有一个‘望远镜’:深层钻探和地球深处探测!我们充分利用这个望远镜,超越目前面临的种种限制以便探寻地球科学的新领域。”

负责科拉项目的工程师可以根据他们要钻穿的岩石类型换钻头他们制造了很多类型的钻头,其中包括KC-212.7/60 TKZ-NU这种钻的设计特点是,在穿过特别坚硬的岩石夹层时它每分钟的转数较低。大部分钻头都跟照片中的这个一样囿4个滚轴,还有一些拥有6个滚轴

尽管想往更深里钻已经不可能了,但是科拉井直到现在也没有被封死结构依旧保存完好。从这个洞中采出的岩石即已知的岩芯,甚至仍保存在该学院中用于钻探该井的设备仍在用来探测地震,并用于其他测量工作但是资助对象已经從该学院转移到其他有助于俄罗斯的石油和天然气生产的地质学家身上。现在俄罗斯每天生产大约970万桶油而1998年的产量每天610万桶。

在科拉鑽井钻探过程中产生了很多地震测量数据、来自地球深处的岩芯以及地球深处可能有液态水等令人感兴趣的结果然而尽管该项目付出了巨大努力,并用了多年时间进行钻探但当代美国和欧洲地质学家并不经常参考或利用科拉数据,他们更喜欢利用德国KTB深层岩芯项目产生嘚数据认为这些数据更加规范。这是因为科拉项目的发现从没系统地展现在西方科学家面前

这种情况引出一个问题:为什么前苏联打嘚最深的井付出的所有努力最终对地球学没有产生太大的价值?斯坦福大学的地质学家佐白科表示科拉的目标没有其他项目那么明确,導致这一结果的原因可能是该项目只是为了获得胜利只想比其他国家钻得更深,并不是出于一个特殊科学目的

该井位于科拉半岛,钻探深度达到了12,262米

科拉超深井的钻探工作终止于1994年到1983年,该井的钻探深度已经达到了12000米为此,决定停止进一步钻进最后的262米是在1983——1993姩间进行的,花了整整十年停止钻进的官方理由是经费不足,而内部人员透露真正的原因是井内有一些超自然的现象出现。

当钻探的罙度到达接近13000米时从钻井中传出来了奇怪的声音。由于对这种奇怪的现象感到好奇研究人员向井中放入了一个耐热的话筒;同时还放叺了其它类型的传感器,录下了非常奇怪的象“人的吼声”一样的声音但是在现场的人们发誓说,听到的声音就像地狱中罪人的呼叫;隨后突然听到一声自然界从来没有听到过的强烈爆炸声。自此之后数天里再也听不到任何声响现场研究人员回忆说。

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在20世纪60年代的冷战时期随着太涳竞赛不断升温,另一场竞赛也开始了:这就是竞相到达地心而展开的争夺战也许前苏联打得最深的井和美国无法钻到地心这个深度,泹是它们可以尝试着钻到所谓的莫霍界面(Moho)――更正式的叫法是莫霍洛维奇不连续面实际上是指地壳与地幔间的临界面。从理论上说它昰主要固体外壳和充满岩浆的地幔之间的一个分界面,但是这种说法存在很大争议

自从美国推出一项力图达到这个深度的钻探项目之后,前苏联打得最深的井也加入了钻出世界最深洞的这场竞赛中在1960年到1962年的太空竞赛期间,经济利益与国家骄傲的结合促使前苏联打得最罙的井科学家计划钻出一个‘俄国莫霍钻探洞(Russian Mohole)’旨在赶超美国钻探项目之前到达地壳与地幔间的临界面,以获取地幔岩石样品”

此最初目标确定后不久,前苏联打得最深的井就雄心勃勃地开展工作以更好地了解贵重矿物是如何形成的。苏联人将其努力钻探的希望最终萣在人迹罕至的帕钦加地区(Pachenga)前苏联打得最深的井正是在这里钻出有史以来最深的洞,洞深超过7英里(约11.2公里)

1、在科拉学院里展开钻探

在此照片中的科拉学院里,俄国钻了15年多才钻到地壳下40226英尺(合12261米)的深度这项世界纪录至今未被打破。不过虽然这项活动作为探索任务进行得非常成功,但外界对此位置的地质发现知之甚少因为他们将这些褪色的前苏联打得最深的井科学机器丢失了。斯坦福大学哋质学家和钻探专家马克·卓贝克表示,科拉超深钻洞是宏大的超深洞钻探项目领域的“一个异常之物”

2、特制钻头用于钻超深洞

从理论仩说,钻超深洞的过程非常简单就是将这样的一台旋转钻机安装在一条钻杆的底部就可以了。当它钻到此洞底时威力强大的发动机将會钻破洞底,这样此洞就会不断加深液体不断从此洞中旋转着进进出出,以冷却钻头并维持此钻洞的稳定性当钻头磨坏后,工人就会叧换一个

虽然钻洞的基本原理众所周知,但是钻一个超深洞却是一项非常困难的工作在钻到地表下如此深的地方时,期间前苏联打得朂深的井就遇到了一系列技术问题其中最重要的问题是地壳深处的过热问题。负责科拉超深钻洞的工程师利用有限的资源想出了有效的淛冷方法从而能够让几十个特制钻头在超过600华氏度(合316摄氏度)的高温下正常工作。

3、工人忙于钻此超深钻洞

前苏联打得最深的井的这項钻探工程从20世纪60年代初开始一直持续到苏联解体才宣告结束。当时的地理政治环境在很大程度上给这项工作蒙上了一层神秘色彩尽管前苏联打得最深的井地质部部长艾弗杰尼·柯兹洛夫斯基编著了有关这一工程的专著――《科拉半岛上的超深钻井》,但此书现在已经绝版并很难找到它的踪迹,因此有关这个项目的数据情况几乎没有传出俄国。

4、工人们享有正常的生活保障

照片上这些站在一个钻机旁边嘚工人们负责科拉超深钻洞的钻探工作,他们必须生活在这个偏远的地区事实上在这个超深钻井周围有很多企业生活区拔地而起。柯兹洛夫斯基在他的书中对此进行了描写:“这里有卫生设施、浴室和急救站以及迎合工人白天和夜生活的小卖部,还有为钻探设备操作人員提供正常生活条件的预防性医疗救助大厅和医疗室”

5、科技控制室调控钻探工作

这张照片上显示的是科拉学院的科技控制室。你从此照片上看到的电脑用于收集从几英里的地下传来的数据随着电脑技术不断进步和钻探工作的日益复杂,前苏联打得最深的井开始时刻监控来自从简单的深度测量到钻头工作的各种难度测量的数据以及时了解地下的钻探情况。

6、科研组自行研制钻探工具

虽然当时全球都在開展钻探项目其中最为突出的是德国,但是前苏联打得最深的井科研组还是自行研制自己的钻探工具例如这些合金钻杆。因为他们要┅点点地钻探未知的深度所以他们得对他们所采用的方法要反复进行测试和修正。这也解释了为什么该项目用了那么长时间才完成的原洇柯兹洛夫斯基还在书中吹嘘道:“科拉超深洞钻探的这项复杂的科学技术试验只有依靠前苏联打得最深的井的工艺技术才能完成。”

7、深层钻探堪比地球望远镜

前苏联打得最深的井的一些地质学家为大型钻探设施发起了募集资金的行动这个深洞钻探项目便是其中之一。一些大型钻探设施影响深远如科拉拜占庭机器就为天文学家提供了如此引人入胜的结果。正如《超深大陆钻探和地球深度探测》记载嘚那样卡尔·福切斯在一次会议上对科拉钻探和超深钻探进行了公开评论,将此比作是太空探索。福切斯说:“地球科学也有望远镜:这就是深度钻探和地球深度探测!我们超越目前面临的种种限制来充分利用这个望远镜,以便深入到地球科学的新领域。”

负责科拉项目嘚工程师可以根据钻头所要钻穿的岩石类型来更换合适的钻头。他们制造了很多类型的钻头其中包括KC-212.7/60 TKZ-NU,这种钻头的设计特点是在穿过特别坚硬的岩石夹层时,它每分钟的转数较低大部分钻头都跟照片中的这个一样,有4个滚轴还有一些是有6个滚轴。

虽然科拉钻洞不可能更深地往里钻了但是此钻洞直到现在也没有被封死,而且结构依旧保存完好从这个洞中采出的岩石,即已知的钻芯至今仍保存在该學院中用于钻探该洞的器具目前还在用于探测地震和其他测量工作,而国家财力已经从该学院转移到其他有助于俄罗斯开采石油和天然氣的地质学家身上现在俄罗斯每天生产大约970万桶油,而1998年的产量是每天610万桶

10、科拉钻洞成果应用少

此科拉钻洞项目产生了大量的地震測量数据、来自地球深处的岩芯以及地球深处可能有液态水等令人感兴趣的结果。然而尽管该项目付出了巨大努力并进行多年的钻探,泹当代欧美地质学家并没有经常参考或利用科拉的数据他们更喜欢利用德国KTB深层岩芯项目所获得的更加规范的数据。这是因为科拉项目嘚发现从来没有足够系统地展现在西方科学家面前因此西方科学家对这些数据还是一知半解,当然就不可能充分利用了

由于前苏联打嘚最深的井对此的保密工作做到了家,这自然引起西方科学家们质疑:为什么前苏联打得最深的井付出的所有艰苦努力最终对地球学没有產生太大的价值斯坦福大学的地质学家卓贝克表示,科拉的目标没有其他项目那么明确而导致这一结果的原因或许是是该项目只是为叻取胜于其他国家的钻探项目,并不是出于特殊的科学目的开展的或许正如前苏联打得最深的井地质部部长艾弗杰尼·柯兹洛夫斯基在其科拉专著中的导言中所说,这只是俄国的事情,与其它国家无关。他写道:“前苏联打得最深的井总是较其它国家更加重点地对陆壳结构忣其演化规律开展大规模的研究。这是我们国家的根深蒂固的一种传统且还将继续传承下去。”

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