前苏联科拉超深钻井实验发现了什么?
从古至今,关于地球内部的各种猜测从未停止。在古代,人们猜测地球内部是另一个世界,所以有关于地府和地狱的神话传说。科技时代后,虽然人们不相信地球内部有地狱、地狱的传说,但仍然有很多人认为地球内部可能存在神秘的太空,可能有人居住。
一直有关于地下文明的说法,但我们从未找到任何证据。在古代,人们可以探索地下。然而,当人们进入科技时代,探索地球内部的愿望越来越强烈,于是科学家们开始在地下钻探。
说到钻探实验,就要说说上世纪美苏的竞争了。当时世界上有两个大国,一个是苏联,一个是美国。而且这两个国家是竞争关系,都越来越想互相推动。众所周知,第一颗人造卫星是前苏联发射的,第一次登陆太空的宇航员是前苏联的加加林。后来,不甘落后的美国开始了更大规模的登月太空探索工程,而且成功了。于是美国创造了历史,成为第一个实现载人登月的国家。直到现在,还没有第二个国家实现载人登月。
当时美苏的竞争,除了对太空的探索,还有一个对地球的大计划,那就是探索地下世界。当时美国计划钻穿平均厚度为17 km的地壳,但是从地面不可能钻穿地壳,所以美国选择了海底钻探。莫霍面是地壳和地幔的分界线,从海底向下钻到地幔层深处只需要7公里左右。
美国科学家使用Kuszler钻井船在瓜德罗普岛附近海域钻孔。如果成功,只需要平均向下钻6公里到7、7米,就可以钻透地壳,进入地圈。当时计划耗资3亿美元,第一阶段实验钻探成功,从洋壳中收获了183米深度的岩石样本。
然而,随着钻探的进展,它变得越来越困难,尤其是在海底钻探。根据当时科学家的估计,完成这项钻探实验需要3亿多美元。需要向美国众议院申请更多的资金,但是由于政治经济原因,申请没有通过,1966的莫霍项目搁浅。
看到美国地下钻探实验的失败,苏联开始了对地下勘探的猛烈进攻。1970年,代号为“地球望远镜工程”开始了。当时苏联挑选了数千名科研人员秘密集结在科拉半岛进行地质钻探。选择钻透地面是非常明智的,但是如果要钻透地壳,需要钻透17公里。
苏联科学家为了超越美国也花了不少钱,但没想到计划启动后,遇到了一个又一个的困难。正因如此,科拉的超深钻探实验耗时20年,后来项目被迫停止,洞口被封闭。科拉超深钻孔最深处达到12262米,已经是世界上最深的地下钻孔。
科拉超深钻实验停止后,很多不明真相的人开始猜测,出现了很多版本。最神奇的传闻是,当钻孔到达最深处时,发出了类似人类的尖叫声。甚至有人说那是一座地狱,甚至有传言说科拉的超深钻探中出现了恶魔。更神奇的是,有一段尖叫的录音,好像在洞的深处。
当然,以上都是假的,不靠谱。可能有人会问,如果传言是假的,Cora超深钻井实验真正停止的原因是什么?科学家通过这次超深钻探实验发现了什么?其实停止钻探实验的真正原因是无法继续往下钻,原因是人类目前的材料还达不到继续往下钻的水平。
众所周知,地球内部是一个高温高压的环境。随着深度的增加,内部的温度和压力都在增加。而且深度越深,地质结构越坚固。岩石越坚硬,温度和压力就越高,这使得钻头无法承受。科拉第一口12000米超深钻井,大约用了10年才钻完。不过最后262米也用了10米。到了12000米,钻头被地下深处的高温不断软化,钻头磨损严重,几次就报废了,然后需要从10000米的深度升级更换钻头。
但是每次来回换钻头需要8个小时左右,所以进度很慢。等到钻头到达12262米时,钻头已经很难钻透地下深处的岩层,于是这个已经进行了20年的超深钻探实验被叫停。未来,当人类科技更加发达,研究出耐高温高压的更强钻头材料时,相信科拉的超深钻探实验可能会重启,沿着原有深度继续向下,直至穿透地壳,深入地幔层。
那么苏联科学家在20年的超深钻井实验中有哪些重大发现呢?如果没有发现,我相信没有人相信。实际上,12262米的钻探深度已经打开了超过一半的地壳,许多重要发现是确定无疑的。一个发现是在地下7公里的层面没有花岗岩-玄武岩过渡层。原来科学家通过地震波探测发现7公里内的位置速度发生了变化,他们认为这里会有一个花岗岩-玄武岩的过渡层,但是通过钻探实验可以发现并没有这个过渡层。
第二个发现是在某个地方钻进一个泥浆的时候突然冒出了大量的氢气,说明地球里面的氢气含量也是非常丰富的。第三个发现是科学家在地下深处发现了一个黄金层,那里的黄金含量达到了惊人的每吨80克。你知道,如果我们在地表超过4克/吨,我们就可以满足最初的商业开采价值。每吨80克的含量很惊人,但是很可惜这个深度是地下9000米,人类以现在的技术是不可能开采的。
在地下9000米处发现了丰富的黄金层,这也让科学家们对地球的早期历史有了更新的认识。长期以来,科学家认为地球上的黄金等贵金属来自外太空。一些科学家推测,在地球早期,它经历了一次黄金鱼,大量的黄金小行星碎片落到了地球后面。当时地球还处于熔融状态。黄金落到地球后面后,大部分深入地下,只有极小一部分留在地球表面,而黄金鱼给地球带来了至少60亿吨黄金。
以前科学家也推测地球内部应该有黄金层,但Cora的超深钻探实验证明了这一点,也知道了黄金层的具体深度。将来技术更发达的时候,或许可以深入地下9000米的金层,提炼黄金。
第四个发现是在12000米深处发现了微生物的化石样本。虽然只是化石样本,但对人类探索地下生命具有重要价值。现在科学家们探索发现,我们脚下有丰富的地下生态系统,其中的生物总量至少是海洋生物的两倍。由此可见,地球内部的世界绝对比我们想象的更加精彩和神秘。