
钻穿地球,亲眼目睹地球内部构造始终都是人类的梦想,但迄今为止这个目标都还没有实现。不过在历史上,与这个梦想 为接近的就是科拉超深钻孔(Kola Superdeep Borehole)。它被称为现实版“地狱之门”,据说这个地球上 深的人造钻孔能听到来自“地狱”深处的“灵魂尖叫”。
湖泊、森林、雾气和积雪,位于北极圈深处的俄罗斯科拉半岛(Kola Peninsula)看起来就像是童话故事中的仙境。然而,在这片自然美景中,矗立着前苏联科学研究站的废墟,里面隐藏着“地狱的入口”。它就是科拉超深钻孔,地球上 深的人造钻孔。
科拉超深钻孔深达12.2千米,当地人甚至宣称能听到地狱深处灵魂的尖叫声。苏联人用了将近20年时间才钻到这种深度,但当这个项目在苏联解体后嘎然而止时,钻头只是钻到了地壳到地幔距离的1/3左右。
科拉超深钻孔并非独一无二的人类杰作。在冷战期间,美国和德国也曾想要尽可能地深入地壳,甚至要到达地幔所在。现在日本也想试一试。
日本海洋与地球科学厅项目经理肖恩·托兹科(Sean Toczko)表示:“新项目的 终目标是获得当前地幔的实际样本。在阿曼这样的地方,你可以在地表附近找到地幔,但那是数白万年前的地幔。这就像活恐龙和恐龙骨头化石的区别。”
图3:钻孔仍然存在,但入口已被焊接封死
1990年,德国大陆深层钻探计划(KTB)在巴伐利亚州启动, 终钻探深度达到9千米。
就像登月任务一样,问题是这些探险成功所需的技术必须从头摸索。1961年,当莫霍计划(Project Mohole)开始在海床上钻探时,石油和天然气的深海钻探还未出现。当时还没有人发明像动态定位这样的关键技术,这种技术可以让钻探船保持在油井上方的位置。相反,工程师们不得不即兴发挥,他们在钻探船的两侧安装螺旋桨系统,以使其在钻孔上方保持稳定。
德国工程师面临的 大挑战在于,他们需要钻一个尽可能垂直的洞。他们提出的解决方案现在已经成为世界石油和天然气领域的标准技术。
年轻时曾参加德国超深钻孔项目的乌利·哈默斯(Uli harm)表示:“从俄罗斯人的经验来看,你必须尽可能垂直钻井,否则就会加大钻机的扭矩,导致孔内出现扭结。这个洞偏离了垂直线将近200米。20世纪80年代末或90年代初,当俄罗斯变得更加开放,愿意与西方合作时,我们试图利用俄罗斯的某些技术。不幸的是,我们无法及时得到相关设备。”
图5:科拉超深钻孔设施自上世纪90年代初以来始终处于废弃状态
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