當年蘇聯的「超級鑽探」計劃，為什麼突然停止了？

06-11

關於蘇聯曾經進行的超級鑽探，想必大家都有所耳聞，網上眾說紛紜，有人說是技術所限，有人說經濟原因，還有人說鑽探到非自然現象，甚至有人說鑽到了地獄（正是這些道聽途說，賦予了其神秘色彩）……下面我們先簡單回顧一下，什麼是蘇聯超級鑽探計劃，從眾多傳說中剖析，該計划到底取得了哪些值得可信的成果？

蘇聯超級鑽探，也就是科拉超深鑽孔，是蘇聯於1970年在科拉半島鄰近挪威國界的地區所進行的一項科學鑽探工作（純科研用，目的據說是與美國冷戰時期進行的科研競賽），其中最深的一個鑽孔達12,262米。

首先科普一下目前對地球結構的認識：人類對地球內部的探測主要通過地震波反演，科學家發現地震波在大陸底下33千米左右深處，在海洋底下10千米左右深處發生了巨大的突變；在地下2900千米左右深處又發生了巨大的突變。這表明地下有兩個明顯的界面，界面上下物質的物理性質有很大差異。第一個界面位於33千米深處，是奧地利科學家莫霍洛維奇於1909年發現的，簡稱為「莫霍面」。另一明顯界面位於2885千米深處，是德國科學家古登堡於1914年發現的，簡稱為「古登堡面」。據此，科學家們認為，地球內部大致可分為三個組成物質和性質不同的同心圈層，最外面的一層稱為地殼，最中心部分稱為地核，中間一層稱為地幔。如果把地球內部結構做個形象的比喻，它就像一個雞蛋，地核就相當於蛋黃，地幔就相當於蛋白，地殼就相當於蛋殼。

地殼的厚度是不均勻的，平均厚度約17千米，大陸部分平均厚度約33千米，高山、平原地區（如青藏高原）地殼厚度可達60~70千米；海洋地殼較薄，平均厚度約6千米。地幔是介於地表和地核之間的中間層，厚度將近2900千米，主要由緻密的造岩物質構成，這是地球內部體積最大、質量最大的一層。

下面我們回到鑽探的問題：

據悉，當年蘇聯超級鑽探的一個重要目的就是想率先探測到莫霍面 (理論上是堅固的地殼和充滿岩漿的地幔之間的界限)。早在1957年，美國地質學家沃爾特芒克提出了一個雄心勃勃的計劃。這個計劃的核心內容十分簡單，那就是打一口井，把整個地殼鑽透。由於這口井要一直打到莫霍界面――地殼與地幔的分界面上，這個計劃被稱為「莫霍計劃」。1961年，在得到政府資助之後，一群美國科學家開始實施「莫霍計劃」。在「莫霍計劃」的第一階段里，他們進行了一組試驗性質的鑽探，在太平洋西海岸靠近墨西哥的地方鑽了5個深度不超過200米的井。這幾乎是「莫霍計劃」的全部直接成果了，1966年美國國會砍掉了撥款，計劃終止。那蘇聯的超級鑽探鑽穿地殼了嗎？顯然還沒有，由於陸地上的地殼厚度還是明顯比海洋地殼厚，平均達33km，而12000多米的鑽孔深度距離此仍然比較遙遠。那此次鑽探到底取得了什麼成果，又為何終止呢，我認為需要明確以下幾點：

1、鑽探取得的成果。首先取得了超深地層序列的岩心，非常具有研究價值。其次科學家還在洞中發現了很多的氫氣，挖出來的淤泥如同歡騰了一樣不斷散發出氫氣，也是非常值得研究的現象。此外，據悉當鑽探深度達到9500米時，鑽頭鑽進了一個含有黃金和鑽石的地層。取出的岩芯經分析表明，金含量居然高達80克/噸。要知道金含量達到4克/噸的金礦層就具有商業開採價值，地球表層中很少能找到金含量超過10克/噸的礦層，相比之下這裡幾乎是金子的寶藏。

2、關於挖到地獄之門、出現青面獠牙怪物。。這些據報道，大家還是看看就好，其實根本就是無稽之談，毫無考據。如果真的有這些非自然現象，非但不會停止鑽探，管它什麼危險，反而全世界科學家都跑去研究了，人類的好奇心大家都懂得。

3、為什麼停止。首先從計划上，蘇聯人是想繼續鑽下去，見下圖，從標語上看，當年蘇聯人還是想繼續鑽至15000米的。我認為是有兩個原因導致鑽探停止，一個是技術原因，一個是政治和經濟原因。首先超深鑽探技術本身就是一項前沿技術，即便現在，鑽到這個深度也不容易。12000多米的地下是高溫高壓環境。我們估算一下，地殼的溫度一般隨深度的增加而逐步升高，平均深度每增加1千米，溫度就升高30℃，那麼12000多米地下溫度大概接近400℃（遠沒有達到傳言的太陽表面溫度），這種環境下，鑽頭很容易損壞，繼續深鑽難度很大。在1983年，鑽探深度已達12000米，而最後262米花了整整十年，難度可想而知。第二個是政治經濟原因。90年代，蘇聯社會動蕩不安，後又解體，各國獨立，此外加上經濟衰退，國家和經濟問題使得無法支撐這種耗資巨大、純科研而非盈利的鑽探任務。

如今人們還在進行類似的「超級鑽探」計劃嗎？答案是有的。

首先從非科研的角度，石油工業中的鑽井正在在超深鑽井發展，試圖開採超深地層原油。雖然這個蘇聯的超級鑽孔曾是世界上最深的鑽孔，但這個記錄在2008年和2011年被在卡達的阿肖辛油井（12,289米）和俄羅斯在庫頁島的Odoptu OP-11油井（12,345米）兩次打破，截止到2016年，排名世界第三。相信以後還有有更多的超深油井出現。

其次從科考的角度，人類一直想探知地下的世界（如同登月一樣，這種科研會耗費巨資，近幾十年大都在發展經濟，而導致此類研究沒有得到各國家如同上世紀那般的重視）。隨著海洋鑽探技術的發展，人類開始把希望寄託於地殼很薄的海洋地區。2015年12月，來自美國、英國、中國等12個國家30名科學家正準備在西南印度洋中脊一處名為「亞特蘭蒂斯淺灘」的地方，試圖進行人類歷史上首次「打穿地殼與地幔邊界」的嘗試。目前尚未有該計划進展的報道。不管這個是不是一個「危險」的舉動，相信人類對地下的探測不會停止！