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苏联的“地球望远镜计划”为何在12262米时停止?

 北梦木兮r5jdls 2021-08-22

地底到底有什么?这是个神秘的问题。上天入地,现在上天已经不是问题,入地还是个难题。对于地底的构造,最感兴趣的是科学家。前苏联时期,进行了一个“地球望远镜计划”,对地底进行勘探,其中最深的钻孔SG-3深达12262米。不过因为种种原因,停止了勘探计划。

苏联的地球望远镜计划并不是要挖穿地球,挖穿地球实在太夸张了,要知道地球直径是12742千米。超深钻探只是为了挖穿地壳,透过莫霍面,探索地幔的秘密。

地球的构造

地球是个有45多亿岁的星球,是太阳系中直径、质量和密度最大的类地行星。众所周知,地球是个球体,而它的平均直径约为12742千米。人类对于地球的探索一直从未放弃,不过地球上依然有着很多神秘的地方,地底就是其非常神秘的一个地方,对于地底的研究一直不断。

地球的内部构造在地理书上就有学过,一般将地球内部分为地壳、地幔、地核

地壳是地球的表面层,由岩石组成的固体外壳,平均厚度约为17千米。17千米相对于地球的半径6371千米,仅仅是薄薄的一层。其实,17千米是整个地壳的平均厚度,大陆地壳厚度较大,大洋地壳则比较薄,只有几千米。

地幔是地球的中间层,分为上地幔、下地幔,厚度约为2865千米,主要由致密的造岩物质构成。

地核位于地球的最内部,是地球的核心部分,半径为3480千米,主要由铁、镍元素组成。地核分为外地核、过渡层和内陆核三层,高密度,温度和压力都非常高,温度高达4000~6800℃。

根据学者研究命名,上地幔和地壳分界面为莫霍面,地幔和地核的分界面为古登堡面。地底探索计划就是为了钻透莫霍面,探索地幔的秘密。如果把地球比作一个鸡蛋,地壳是蛋壳,地幔是蛋白,地核就是蛋黄。探索就是要打破薄薄的蛋壳,查看蛋白。

科拉深井

二战结束后,美国和苏联相互争霸,进行了一系列的竞争。两国在各个领域展开了激烈斗争,上天入地,苏联的加加林是第一个进入太空的人类,美国的阿姆斯特朗是第一个登上月球的人类宇航员。上天登月在课本上有出现,其实两国对地底也都有探索。

美国最先提出探索地底的计划,要钻透莫霍面,揭开地幔的秘密,这个计划就是莫霍面钻探计划。1961年,莫霍计划启动,美国选择了较薄的大洋地壳,在海底向下钻进了315米。由于需要的技术难度大,并且经费高昂,美国国会否决了经费拨款,1966年莫霍计划终止。

美国地底计划失败,苏联要在地底探索超过美国,定下了地球望远镜计划。天文望远镜可以用肉眼来窥探宇宙星空的秘密,但是人的眼睛却不能穿透地面,所以才将钻探计划称为“地球望远镜”,借助钻井来直接观测探查地底物质。苏联开始定下的深度为15000米,这在当时是个不可思议的深度,不过苏联财力雄厚,有这个实力。勘探工作于1970年开始,为了这个计划,苏联也是下了血本,钻探工作的人员月薪达到大学教授的年薪,还带一套莫斯科的公寓。

地球望远镜计划对外封闭,在科拉半岛动用重型钻探机械设备开始了深度挖掘。从理论上来说,钻洞不需要多高的技术,只需要一台旋转钻机,一根牢固的钻杆,一个坚硬的钻头,组装好后钻探就可以,人员只需要维持钻机正常运转就可以一直深挖。实际操作起来,挖这种超深洞遇到了太多太多的困难。钻探越往下岩石越坚硬,温度越高,苏联为了克服高温都是用的特制钻头,造价高昂。钻头磨损就需要重新更换,从数千米深的地下拉出钻头,来回浪费7、8个小时,毫无价值。钻探过程还要面对复杂的地质条件,各种不可控的因素,有的钻杆断在钻井中无法取出,成果就浪费了。不过,当时有多个钻井同时进行,最深的就是SG-3钻井,深达12262米。

钻探工作从1970年开始,1983年深度已经达到12000米。1983到1993年整整十年间,只进行了最后262米,最终以经费不足早1994年停止了钻探工作。2008年,科拉深井被彻底遗弃,被金属帽盖严。

科拉深井停止的原因

科拉深井挖掘有着一些收获,最大的收获就是,9500米深度发现了金矿、钻石。在这一深度,发现的岩石金含量居然高达每吨80克。这是个不可思议的含金量,地球上金含量达到每吨4克就有开采价值,这里简直是黄金宝藏。但是面对这样的宝藏,苏联还是放弃了。

关于科拉深井废弃的原因网上有很多流传,据说是挖到了“地狱之门”,有很多超自然现象发生。在钻井中总是会传出来奇怪的声音,研究人员向井中放入耐热的话筒和传感器,听到的声音就像地狱中罪人的呼叫。有时候钻头被坠了下去,拉出来的只剩下钢丝绳,并且据说有“妖魔”沿着钢丝绳从井底出来,钻探工作不得不停止进行。

这些都是网上流传的说法,是片面之词。科拉深井最深的钻孔SG-3深12262米,地球的半径为6371千米,地壳的平均半径17千米,连地表都没有挖破,地狱也太浅了吧。SG-3钻孔上部直径92cm,下部直径21.5cm,这么小的孔洞又能爬出怎样的怪物,也太小巧玲珑了。

科拉深井就好比用头发在蛋糕上钻孔,前面还可以进去,后面就太难了。最后的10年只挖了262米,每年26.2米,越来越高的温度,复杂的地质条件等等需要的技术是难以克服的。深度钻孔温度还好解决,有特制的钻头可以耐高温,难以克服的复杂的地质条件对钻机的影响。超深度钻孔,需要巨大的钻杆,超大功率的钻机,钻杆面对复杂的地质条件还需要承受拉伸、弯曲等问题。总之,由于地质构造的复杂和不可预见的因素,会有卡钻、钻头磨损、钻杆断裂等各种问题,越往下更换钻头需要的时间越多,打过钻就知道提钻的麻烦,更何况这超深的钻井。这些都需要非常高超的技术,技术问题是最大的障碍。

另一个问题就是巨额的费用,钻头、钻杆的更换,需要的费用不可估量。1991年苏联解体,这个需要巨额经费的项目已成为负担,并且没有太大的受益。地底有金矿钻石,是在9500米深的地下,根本无法开采。20厘米直径的孔洞已经难如上天,开采金矿成本都无法想象。

所以,这个项目停止的原因一个是经费不足,最主要的就是当时难以克服的障碍。现在,SG-3钻孔已不是世界最深的井,井深记录已经被屡屡打破。

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