人類自古以來都對未知的東西既敬畏又嚮往。

仰望滿天繁星，他們會聯想到星座和各種神話傳說。

凝視腳下的大地，有人就能想象出地獄的可怕情景。

近百年來，科技進步讓人類成功在20世紀登上月球。

向宇宙出發，目標是星辰大海已經不僅是一句口號。

而不為人知的是，在登月計劃進行得如火如荼時，有一批人同樣憋足了勁向地心進發。

這場“打洞競賽”始於冷戰時期，美蘇兩個老對手都試圖首先鑽透地殼，為自己創造又一個耀眼的記錄。

與月球競賽中的大獲全勝不同，美國付出幾年努力後便草草收場。

反倒是蘇聯不僅向下掘進了前所未有的萬米深度，還有坊間傳言他們挖穿了地獄的天花板而被迫停工。

這場競賽的源自於美國海洋物理學家沃特·蒙克（Walter Munkm）的一個想法。

1957年，他首先提議在大洋底部打一口穿透莫霍面*的超深鑽井，為地球科學領域取得重大突破。

我們知道地殼平均厚度約為17km，其中大洋地殼遠比大陸地殼薄，一般只有10km左右。

因此選擇在海底鑽探的話，穿透地殼所需的路程會更短。

*注：地殼與地幔間的分介面，由克羅埃西亞地震學家莫霍洛維奇於1909年發現，故稱為莫霍洛維奇不連續面。

1957年，一批具有相似想法的美國科學家正式向國家科學基金會（NSF）提出了莫霍計劃（Project Mohole）。

這項計劃預計會耗費1500至2000萬美元，裡面包括租用大型鑽探船以及每年的鑽探費用。

次年計劃獲得了基金會的資金支援，研究人員紅紅火火地開工了。

1961年4月，莫霍計劃取得了初步的進展。

負責鑽探作業的“CUSS I號”鑽井船在墨西哥瓜德羅普島近海3558米水深處鑽了5口深海鑽井。

這些鑽井最深達183m，是有史以來第一次在深海海底打鑽成功。

用於定位的潛水浮標，“CUSS I號”鑽井船

然而此後鑽探技術並沒有取得突破，在深海鑽進200m已是操作的極限了。

與此同時，莫霍計劃的預算卻越漲越高。

到了1965年，計劃費用已經高達11000多萬美元，是早期計劃的6倍。

從技術發展上來說，實現鑽穿莫霍面的目標並非不可能，無奈是後續成本太高。

高額的費用沒有換來等價值的成果，同時期的載人登月任務阿波羅計劃前景似乎更佳。

於是莫霍計劃失去了撥款，美國把精力投入到了其他研究中。

眼看著美國人放棄了，蘇聯對自己的超深鑽井計劃卻沒有遲疑。

他們在1960至1965年間圍繞計劃共制定了198項任務。

蘇聯地質部牽頭吸收了全蘇150多個部門參與到此計劃中。

超深鑽井計劃目標深度為15000m。

有別於海洋鑽探的方式，蘇聯打算在科拉半島上實施他們的雄心壯志。

此次計劃肩負著多項任務，不僅要查明大陸地殼深部的性質結構，還得獲取完整的岩石標本供後續研究。

著名的科拉超深鑽孔就是出自其中編號為SG-3的鑽孔。

實際上深層鑽探並沒有想象中簡單，它對鑽掘工具和動力裝置的要求都相當高。

鑽頭每往下挖100m，周圍溫度大約就會上升3℃，同時壓力也會相應增大。

由於長期在高溫高壓下工作，鑽頭變得非常容易損毀，需要頻繁更換。

同時，極限深度也對連線鑽頭的鑽桿提出了很大的挑戰。

我們印象中一根鋼管也許很結實，但數千根鋼管連線在一起就會變得像麵條一樣柔軟。

而且幾公里長的鑽桿自身重量也是不小的負擔。

為此蘇聯採用了輕鋁合金作為鑽桿材料，重量僅為鋼質鑽桿的一半，鑽探工作這才得以順利進行。

科拉井於1970年開鑽，正值紀念列寧誕辰100週年。

從地表至7000m深的鑽進過程都比較順利，隨後鑽頭進入到一個相對脆弱的岩層中。

在繼續向下挖掘的時候，周圍的岩石突然出現了塌落，塌落的碎石正好卡住了鑽桿。

操作人員試圖提起鑽頭，不料鑽頭也在提升過程中意外掉落。

這樣的事故發生了不止一次，鑽探進度也因此受阻。

經過好幾年的努力，科拉井終於迎來了它首個歷史性時刻。

1979年6月，鑽孔深度達到了9584m，一舉打破由美國奧克拉荷馬州Berthar Rogers超深鑽孔保持的世界記錄。

之後鑽頭每前進一米，都是在創造人類的歷史，但等待著它的是越來越極端的地底環境。

成功進入深度10km的岩層後，鑽頭和鑽桿的自重已經超過了200噸。

再加上與周圍岩石的摩擦力，鑽桿有些不堪重負，好幾次都被擰斷了。

為了解決問題，蘇聯專家開發了不依賴地面馬達的牙輪鑽頭。

這種鑽頭不僅能夠自動旋轉，減輕鑽桿承擔的壓力，還可以通過本身的牙輪連續獲取地底深處的巖芯樣本。

同時他們還使用沖洗液*為鑽頭降溫和潤滑，順便帶走孔底的岩石碎屑。

*注：可分為清水、泥漿和其他漿液，在鑽進過程中迴圈泵入鑽孔，起到冷卻潤滑、帶走碎石和保護孔壁的作用。

隨後的十年裡，蘇聯不斷投入人力物力到這個計劃中。

在最鼎盛的時候，科拉井上聚集有16個實驗室，共300名人員協同工作。

據說所有參與專案的人員都分得了一套莫斯科的公寓房，而他們的月薪甚至能比肩大學教授一年的收入。

鉅額的投入換來了持續的進步。

1983年，鑽孔首次突破了12000m的深度。

而到了1989年，科拉超深鑽孔深度更達到了史無前例的12262m。

按照人們的設想，科拉井在4年後就可達到15000m的目標。

但由於井底溫度比預想中更高，在目標深度更可能達到300℃以上，鑽探工作被迫終止了。

這也給不明真相的人們留下了遐想的空間。

最流行的說法是，鑽探工作意外停止是因為遇到了超自然現象。

“研究人員聽到鑽孔裡傳出奇怪的聲音，於是向其中投入了耐熱的話筒與感測器。”

“話筒錄下了地獄般的哀嚎聲，似乎有數不清的人正遭受巨大的痛苦。”

芬蘭一家報紙更聲稱，鑽探進行到一半時，從鑽孔飛出了一隻青面獠牙、長有翅膀的怪物。

怪物尖叫著飛走了，嚇得一些工人轉身就跑。

但若仔細推敲，就會發現傳言中存在著諸多疑點。

耐熱的話筒與感測器為何沒有文獻記錄，也不見實物留存。

只憑網上流傳的錄音我們也無法確定，這究竟確實是出於科拉井底，還是一段合成音訊。

此外科拉井直徑約為23cm，實在讓人很難想象“怪物”如何在這樣的狹小空間中飛行數公里抵達地面。

唯一可以肯定的是，截至目前這個鑽孔仍是人類挖過最深的垂直鑽孔*。

其12262m的深度，比11034米的馬裡亞納海溝還要深。

*注：庫頁島Odoptu OP-11號井的井深為12345m，大於科拉井。但由於絕大部分為水平段，其垂直深度僅為1784m。因此科拉超深鑽孔在垂直深度上仍是世界第一。

儘管科拉超深鑽井是地球上最深的人造物，但它依然沒有實現鑽透地殼的巨集偉目標。

實際上如果將地球半徑比作一位2米高的壯漢，那麼這個鑽孔只有不到4毫米深，比壯漢的寸頭還要短，不到總深度的0.2%。

可是科學家連地殼都沒有挖穿，他們是怎麼確定地殼具體厚度的呢。

其實判斷厚度的方法跟我們挑西瓜有些相似。

挑西瓜時常要拍一拍來聽聲音，而科學家“聽”的是地震波。

按照現在普遍接受的理論，地球的構造是分層的，由外至內分別是地殼、地幔和地核。

地殼是由岩石組成的固體外殼；中間的地幔是最厚的一層，佔地球總品質的68%；而地核則分為熔融的液體外核與固體核心，溫度可達到6000℃，比太陽表面還高。

安德里亞·莫霍洛維奇

1909年，地震學家莫霍洛維奇就“聽”到了一些蛛絲馬跡。

他在計算地震資料時意外發現，地震波傳播速度在地底約54公里處突然有明顯的增長。

由於地震波在不同的物質中傳播速度不同，這說明在地殼下還存在著另一種性質不同的東西，也即我們所說的地幔。

大家也終於開始意識到，原來地球內部是分層的。

為了紀念他的貢獻，人們就將地殼與地幔的分介面命名為莫霍面。

自從莫霍面被發現後，人們就知道地球由兩層不同的物質構成。

然而這個理論還未能完全符合現實的情況。

來自加州理工學院的賓諾·古登堡就觀察到了奇怪的現象。

賓諾·古登堡

古登堡統計了全球的地震資料，他發現地震的縱橫波傳遞存在盲區。

假設在北極發生了地震，那麼南半球的澳洲就完全接收不到地震的縱橫波。

而與北極相對應的南極大陸，卻只能接收到縱波。

如果地球內部是均勻的地幔，那麼理應全球都能感受到地震波才對。

縱波的傳遞（左），橫波的傳遞（右）

於是古登堡作出了大膽的假設：這是因為地球內部還存在著一個液態的地核。

由於橫波無法在液體中傳播，所以在經過地核時就會被擋住，這樣才能解釋南極大陸只能接收到地震縱波的現象。

隨著各國科學家的深入研究，人們對地球構造的認識也越來越具體。

地球構造的最後一塊拼圖是由丹麥地震學家英厄·萊曼補上的。

英厄·萊曼

計算了大量地震波速度後，她發現在深度接近3000km時橫波速度消失了，這符合液體不傳遞橫波的理論。

但到了5000km以下，橫波又重新出現。

通過推斷她得出結論，地核內應該還存在著一個固態的核心。

在1936年發表的論文中，萊曼提出地核是由核心和外核兩層組成的，這進一步完善了古登堡的理論。

至此人類終於對地球的分層情況有了基本認識。

對於地球內部的真實情況，我們目前給出的只是猜想和推論。

畢竟從地底挖一勺地核出來研究對目前的科技來說還遙不可及。

就此而言，莫霍計劃與科拉超深鑽孔確實有著非凡的意義。

它們不僅是冷戰競賽的產物，還是地球物理學的一次大膽嘗試。

正是通過這些嘗試，人們才得以證偽或修正已有的猜想。

我們對世界的了解，就是從這樣的實踐中一點點構建出來的。