現實版「地獄之門」?地球最深鑽孔聽到神祕尖叫

鑽穿地球,親眼目睹地球內部構造始終都是人類的夢想,但迄今為止這個目標都還沒有實現。不過在歷史上,與這個夢想最為接近的就是科拉超深鑽孔(Kola Superdeep Borehole)。它被稱為現實版「地獄之門」,據說這個地球上最深的人造鑽孔能聽到來自「地獄」深處的「靈魂尖叫」。

現實版「地獄之門」?地球最深鑽孔聽到神祕尖叫

 

湖泊、森林、霧氣和積雪,位於北極圈深處的俄羅斯科拉半島(Kola Peninsula)看起來就像是童話故事中的仙境。然而,在這片自然美景中,矗立著前蘇聯科學研究站的廢墟,裡面隱藏著「地獄的入口」。它就是科拉超深鑽孔,地球上最深的人造鑽孔。

科拉超深鑽孔深達12.2公里,當地人甚至宣稱能聽到地獄深處靈魂的尖叫聲。蘇聯人用了將近20年時間才鑽到這種深度,但當這個專案在蘇聯解體後嘎然而止時,鑽頭只是鑽到了地殼到地幔距離的1/3左右。

科拉超深鑽孔並非獨一無二的人類傑作。在冷戰期間,美國和德國也曾想要盡可能地深入地殼,甚至要到達地幔所在。現在日本也想試一試。

日本海洋與地球科學廳專案經理尚恩‧托茲科(Sean Toczko)表示:「新專案的最終目標是獲得當前地幔的實際樣本。在阿曼這樣的地方,你可以在地表附近找到地幔,但那是數百萬年前的地幔。這就像活恐龍和恐龍骨頭化石的分別。」

科拉半島的荒野景象如果地球像個洋蔥,那麼地殼就像洋蔥的薄皮,它只有40公里厚。其下面是2897公里深的地幔,再往下就是地球的中心——地核。就像太空競賽一樣,探索這個未知「深度邊疆」的競賽可以證明工程實力、尖端技術。

科學家們要去人類從未去過的地方。這些超深鑽孔所能提供的岩石樣本對科學的重要性,可能不亞於美國太空總署從月球帶回的任何東西。唯一的不同是這次美國還沒有贏得比賽。

美國在探索「深度邊疆」的競賽中進行了第一次演習。20世紀50年代末,美國百科學會(American Miscellaneous Society)提出了第一個鑽入地幔的計畫——莫霍計畫(Project Mohole),它以地殼和地幔之間的莫霍維奇不連續面(Mohorovi i discontinuity,簡稱莫霍面)命名。

美國探險隊沒有鑽很深的孔洞,而是決定從墨西哥的哥德普洛出發,抄近路穿過太平洋海底。鑽穿海底的好處是那裡的地殼更薄,不利之處是地殼最薄的地方通常都是海洋最深的地方。

鑽孔仍然存在,但入口已被銲接封死1990年,德國大陸深層鑽探計畫(KTB)在巴伐利亞州啟動,最終鑽探深度達到9公里。

就像登月任務一樣,問題是這些探險成功所需的技術必須從頭摸索。1961年,當莫霍計畫(Project Mohole)開始在海床上鑽探時,石油和天然氣的深海鑽探還未出現。當時還沒有人發明像動態定位這樣的關鍵技術,這種技術可以讓鑽探船保持在油井上方的位置。相反,工程師們不得不即興發揮,他們在鑽探船的兩側安裝螺旋槳系統,以使其在鑽孔上方保持穩定。

德國工程師面臨的最大挑戰在於,他們需要鑽一個盡可能垂直的洞。他們提出的解決方案現在已經成為世界石油和天然氣領域的標準技術。

年輕時曾參加德國超深鑽孔專案的烏利‧哈默斯(Uli harm)表示:「從俄羅斯人的經驗來看,你必須盡可能垂直鑽井,否則就會加大鑽機的扭矩,導致孔內出現扭結。這個洞偏離了垂直線將近200公尺。20世紀80年代末或90年代初,當俄羅斯變得更加開放,願意與西方合作時,我們試圖利用俄羅斯的某些技術。不幸的是,我們無法及時得到相關設備。」

德國人在1990年開始了他們自己的超深鑽孔專案

然而,所有這些探險都以某種程度的失敗而告終。有的啟動之初就受阻,有的鑽探機器在地下深處遭遇高溫,還有其他成本和政治因素,所有這些都讓科學家們的夢想破滅了。在尼爾‧阿姆斯壯(Neil Armstrong)登上月球的兩年前,當成本開始失控時,美國國會取消了對莫霍計畫(Project Mohole)的資助。

然後就是科拉超深鑽孔。1992年,當溫度達到180攝氏度時,鑽孔工作停止。其深度已經是此前預期的兩倍,再往深處鑽似乎也不太可能。蘇聯解體後,沒有額外資金來資助這些專案。三年後,整個設施被關閉。現在這個荒涼的地方成了喜歡冒險的遊客的天堂。

德國的超深鑽孔被完整保留下來。巨大的鑽機仍然挺在那裡,如今那裡已經成為頗受歡迎的旅遊景點。實際上,它還充當著天文台、藝術畫廊等作用。

科拉超深鑽孔設施自上世紀90年代初以來始終處於廢棄狀態當荷蘭藝術家洛蒂‧吉文(Lotte Geevan)將由隔熱罩保護的麥克風放到德國超深鑽孔下面時,麥克風捕捉到了科學家無法解釋的低沉隆隆聲。她說:「這種聲音讓我覺得自己非常渺小,這是我生命中第一次看到這個我們賴以生存的大球甦醒過來,那種聲音讓人難以忘懷。有些人認為其聽起來像地獄,其他人則認為那是地球的呼吸聲。」

人們難免會有這樣一種感覺:奔向地幔的賽跑就像著名小說《地心之旅》的最新版本。雖然科學家們並不期望找到一個充滿恐龍的隱藏洞穴,但他們將自己的專案描述為「探險」。哈默斯說:「那裡以前沒有人去過,你總會在那裡發現些真正讓你吃驚的東西,尤其是當你深入地殼深處的時候。」

英國南安普頓大學南安普頓國家海洋學中心海洋與地球科學學院地球化學教授達蒙‧蒂格爾(Damon Teagle)表示:「這些任務就像行星探索,它們是純粹的科學事業,你永遠不知道自己會發現什麼。」

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