挖穿地球,到底是技术不行还是不敢?

2021-02-27 14:56:04 星辰大海路上的种花家

科幻小说《地球大炮》和科幻片《全面回忆2》中都出现了挖穿地球的巨型工程,从交通便捷角度来看,两点之间当然是直线最短,但在地球上却只能走球面上的曲线,因此这种挖穿地球的隧道,绝对是最节省能源的一种方式!

但地球又是一颗岩石质的行星,简单地说它不是像木星一样的气态天体,而是实实在在的石头构成的行星,它从理论上来看是能被挖穿的,但据说前苏联在1970年代就实施过一次挖穿地球的计划,但据说因为挖到了地狱,被迫中止,真的是这样吗?

科拉超深井,目标:挖穿地球

“科拉超深井”可能大家并不熟悉,但对于前苏联挖穿地球的计划一定有所耳闻,因为这个计划不仅挖出了地球上曾经最深的洞,而且据说还在洞内传来恐怖怪声,甚至还释放除了神秘生物!

这个计划始于阿波罗登月之后,当时前苏联的N1火箭屡屡爆炸,登月计划受挫,转而希望在地球物理勘探的能超越美国,至少在科研上挣回一点面子!

科拉超深钻地址在邻近挪威国界的科拉半岛地区,目标是钻入莫霍洛维奇不连续面,钻探工作在1970年5月24日开始,这个有点类似地球内部勘探的“阿波罗计划”,工程也非常庞大,并且参与钻探工作的科研人员薪水相当高,一套公寓房,月薪相当于大学教授一年薪水!

当然条件是在鸟不拉屎的科拉半岛上呆上十年八年,不过当时并不知道具体要呆多久,因为这个井不是油井或者天然气井,挖到石油或者天然气就算是工程结束了,科拉半岛上的井目标是莫霍面,这个并没有明显的分界线,但越深越好!

钻井所在地的科拉半岛上,前苏联科研机构建立了16个岩芯分析研究实验室,科研工作直属前苏联地质部,级别相当高,从1970年开始,工程到1983年时钻深已经达到了12000米,此后的十年断断续续钻进了262米,为什么前面钻那么快,后面那么慢?当然故事也由此产生了!

1983年,科拉超深钻孔达到了12000米

关于科拉超深井的恐怖传闻

网上有一个关于此事的恐怖版本,据说深度也不是12262千米,而是14500米,而且这个超级深孔的最深处温度高达1100°C,当然这些都是参数,而接下来才是恐怖的开始!

专家们好奇洞内到底会有什么声音,因此放入了一个话筒,结果在被融化前录到了25秒(其实有15秒,17秒和25秒多个版本)的声音,那绝对是一个令人恐怖的声音,有科学家当场就退出了工作现场,而在当晚,一团发光的气体从洞中喷薄而出,展开后是似乎是一个巨大的有翼的恶魔!

现场科学家受到了严重惊吓,随队医生不得不给大家服下镇静剂,随后勘探队用一扇12吨的钢制大门封锁了洞口,20千米范围内禁止任何人员进入!

2002年时,俄罗斯、欧盟以及加拿大和日本与美国组成的联合地质生物考察队再次进入现场,结果发现12吨的大门从内部打开,呈爆裂状,激光扫描发现,洞口已经扩大并且整个洞底已经加深7千米。

科学家下到第一层平台时,洞内不明光线出现,科学家被击倒,其中1人重伤,两人死亡,考察队立即撤离,并且用钢筋水泥直接将洞口封死,封锁区范围扩大到50千米。

甚至都不用改编,一个好莱坞大片的剧本就已经呈现在各位眼前,那么事情真相究竟如何呢?

这个传闻究竟是不是真的?

这个故事的首次出现是在1989年,由Trinity Broadcasting Network出版,种花家也没有去过科拉半岛,更没有亲眼见过12262米的超级深孔,但知道上述版本中有很多不符合逻辑的地方。

比如12262米深(这个版本中是14450米)的位置没有1100°C高温,因为这里还达不到如此温度,真正的温度是低于300°C,因此这是第一个硬伤!有人可能会认为岩浆,岩浆的温度一般在900-1200℃之间,最高可达1400℃,1100°C似乎符合逻辑,但事实上一旦钻入岩浆层,这不就变成是岩浆引流管道了么,即使没有冲上地面,那么岩浆也会顺着管道上涌很远,直到头部冷却堵塞这根岩浆管道。

另一个硬伤是激光扫描,科拉深钻孔尽管很深,但它也很弯,因为在钻探过程中,因为钻杆脱落数次另起炉灶,最严重的一次是都接近12千米了,结果钻杆脱落,不得不从7千米处重新开始。所以那么弯曲的一个钻井孔,激光扫描何德何能拐弯,可以了解钻井加深了?

歪的那是一塌糊涂

还有一个硬伤是科拉超深钻所在的科研基地,从2008年该地被废弃后,科拉超深钻洞口确实已经被被生锈的金属帽盖严。但整个科研基地只是废弃,所有探险人员都可以自由出入,在网搜随便搜搜都能找到科拉深孔钻井的建筑与基地。

所以整个故事就一个好莱怪物大片的剧本,改编下确实不错,但作为科学爱好者,还是得有点科学精神,对出现的数据以及情节做一个逻辑分析,看看是否成立,上文的逻辑显然是不成立的。

前苏联为什么突然停止钻进?

很显然,仍然有一个无法解决的问题,都钻到12000米,怎么就不能一鼓作气,直接洞穿地壳呢?很明显这其中肯定有故事,那么究竟如何呢?

原因有两个,一个是真的没钱了,阿波罗计划其实也是这个理由,很少有人会相信美国人居然会没钱,但前苏联是真的没钱了,因为在1979年前苏联入侵阿富汗开始,到了1983年以后经费减少,钻进工作几乎停滞,其实和整个形势是相关的,尽管十几千米深的地下诱惑力极大,前苏联也只能勉力维持!

这从解体后还持续了数年的俄罗斯地质部争取的,但实在是难以维持了,当然另一个因素就是难度,前文中钻杆断裂,脱落,更换钻头等等,基本就是每天的工作,因为高温,钻头很容易损坏,这十多千米深的钻杆提上来,更换钻头,然后用不了多久再重复一次,越往下,更换越频繁,到最后都难以维持了。

综合因素之下,超深钻被放弃也是肯定的,在钻探技术没有革命性的提升之前,这个成本实在是太大了,不过科拉超深井的井深记录已经在2008年和2011年被在卡塔尔的阿肖辛油井(12,289米)和俄罗斯在库页岛的Odoptu OP-11油井(12,345米)打破,目前排名世界第三。

但必须要提醒一下,科拉超深井是一口纯科研的参数井,也就是说是一口纯投入,只有科学回报的超深井,这一点我们依然要感谢前苏联的不懈努力。

地球到底能不能被钻穿?

虽然我们将地球称之为岩石质行星,但地球就只有外壳薄薄一层是岩石质,再往下就是软流圈(部分熔融),然后就是地幔的熔融态了,但到了最中心的固态内核,又会变成看起来能流动,但却无比坚硬物体,它的密度是水的13倍左右(铁的密度7.8倍,镍的密度8.9倍,铅的密度11.3倍)。

从地壳往下钻,假设钻头不怕高温,那么到100千米处就会遭遇比较麻烦的问题,因为这里已经开始出现部分熔融,流动迹象,钻过的洞会被填充,再往下就会遭遇彻底熔融态的岩浆,之后就一直都是流动的岩浆了,即使钻杆不怕热,也会被运动的含金属量很高的熔融态物质扭曲,因为这些运动产生了磁场。

从北极到南极的地轴上钻探效果相对会比较好一些,但其实从磁极的分析判断,这些运动没有一个独立的中心,而是有多个中心,因此想找一个旋转的中心钻是不可能,因此即使钻入地球的重心,也会被运动的熔融态物质运动扭曲,最后淹没。

而地核,估计地球上还没有能钻透这种物质的东西,因为它是“无比坚硬的软物质”,因此穿越地心的隧道是不可能建立起来的,刘慈欣的《地球大炮》和好莱坞大片的《全面回忆2》根本就没有理论基础。

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