冷战时期,美国与苏联的竞争不仅体现在太空,还延伸到了地球深部。上世纪70年代,苏联启动了一项名为“克拉超深钻井”的宏大工程,试图通过钻探揭开地球内部的秘密。与此同时,美国也在探索地幔结构,两国在地球科学领域展开了一场鲜为人知的竞赛。这场竞争背后,既有科学探索的渴望,也有大国博弈的影子。
苏联的克拉超深钻井项目始于1970年,选址在佩琴加地区。为了确保项目顺利进行,苏联投入了大量资源,不仅为参与人员提供高薪,还在附近建设了完善的住宅和配套设施。项目初期进展顺利,Uralmash-4E系列钻机迅速将钻井深度推进至7263米,创造了当时欧洲最深的纪录。然而,随着深度增加,钻探难度急剧上升。地下岩石异常坚硬,钻头与岩石摩擦产生的高温超过400摄氏度,冷却剂效果有限,钻头频繁断裂。尽管三次更换钻头,项目最终在12263米处停滞,耗时19年才完成最后5000米的钻探。
关于苏联停止钻探的原因,流传最广的说法是“挖通了地狱之门”,听到深井中传出的诡异声音。但真实原因更为现实:项目成本远超预期,导致巨大财政赤字。冷战背景下,苏联还需与美国在多领域竞争,国家财政压力巨大,内部分歧加剧,最终迫使项目终止。
与此同时,美国也在探索地球深部。1952年,美国启动了“莫霍面计划”,旨在钻探至地壳与地幔的分界线。然而,项目在钻探至3600米时已耗费近6000万美元,若继续下去,预计还需投入至少20亿美元。由于缺乏经济回报,美国最终退出了这场竞赛。从结果看,美国的及时止损或许更为明智。
尽管两国项目均未完成,但积累了宝贵经验。人们逐渐认识到,传统钻头无法适应深层钻探的需求。正是基于这些经验,美国近年来在深井钻探技术上取得了突破。2022年,英国《每日邮报》报道,美国QuaiseEnergy科技公司正在研发一种名为“波钻”的技术,有望突破传统钻井极限,深入地下20千米。
“波钻”技术的核心是利用微波击碎坚硬岩层。当电磁波波长处于微波和远红外波交叠区间时,可在高频率下产生极高温度,融化岩石。与传统钻头相比,波钻无需直接接触岩石,避免了钻头断裂问题,使挖掘更高效、持久。目前,该公司已完成三轮融资,总额达7000万美元,显示出资本市场的强烈信心。
这项技术的突破,为地热能开发带来了新希望。地球内部蕴藏着大量放射性物质,核聚变时释放的巨大能量是火山喷发的主要原因。若能有效提取这些能量,或可转化为清洁能源。据地质学家研究,地底每增加100米,温度升高2摄氏度。深入20千米,地下温度可达400摄氏度,足以使水汽化为蒸汽。蒸汽能量可转化为电能,为人类提供清洁能源。从这个角度看,地球如同一个天然大锅炉,只要钻到足够深度,即可获取水蒸气并转化为能源。
地质学家预测,地球已有45亿年历史,目前仍可存在约23亿年。若地热能开发成功,或可为人类提供接近“无尽”的能源。尽管23亿年对人类而言足够长远,但实际挖掘和利用仍面临巨大挑战。虽然“波钻”技术已突破技术瓶颈,但人类对超过13千米的地下环境了解仍有限,未来探索之路依然漫长。











