在20世紀60年代的冷戰(zhàn)時期,隨著太空競賽不斷升溫,另一場競賽也開始了:這就是競相到達地心而展開的爭奪戰(zhàn)。也許前蘇聯(lián)和美國無法鉆到地心這個深度,但是它們可以嘗試著鉆到所謂的莫霍界面(Moho)――更正式的叫法是莫霍洛維奇不連續(xù)面,實際上是指地殼與地幔間的臨界面。從理論上說,它是主要固體外殼和充滿巖漿的地幔之間的一個分界面,但是這種說法存在很大爭議。 自從美國推出一項力圖達到這個深度的鉆探項目之后,前蘇聯(lián)也加入了鉆出世界最深洞的這場競賽中。在1960年到1962年的太空競賽期間,經(jīng)濟利益與國家驕傲的結合促使前蘇聯(lián)科學家計劃鉆出一個‘俄國莫霍鉆探洞(Russian Mohole)’,旨在趕超美國鉆探項目之前到達地殼與地幔間的臨界面,以獲取地幔巖石樣品?!?/p> 此最初目標確定后不久,前蘇聯(lián)就雄心勃勃地開展工作,以更好地了解貴重礦物是如何形成的。蘇聯(lián)人將其努力鉆探的希望最終定在人跡罕至的帕欽加地區(qū)(Pachenga)。前蘇聯(lián)正是在這里鉆出有史以來最深的洞,洞深超過7英里(約11.2公里)。 1、在科拉學院里展開鉆探 在此照片中的科拉學院里,俄國鉆了15年多才鉆到地殼下40226英尺(合12261米)的深度,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,但外界對此位置的地質(zhì)發(fā)現(xiàn)知之甚少,因為他們將這些褪色的前蘇聯(lián)科學機器丟失了。斯坦福大學地質(zhì)學家和鉆探專家馬克·卓貝克表示,科拉超深鉆洞是宏大的超深洞鉆探項目領域的“一個異常之物”。 2、特制鉆頭用于鉆超深洞 從理論上說,鉆超深洞的過程非常簡單,就是將這樣的一臺旋轉鉆機安裝在一條鉆桿的底部就可以了。當它鉆到此洞底時,威力強大的發(fā)動機將會鉆破洞底,這樣此洞就會不斷加深。液體不斷從此洞中旋轉著進進出出,以冷卻鉆頭并維持此鉆洞的穩(wěn)定性。當鉆頭磨壞后,工人就會另換一個。 雖然鉆洞的基本原理眾所周知,但是鉆一個超深洞卻是一項非常困難的工作。在鉆到地表下如此深的地方時,期間前蘇聯(lián)就遇到了一系列技術問題。其中最重要的問題是地殼深處的過熱問題。負責科拉超深鉆洞的工程師利用有限的資源想出了有效的制冷方法,從而能夠讓幾十個特制鉆頭在超過600華氏度(合316攝氏度)的高溫下正常工作。 3、工人忙于鉆此超深鉆洞 前蘇聯(lián)的這項鉆探工程從20世紀60年代初開始,一直持續(xù)到蘇聯(lián)解體才宣告結束。當時的地理政治環(huán)境在很大程度上給這項工作蒙上了一層神秘色彩。盡管前蘇聯(lián)地質(zhì)部部長艾弗杰尼·柯茲洛夫斯基編著了有關這一工程的專著――《科拉半島上的超深鉆井》,但此書現(xiàn)在已經(jīng)絕版并很難找到它的蹤跡,因此有關這個項目的數(shù)據(jù)情況幾乎沒有傳出俄國。 4、工人們享有正常的生活保障 照片上這些站在一個鉆機旁邊的工人們負責科拉超深鉆洞的鉆探工作,他們必須生活在這個偏遠的地區(qū)。事實上在這個超深鉆井周圍有很多企業(yè)生活區(qū)拔地而起??缕澛宸蛩够谒臅袑Υ诉M行了描寫:“這里有衛(wèi)生設施、浴室和急救站,以及迎合工人白天和夜生活的小賣部,還有為鉆探設備操作人員提供正常生活條件的預防性醫(yī)療救助大廳和醫(yī)療室。” 5、科技控制室調(diào)控鉆探工作 這張照片上顯示的是科拉學院的科技控制室。你從此照片上看到的電腦用于收集從幾英里的地下傳來的數(shù)據(jù)。隨著電腦技術不斷進步和鉆探工作的日益復雜,前蘇聯(lián)開始時刻監(jiān)控來自從簡單的深度測量到鉆頭工作的各種難度測量的數(shù)據(jù),以及時了解地下的鉆探情況。 6、科研組自行研制鉆探工具 雖然當時全球都在開展鉆探項目,其中最為突出的是德國,但是前蘇聯(lián)科研組還是自行研制自己的鉆探工具,例如這些合金鉆桿。因為他們要一點點地鉆探未知的深度,所以他們得對他們所采用的方法要反復進行測試和修正。這也解釋了為什么該項目用了那么長時間才完成的原因??缕澛宸蛩够€在書中吹噓道:“科拉超深洞鉆探的這項復雜的科學技術試驗只有依靠前蘇聯(lián)的工藝技術才能完成?!?/p> 7、深層鉆探堪比地球望遠鏡 前蘇聯(lián)的一些地質(zhì)學家為大型鉆探設施發(fā)起了募集資金的行動,這個深洞鉆探項目便是其中之一。一些大型鉆探設施影響深遠,如科拉拜占庭機器就為天文學家提供了如此引人入勝的結果。正如《超深大陸鉆探和地球深度探測》記載的那樣,卡爾·福切斯在一次會議上對科拉鉆探和超深鉆探進行了公開評論,將此比作是太空探索。福切斯說:“地球科學也有望遠鏡:這就是深度鉆探和地球深度探測!我們超越目前面臨的種種限制來充分利用這個望遠鏡,以便深入到地球科學的新領域?!?/p> 8.更換合適的鉆頭 負責科拉項目的工程師可以根據(jù)鉆頭所要鉆穿的巖石類型來更換合適的鉆頭。他們制造了很多類型的鉆頭,其中包括KC-212.7/60 TKZ-NU,這種鉆頭的設計特點是,在穿過特別堅硬的巖石夾層時,它每分鐘的轉數(shù)較低。大部分鉆頭都跟照片中的這個一樣,有4個滾軸,還有一些是有6個滾軸。 9、科拉鉆洞保存完好 雖然科拉鉆洞不可能更深地往里鉆了,但是此鉆洞直到現(xiàn)在也沒有被封死,而且結構依舊保存完好。從這個洞中采出的巖石,即已知的鉆芯至今仍保存在該學院中。用于鉆探該洞的器具目前還在用于探測地震和其他測量工作,而國家財力已經(jīng)從該學院轉移到其他有助于俄羅斯開采石油和天然氣的地質(zhì)學家身上?,F(xiàn)在俄羅斯每天生產(chǎn)大約970萬桶油,而1998年的產(chǎn)量是每天610萬桶。 10、科拉鉆洞成果應用少 此科拉鉆洞項目產(chǎn)生了大量的地震測量數(shù)據(jù)、來自地球深處的巖芯以及地球深處可能有液態(tài)水等令人感興趣的結果。然而,盡管該項目付出了巨大努力并進行多年的鉆探,但當代歐美地質(zhì)學家并沒有經(jīng)常參考或利用科拉的數(shù)據(jù),他們更喜歡利用德國KTB深層巖芯項目所獲得的更加規(guī)范的數(shù)據(jù)。這是因為科拉項目的發(fā)現(xiàn)從來沒有足夠系統(tǒng)地展現(xiàn)在西方科學家面前,因此西方科學家對這些數(shù)據(jù)還是一知半解,當然就不可能充分利用了。 由于前蘇聯(lián)對此的保密工作做到了家,這自然引起西方科學家們質(zhì)疑:為什么前蘇聯(lián)付出的所有艱苦努力最終對地球學沒有產(chǎn)生太大的價值?斯坦福大學的地質(zhì)學家卓貝克表示,科拉的目標沒有其他項目那么明確,而導致這一結果的原因或許是是該項目只是為了取勝于其他國家的鉆探項目,并不是出于特殊的科學目的開展的。或許正如前蘇聯(lián)地質(zhì)部部長艾弗杰尼·柯茲洛夫斯基在其科拉專著中的導言中所說,這只是俄國的事情,與其它國家無關。他寫道:“前蘇聯(lián)總是較其它國家更加重點地對陸殼結構及其演化規(guī)律開展大規(guī)模的研究。這是我們國家的根深蒂固的一種傳統(tǒng),且還將繼續(xù)傳承下去。” 請加微信號:vlifeday(長按復制),了解更多信息 |
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