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    钻孔听到神秘尖叫什么情况 地球内部构造是怎样的钻穿地球能实现吗

    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。?#36824;?#22312;历史上,与这个梦想最为接近的就是科拉超深钻孔(Kola SuperdeepBorehole)。它被称为现实版“地狱之门”,据说这个地球上最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?#28023;↘ola 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?#31354;?#30340;废墟,里面隐藏着“地狱的入口”。它就是科拉超深钻孔,地球上最深的人造钻孔。

    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?#20998;?#26159;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:“新项目的最终目标是获得当前地幔的实际样?#23613;?#22312;阿曼这样的地方,你可以在地表附近找到地幔,但那是数百万年前的地幔。这就像活?#33267;?#21644;?#33267;?#39592;头化石的区别。”

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    图2:科拉半岛的荒野景象

    如果地球像个洋葱,那么地壳就像洋葱的薄皮,它只有40公里厚。其?#26053;?#26159;2897千米深的地幔,再往下就是地球的?#34892;?mdash;—地核。就像太空竞赛一样,探索这个未知“深度边疆”的竞赛可以证明工程实力、前沿?#38469;酢?/p>

    科学家们要去人类?#28216;?#21435;过的地方。这些超深钻孔所能提供的岩石样本对科学的重要性,可能不亚于美国宇航局从月球带回的任何东西。唯一的不同是这次美国还没有赢得比赛。

    美国在探索“深度边疆”的竞赛中进行?#35828;?#19968;次演习。20世纪50年代末,美国百科学?#24148;ˋmerican Miscellaneous Society)提出?#35828;?#19968;个钻入地幔的计划——莫霍计划

    (Project Mohole),它以地壳和地幔之间的莫霍维奇不连续面(Mohorovi idiscontinuity,简称莫霍面)命名。 

    美国探险队没有钻很深的孔?#30679;?#32780;是决定从墨西哥的瓜达卢佩出发,抄近路穿过太平洋海底。钻穿海底的?#20040;?#26159;那里的地壳更薄,不利之处是地?#20146;?#34180;的地方通常都是海洋最深的地方。

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    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?#22836;?#21033;亚州启动,最终钻探深度达到9千米。

    就像登月任务一样,问题是这些探险成功所需的?#38469;?#24517;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?#38469;酰?#36825;种?#38469;?#21487;以让钻探船保持在油井上方的位置。相?#30679;?#24037;程师们不得不?#33905;?#21457;挥,他们在钻探船的两侧安装螺旋桨系?#24120;?#20197;使其在钻孔上方保持稳定。

    德国工程师面临的最大挑战在于,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?#25216;际酢?/p>

    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?#38469;酢?#19981;幸的是,我们无法及时得到相关设备。”

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    图4:德国人在1990年开始了他?#20146;?#24049;的超深钻孔项目 

    然而,所有这些探险都以某种程度的失败而告终。有的启动之初就受阻,有的钻探机器在地下深处遭遇高温,还有其他成本和政?#25105;?#32032;,所有这些都让科学家们的梦想破灭了。在尼尔·阿姆斯特朗(Neil Armstrong)登上月球的两年前,当成?#31350;际?#25511;时,美国国会取消了对莫霍计划(Project Mohole)的资助。

    ?#32531;?#23601;是科拉超深钻孔。1992年,当温度达到180摄氏度时,钻孔工作停止。其深度已经是此前预期的两倍,再往深处钻似乎也不太可能。苏联解体后,没有额外资金来资助这些项目。三年后,整个设施?#36824;?#38381;。现在这个荒凉的地方成了?#19981;睹?#38505;的游客的天堂。

    德国的超深钻孔被完整保留下来。巨大的钻机仍然挺在那里,如今那里已经成为颇受?#38431;?#30340;旅游景点。实际上,它还充当着天文台、艺术画廊等作用。

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    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

    当荷?#23478;?#26415;家洛蒂·吉文(Lotte Geevan)将由隔?#26085;?#20445;护的麦克风放到德国超深钻孔?#26053;?#26102;,麦克风捕捉到了科学家无法解释的?#32479;?#38534;隆声。她说:“这种声音?#26790;?#35273;得自己非常渺小,这是我生命中第一次看到这个我们赖以生存的大球苏醒过来,那种声音让人难以忘怀。有些人认为其听起来像地狱,其他人则认为那是地球的呼吸声。”

    人们难免会有这样一种感觉:奔向地幔的赛跑就像著名小说《地心之旅》的最新版?#23613;?#34429;然科学家们并不期望找到一个充满?#33267;?#30340;隐藏洞穴,但他们将自己的项目描述为“探险”。哈默斯说:“那里以前没有人去过,你总会在那里发现些真正让你吃惊的东西,尤其是当你深入地壳深处的时候。”

    英国南?#36130;?#39039;大学南?#36130;?#39039;国家海洋学?#34892;?#28023;洋与地球科学学院地球化学教授达蒙·蒂格尔(Damon Teagle)表示:“这些任务就像行星探索,它们是?#30475;?#30340;科学事业,你永远不知道自己会发现什么。”

    作者 | 小小

    出品 | 网易科技《知否》栏?#23380;椋?#20844;众号:tech_163)

    责任编辑:赵睿

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