——人类挖过最深的洞,为啥停在12公里?
人类早把脚印印在月球尘土上,却在自己脚下的地球面前卡了壳,最深的钻孔,是苏联科拉超深钻定格的,停在12.262公里。1970到1994这24年,三代科学家接力,连地壳的表皮都没刺穿。不是他们不想往下,是12公里处的难关,真没那么容易过。

1960年代的冷战赛场,美苏从太空挪到了地下。莫霍计划,是美国人先提的,想在太平洋底打穿仅7公里厚的洋壳。5年时间耗掉,预算烧光,只钻出180米深度,国会直接断了资金。科拉半岛的陆地,被苏联人选作钻探点,誓要穿透35公里厚的大陆地壳,直达地壳与地幔的莫霍面。1970年5月24日,SG-3钻孔启动,一场人与岩石的拉锯战,就这么开始了。
7000米之前,钻头轻松穿过的是均匀坚硬的花岗岩。这一阶段实现的月均200米的进尺,科学家们甚至有余裕发表论文。可康拉德不连续面的消失,让科学家们重新思考深部地壳结构,以前课本里说深部地壳是花岗岩—玄武岩两层,在这儿完全不成立。不少人以为科研就是一路出成果的顺畅路,可科拉钻前7公里的顺利,反而让科学家心里发慌,这不是没做好,是旧认知要被彻底推翻的信号。7公里之后,钻头遇上的是破碎的片麻岩层,岩体层层剥落,跟千层酥似的。钻杆的卡壳与拧断,成了7公里后的日常。200吨重的钻杆串,在9公里深处断过一次,一年的时间,花在了那次钻杆打捞上。

每下降100米,地温平均升高3℃,可科拉井从10公里开始,梯度陡增到每百米4.5℃。1989年钻到12262米时,井底出现的是230℃的高温,比家里烤面包的烤箱还热50℃。当时苏联钛合金钻头的极限是150℃的设计上限,到了井底待两小时就退火变软。井底高温下出现百倍的磨损率,换一次钻头的成本,抵得上一辆莫斯科公寓的价值。更麻烦的是,岩石在高温高压下会流动,刚钻出的孔壁24小时内就蠕变收缩,把钻杆死死抱住。工程师说,在脆玻璃上雕花就是这种感觉,越往下越难,越难越容易碎。
技术之外,钱成了更大的难题。90%的科研预算,在苏联解体后被俄罗斯砍掉了,科拉项目年度经费从1.5亿卢布骤降到不足2000万。科拉项目的年度经费,从1.5亿卢布骤降到不足2000万,这变化压垮了整个项目。现场16个实验室接连关闭,月薪曾比肩教授的钻工们四散谋生。1992年,地质部算过一笔账,钻最后1米需要20万美元的成本,换回的岩芯却只是又一块热片麻岩,科研产出比跌到1:20。总有人说科研拼的全是技术,可钱才是撑住技术的底气,再厉害的技术,没了人和钱的支撑,也只能停在图纸上,项目被穷死,成了唯一选择。

虽说只钻了12公里,科拉钻带来的科学回报却不少。地壳深处,被发现有大量游离水,以前大家都觉得10公里以下的岩石绝对干燥,结果在9公里处打出过矿化热液,你本以为沙漠里只剩滚烫黄沙,沙丘下却意外摸出了湿润的泉眼,这完全刷新了对地球内部水循环的认知,也证明深部水循环能参与成矿,11公里处,被找到的是20亿年前的微生物化石,你很难想象,这些弱小的生命能在黑暗高温里待这么久,比地球上出现恐龙的时间还早十几亿年,一下把生命存活的深度纪录提高了一倍。还有实测的地温梯度曲线,全球地热模型被它修正,提醒后来想入地的人,向地心每走一步,温度都比预想中更热。
为啥地心比月球还难探索?12公里的钻孔,跟6371公里的地球半径比,只占了0.19%。一周时间,够阿波罗飞船往返38万公里,按年均500米的速度,科拉钻要钻透6371公里得1.2万年。环境也差太多,太空是真空低温,航天器只要做好保温就行,地下却是高温高压还带腐蚀,现在还没发明出能长期耐受300℃、3000兆帕的万能钻头。更现实的是经济回报,航天能带动通信、导航、国防,好处看得见,深部钻探除了岩芯和理论模型,很难立刻变现。当科研性价比低于1:20,任何政府都可能会停下脚步。

科拉井口,在1994年被焊上了12吨重的钢制井盖。12262 m,人类到过的最深地底,被写在旁边木牌上。现在越来越厚的是井架上的锈迹。当年钻头的残片,能在实验室废墟里看到。几十年前钻机的响声,好像还能在风吹过时听见。登天,是突破引力。入地,是对抗整个星球的免疫系统。面对脚下的地球,人类说要探索世界,这12公里的孔,连入门券都算不上。
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