冷戰時期,美國與蘇聯的競爭不僅體現在太空,還延伸到了地球深部。上世紀70年代,蘇聯啟動了一項名為“克拉超深鉆井”的宏大工程,試圖通過鉆探揭開地球內部的秘密。與此同時,美國也在探索地幔結構,兩國在地球科學領域展開了一場鮮為人知的競賽。這場競爭背后,既有科學探索的渴望,也有大國博弈的影子。
蘇聯的克拉超深鉆井項目始于1970年,選址在佩琴加地區。為了確保項目順利進行,蘇聯投入了大量資源,不僅為參與人員提供高薪,還在附近建設了完善的住宅和配套設施。項目初期進展順利,Uralmash-4E系列鉆機迅速將鉆井深度推進至7263米,創造了當時歐洲最深的紀錄。然而,隨著深度增加,鉆探難度急劇上升。地下巖石異常堅硬,鉆頭與巖石摩擦產生的高溫超過400攝氏度,冷卻劑效果有限,鉆頭頻繁斷裂。盡管三次更換鉆頭,項目最終在12263米處停滯,耗時19年才完成最后5000米的鉆探。
關于蘇聯停止鉆探的原因,流傳最廣的說法是“挖通了地獄之門”,聽到深井中傳出的詭異聲音。但真實原因更為現實:項目成本遠超預期,導致巨大財政赤字。冷戰背景下,蘇聯還需與美國在多領域競爭,國家財政壓力巨大,內部分歧加劇,最終迫使項目終止。
與此同時,美國也在探索地球深部。1952年,美國啟動了“莫霍面計劃”,旨在鉆探至地殼與地幔的分界線。然而,項目在鉆探至3600米時已耗費近6000萬美元,若繼續下去,預計還需投入至少20億美元。由于缺乏經濟回報,美國最終退出了這場競賽。從結果看,美國的及時止損或許更為明智。
盡管兩國項目均未完成,但積累了寶貴經驗。人們逐漸認識到,傳統鉆頭無法適應深層鉆探的需求。正是基于這些經驗,美國近年來在深井鉆探技術上取得了突破。2022年,英國《每日郵報》報道,美國QuaiseEnergy科技公司正在研發一種名為“波鉆”的技術,有望突破傳統鉆井極限,深入地下20千米。
“波鉆”技術的核心是利用微波擊碎堅硬巖層。當電磁波波長處于微波和遠紅外波交疊區間時,可在高頻率下產生極高溫度,融化巖石。與傳統鉆頭相比,波鉆無需直接接觸巖石,避免了鉆頭斷裂問題,使挖掘更高效、持久。目前,該公司已完成三輪融資,總額達7000萬美元,顯示出資本市場的強烈信心。
這項技術的突破,為地熱能開發帶來了新希望。地球內部蘊藏著大量放射性物質,核聚變時釋放的巨大能量是火山噴發的主要原因。若能有效提取這些能量,或可轉化為清潔能源。據地質學家研究,地底每增加100米,溫度升高2攝氏度。深入20千米,地下溫度可達400攝氏度,足以使水汽化為蒸汽。蒸汽能量可轉化為電能,為人類提供清潔能源。從這個角度看,地球如同一個天然大鍋爐,只要鉆到足夠深度,即可獲取水蒸氣并轉化為能源。
地質學家預測,地球已有45億年歷史,目前仍可存在約23億年。若地熱能開發成功,或可為人類提供接近“無盡”的能源。盡管23億年對人類而言足夠長遠,但實際挖掘和利用仍面臨巨大挑戰。雖然“波鉆”技術已突破技術瓶頸,但人類對超過13千米的地下環境了解仍有限,未來探索之路依然漫長。











