技术:地球最深钻孔似地狱入口：大国之间的地球钻探竞赛

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新浪科学技术报北京时间1月6日，据海外媒体报道，冷战期间，美国和苏联制定了雄心勃勃的挖掘计划，试图穿过地壳接近地球中心。

湖、森林、雾和积雪在俄罗斯北极圈深处的科拉半岛看起来像童话故事。 但是，在这个自然美的场景中，矗立着苏联科学研究站的废墟。 在这栋摇晃的建筑物中间，混凝土地板上镶嵌着重生锈的金属帽，用同样生锈的金属螺栓固定着。

一点人说，这里是地狱的入口。 这就是科拉的超深穴( kola superdeep borehole )，是地球上最深的人工孔，也是到达地球最深处的人工物。 这座建筑物深达12.2公里，当地人发誓能听到在地狱受刑的灵魂的尖叫声。 苏联人花了将近20年时间钻到这么深的地方，当这个项目在苏联解体后突然停止时，钻头钻到了从地壳到地幔距离的三分之一。

苏联超深基坑开挖不是一个例子。 冷战时代，超级大国之间展开了竞争，试图尽可能深入地壳到达地幔。

现在日本人也想试试。 国际大陆科学挖掘计划( icdp )的乌里哈姆斯说:“挖掘开始的时间使铁幕时代受益。” 福尔摩斯还是个年轻的科学家，参加了德国的超深洞项目。 “我们之间一定有竞争。 其主要动机之一是俄罗斯人实际上没有公开他们的数据。 “俄罗斯人开始挖掘时，他们声称发现了自由水，但大部分科学家不相信这一点。 过去，西方科学家认为地下5公里地壳密度非常高，水不会渗透到那里。 ”。

日本海洋研究开发机构的项目经理肖恩·托茨科说:“(新)项目的最终目的是得到现在活跃的地幔的实际样品。” “在阿曼这样的地方，你可以找到离地表很近的地幔，但那是数百万年前的地幔。 这相当于活恐龙和恐龙骨骼化石的区别”。

地球和洋葱相比，地壳像洋葱的薄皮，厚度只有40公斤。 地壳下面有2900公里深的地幔，下面是地球中心的地核。

就像宇宙竞争一样，探索未知“深边疆”的竞争显示了工程学能力和尖端技术，以及某种“正确的东西”。 科学家们去没人去过的地方。 这些超深洞可以提供的岩石样品对科学很重要，可能不亚于美国宇航员从月球带回的。 唯一的区别是这次美国人没能赢得比赛。 事实上，也没有人真的会赢。

在探索“边疆深度”的比赛中，美国进行了首次预演。 20世纪50年代末，美国百科学会提出了深入研究地幔的第一个认真计划。 这是由美国科学界领袖组成的非正式团体。 他们把通过这个地壳直接到达地幔的计划称为“莫霍计划”( project mohole )，取了提出莫霍不连续面的克罗地亚地震学家安德烈亚·莫霍罗维奇的名字。

美国人决定在墨西哥瓜达尔鲁佩附近的太平洋海底挖掘而不是挖深坑。 海底钻井的好处是那里的地壳比较薄，缺点是地壳最薄的地方一般是海洋最深的地方。

苏联于1970年开始在北极圈挖掘。 1990年，德国大陆深层钻井计划( ktb )在巴伐利亚开始，最终钻井深度达到9公里。

和月球着陆任务一样，超深度挖掘所需的技术必须从头开始探索。 1961年，莫霍计划开始海底钻井时，还没有出现石油和天然气深海钻井。 当时，没有发明动态定位等关键技术。 在石油深海钻探中，这项技术可以使钻探船停留在油井上的位置。 因此，工程师们必须临时想办法。 他们在钻井船的两侧安装了螺旋桨系统，使船稳定在钻井孔上。

德国工程师面临的最大挑战之一是尽量挖垂直的洞。 他们当时提出的处理方案，现在已成为世界油气田的标准技术。

“根据俄罗斯人的经验，必须尽量垂直挖掘。 否则，挖掘机的扭矩会增大，孔内会扭曲。 “处理方法是开发垂直钻井系统。 ”。 这已经是领域标准，最初是为大陆深层挖掘计划开发的。 这个系统挖掘深度达到7.5公里是有效的，但在最后1.5公里到2公里，这个洞从垂直线偏移了近200米。

“1990年代初或80年代末，俄罗斯更开放，想和西方合作时，我们试图利用俄罗斯的技术。 “遗憾的是，我们没能马上得到相关设备。 ”。

结果，这些探险都以某种程度的挫折告终。 有些人初期遇到障碍，有些人的挖掘机在地下深处遭遇高温，加上价格和政治因素，破坏了科学家的梦想。 他们想挖得更深，打破最深的坑记录。

在尼尔·阿姆斯特朗登上月球的两年前，由于价格开始失控，美国国会取消了对莫霍计划的资助。 科学家们开采了那几米的玄武岩，以今天的货币计算，大约消耗了4000万美元。

接下来轮到科拉开超深洞了。 1992年，当温度达到180度时，挖掘停止了。 这个温度是原来估计值的两倍，不可能再往里钻了。 苏联解体后，没有资金来支持这些项目

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全部利用全球定位系统和6架可调计算机控制的飞机，地球编号可以使船体位置的变化幅度只有50厘米。

日本海洋研究开发机构的肖恩·托茨科说:“我们的想法是这艘船接受火炬，继续50年前开始的基佬计划。” “超深穴在厚大陆地壳的研究上取得了很大的进展，是寻找关于地壳-地幔边界的新闻。

现在的第一个难点是如何选择挖掘点，有三个候选网站位于哥斯达黎加海域、墨西哥巴哈海域和夏威夷。 所有钻井点都需要在海洋深度、与钻井点的距离、海岸是否需要建设基地之间妥协。 图茨科补充说:“基础设施可以建设，但这需要时间和金钱。”

赫尔姆斯说，超深度钻井最终可以归结为一个价格问题。 “这些探险活动非常昂贵。 因为这不太容易重复。 那些价格可能会达到数亿欧元，但其中只有一小部分用于地球科学，剩下的部分用于技术开发，当然维持着运营。 我们必须认识鼓舞人心的政治家，以宣扬这些探险的价值。 ”。