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科拉钻孔|地球深处发现了什么?让苏联花24年钻12公里,美国曾想钻到地幔



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科拉钻孔|地球深处发现了什么?让苏联花24年钻12公里,美国曾想钻到地幔

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20世界人类对自然的探索可以分为两个比较大的方向 , 上天和入地 , 上天说的是人类的飞天梦想 , 我们想探索未知的星空 , 想去往深邃的宇宙空间;
入地说的是 , 我们脚底下的地球 , 我们想看下它里面有什么 , 虽然我们生活在地球上 , 但是我们对自己星球的内部一点都不了解 , 原因是我们下不去 , 也看不到 。

因此在上世纪的冷战期间 , 美国和苏联就在这两大方向上展开了竞争 , 太空竞争我们比较熟悉 , 以1969年美国将人类送上月球取得全面胜利而结束 。
入地竞争相对来说就没有天空竞争这么激烈了 , 也不怎么为人所知 , 因为入地要比登天更加困难 , 虽然两个国家都制定了非常雄伟的向地球深处钻探的计划 , 但最终取得的成绩都不那么如人意 。
最为被后世记住的就是苏联从1970年开始花费了24年 , 在北极圈深处的科拉半岛打出了人类历史上最深的钻孔总深度为12226米 , 堪称人类入地的壮举 。

而美国也曾向地球深处进发 , 甚至计划要钻透地壳 , 直达地幔并取出地壳和地幔连接处的样本 , 但这个计划现在已经被大多数人遗忘 。
虽然这两项计划都没有完成最初制定的目标 , 也可以说都以失败告终 , 但这两次向地球深处的钻探 , 让我们对地球内部有了更深刻的理解 。
下面我们就看下这两项人类的“入地壮举” 。
科拉钻孔

在北极圈深处的科拉半岛上 , 这里有大片的森林、有湖泊 , 地面常被积雪覆盖 , 被薄雾笼罩 , 是一个人迹罕至的地方 。
但在美丽的自然风光中 , 矗立着一个已经废弃的前苏联科学研究站 , 在破败不堪、摇摇欲坠的建筑中间 , 有一个厚重的已经布满锈迹的金属管道镶嵌在混凝土地板上 。
曾经有人说这是地狱的入口 , 从里面听到了来自地狱的声音 , 这就是前苏联的科拉超深钻孔 , 是地球上最深的人造钻孔 , 深度大约12公里 。

但是这个深度对于地球来说就像是被蹭破了一层皮 , 最多只有地壳厚度的1/3 , 我们知道地球的结构像是一个洋葱 , 一层一层的 , 有地壳、地幔和外核、内核构成 。
其中就外面的一层地壳就让人类头疼 , 因为它太厚了 。 地球的地壳有这么一个特点 , 它并不是每处的厚度都是一样的 , 在高原地区地壳厚度能达到70公里 , 在海底深处地壳厚度最薄只有1.6公里 。
平均来说陆地上地壳的厚度在30到50公里 , 而前苏联选择钻孔的位置 , 地壳厚度应该在40公里左右 。
那为什么苏联不选择在地壳薄的地方往下钻呢?

其实一直以来人们都有一个误解 , 说苏联想挖穿地球 , 其实人家一直以来就没这么想过 , 苏联的科学家多聪明啊 , 它们能不知道地球的半径是多少 , 不知道自己的实力几斤几两?
科拉钻孔最初设计的深度就只有15公里 , 目的也不是挖穿地球 , 只是想通过钻探了解地球构造、以及地球地质的演化历史 。
科拉钻孔在1970年开始实施 , 总共进行的24年 , 1983年也就是13年的时间就钻到了12公里的距离 , 最后的0.262公里花费了7年的时间 。

最终钻孔深度12.262公里 , 距离设计目标15公里只差了两公里多 , 为什么不往下钻了?
原因有两点 , 资金问题 , 这项工程没有任何实际的效益 , 完全是在烧钱 , 能坚持24年已经不错了 。 1994年苏联已经没有了 , 所以这项工程也无法进行下去 。
最重要的是 , 在往下钻太过艰难 , 12公里以下的深度温度已经达到了120摄氏度 , 钻探造成了高温对砖头磨损非常严重 , 而且 在12公里以下的岩层已经表现得非常像流体了 , 钻孔孔壁无法稳定 , 就会塌孔 , 也就是说钻好的孔会自行闭合 。
因此科拉钻孔就这样彻底封孔了 。
莫霍项目

莫霍项目是美国在1960年进行的钻探计划 , 该计划的目的是想达到莫霍不连续面 , 从中取出物质样本 。分页标题#e#
莫霍不连续面就是地壳与地幔的连接处 , 根据地震波数据人们发现在这个层面上地震波的速度发生了变化 , 因此人们认为地壳到这里接触 , 在往下就是地幔 。
可以看出美国的莫霍项目要比苏联的科拉钻孔目标更远大 , 这项计划在1957年3月被提出 , 如果成功的话 , 将会为人类提供关于地球年龄、组成和内部结构变化过程的宝贵信息 。

如果想从陆地钻到地幔是不切实际的想法 , 所以科学家计划从地壳相对较薄的地方 , 也就是海底往下钻探 , 钻孔位置选在了墨西哥瓜达卢佩岛附近的海域上 。
海洋钻探还有一个优势 , 海底样本不受大气和表面活动的影响 , 比陆地样本更能提供长期地质活动的证据 。
莫霍项目包括三个阶段 , 实验钻井计划、钻井平台程序设计、最后钻到莫霍面 。
1961年进行了第一阶段的实验钻探 , 钻井船在墨西哥瓜达卢佩海域进行了一系列钻探 , 在3600米深的海底打了5个钻洞 , 最深的一个洞只有183米 , 取出的样本有中新世时代的沉积物 , 有玄武岩 。

但是在进行第二阶段的时候 , 也就是选择钻井技术、以及设计钻井平台的时候 , 这项计划被叫停了 , 原因是预算自己的失控 , 但更重要的是美国比较务实 , 因为在60年代的时候 , 有非常重要的航天事业要发展 。
虽然莫霍项目没有进行下去 , 但它表明了深海钻探是获取地质样本的一种可行手段 , 也促进了海洋钻探事业的发展 。
因为当时在全球的海洋上还没有一家石油钻井平台 , 莫霍尔项目虽然进行了一半 , 但是它发展出了新的海洋钻探技术 , 比如动态定位 , 它可以让钻井船保持在稳定的位置上;

当时在进行第一阶段的实验钻探的时候 , 科学家在钻井船的四周安装了四台发动机 , 以保证钻井船可以稳定在钻孔的上方 。
后来很多的石油公司看到了海洋钻探的潜力 , 这就是莫霍项目留给后世最宝贵的经验 。
【科拉钻孔|地球深处发现了什么?让苏联花24年钻12公里,美国曾想钻到地幔】苏联的科拉钻孔达到了12公里 , 挖出了很多地质样本 , 发现了非常多的生物化石 , 例如6公里处发现的生物化石有27亿年的历史 , 让我们对地球生物的演化有了更多了解 。


    来源:(李论科学)

    【】网址:/a/2021/0303/kd759429.html

    标题:科拉钻孔|地球深处发现了什么?让苏联花24年钻12公里,美国曾想钻到地幔


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