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世上最深的坑,差点打穿了地壳地幔边界!在这个洞挖出来了什么?

 林小霖 2017-08-31

有些朋友对苏联的“超级钻探”倍感兴趣,并且关于这个人类有史以来挖出来的最深的洞一直谣言不断,例如洞中传来了人的惨叫、克格勃赶来终止了挖掘、从洞中飞出来了恶魔,等等。这些谣言大概是给这个纯粹的科研计划罩上了一层神秘的色彩。

所以就让我们来看看,这个苏联挖出的洞里面到底有什么?

什么是苏联超级钻探?

↑ 科拉超级深钻孔↑

所谓的超级钻探指的是苏联的“科拉超深钻孔”:

科拉超深井(Кольская сверхглубокая скважина)是苏联于1970年在科拉半岛邻近挪威国界的地区开始的一项科学钻探,其中最深的一个钻孔SG-3在1989年达到12,262米,截止目前,以垂深计算,这个钻孔仍是到达地球最深处的人造物。

而且需要注意的是,这个“超级钻探”只是挖的深度离地面最深,但是不是最“长”的钻井,最“长”的两个钻井是卡塔尔的阿肖辛油井(12,289米)和俄罗斯在库页岛的Odoptu OP-11油井(12,345米),因为是有些钻井有可能是斜的。

前苏联当时出于与美国竞赛和科研的目的挖掘了这口井,是冷战期间最奇怪的一种竞赛。科学家在1970年开始勘探,试图打败美国,先探测到莫霍洛维奇不连续面 (理论上是坚固的地壳和充满岩浆的地幔之间的界限)。

↑钻孔挖掘到12000米时候的纪念照↑

这个钻井不带有任何勘测目的,主要目的还是科研,最开始的时候预设目标是挖到地下15KM的深度,但是后来由于对钻探难度预想不足,直到1994年钻井最后停止挖掘的时候,还只是挖到了大概12KM的深度。

从理论上说,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会钻破洞底,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制冷方法,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。

超级钻探的科研成果

根据维基百科的词条,最多的时候这个深井旁边有16个实验室,对这个深孔进行研究,而且总的来说,这个超级深孔还是诞生了很多有意思的研究成果。

↑6KM深地下的岩芯样本↑

先说一下一个简单的背景资料:

研究地质结构的方法主要不是在地壳上打孔然后往下看,而是通过探测地震波的方式来推测地质构造。地质学家莫霍洛维奇发现地震波在传播到地下五公里的地方时,速度会产生变化,因此推测这个位置是地壳与地幔的分界面,并把这个面称为“莫氏不连续面”。

苏联的这个钻孔计划也是奔着这个推测中的分界面去的,他们希望挖穿地壳,看到这个地壳与地幔的分界线。

科研成果一:莫氏不连续面比预想的要更深

所以按照苏联人的预计,钻到地下五公里的时候,挖出来的岩石样本会发生花岗岩向玄武岩的转变,然后看到坚硬的地壳逐渐变成柔软的地幔。但是实际上他们并没有发现这种转变。而之所以地震波会在这个深度发生速度的改变,主要是花岗岩在这个深度的时候已经变得粉碎、而且被水浸湿了(石头的缝隙里面有水)。

这个是很有意思的发现,因为科学家也没有想到这个深度居然还会有水。后来推测有可能是在这个深度压力太大了,渗透到岩石中的氢气和氧气发生了化学反应而形成了水。

研究成果二:地壳深处含有大量氢气

科学家还在洞中发现了大量的氢气——挖出来的淤泥好像沸腾了一样不断散发出氢气。(推测可能是较高压力条件下氢气呈液态,回到地表后迅速气化并造成一种沸腾的感觉),这个研究成果也是让人浮想联翩,比如说现在大火的“页岩气”,未来是不是这种地下氢气也会成为非常庞大的能源来源呢?

研究成果三:极深的地下发现了生物化石

在钻探的时候还发现了两百万年前生物活动的痕迹——当然,绝对不是我们想象中的地底人,而是在岩石里发现了一些微生物化石,主要是一些单细胞的浮游生物。当然,具体在地下什么位置发现的、为什么这些生物会出现在压力、温度这么高的地方,没有找到具体的文献,这里就不随便说了。

科拉超深钻井是继苏联空间站、深海勘探船之后的第三大科研成果,一直是俄罗斯科学家的骄傲。当钻探深度达到9500米时,钻头钻进了一个含有黄金和钻石的地层。取出的岩芯经分析表明,金含量居然高达80克/吨。

要知道金含量达到4克/吨的金矿层就具有商业开采价值,地球表层中很少能找到金含量超过10克/吨的矿层,相比之下这里几乎是金子的宝藏。

掉到这个洞里会怎么样?

有人总在想人要是掉进这个洞里面会怎么样。

其实,这个洞不是你们想象的那样是一个超级大的大坑:

↑你们想象中的科拉深钻孔↑

实际的钻孔其实只是一个很小的洞,因为地质运动,这个洞很有可能会在某个位置被再次堵死。这个小小的洞如下图所示。

↑实际的钻探孔↑

↑钻探孔与人的大小对比↑

可以看到,这个洞实在是太小了,人根本就掉不下去。

有地底人吗?这个洞挖到地狱了吗?

地底生物,是可能有的,但是地下温度会随着深度增加而迅速升高,仅仅在15KM位置,温度就已经超过了300摄氏度,所以是否会有高等生物在那个深度生存?除非真的发现,否则我们不应该假设这种小概率的事情会发生。

至于说什么深洞里发现了恶魔、什么录到了人类的惨叫声,基本上就等于一些无所事事的人在写小说了,完全可以不用相信这种无稽之谈。而且刚刚也说了,这个超深钻孔的长度不是最长的,而且美国也有各种深井,怎么就单单这个科拉超深钻孔就挖到地狱了?

而且这个孔周围已经完全荒废了,上文的科拉深钻孔的照片就是普通人去拍摄的,通着地狱的孔不应该周围是层层守卫么?怎么就这么扔在外面?

所以科拉深钻孔就是一个单纯的科研计划,我们关注的是这个超级深钻的科研成果,不要听着那些道听途说的鬼故事,那些基本上都是瞎扯。

纠正一个广为流传的错误

↑网络上广为流传的所谓“科拉深钻孔”的照片↑

上图是网上广为流传的所谓科拉深钻孔的照片,但是刚刚已经放了照片,科拉深钻孔只是一个非常非常小的钻孔而已,根本不是上图的样子。上图实际是西伯利亚的一处钻石矿井,又被称为钻石城,在这里。

根据《国家地理》网站的介绍:

The massive Mir mine has a diameter of almost 1.5 kilometres and is 525 metres deep.

这处矿井的直径为1.5公里,深度为525米,盛产钻石,但是跟科拉深钻孔一点关系都没有。

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