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深洞剧情介绍

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为什么科学家们要挖那么深的洞?下面有什么秘密?

很多人都会这样回答,地球内部分为三个同心球层:地核、地幔和地壳。中心层是地核;中间是地幔;外层是地壳。地壳与地幔之间由莫霍面界开,地幔与地核之间由古登堡面界开。地震一般发生在地壳之中。然而这是科学家根据地震波传播作出的推测,1910年,前南斯拉夫地震学家莫霍洛维奇发现,地震波在传到地下50公里处有折射现象发生。他认为,这个发生折射的地带,就是地壳和地壳下面不同物质的分界面。1914年,德国地震学家古登堡发现,在地下2900公里深处,在深度约为2900千米处,地震波传播状态也会发生明显的改变,这里也存在着另一个不同物质的分界面。“莫霍面”和“古登堡面“由此而来。但是人类从未真正深入地下一探究竟,验证地球的内部结构,科学家一直想要搞明白,是什么物理特性造成了莫霍不连续面?这个界面的地质学本质是什么?洋中脊处的洋壳,特别是下洋壳,是怎样形成的?是哪些过程影响了洋壳形成之后的演化?洋壳与海洋和生物的相互作用有多大?这些相互作用对全球化学循环的影响是什么?生命的极限是什么?控制生命极限的因素有哪些?在上个世纪,美国和苏联在进行太空竞赛的时候,也曾进行过地下探索竞赛,1956年美国地球科学小组的成员沃尔特·曼可,率先提出了向地幔进发的口号,计划利用钻探穿透地壳来到地壳和地幔之间的莫霍界面,该计划也被称为莫霍计划。当时曼可认为大陆上的莫霍面埋在30~50公里之下,要钻到莫霍面以当时的技术条件来说显然无法办到。但在大洋中,莫霍面只位于大洋底之下5公里的地方,似乎是可行的。1961年,“CUSSⅠ”号在墨西哥岸外的瓜达卢佩岛附近水深3600米处,首次成功钻井,在170米厚的沉积层下,取得了14米长的玄武岩样品。而这已经耗费了5700万美元,这在当时来说,已经是一笔巨款了,当时一位地质学家形容这是站在高楼上拿着一根又细又长的干面条朝着楼下的柏油马路钻孔,难度可想而知。因为技术、资金等原因,莫霍计划最终搁浅,而苏联觉得他们的机会来了,他们计划赶超美国,成为第一个穿透莫霍面的国家。除此之外,他们也想研究我们星球上最古老的岩石,并了解其中发生过的地质过程。当时苏联人进行地质勘探,决定在佩琴加区进行钻探,佩琴加区位于波罗的地盾区域,大部为前寒武纪600Ma前地层形成的稳定地区,这是是欧洲大陆最大的地盾区,在这里,水、风和冰川侵蚀了覆盖在数亿年前古老地层之上的沉积物,使得我们在这里钻15千米深的井,就可以看到通常隐藏在25千米或更深的陆壳中的地层。1965年,项目负责人找到了合适的钻探地点。经过五年的建设和准备,所有钻井设施的施工和安装工作完毕,工业园区和住宅建设完成。1970年,项目正式启动,整个研究计划是在前苏联地质部的直接领导下进行的,苏联给予了研究人员以丰厚的待遇,参与钻探工作的人员均分得了一套莫斯科的公寓房,工作期间的月工资水平达到大学教授一年的年薪。苏联人使用世界上最独特的钻头之一Uralmash-4E系列钻机完成第一阶段钻探。设计钻探5000米,实际达到了7263米。这成为该设备达到的最深纪录,也让科拉超深钻孔一举成为了当时欧洲最深的钻孔。Uralmash-4E钻机远景从理论上说,钻超深洞的过程非常简单,就是将这样的一台旋转钻机安装在一条钻杆的底部就可以了。当它钻到此洞底时,威力强大的发动机将会钻破洞底,这样此洞就会不断加深。液体不断从此洞中旋转着进进出出,以冷却钻头并维持此钻洞的稳定性。但和海拔升高100米下降摄氏0.6度不同,深度每下降100米温度大约升高2摄氏度,而且压强也随之增加,钻头很容易消耗完毕,需要及时从钻井拉出钻头进行更换,而钻头的造价一个就是几万美金,可以说,此次钻探计划每时每秒都在烧钱。钻探过程中也发生过许多意外,最令人惋惜的是某个钻井钻到7000米深度时,钻探的钢管断裂留在了钻井内,科研人员花了整整7个月的时间都没有将钢管取出,这个钻井此前整整5年的工作成果都白费了,幸好科拉超深钻孔不止一个,科研人员换了一个新的钻孔重新开始。随着深度的不断增加,苏联使用了更为先进的钻机和钻头,采用独特的Uralmash-15000装置,在井底高温和高压的极端条件下,最终达到10636米,1983年,该井达到了12000米,超越了世界上最深的马里亚纳海沟。1989年,科拉超深钻孔首次达到了它的最大深度——12262米,最后的262米是在1983-1993年间进行的,花了整整十年,而此时地下温度已经达到180度,已经超过了钻头的承受范围,由此可见越往下的难度究竟有多大,如果想要挖穿17000米的地壳,根据当时实际情况来看,至少需要上百年时间和天文数字般的经费,完全承受不起。然而即使到17000米(17公里),离莫霍面也差很远,如果把地球比作鸡蛋,那么科拉钻探现在只是磨掉了一些外皮而已,连蛋壳都没穿透。于是钻探工作在1992年停止,停止钻进的官方理由是经费不足。但是相关的研究并没有停止,直到2008年,科拉超深钻孔才被废弃。从科拉超深井里取出的岩心样本科拉超深钻井是继苏联空间站、深海勘探船之后的第三大科研成果,一直是俄罗斯科学家的骄傲当钻探深度达到9500米时,钻头钻进了一个含有黄金和钻石的地层。取出的岩芯经分析表明,金含量居然高达80克/吨。要知道金含量达到4克/吨的金矿层就具有商业开采价值,地球表层中很少能找到金含量超过10克/吨的矿层,相比之下这里几乎是金子的宝藏。另外,科拉超深钻孔其中一项重大发现是大量氢沉积物,这些氢沉积物的量非常大,以至于从该洞挖出的泥浆都与氢沉积物一起“沸腾”起来,这也是为什么钻探计划无法进行的原因之一。因为名气太响,关于科拉超深钻孔的神秘传说一直不绝于耳。相传科拉超深钻孔曾经钻到地下1.2万米的地方,在这里,挖掘仪器震动强烈,科学家们惊讶地发现地心内部竟有一个空腔,他们使用超精度录音机探测,却听到了类似人类的惨叫声,他们认为自己挖开了“地狱之门”。甚至有文章这样记载,“科考队用地质探测器对钻洞口进行激光扫描,超声探测器探测后,结果显示钻洞内部有哀号哭喊声和巨大爆炸声······但其实这些都是谣言,它们的最初来源是芬兰一家报刊上的读者来信,三人成虎,怪力乱神,并不是真实,钻孔底部直径只有20厘米,也不可能有生物生存在1000倍大气压和温度超过300摄氏度的环境中。目前,其井深记录在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,排名世界第三。目前,人类为了钻透莫霍面,真正思考利用全新的技术制作新的方案,比如将钻机直接投到海底、将泥浆泵安置在海底的新型钻探技术,已经初步实现。面对高温高压的地质条件,钻具材料也需升级换代,从金属材料更改为碳材料。在未来某一天,莫霍面的神秘面纱将被人类揭开。



什么洞最深?

无底洞

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