地球与环境

苏联在地球上挖了万米深洞究竟发现了什么?又

 
大家好,我们的星河讲历史又来了,今天起我们一起来分享历史知识,也许你可以得到意想不到的收获哦。 功钻井,在170米厚的沉积层下,取得了14米长的玄武岩样品。 而这已经耗费了5700万美元,这在当时来说,已经是一笔巨款了,当时一位地质学家形容这是站在高楼上拿着一根又细又长的干面条朝着楼下的柏油马路钻孔,难度可想而知。 因为技术、资金等原因,莫霍计划最终搁浅,而苏联觉得他们的机会来了,他们计划赶超美国,成为第一个穿透莫霍面的国家。除此之外,他们也想研究我们星球上最古老的岩石,并了解其中发生过的地质过程。 当时苏联人进行地质勘探,决定在佩琴加区进行钻探,佩琴加区位于波罗的地盾区域,大部为前寒武纪600Ma前地层形成的稳定地区,这是是欧洲大陆最大的地盾区,在这里,水、风和冰川侵蚀了覆盖在数亿年前古老地层之上的沉积物,使得我们在这里钻15千米深的井,就可以看到通常隐藏在25千米或更深的陆壳中的地层。

1965年,项目负责人找到了合适的钻探地点。经过五年的建设和准备,所有钻井设施的施工和安装工作完毕,工业园区和住宅建设完成。 1970年,项目正式启动,整个研究计划是在前苏联地质部的直接领导下进行的,苏联给予了研究人员以丰厚的待遇,参与钻探工作的人员均分得了一套莫斯科的公寓房,工作期间的月工资水平达到大学教授一年的年薪。

苏联人使用世界上最独特的钻头之一Uralmash-4E系列钻机完成第一阶段钻探。设计钻探5000米,实际达到了7263米。这成为该设备达到的最深纪录,也让科拉超深钻孔一举成为了当时欧洲最深的钻孔。

Uralmash-4E钻机远景 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。

但和海拔升高100米下降摄氏0.6度不同,深度每下降100米温度大约升高2摄氏度,而且压强也随之增加,钻头很容易消耗完毕,需要及时从钻井拉出钻头进行更换,而钻头的造价一个就是几万美金,可以说,此次钻探计划每时每秒都在烧钱。 钻探过程中也发生过许多意外,最令人惋惜的是某个钻井钻到7000米深度时,钻探的钢管断裂留在了钻井内,科研人员花了整整7个月的时间都没有将钢管取出,这个钻井此前整整5年的工作成果都白费了,幸好科拉超深钻孔不止一个,科研人员换了一个新的钻孔重新开始。

随着深度的不断增加,苏联使用了更为先进的钻机和钻头,采用独特的Uralmash-装置,在井底高温和高压的极端条件下,最终达到米,1983年,该井达到了米,超越了世界上最深的马里亚纳海沟。

1989年,科拉超深钻孔首次达到了它的最大深度——米,最后的262米是在1983-1993年间进行的,花了整整十年,而此时地下温度已经达到180度,已经超过了钻头的承受范围,由此可见越往下的难度究竟有多大,如果想要挖穿米的地壳,根据当时实际情况来看,至少需要上百年时间和天文数字般的经费,完全承受不起。然而即使到米(17公里),离莫霍面也差很远,如果把地球比作鸡蛋,那么科拉钻探现在只是磨掉了一些外皮而已,连蛋壳都没穿透。 于是钻探工作在1992年停止,停止钻进的官方理由是经费不足。但是相关的研究并没有停止,直到2008年,科拉超深钻孔才被废弃。

从科拉超深井里取出的岩心样本 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。 另外,科拉超深钻孔其中一项重大发现是大量氢沉积物,这些氢沉积物的量非常大,以至于从该洞挖出的泥浆都与氢沉积物一起“沸腾”起来,这也是为什么钻探计划无法进行的原因之一。