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来源:奇趣网

据美国《连线》杂志报道,在20世纪60年代的冷战时期,随着太空竞赛不断升温,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。也许前苏联和美国无法钻到地心这个深度,但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,它是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,前苏联也加入了钻出世界最深洞的这场竞赛中。迪安·杜恩在《地球科学》一书中写道:“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定在人迹罕至的帕钦加地区(Pachenga)。前苏联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)。以下就是美国《连线》杂志公布的有关照片。


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科学机器丢失了。斯坦福大学地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。



3、工人忙于钻此超深钻洞

前苏联的这项钻探工程从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的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员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

虽然当时全球都在开展钻探项目,其中最为突出的是德国,但是前苏联科研组还是自行研制自己的钻探工具,例如这些合金钻杆。因为他们要一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因。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的工艺技术才能完成。”



7、深层钻探堪比地球望远镜

前苏联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》记载的那样,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。”



8.更换合适的钻头

负责科拉项目的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。



9、科拉钻洞保存完好

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学院中。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气的地质学家身上。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进行多年的钻探,但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。这是因为科拉项目的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:为什么前苏联付出的所有艰苦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了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:“前苏联总是较其它国家更加重点地对陆壳结构及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。”(尼特)
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