揭密前蘇聯如何鑽出世界最深的洞[10P]

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在20世紀60年代的冷戰時期，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。也許前蘇聯和美國無法鑽到地心這個深度，但是它們可以嘗試著鑽到所謂的莫霍界面(Moho)――更正式的叫法是莫霍洛維奇不連續面，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岩漿的地幔之間的一個分界面，但是這種說法存在很大爭議。8 j! L, E- g1 J) D9 i4 d' b
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自從美國推出一項力圖達到這個深度的鑽探項目之後，前蘇聯也加入了鑽出世界最深洞的這場競賽中。迪安·杜恩在《地球科學》一書中寫道：“在1960年到1962年的太空競賽期間，經濟利益與國家驕傲的結合促使前蘇聯科學家計劃鑽出一個‘俄國莫霍鑽探洞(Russian Mohole)’，旨在趕超美國鑽探項目之前到達地殼與地幔間的臨界面，以獲取地幔岩石樣品。”8 m! |7 a( J$ o) j; Q$ ]
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此最初目標確定後不久，前蘇聯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。蘇聯人將其努力鑽探的希望最終定在人跡罕至的帕欽加地區（Pachenga）。前蘇聯正是在這裡鑽出有史以來最深的洞，洞深超過7英裡(約11.2公裡)。以下就是美國《連線》雜志公布的有關照片。

1、在科拉學院裡展開鑽探5.39.217.765 m; ]) S, c; J0 K$ W3 S9 S

在此照片中的科拉學院裡，俄國鑽了15年多才鑽到地殼下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發現知之甚少，因為他們將這些褪色的前蘇聯科學機器丟失了。斯坦福大學地質學家和鑽探專家馬克·卓貝克表示，科拉超深鑽洞是宏大的超深洞鑽探項目領域的“一個異常之物”。tvb now,tvbnow,bttvb" u N& p# T. q( D' k( o. p; \0 C' M
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2、特制鑽頭用於鑽超深洞6 o5 B) t+ ]9 [' v

從理論上說，鑽超深洞的過程非常簡單，就是將這樣的一台旋轉鑽機安裝在一條鑽杆的底部就可以了。當它鑽到此洞底時，威力強大的發動機將會鑽破洞底，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，以冷卻鑽頭並維持此鑽洞的穩定性。當鑽頭磨壞後，工人就會另換一個。5.39.217.76( Q7 z. w$ e; f0 G5 K3 j8 b s
雖然鑽洞的基本原理眾所周知，但是鑽一個超深洞卻是一項非常困難的工作。在鑽到地表下如此深的地方時，期間前蘇聯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。負責科拉超深鑽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鑽頭在超過600華氏度（合316攝氏度）的高溫下正常工作。
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3、工人忙於鑽此超深鑽洞

前蘇聯的這項鑽探工程從20世紀60年代初開始，一直持續到蘇聯解體才宣告結束。當時的地理政治環境在很大程度上給這項工作蒙上了一層神秘色彩。盡管前蘇聯地質部部長艾弗傑尼·柯茲洛夫斯基編著了有關這一工程的專著――《科拉半島上的超深鑽井》，但此書現在已經絕版並很難找到它的蹤跡，因此有關這個項目的數據情況幾乎沒有傳出俄國。

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4、工人們享有正常的生活保障tvb now,tvbnow,bttvb, T* F% N1 ^0 c0 f# N
照片上這些站在一個鑽機旁邊的工人們負責科拉超深鑽洞的鑽探工作，他們必須生活在這個偏遠的地區。事實上在這個超深鑽井周圍有很多企業生活區拔地而起。柯茲洛夫斯基在他的書中對此進行了描寫：“這裡有衛生設施、浴室和急救站，以及迎合工人白天和夜生活的小賣部，還有為鑽探設備操作人員提供正常生活條件的預防性醫療救助大廳和醫療室。”
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5、科技控制室調控鑽探工作tvb now,tvbnow,bttvb* v' H; f" U, l4 i( i
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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於收集從幾英裡的地下傳來的數據。隨著電腦技術不斷進步和鑽探工作的日益復雜，前蘇聯開始時刻監控來自從簡單的深度測量到鑽頭工作的各種難度測量的數據，以及時了解地下的鑽探情況。; d: ~. }. w$ U5 k7 h$ y8 Q# v

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6、科研組自行研制鑽探工具tvb now,tvbnow,bttvb3 g3 d& {! p; E1 m3 o% w

雖然當時全球都在開展鑽探項目，其中最為突出的是德國，但是前蘇聯科研組還是自行研制自己的鑽探工具，例如這些合金鑽杆。因為他們要一點點地鑽探未知的深度，所以他們得對他們所采用的方法要反復進行測試和修正。這也解釋了為什麼該項目用了那麼長時間才完成的原因。柯茲洛夫斯基還在書中吹噓道：“科拉超深洞鑽探的這項復雜的科學技術試驗只有依靠前蘇聯的工藝技術才能完成。”

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7、深層鑽探堪比地球望遠鏡5.39.217.76# h& u3 [3 ^+ z9 z
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前蘇聯的一些地質學家為大型鑽探設施發起了募集資金的行動，這個深洞鑽探項目便是其中之一。一些大型鑽探設施影響深遠，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《超深大陸鑽探和地球深度探測》記載的那樣，卡爾·福切斯在一次會議上對科拉鑽探和超深鑽探進行了公開評論，將此比作是太空探索。福切斯說：“地球科學也有望遠鏡：這就是深度鑽探和地球深度探測！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。”
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8.更換合適的鑽頭tvb now,tvbnow,bttvb* |% `) d: C- i# l
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負責科拉項目的工程師可以根據鑽頭所要鑽穿的岩石類型來更換合適的鑽頭。他們制造了很多類型的鑽頭，其中包括KC-212.7/60 TKZ-NU，這種鑽頭的設計特點是，在穿過特別堅硬的岩石夾層時，它每分鐘的轉數較低。大部分鑽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。
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9、科拉鑽洞保存完好
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雖然科拉鑽洞不可能更深地往裡鑽了，但是此鑽洞直到現在也沒有被封死，而且結構依舊保存完好。從這個洞中采出的岩石，即已知的鑽芯至今仍保存在該學院中。用於鑽探該洞的器具目前還在用於探測地震和其他測量工作，而國家財力已經從該學院轉移到其他有助於俄羅斯開采石油和天然氣的地質學家身上。現在俄羅斯每天生產大約970萬桶油，而1998年的產量是每天610萬桶。5.39.217.76/ l/ N4 l6 F4 m$ M' h

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10、科拉鑽洞成果應用少
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此科拉鑽洞項目產生了大量的地震測量數據、來自地球深處的岩芯以及地球深處可能有液態水等令人感興趣的結果。然而，盡管該項目付出了巨大努力並進行多年的鑽探，但當代歐美地質學家並沒有經常參考或利用科拉的數據，他們更喜歡利用德國KTB深層岩芯項目所獲得的更加規範的數據。這是因為科拉項目的發現從來沒有足夠系統地展現在西方科學家面前，因此西方科學家對這些數據還是一知半解，當然就不可能充分利用了。% W* u6 D9 u' `) r8 s& t% D% V
由於前蘇聯對此的保密工作做到了家，這自然引起西方科學家們質疑：為什麼前蘇聯付出的所有艱苦努力最終對地球學沒有產生太大的價值？斯坦福大學的地質學家卓貝克表示，科拉的目標沒有其他項目那麼明確，而導致這一結果的原因或許是是該項目只是為了取勝於其他國家的鑽探項目，並不是出於特殊的科學目的開展的。或許正如前蘇聯地質部部長艾弗傑尼·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：“前蘇聯總是較其它國家更加重點地對陸殼結構及其演化規律開展大規模的研究。這是我們國家的根深蒂固的一種傳統，且還將繼續傳承下去。”, t- y+ s" O; w* Z* X