與美國爭奪地心 揭秘前蘇聯如何鑽世界最深洞

北京時間8月26日消息，據美國《連線》雜誌報導，在冷戰的60年代，隨著太空競賽不斷升溫，另一項競賽也慢慢展開，這就是地心爭奪戰。也許前蘇聯和美國永遠無法鑽到那個深度，但是它們可以嘗試著鑽到所謂的莫荷界面(Moho)。

　　莫荷界面更正式的叫法是地球外殼與內殼之間的界線(Mohorovicic Discontinuity)，它是通常呈現固體形態的外殼和充滿岩漿的地幔之間的一個理論性分界線，但是這種說法存在很大爭議。

　　在美國推出一項力圖達到這個深度的鑽探項目後，前蘇聯也加入到這場鑽出世界上最深的洞的競賽中。迪安·杜恩在《地球科學》一書中寫道：「在1960年到 1962年間，太空競賽期間經濟利益與國家自信心結合，促使前蘇聯科學家計劃鑽出一個『俄國超深鑽井(Russian Mohole)』，這樣做的目的是，趕在美國鑽探項目之前到達地球外殼與內殼之間的界線。」

　　這個最初目標確定後不久，前蘇聯便有了更雄心勃勃的目標：更好地了解貴重礦物是如何形成的。蘇聯人將鑽探地地點選在人跡罕至的帕欽加地區，正是在這裡，前蘇聯在這裡鑽出有史以來最深的洞，洞深超過7英里(約11.2公里)。以下就是美國《連線》雜誌公布的有關照片。

　　1.科拉學院

　　在照片中的科拉學院，俄國鑽了15年多，最終鑽到地殼內部40226英尺深處，這項世界紀錄至今未被打破。不過，雖然這項活動作為探索任務進行得非常成功，但在這個地點的地質發現，外界知道的卻很少。史丹福大學地質學家和鑽探專家馬克·佐白科表示，科拉超深鑽井(Kola Superdeep Borehole)是大規模超深洞鑽探項目領域的「一個尤物」。

　　2.鑽超深洞的鑽頭

　　這個鑽超深洞的過程非常簡單。要在地面上鑽出洞來，只要將一套鑽探工具安裝在一鑽杆底部就可以了。當它下到洞底，威力強大的發動機會將洞底敲死，這樣洞就會不斷加深。液體不斷從洞裡流進和流出，以冷卻鑽頭，並維持鑿洞的穩定。鑽頭磨壞後，工人就會另換一個。雖然鑽洞的基本原理眾所周知，但是鑽一個超深洞是一項非常困難的工作。前蘇聯在鑽到地表如此深的地方的過程中，遇到了一系列技術問題。其中最重要的問題是地殼深處的高溫。負責科拉超深鑽的工程師根據有限的資源總結出製冷方法，制出很多能在超過 600華氏度的高溫下繼續工作的鑽頭。

　　3.超深鑽井的工人

　　前蘇聯的這項鑽探工程從60年代初開始，直到蘇聯解體才宣告結束。當時的地緣政治環境在很大程度上給這項工作蒙上了一層神秘面紗。儘管前蘇聯地質部部長艾弗傑尼·柯茲洛夫斯基編寫了現在已經絕版並很難找到的書《科拉超深鑽井》，但是有關這個項目的數據從沒傳出國外。

　　4.鑽頭旁的工人

　　照片上這些站立在一個鑽頭旁邊的負責科拉超深鑽井的工人，必須在這個偏遠地區生活。事實上在這個超深鑽井周圍有很多企業生活區拔地而起。柯茲洛夫斯基在他的書中對此進行了描寫：「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販賣部，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。」

　　5.科拉學院的科技控制室

　　這張照片上顯示的是科拉學院的科技控制室。你看到的電腦將從幾英里的地下傳來的數據收集在一起。隨著電腦技術不斷進步，鑽探活動也變得日益複雜。前蘇聯開始監控包括從簡單深度測量到各種鑽頭工作難度測量的數據點。

　　6.前蘇聯科研組製造的鑽探工具

　　雖然當時全球都在實施鑽探項目，其中最突出的是德國，但是前蘇聯科研組製造了他們自己的工具，例如這些合金鑽杆。因為他們要鑽探未知的深度，所以他們使用的方法經常要反覆試驗。這也解釋了為什麼該項目用了那麼長時間。柯茲洛夫斯基還在書中說：「這項複雜的科拉超深洞鑽頭科學技術試驗，是在只靠前蘇聯的科技的情況下完成的。」

　　7. 深層鑽探堪比地球望遠鏡

　　蘇聯的一些地質學家發起了為大型設施尋求資金的行動，這個深層鑽探項目便是其中之一。正如《超深大陸鑽探和地球深度探測》記載的那樣，卡爾·福克斯在一次會議上對科拉和超深鑽井進行公開評論時，做了太空類推。福克斯說：「地球學有一個『望遠鏡』：深層鑽探和地球深處探測！我們充分利用這個望遠鏡，超越目前面臨的種種限制，以便探尋地球科學的新領域。」

　　8.更換鑽頭

　　負責科拉項目的工程師可以根據他們要鑽穿的岩石類型換鑽頭。他們製造了很多類型的鑽頭，其中包括KC-212.7/60 TKZ-NU，這種鑽的設計特點是，在穿過特別堅硬的岩石夾層時，它每分鐘的轉數較低。大部分鑽頭都跟照片中的這個一樣，有4個滾軸，還有一些擁有6個滾軸。

　　9.科拉鑽井

　　儘管想往更深里鑽已經不可能了，但是科拉井直到現在也沒有被封死，結構依舊保存完好。從這個洞中采出的岩石，即已知的岩芯，甚至仍保存在該學院中。用於鑽探該井的設備仍在用來探測地震，並用於其他測量工作。但是資助對象已經從該學院轉移到其他有助於俄羅斯的石油和天然氣生產的地質學家身上。現在俄羅斯每天生產大約970萬桶油，而1998年的產量每天610萬桶。

　　10.科拉鑽井對地球學沒有產生太大的價值

　　在科拉鑽井鑽探過程中產生了很多地震測量數據、來自地球深處的岩芯以及地球深處可能有液態水等令人感興趣的結果。然而儘管該項目付出了巨大努力，並用了多年時間進行鑽探，但當代美國和歐洲地質學家並不經常參考或利用科拉數據，他們更喜歡利用德國KTB深層岩芯項目產生的數據，認為這些數據更加規範。這是因為科拉項目的發現從沒系統地展現在西方科學家面前。

　　這種情況引出一個問題：為什麼前蘇聯付出的所有努力最終對地球學沒有產生太大的價值？史丹福大學的地質學家佐白科表示，科拉的目標沒有其他項目那麼明確，導致這一結果的原因可能是該項目只是為了獲得勝利，只想比其他國家鑽得更深，並不是出於一個特殊科學目的。