- 姓名：自貢鹽礦
- 年齡：150-2250歲
- 發明者：李冰等
- 出生地：四川省自貢等地
- 現存地：四川省自貢市的“鹽業歷史博物館”和“燊海井”
- 美譽：“第五大發明”、“人類歷史上第一口千米深井”
- 基本原理：槓桿原理
- 黑科技等級：★★★★★
歷史回顧
大約2.5億年前，地球正處於三疊紀，地球上只有一塊巨大的大陸：
盤古大陸。而在這塊偉大的大陸的東北部，有一片較淺的海洋被大陸環繞著，如同一塊“地中海”，古地理學家把這片海洋命名為“古特提斯洋”。
這塊“古地中海”由於缺乏與大洋的海水交流，並且緯度比較低，所以鹽度較高。
後來發生了印支造山運動，南方的華南板塊逐漸抬升，使這個淺海更加閉塞，形成了一個閉塞的濱海環境，海水中的鹽分不能跟外界交流，留了下來。
【圖中紅色小點就是自貢地區】
在這種環境下，特別容易形成一些鹽湖。鹽湖不與海水交流，在太陽照射下獨自蒸發，鹽分最終析出。
經過了漫長的地質時期，就變成了現在的鹽礦。這個位置正好對應於現在的四川地區。
這真是地球母親留給我們的寶貴資源，我們該如何利用它們呢？
早在4000多年前的黃帝時代，我們華夏先民就已經在關中和中原地區開始了鑿井開礦的序幕。
史籍記載有“黃帝穿井”、“伯益作井”、“舜穿井”等等故事。（伯益是禹舜時期的重要大臣）更早點，在浙江地區，約7000年前的良渚文化，也發現過水井。
到了戰國時期，四川省已經被秦國統治著，這裡出現了一位偉大的水利專家——李冰。
他修建了偉大的都江堰，讓成都平原成為“沃野千里”的富庶之地，獲得“天府之國”的美稱。他還在這個過程中識察水脈，創造了鑿井汲滷煮鹽技術。
▲李冰的石雕像
▲李冰父子雕像
為什麼鹽對人類如此重要呢？
要回答這個問題，又得上溯到億萬年的進化史了。大家知道食鹽的化學成分是氯化鈉，讓它擁有鹹味的就是鈉元素，而鈉元素還有個哥哥鉀元素。
大多數植物裡都富含鉀元素，也因此鉀是“氮磷鉀”三種重要肥料之一！
動物體內的鈉鉀元素的總量差不多，卻分佈在不同的地方。30%的鈉分佈在骨骼裡，其餘大多數都在細胞外的組織液裡。
鈉離子是體液電解質平衡的關鍵，它不僅幫助調節體液的量和酸鹼度，並且參與傳遞神經信號，促進肌肉收縮。
理解這一點很容易，如果你不小心皮膚上破了一個傷口，往上面撒點鹽試試？
說到這裡，是不是可以明白植物體內的鈉比較少的原因？陸地上的植物不需要移動，也就不需要肌肉，自然也就不需要過多的鈉離子了。
原來鹹味是動物之本啊！我們經常會看到小鹿等野生動物在舔食鹹的石頭，這是它們在補鈉呢。
進入文明社會以後，食鹽是烹飪中最常用的調味料，也是對人類生存最重要的物質之一。
有了鹽，人類就可以有效的保存菜、肉、魚、奶，把它們做成鹹菜（酸菜）、火腿、鹹魚、奶酪製品。
所以，有著“人類的文明就是嗅著鹽行進的歷程”這樣的說法。
在古代西方國家，食鹽的價值尤其巨大，由於鹽易於保存，不管在哪裡都易於交易，甚至被當成過通貨。
古羅馬軍隊曾用食鹽當做軍餉來發放，所以薪水（salary）的詞根就來源於食鹽（salt）。
李冰那個時代裡，打造的鹽井叫做“大口淺井”，井徑都在一米以上，大多數井只有幾十米深。
到了漢朝，開始出現了“小口深井”，一些鹽井的深度開始突破一百米。
到了宋朝，我們的老祖先又發展出了“卓筒井”技術，鹽井開始普遍突破100米深。
深井技術還讓我們的祖先較早的發掘出地下的天然氣資源，2000多年來，四川鹽業共鑽探了約13萬口鹽井和氣井，其中10%位於自貢地區。在此期間，自貢累計天然氣產量超過300億立方米。
威尼斯人馬可•波羅（Marco Polo）就曾在他的《馬可·波羅遊記》中提到：中國的某一個省（就是四川）每年生產逾3萬噸滷水。
▲抗日戰爭中，自貢井鹽也為中華民族出過力。
自貢鹽井的巔峰出現於道光十五年（公元1835年），一口叫做“燊海井”的鹽井竟然深達1001.42米，這是人類歷史上第一口千米深井。
10年之後的1845年，美國人在卡諾地區也創造了美國鑽井的最高紀錄，而井深僅僅為518米。
據記載，歷代鹽工在自貢先後鑽井13000多口，有的井深達1000米，即使以平均300米計，等於鑿穿了400多座珠穆朗瑪峰。
也因此，自貢井鹽開採技術被譽為“第五大發明”！
▲人類歷史上第一口千米深井：燊海井
說到這裡，我們的祖先究竟是如何挖出如此之深的鹽井呢？
李冰的大口淺井比較簡單，就是以鐵鑿、鐵鋤、鐵鑽、鐵鏟等工具依靠人力進行挖掘和開採。
在這個過程中，工匠們已經開始使用軲轆等機械，現在我們知道這就是一種滑輪，基本原理就是槓桿原理，和我們之前介紹“獨輪車”（木牛流馬）時提到的原理是類似的。
而後來的小口深井就要用上黑科技了，這叫做“衝擊式頓鑽鑿井法”，簡稱“頓鑽”。它有點類似於古代的舂米，
▲一種用槓桿來舂米的圖
所不同的有兩點：
1、它運用了槓桿原理，可以讓人用腳踩動力臂進行工作。古人云“借身重以踐碓”，就是一腳踩碓（動力臂），一腳懸空，身體的動力和動力臂的重量，加上腳施加的動力，在一剎那全部集中於動力臂上。這正是槓桿原理的運用。
2、它的錐頭下吊著一種特殊的圓銼，裡面有一把直刃，這叫做“圜刃”。在人力的作用下，圓銼不斷地被高高吊起，然後依靠自身的重力不斷地敲擊地下的泥土和岩石。圓銼的每衝擊一次之後就換個角度，以便銼內的“圜刃”把井底的岩石擊碎。
▲今人復原的“頓鑽”。
▲工人們正在搭建“頓鑽”
▲復原的頓鑽的地上部分，包括輪，碓和纜繩。
▲《天工開物》裡的鑽井，也是一種“頓鑽”。
在鑽井過程中，每隔一段時間就要把坑底的碎石和泥漿清除掉，還需要經常面對常見的鑽井問題，比如塌方、堵塞等等。
所以工匠們又發展出各種各樣的鑿井工具和修復井洞的手段。除此之外，他們使用的
竹管也尤為人稱道，這裡我們就不詳細介紹了。
▲各種各樣的複製工具。
▲一系列的圖表顯示了修復井洞的步驟。前四個步驟確定了塌方區域的頂部和底部深度;第五步，將吸管插入到距離井口1米以下的地方，吸乾水後，吸管會膨脹，堵塞井口;在第六步中，將一種材料壓實在吸管上方，以便更安全地堵住小孔;步驟七修補水泥(童子油+石灰)被壓入洞中帶;最後，在步驟8中，導向鑽頭鑽過修復區域的中心，重新打開井眼。
▲1872年的自流井
總之，中華文明能夠綿延不斷髮展至今，鹽在其中發揮了重要作用。
我們的祖先也充分發揮了他們創造力和堅持不懈的精神，創造了用竹管和槓桿原理打出1000米鑽井的歷史奇蹟！自貢鹽井獲譽“第五大發明”實至名歸！
如果你有機會，也可以去四川省自貢市的“鹽業歷史博物館”和“燊海井”看看，一定會讓你歎為觀止！
▲自貢市鹽業歷史博物館
▲建國初年的自貢鹽井
▲20世紀初的自貢市碼頭，數以百計的運鹽船在伏羲河畔等著運鹽
▲重力驅動竹製管道。注意右側是升水系統。是不是有點像過山車？
作者魯超
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