Bušenje superduboke bušotine Kola. Najdublji bunar na zemlji - čuti otkucaje Zemljinog srca

Čuveni napušteni bunar nalazi se u Murmansk region u oblasti rude Pechenga, koja je poznata po nalazištima bakra i nikla. Najbliže naselje je grad Zapolarny, koji se nalazi 10 km od SG-3.

Kola superdeep - fotografija iz svemira

Kolski bunar je do danas najdublji na svetu. Njegova dubina je rekordnih 12.262 m, prečnik na površini je 92 cm, a na maksimalna dubina- 21,5 cm. glavni zadatak Bušotine SG-3 nisu istraživanje ili proizvodnja nafte, za razliku od drugih ultra dubokih bušotina, već isključivo istraživačke aktivnosti.

Naravno, izbor ovog udaljenog mjesta sa oštrom klimom nije slučajan. Prethodno je organizovana specijalna geološka ekspedicija koja je ukazala upravo na ovu tačku za izgradnju celokupne bušaće konstrukcije i naknadno bušenje bušotine. Cijela teritorija poluotoka ima mnogo naselja sa vrlo čudnim imenima: Novi Titan, Nikl, Liskun, Apatit, Magnetit itd. Ali u stvari, u tome nema ničeg čudnog, jer je poluostrvo samo ogromno skladište minerala. Važan zaključak ekspedicije bio je da je tokom miliona godina, destruktivnog dejstva vode, vetra i leda, površina Baltičkog štita izgledala kao da je bila „golija“ za najstarije kopnene formacije, koje su obično skrivene u ostala područja, zbog blaže klime i manje erozije. One. baš na ovom mestu su bušači imali prednost od 5-8 km u odnosu na poseku zemljine kore na kontinentu. Stoga, ako se ovdje buši bunar dubine 15 km, onda je to uporedivo sa 20-23 km na kontinentu.

Površinski slojevi zemljine kore do tada su bili veoma dobro proučeni u bušenju naftnih bušotina i proizvodnji nafte. A za vađenje minerala bile su dovoljne bušotine od oko 2000-3000 m. Ali SG-3 je imao sasvim drugačiji i veoma težak zadatak - da dostigne dubinu od 15 000 m. Nije bez razloga upoređivan sa priprema i let u svemir u smislu tehničke opremljenosti. I kako se pokazalo, sličnosti nisu samo u tome. Pa, više o tome kasnije. U to vrijeme nije bilo lako dobiti posao na bušotini, tamo su birani samo najbolji inženjeri i radnici. Svaki od njih dobio je stan i vrlo pristojnu platu, oko osam puta veću od specijalista u centralnom dijelu sindikata.

D. Guberman i akademik Timofeev razgovaraju o izgledima za bušenje

Od 20. veka u nauci je prihvaćeno da se Zemlja sastoji od kore, omotača i jezgra. A granice svih slojeva su utvrđene teoretski, tj. pretpostavljeno je da sloj granita ima dubinu od 3 km, a sloj bazalta počinje od dubine od 3 km. Naučnici su očekivali da će plašt pronaći na dubini od 15-18 km. Ali isto tako, SG-3 je uništio sve ove ideje i dao drugačije rezultate, na kojima naučnici rade do danas.

Bušenje je počelo 24. maja 1970. godine. Inače, vrijedi napomenuti da je glavni uvjet vlade bio korištenje samo vlastitih alata i opreme. Stoga je oprema za bušenje bila sovjetske proizvodnje poduzeća Uralmash. Prva faza bušenja izvedena je tipičnom bušaćom opremom, čija je maksimalna granica dubine 5.000 m, ali je na SG-3 uz njenu pomoć bilo moguće probiti se do dubine od 7.000 m, što je bilo jako dobro. rezultat. Sam proces bušenja do prve tačke na 7.000 m protekao je bez ikakvih vanrednih situacija, bušilica se lako nosila sa homogenim granitima i sav taj posao trajao je 4 godine.

Za nastavak dubokog bušenja bilo je potrebno obnoviti toranj za još jednu moćniju instalaciju i dovršiti njegovu instalaciju. Svi ovi radovi na obnovi trajali su oko godinu dana. Za sljedeću fazu bušenja, posebno je razvijen Uralmash-15000, koji je imao kardinalne razlike u uređaju. Kao prvo, automatizirano je podizanje i uranjanje bušilice sa stupom, a drugo, zahvaljujući novom dizajnu, nije se rotirao cijeli stup, već samo sam alat. Njegova rotacija je izvršena isporukom posebno dizajniranog rješenja. Sama kruna ima poseban dizajn, zbog čega su radnici povremeno uklanjali uzorke stijena u obliku cilindara, nazivaju se jezgrom. Zdrobljena stijena u procesu bušenja izlazi na površinu zajedno sa posebnim rješenjem. Zatim se otopina čisti i pokreće na novi način. Celokupni sklop kolone sa svrdlom i bušaćim fluidom ima masu od oko 200 tona.Cevi od kojih se sklapa kolona potrebne dužine izrađene su od legura aluminijuma. Bušenje na velikim dubinama je veoma složen tehnološki proces, a još više osvajanje novih dubina, pa se u tom procesu pojavilo mnogo problema koje su brzo i stručno rješavali najbolji specijalisti na stanici. Za spuštanje i podizanje bušaće kolone potrebno je jako dugo, oko 18 sati, a sam proces bušenja traje 4 sata. Dakle, na bušotini se radilo 24 sata dnevno u tri smjene.

Sljedeća faza bušenja sa dubine od 7.000 metara bila je iskomplikovana zbog labavih neravnih stijena, alat je konstantno skretao ka mekšim stijenama i proces se znatno usporio, ali je dolazilo do još neugodnijih situacija zbog oštećenja burgije i loma cijele bušilice string. Dakle, zbog nezgoda i gubitka alata, bilo je potrebno zacementirati ovo područje i započeti bušenje iz prethodnih faza. Do 6. juna 1979. oboren je rekord od 9583 metra koji je pripadao naftnoj bušotini Bert Rogers.

Do 1983. novi rekord dubine bušenja iznosio je 12.066 metara. Radovi na bušotini morali su biti privremeno obustavljeni zbog priprema za Međunarodni geološki kongres, koji je bio zakazan za 1984. godinu u Moskvi.

Nakon pauze 27. septembra 1984. godine nastavljeni su radovi na bušenju. Ali u prvoj fazi dogodila se nesreća - lom u koloni bušilicom. Specijalisti su izgubili 5 km cijevi. Svi pokušaji da se oprema izvuče iz bunara završili su neuspjehom. Zbog toga smo morali da počnemo da bušimo od 7000 m. I za 6 godina do 1990. nova bušotina je dostigla rekordnu visinu od 12 262 m. politička situacija u zemlji. Ali ova dubina ostaje rekordna!

Kola superdeep danas

Na kraju, 2008. godine, sve je konačno napušteno, bunar je zatvoren, dio opreme je demontiran, ostatak se s vremena na vrijeme uništava i od strane pljačkaša. Prema nekim izvještajima, za obnavljanje cjelokupne opreme i nastavak istraživačkog rada bit će potrebno oko 100 miliona rubalja, ali najvjerovatnije je to već nerealno.
Ispod je fotografija trenutnog stanja objekta

Za dobijanje Dodatne informacije pogledajte kratki film

Davne 1990. godine, u južnom dijelu Njemačke, grupa naučnika odlučila je da pogleda u utrobu naše planete na spoju dva tektonske ploče koji se sudario prije više od 300 miliona godina kada se kontinent formirao. Konačni cilj naučnika bio je izbušiti jednu od najdubljih bušotina na svijetu do 10 km.

U početku se pretpostavljalo da će bunar postati svojevrsni "teleskop", koji će pružiti priliku da saznate više o utrobi naše planete i pokušate saznati o Zemljinoj jezgri. Proces bušenja se odvijao u okviru programa Continental Deep Drilling i trajao je do oktobra 1994. godine, kada je zbog finansijski problemi program je morao biti otkazan.

Bušotina je nazvana Kontinentales Tiefbohrprogramm der Bundesrepublik, skraćeno KTB, a do zatvaranja programa bila je izbušena više od 9 km, što naučnicima nije dodavalo entuzijazam. Sam proces bušenja neće biti lak. Tokom 4 godine, naučnici, inženjeri i radnici morali su se suočiti sa čitavom gomilom teške situacije i prilično složene zadatke. Tako je, na primjer, bušilica morala proći kroz stijene zagrijane na temperaturu od oko 300 stepeni Celzijusa, ali čak i pod takvim uslovima, bušači su se ipak snašli hlađenjem bušotine tečnim vodonikom.

Međutim, i pored toga što je program bio skraćen, naučni eksperimenti nisu zaustavljeni i izvođeni su do kraja 1995. godine, a treba napomenuti da nisu bili uzaludni. Za to vrijeme bilo je moguće otkriti nove, prilično neočekivane činjenice o strukturi naše planete, sastavljene su nove karte raspodjele temperature i dobijeni podaci o raspodjeli seizmičkog tlaka, što je omogućilo izradu modela slojevite strukture gornji deo Zemljine površine.

Ipak, naučnici su najzanimljivije sačuvali za kraj. Holandski naučnik Lott Given, koji je zajedno sa inžinjerima akustike i naučnicima iz Istraživačkog centra za geofizička istraživanja (Nemačka) uradio ono o čemu su mnogi sanjali - skoro godine. bukvalno ove reči, "čuo je otkucaje srca" Zemlje. Da bi to uradili, on i njegov tim su morali da izvrše akustična merenja, sa kojima istraživačka grupa rekreirali zvukove koje smo mogli čuti na dubini od 9 kilometara. Međutim, sada možete čuti i ove zvukove.

Uprkos činjenici da je KTB na ovog trenutka koji se smatra najdubljim bunarom na svijetu, postoji nekoliko takvih bunara, koji su, međutim, već zapečaćeni. A među njima se izdvaja bunar koji je tokom svog postojanja stekao legende, a to je Kola ultra-duboko dobro-dobro, poznatije kao "Put u pakao". Za razliku od ostalih konkurenata KTB-a, bunar Kola je dostigao dubinu od 12,2 km i smatran je najdubljom bušotinom na svetu.

Njegovo bušenje počelo je 1970. godine u regiji Murmansk (Sovjetski Savez, sada Ruska Federacija), 10 kilometara zapadno od grada Zapolarnog. Tokom bušenja, bušotina je doživjela nekoliko nezgoda, uslijed kojih su radnici morali da betoniraju bunar i počnu bušiti sa znatno manje dubine i pod drugim uglom. Zanimljivo je da se upravo uz niz nesreća i promašaja koji opsjedaju grupu vezuje za razlog nastanka legende da je bunar izbušen do samog, da ni jedan nije pravi pakao.

Kako tekst legende kaže, nakon što su prešli prekretnicu od 12 km, naučnici su uz pomoć mikrofona uspjeli čuti zvukove vriska. Međutim, odlučili smo da nastavimo sa bušenjem i prilikom prolaska sledeće marke (14 km), iznenada smo naišli na praznine. Nakon što su naučnici spustili mikrofone, čuli su plač i stenjanje muškaraca i žena. I nakon nekog vremena dogodila se nesreća, nakon čega je odlučeno da se obustave radovi na bušenju

I, uprkos činjenici da je zaista došlo do nesreće, naučnici nisu čuli nikakav vrisak ljudi, a sva priča o demonima nije ništa drugo do fikcija, rekao je David Mironovič Guberman, jedan od autora projekta, pod čijim vođstvom izvršeno je bušenje bunara.

Nakon još jedne nesreće 1990. godine, na dubini od 12.262 metra, bušenje je završeno, a 2008. godine projekat je napušten, a oprema je demontirana. Dvije godine kasnije, 2010. godine, bunar je zatvoren.

Treba napomenuti da su projekti kao što su bušenje bunara KTV i Kola trenutno za geologe jedini način i mogućnost istraživanja utrobe planete.

Danas su naučna istraživanja čovječanstva dosegla granice Sunčevog sistema: spustili smo letjelice na planete, njihove satelite, asteroide, komete, poslali misije u Kajperov pojas i prešli granicu heliopauze. Uz pomoć teleskopa vidimo događaje koji su se odigrali prije 13 milijardi godina – kada je svemir bio star samo nekoliko stotina miliona godina. U tom kontekstu, zanimljivo je procijeniti koliko dobro poznajemo našu Zemlju. Najbolji način upoznaj je unutrašnja struktura- izbušite bunar: što dublje, to bolje. Najdublji bunar na Zemlji je Kola Superdeep, ili SG-3. Godine 1990. njegova dubina je dostigla 12 kilometara 262 metra. Ako uporedimo ovu cifru sa radijusom naše planete, ispada da je to samo 0,2 posto puta do centra Zemlje. Ali i to se pokazalo dovoljnim da se preokrenu ideje o strukturi zemljine kore.

Ako zamislite bunar kao šaht kroz koji se liftom možete spustiti u samu utrobu zemlje, ili barem nekoliko kilometara, onda to uopće nije slučaj. Prečnik alata za bušenje kojim su inženjeri napravili bunar bio je samo 21,4 centimetra. Gornji dio bunara od dva kilometra je malo širi - proširen je na 39,4 centimetra, ali i dalje nema načina da čovjek do njega dođe. Da zamislimo proporcije bunara, najbolja analogija bi bila šivaća igla od 57 metara prečnika 1 milimetar, malo deblja na jednom kraju.

Pa shema

Ali ova prezentacija će biti pojednostavljena. Tokom bušenja na bušotini se dogodilo nekoliko nesreća - dio bušaće kolone je završio pod zemljom bez mogućnosti vađenja. Stoga je nekoliko puta bunar pokretan iznova, sa oznaka od sedam i devet kilometara. Postoje četiri velike grane i desetak manjih. Glavne grane imaju različite maksimalne dubine: dva prelaze granicu od 12 kilometara, još dva ne dosežu je samo 200-400 metara. Imajte na umu da je dubina Marijanske brazde jedan kilometar manja - 10.994 metara u odnosu na nivo mora.

Horizontalna (lijevo) i vertikalna projekcija putanja SG-3

Yu.N. Yakovlev et al. / Bilten Kolskog naučni centar RAS, 2014

Štaviše, bilo bi pogrešno shvatiti bunar kao odvojak. Zbog činjenice da na različitim dubinama stijene imaju različita mehanička svojstva, bušilica je tokom rada odstupila na manje guste površine. Stoga, u velikoj mjeri, profil Kola Superdeep izgleda kao blago zakrivljena žica s nekoliko grana.

Približavajući se danas bunaru, videćemo samo gornji dio- metalni otvor pričvršćen na usta sa dvanaest masivnih vijaka. Natpis na njemu je napravljen greškom, tačna dubina je 12.262 metra.

Kako je izbušena duboka bušotina?

Za početak, treba napomenuti da je SG-3 prvobitno zamišljen posebno u naučne svrhe. Istraživači su izabrali da izbuše mesto gde su drevne stene izašle na površinu zemlje - staro i do tri milijarde godina. Jedan od argumenata u istraživanju bio je da su mlade sedimentne stijene dobro proučene tokom proizvodnje nafte, te da još niko nije izbušio duboko u drevne slojeve. Pored toga, postojala su i velika nalazišta bakra i nikla čije bi istraživanje koristan dodatak naučnoj misiji bunara.

Bušenje je počelo 1970. Prvi dio bušotine izbušen je serijskom opremom Uralmash-4E - obično se koristila za bušenje naftnih bušotina. Modifikacija instalacije omogućila je dostizanje dubine od 7 kilometara i 263 metra. Trebalo je četiri godine. Tada je instalacija promijenjena u "Uralmash-15000", nazvanu po planiranoj dubini bunara - 15 kilometara. Nova oprema za bušenje dizajnirana je posebno za Kola Superdeep: bušenje na tako velikim dubinama zahtijevalo je ozbiljno usavršavanje opreme i materijala. Na primjer, težina same bušaće kolone na dubini od 15 kilometara dostigla je 200 tona. Sama instalacija mogla je podići teret do 400 tona.

Bušaća kolona se sastoji od cijevi povezanih jedna s drugom. Uz njegovu pomoć, inženjeri spuštaju alat za bušenje na dno bušotine, a on također osigurava njegov rad. Na kraju stuba postavljene su specijalne turbobušilice od 46 metara koje su pokretane mlazom vode sa površine. Omogućili su rotaciju alata za drobljenje kamena odvojeno od cijele kolone.

Bitovi kojima je bušaća traka urezana u granit izazivaju asocijacije na futurističke detalje iz robota - nekoliko rotirajućih šiljastih diskova povezanih s turbinom odozgo. Jedna takva svrdla bila je dovoljna za samo četiri sata rada - to otprilike odgovara prolazu od 7-10 metara, nakon čega se cijela bušaća kolona mora podići, rastaviti i zatim ponovno spustiti. Sami stalni spuštanja i usponi trajali su i do 8 sati.

Čak su i cijevi za stup u Kola Superdeep morale koristiti neobične. Na dubini se temperatura i tlak postepeno povećavaju, a, kako kažu inženjeri, na temperaturama iznad 150-160 stupnjeva, čelik serijskih cijevi omekšava i lošije drži višetonska opterećenja - zbog toga postoji vjerojatnost opasnih deformacija i loma kolona se povećava. Stoga su programeri odabrali lakše i toplinski otporne aluminijske legure. Svaka od cijevi imala je dužinu od oko 33 metra i prečnik od oko 20 centimetara - malo uže od samog bunara.

Međutim, čak ni posebno dizajnirani materijali nisu mogli izdržati uvjete bušenja. Nakon prve dionice od sedam kilometara, bilo je potrebno skoro deset godina i više od 50 kilometara cijevi da se dalje izbuši do oznake od 12.000 metara. Inženjeri su se suočili s činjenicom da su ispod sedam kilometara stijene postale manje guste i polomljene - viskozne za bušenje. Osim toga, sama bušotina je izobličila svoj oblik i postala eliptična. Kao rezultat toga, niz je nekoliko puta pucao i, nesposobni da je podignu nazad, inženjeri su bili primorani da betoniraju granu bunara i ponovo prođu kroz bušotinu, gubeći godine rada.

Jedna od ovih velikih nesreća primorala je bušače 1984. da zabetoniraju granu bunara koja je dostigla dubinu od 12.066 metara. Bušenje je moralo biti ponovo pokrenuto od oznake od 7 kilometara. Tome je prethodila pauza u radu na bušotini - u tom trenutku je deklasifikovano postojanje SG-3, a u Moskvi je održan međunarodni geološki kongres Geoexpo, čiji su delegati posetili objekat.

Prema riječima očevidaca nesreće, nakon nastavka radova, kolona je izbušila bunar devet metara niže. Nakon četiri sata bušenja, radnici su se pripremili da podignu kolonu nazad, ali ona "nije išla". Bušači su odlučili da se cijev negdje "zalijepi" za zidove bunara i povećala snagu dizanja. Obim posla je drastično smanjen. Postepeno rastavljajući žicu na svijeće od 33 metra, radnici su stigli do sljedećeg segmenta, koji je završio s neravnom donjom ivicom: turbobušilica i još pet kilometara cijevi ostali su u bušotini, nisu se mogli podići.

Bušači su uspjeli ponovo doći do granice od 12 kilometara tek 1990. godine, a istovremeno je postavljen i rekord ronjenja - 12.262 metra. Zatim je došlo do nove nesreće, a od 1994. godine radovi na bušotini su obustavljeni.

Naučna misija ultra-dubokog

Obrazac seizmičkih ispitivanja na SG-3

"Kola superdeep" Ministarstvo geologije SSSR-a, izdavačka kuća "Nedra", 1984.

Bušotina je istražena čitavim nizom geoloških i geofizičkih metoda, počevši od prikupljanja jezgra (stub stijena koji odgovara datim dubinama) do radijacijskih i seizmoloških mjerenja. Na primjer, jezgro je uzeto pomoću prijemnika jezgra s posebnim bušilicama - izgledaju kao cijevi s nazubljenim rubovima. U sredini ovih cijevi nalaze se rupe od 6-7 centimetara u koje ulazi stijena.

Ali čak i s ovom naizgled jednostavnom (osim potrebe da se ovo jezgro podigne sa mnogo kilometara dubine) tehnike, pojavile su se poteškoće. Zbog tečnosti za bušenje - iste one koja je pokrenula bušilicu - jezgro je bilo zasićeno tečnošću i promenilo svoja svojstva. Pored toga, uslovi u dubini i na površini zemlje su veoma različiti - uzorci su napukli od razlike pritiska.

Na različitim dubinama, prinos jezgre je bio veoma različit. Ako je na pet kilometara od segmenta od 100 metara bilo moguće računati na 30 centimetara jezgre, onda su na dubinama većim od devet kilometara, umjesto stupa stijena, geolozi dobili set podložaka od guste stijene.

Mikrofotografija stijena podignutih sa dubine od 8028 metara

"Kola superdeep" Ministarstvo geologije SSSR-a, izdavačka kuća "Nedra", 1984.

Proučavanja materijala izvučenog iz bunara dovela su do nekoliko važnih zaključaka. Prvo, struktura zemljine kore ne može se pojednostaviti na sastav od nekoliko slojeva. Na to su ranije ukazali seizmološki podaci - geofizičari su vidjeli valove koji kao da se odbijaju od glatke granice. Studije na SG-3 su pokazale da se takva vidljivost može javiti i kod složenog rasporeda stijena.

Ova pretpostavka je uticala na dizajn bunara - naučnici su očekivali da će na dubini od sedam kilometara okno ući u bazaltne stijene, ali se nisu sreli ni na 12 kilometara. No, umjesto bazalta, geolozi su otkrili stijene koje su imale veliki broj pukotina i malu gustinu, što se uopće nije moglo očekivati ​​s mnogo kilometara dubine. Štaviše, bilo je tragova u pukotinama podzemne vode- čak su i sugestije da su nastali direktnom reakcijom kiseonika i vodonika u debljini Zemlje.

Među naučnim rezultatima bilo je i primijenjenih - na primjer, na malim dubinama, geolozi su pronašli horizont ruda bakra i nikla pogodnog za rudarenje. A na dubini od 9,5 kilometara otkriven je sloj geohemijske anomalije zlata - mikrometarska zrna prirodnog zlata bila su prisutna u stijeni. Koncentracije su dostigle gram po toni kamena. Međutim, malo je vjerovatno da će rudarenje s takve dubine ikada biti isplativo. Ali samo postojanje i svojstva zlatonosnog sloja omogućili su razjašnjavanje modela evolucije minerala - petrogeneze.

Odvojeno, potrebno je govoriti o studijama temperaturnih gradijenta i zračenja. Za takve eksperimente koriste se instrumenti u bušotini, koji se spuštaju na žičane kablove. Veliki problem je bio osigurati njihovu sinhronizaciju sa zemaljskom opremom, kao i osigurati rad na velikim dubinama. Primjerice, poteškoće su nastale činjenicom da su kablovi, u dužini od 12 kilometara, bili razvučeni za oko 20 metara, što bi moglo uvelike umanjiti tačnost podataka. Kako bi to izbjegli, geofizičari su morali stvoriti nove metode za obilježavanje udaljenosti.

Većina komercijalnih alata nije bila dizajnirana za rad u teškim uslovima nižih slojeva bunara. Stoga su naučnici za istraživanja na velikim dubinama koristili opremu dizajniranu posebno za Kola Superdeep.

Najvažniji rezultat geotermalnih istraživanja su mnogo veći temperaturni gradijenti nego što se očekivalo. U blizini površine, stopa porasta temperature iznosila je 11 stepeni po kilometru, na dubini od dva kilometra - 14 stepeni po kilometru. U intervalu od 2,2 do 7,5 kilometara temperatura je rasla brzinom od 24 stepena po kilometru, iako postojeći modeli predvidjela vrijednost jedan i po puta manju. Kao rezultat toga, već na dubini od pet kilometara instrumenti su zabilježili temperaturu od 70 stepeni Celzijusa, a za 12 kilometara ova vrijednost je dostigla 220 stepeni Celzijusa.

Pokazalo se da se bunar Kola Superdeep razlikuje od drugih bušotina - na primjer, kada su analizirali oslobađanje topline stijena ukrajinskog kristalnog štita i batolita Sijera Nevade, geolozi su pokazali da se oslobađanje topline smanjuje s dubinom. U SG-3 je, naprotiv, porastao. Štaviše, mjerenja su pokazala da je glavni izvor topline, koji daje 45-55 posto toplotni tok, je raspad radioaktivnih elemenata.

Unatoč činjenici da se dubina bunara čini kolosalna, ne doseže ni trećinu debljine zemljine kore u Baltičkom štitu. Geolozi procjenjuju da se osnova zemljine kore na ovom području nalazi oko 40 kilometara ispod zemlje. Dakle, čak i da je SG-3 stigao do planirane granice od 15 kilometara, mi ipak ne bismo stigli do plašta.

Tako ambiciozan zadatak postavili su američki naučnici razvijajući Mohol projekat. Geolozi su planirali doći do granice Mohorovichicha - podzemnog područja u kojem dolazi do nagle promjene brzine širenja zvučni talasi. Vjeruje se da je povezan s granicom između kore i plašta. Vrijedi napomenuti da su bušači odabrali dno oceana u blizini ostrva Guadalupe kao mjesto za bušotinu - udaljenost do granice bila je samo nekoliko kilometara. Međutim, sama dubina okeana je ovdje dosegla 3,5 kilometara, što je značajno zakompliciralo radove na bušenju. Prvi testovi 1960-ih omogućili su geolozima da izbuše rupe od samo 183 metra.

Nedavno su napravljeni planovi za oživljavanje projekta dubokog okeanskog bušenja uz pomoć broda za istražno bušenje JOIDES Resolution. Kao novi cilj, geolozi su odabrali tačku u Indijskom okeanu, nedaleko od Afrike. Dubina granice Mohorovičića je samo oko 2,5 kilometara. U decembru 2015. - januaru 2016. geolozi su uspjeli izbušiti bunar dubine 789 metara - peti po veličini u svijetu podvodnih bunara. Ali ova vrijednost je samo polovina onoga što je bilo potrebno u prvoj fazi. Ipak, tim planira da se vrati i završi započeto.

***

0,2 posto puta do centra Zemlje - nije tako impresivno u poređenju sa skalom Svemirsko putovanje. Međutim, treba imati na umu da granica Sunčevog sistema ne prolazi duž orbite Neptuna (pa čak ni Kuiperovog pojasa). Gravitacija Sunca prevladava nad zvjezdanom do udaljenosti od dvije svjetlosne godine od zvijezde. Dakle, ako sve pažljivo izračunate, ispada da je i Voyager 2 preletio samo desetinu procenta puta do periferije našeg sistema.

Stoga, nemojte biti uznemireni zbog toga koliko malo poznajemo "unutrašnjost" naše planete. Geolozi imaju svoje teleskope - seizmička istraživanja - i svoje ambiciozne planove za osvajanje utrobe. I ako su astronomi već uspjeli dodirnuti čvrsti dio nebeska tela in Solarni sistem, onda geolozima čekaju sve najzanimljivije stvari.

Vladimir Korolev

Kandidat tehničke nauke A. OSADCHY

Stotine hiljada bunara izbušene su u zemljinoj kori tokom poslednjih decenija prošlog veka. I to nije iznenađujuće, jer je traženje i vađenje minerala u naše vrijeme neizbježno povezano s dubokim bušenjem. Ali među svim tim bunarima postoji samo jedan na planeti - legendarni Kola Superdeep (SG), čija je dubina još uvijek neprevaziđena - više od dvanaest kilometara. Osim toga, SG je jedan od rijetkih koji je izbušen ne radi istraživanja ili rudarenja, već čisto naučne svrhe: proučavati najstarije stijene naše planete i naučiti tajne procesa koji se u njima odvijaju.

Geolozi V. Lanev (lijevo) i Yu. Smirnov ispituju uzorke jezgra.

Bušilice. Potpuno isti, ali upravo onaj koji je korišten pri bušenju na dubini od 12 km, postao je eksponat na Međunarodnom geološkom kongresu 1984. godine.

Na ovoj udici, niz cijevi se spuštao i podizao. Na lijevoj strani - u korpi - nalaze se cijevi od 33 metra pripremljene za spuštanje - "svijeće".

Kola super dubok bunar.

Pojedinačni uzorci jezgra.

Jedinstveno skladište za jezgro, gdje su na policama u kutijama strogi red, numerisane, položene su jezgre čitave bušotine od dvanaest kilometara.

Takve značke su s ponosom nosili svi koji su radili za SG.

Danas se na Kola Superdeep ne vrši bušenje, obustavljeno je 1992. godine. SG nije bio prvi i ne jedini u programu proučavanja dubinske strukture Zemlje. Od stranih bunara, tri su dostigla dubine od 9,1 do 9,6 km. Planirano je da jedan od njih (u Njemačkoj) nadmaši Kolu. Međutim, bušenje na sva tri, kao i na SG, obustavljeno je zbog nesreća i iz tehničkih razloga se još ne može nastaviti.

Vidi se da se ne uzalud zadaci bušenja ultra dubokih bušotina upoređuju po složenosti sa letom u svemir, sa dugotrajnom svemirskom ekspedicijom na drugu planetu. Uzorci stijena izvađeni iz unutrašnjosti Zemlje nisu ništa manje zanimljivi od uzoraka lunarnog tla. Tlo koje je isporučio sovjetski lunarni rover proučavano je na raznim institutima, uključujući Kola naučni centar. Ispostavilo se da sastav mjesečevog tla gotovo u potpunosti odgovara stijenama izvađenim Kola bunar sa dubine od oko 3 km.

IZBOR MJESTA I PROGNOZA

Za bušenje SG stvorena je posebna istražna ekspedicija (Kola GRE). Mjesto bušenja, naravno, također nije slučajno odabrano - Baltički štit u tom području Kola Peninsula. Ovdje na površinu izlaze najstarije magmatske stijene stare oko 3 milijarde godina (a Zemlja je stara samo 4,5 milijardi godina). Zanimljivo je bilo bušiti najstarije magmatske stijene, zbog debljine sedimentnih stijena do dubine od 8 km već su dobro proučeni u proizvodnji nafte. A u magmatskim stijenama tokom rudarenja obično dobiju samo 1-2 km. Odabir mjesta za SG olakšala je i činjenica da se ovdje nalazi pečeneško korito - ogromna zdjelasta struktura, kao da je utisnuta u drevne stijene. Njegovo porijeklo je povezano s dubokim rasjedom. I tu se nalaze velika nalazišta bakra i nikla. A zadaci koji su dodijeljeni geološkoj ekspediciji Kola uključivali su identifikaciju niza karakteristika geološki procesi i pojave, uključujući formiranje rude, kako bi se utvrdila priroda granica koje razdvajaju slojeve u kontinentalnoj kori, kako bi se prikupili podaci o sastav materijala i psihičko stanje stijene.

Prije bušenja napravljen je dio zemljine kore na osnovu seizmoloških podataka. On je poslužio kao prognoza za pojavu takvih zemljani slojevi da je bunar prešao. Pretpostavljalo se da se niz granita proteže do dubine od 5 km, nakon čega su se očekivale čvršće i drevnije bazaltne stijene.

Dakle, za mjesto bušenja odabran je sjeverozapad poluotoka Kola, 10 km od grada Zapolarnog, nedaleko od naše granice sa Norveškom. Zapolarny je mali grad koji je izrastao pedesetih godina pored fabrike nikla. Među brdovitom tundrom na brežuljku koje su raznijeli svi vjetrovi i snježne mećave, nalazi se "kvadrat" čija se svaka strana sastoji od sedam petospratnica. Unutra se nalaze dvije ulice, na njihovoj raskrsnici je trg na kojem se nalaze Dom kulture i hotel. Kilometar od grada, iza jaruge, vide se zgrade i visoki dimnjaci niklare, iza nje, uz planinsku padinu, tamne se deponije kamena iz najbližeg kamenoloma. U blizini grada postoji autoput do grada Nikel i do malog jezera, na čijoj je drugoj strani već Norveška.

Zemlja tih mjesta u izobilju čuva tragove poslednji rat. Kada idete autobusom od Murmanska do Zapolarnog, prelazite malu rijeku otprilike na pola puta Zapadno lice, na njenoj obali spomen-obelisk. Ovo je jedino mjesto u cijeloj Rusiji gdje je front stajao nepomično tokom rata od 1941. do 1944. godine, naslonjen na Barencovo more. Iako su se sve vreme vodile žestoke borbe i gubici na obe strane su bili ogromni. Nijemci su bezuspješno pokušavali da se probiju do Murmanska, jedine luke na našem sjeveru bez leda. Zima 1944 Sovjetske trupe uspeo da probije front.

Od Zapolarnog do Superdeep-a - 10 km. Cesta ide pored fabrike, pa uz rub kamenoloma pa se penje uzbrdo. Iz prolaza se otvara mali bazen u koji je ugrađena bušaća oprema. Njegova visina je od dvadesetospratnice. "Smjenski radnici" su dolazili ovamo iz Zapolarnog u svaku smjenu. Ukupno je na ekspediciji radilo oko 3.000 ljudi, živeli su u gradu u dve kuće. Rompanje nekih mehanizama čulo se danonoćno sa opreme za bušenje. Tišina je značila da je iz nekog razloga došlo do prekida u bušenju. Zimi, tokom duge polarne noći - a ona tamo traje od 23. novembra do 23. januara - cijela bušaća platforma bila je osvijetljena svjetlima. Često im je dodavana svjetlost aurore.

Malo o osoblju. Dobar, visokokvalifikovan tim radnika okupljen u geološko-istraživačkoj ekspediciji Kola, stvorenoj za bušenje. D. Huberman je skoro uvek bio na čelu GRE, talentovan vođa koji je birao tim. Za bušenje je bio odgovoran glavni inženjer I. Vasilchenko. Postrojenjem je komandovao A. Batishchev, koga su svi zvali jednostavno Lekha. V. Laney je bio zadužen za geologiju, a Yu. Kuznetsov za geofiziku. Ogroman posao na obradi jezgra i stvaranju skladišta jezgra obavio je geolog Yu. Smirnov - onaj koji je imao "njegovani ormarić", o kojem ćemo kasnije pričati. Više od 10 istraživačkih instituta učestvovalo je u istraživanju SG. Tim je imao i svoje "kulibine" i "ljevoruke" (posebno se istakao S. Cerikovsky), koji su izmišljali i proizvodili razne uređaje, ponekad im omogućavajući da se izvuku iz najtežih, naizgled beznadežnih situacija. Oni su sami stvorili mnoge od potrebnih mehanizama ovdje u dobro opremljenim radionicama.

ISTORIJA BUŠENJA

Bušenje bunara počelo je 1970. godine. Potonuće na dubinu od 7263 m trajalo je 4 godine. Pokretan je serijskom instalacijom, koja se obično koristi u vađenju nafte i plina. Zbog stalnih vjetrova i hladnoće cijela kula je morala biti do vrha ograđena drvenim štitovima. U suprotnom, jednostavno je nemoguće da radi neko ko mora stajati na vrhu prilikom podizanja cijevnog niza.

Zatim je uslijedila jednogodišnja pauza povezana s izgradnjom nove dizalice i ugradnjom posebno dizajnirane bušaće opreme - "Uralmash-15000". Uz njenu pomoć izvršena su sva daljnja ultra-duboka bušenja. Nova instalacija ima snažniju automatizovanu opremu. Korišteno je turbinsko bušenje - to je kada se ne okreće cijela kolona, ​​već samo glava bušilice. Tečnost za bušenje je dovođena kroz kolonu pod pritiskom, koji je rotirao višestepenu turbinu ispod. Ukupna dužina joj je 46 m. ​​Turbina se završava bušaćom glavom prečnika 214 mm (često se naziva krunom), koja ima prstenasti oblik, pa u sredini ostaje nebušeni stub stene - jezgro prečnika 60 mm. Kroz sve sekcije turbine prolazi cijev - prijemnik jezgra, gdje se skupljaju stupovi minirane stijene. Zdrobljena stijena se zajedno sa bušaćim fluidom nosi uzduž bušotine na površinu.

Masa kolone uronjene u bušotinu sa tekućinom za bušenje je oko 200 tona. Ovo unatoč činjenici da su korištene posebno dizajnirane cijevi od lakih legura. Ako je stup napravljen od običnih čeličnih cijevi, slomit će se od vlastite težine.

Mnogo je poteškoća, ponekad potpuno neočekivanih, u procesu bušenja na velikim dubinama i odabiru jezgara.

Proboj u jednom izletu, određen istrošenošću bušaće glave, obično je 7-10 m. (Izlet, ili ciklus, je spuštanje niza sa turbinom i alatom za bušenje, stvarno bušenje i potpuni uspon niza.) Samo bušenje traje 4 sata. A spuštanje i uspon 12-kilometarske kolone traje 18 sati. Prilikom dizanja, struna se automatski rastavlja na sekcije (stalke) dužine 33 m. U prosjeku se mjesečno buši 60 m. Za bušenje zadnjih 5 km bušotine utrošeno je 50 km cijevi. Tako su istrošene.

Do dubine od oko 7 km, bušotina je prelazila jake, relativno homogene stijene, pa je stoga bušotina bila ravna, skoro pa je odgovarala prečniku glave bušotine. Rad je napredovao, moglo bi se reći, mirno. Međutim, na dubini od 7 km otišla je manje jaka pukotina, protkana malim vrlo tvrdim naslagama stijena - gnajsima, amfibolitima. Bušenje je postalo teže. Trunk prihvaćen ovalnog oblika, pojavile su se mnoge pećine. Nesreće su učestale.

Na slici je prikazana početna prognoza geološkog presjeka i ona napravljena na osnovu podataka bušenja. Zanimljivo je napomenuti (kolona B) da je nagib formacije duž bušotine oko 50 stepeni. Dakle, jasno je da stijene ispresijecane bunarom izlaze na površinu. Tu se može prisjetiti već spomenutog "njegovanog ormarića" geologa Y. Smirnova. Tamo je sa jedne strane imao uzorke dobijene iz bušotine, a sa druge uzete na površini na toj udaljenosti od bušaće platforme, gde se odgovarajući sloj uzdiže. Podudarnost pasmina je gotovo potpuna.

1983. godinu obilježio je dosad nenadmašan rekord: dubina bušenja premašila je 12 km. Radovi su obustavljeni.

Bližio se Međunarodni geološki kongres koji je, prema planu, održan u Moskvi. Za to se pripremala izložba Geoexpo. Odlučeno je ne samo da se pročitaju izvještaji o postignutim rezultatima na SG, već i da se učesnicima kongresa pokažu radovi u naturi i izvađeni uzorci stijena. Za kongres je objavljena monografija "Kola Superdeep".

Na izložbi Geoexpo bio je veliki štand posvećen radu SG i najvažnijem - postizanju rekordne dubine. Postojali su impresivni grafikoni koji govore o tehnici i tehnologiji bušenja, uzorci miniranih stijena, fotografije opreme i tima na radu. Ali najviše pažnje Učesnike i goste kongresa privukao je jedan netradicionalni detalj za izložbeni prikaz: najobičnija i već pomalo zarđala glava burgije sa istrošenim karbidnim zubima. Na etiketi je pisalo da je upravo ona korištena prilikom bušenja na dubini većoj od 12 km. Ova glava bušilice zadivila je čak i stručnjake. Vjerovatno su svi nehotice očekivali da će vidjeti nekakvo čudo tehnologije, možda s dijamantskom opremom... A još nisu znali da je na SG pored bušaće platforme sastavljena velika gomila potpuno istih već zarđalih glava za bušenje: na kraju krajeva, morali su biti zamijenjeni novima na svakih 7-8 metara izbušenih.

Mnogi kongresni delegati hteli su da svojim očima vide jedinstvenu platformu za bušenje na poluostrvu Kola i uvere se da je u Uniji zaista postignuta rekordna dubina bušenja. Takav odlazak se desio. Tamo je na licu mjesta održan sastanak kongresne sekcije. Delegatima je pokazana oprema za bušenje, dok su podizali konopac iz bušotine, odvajajući od nje 33-metarske dionice. Fotografije i članci o SG objavljeni su u novinama i časopisima u gotovo svim zemljama svijeta. Izdata je poštanska marka, organizovano posebno poništenje koverata. Neću navoditi imena dobitnika raznih nagrada i nagrađenih za svoj rad...

Ali praznici su prošli, morali smo da nastavimo sa bušenjem. I počelo je sa najveća nesreća na prvom letu 27. septembra 1984. - "crni datum" u istoriji SG. Bunar ne prašta kada je dugo ostavljen bez nadzora. Za vrijeme dok nije izvršeno bušenje, na zidovima su se neizbježno dešavale promjene, one koje nisu bile pričvršćene čeličnom cementnom cijevi.

U početku je sve išlo glatko. Bušači su izvodili svoje uobičajene operacije: jedan po jedan spuštali dijelove bušaće kolone, do posljednjeg, gornjeg, spajali dovodnu cijev bušaće tekućine, uključivali pumpe. Počeli smo da bušimo. Instrumenti na konzoli ispred operatera su pokazivali normalan način rada (broj obrtaja bušaće glave, njen pritisak na stenu, protok fluida za rotaciju turbine itd.).

Izbušivši još jedan segment od 9 metara na dubini većoj od 12 km, što je trajalo 4 sata, došli su do dubine od 12.066 km. Pripremite se za uspon kolone. Pokušali smo. Ne ide. Na takvim dubinama, "slijepljenje" je uočeno više puta. Tada se čini da se neki dio stupa zalijepi za zidove (možda se nešto srušilo odozgo, pa se malo zaglavilo). Da bi se stub pomerio sa svog mesta, potrebna je sila koja prelazi njegovu težinu (oko 200 tona). Tako je i ovaj put, ali kolona se nije pomjerila. Dodali smo malo truda, a strelica uređaja naglo je usporila očitavanja. Kolona je postala mnogo lakša, nije moglo doći do takvog gubitka težine tokom normalnog toka operacije. Počeli smo da se dižemo: jedan po jedan, dijelovi su se odvrtali jedan za drugim. Prilikom posljednjeg uspona o kuku je visio skraćeni komad cijevi s neravnim donjim rubom. To je značilo da je u bušotini ostalo ne samo turbobušotina, već i 5 km bušaćih cijevi...

Sedam meseci pokušavam da ih dobijem. Uostalom, izgubili smo ne samo 5 km cijevi, već i rezultate petogodišnjeg rada.

Tada su zaustavljeni svi pokušaji povratka izgubljenog i ponovo su počeli bušiti sa dubine od 7 km. Moram reći da su upravo nakon sedmog kilometra ovdašnji geološki uslovi posebno teški za rad. Tehnologija bušenja svakog koraka razrađena je pokušajima i greškama. A počevši od dubine od oko 10 km - još teže. Bušenje, rad opreme i opreme su na granici.

Stoga se nesreće ovdje moraju očekivati ​​svakog trenutka. Spremaju se za njih. Unaprijed se promišljaju metode i sredstva za njihovo uklanjanje. Tipična složena nesreća je lom bušaćeg sklopa zajedno sa dijelom bušaće kolone. Glavni način eliminacije je napraviti izbočinu neposredno iznad izgubljenog dijela i sa tog mjesta izbušiti novu obilaznu rupu. U bušotini je izbušeno ukupno 12 takvih obilaznih rupa. Četiri od njih su dugačke od 2200 do 5000 m. Glavni trošak ovakvih nesreća su godine izgubljenog rada.

Samo u svakodnevnom pogledu, bunar je vertikalna "rupa" od površine zemlje do dna. U stvarnosti, to je daleko od slučaja. Pogotovo ako je bunar ultra dubok i prelazi nagnute šavove različite gustoće. Tada se čini da vijuga, jer burgija stalno odstupa prema manje izdržljivim stijenama. Nakon svakog mjerenja, koje pokazuje da je nagib bunara veći od dozvoljenog, mora se pokušati "vratiti na svoje mjesto". Da biste to učinili, zajedno s alatom za bušenje, spuštaju se posebni "deflektori" koji pomažu u smanjenju kuta nagiba bušotine tijekom bušenja. Nesreće se često dešavaju gubitkom alata za bušenje i dijelova cijevi. Nakon toga, potrebno je napraviti novi prtljažnik, kao što smo već rekli, odmaknuti se. Zato zamislite kako bunar izgleda u zemlji: nešto poput korijena džinovske biljke razgranate u dubini.

To je razlog posebnog trajanja posljednje faze bušenja.

Nakon najveće nesreće - "crnog datuma" 1984. godine - ponovo su se približili dubini od 12 km tek nakon 6 godina. Godine 1990. dostignut je maksimum - 12.262 km. Nakon još nekoliko nezgoda, bili smo uvjereni da ne možemo dublje. Sve mogućnosti moderna tehnologija iscrpljen. Činilo se kao da Zemlja više ne želi da otkriva svoje tajne. Bušenje je prekinuto 1992. godine.

ISTRAŽIVAČKI RAD. CILJEVI I METODE

Jedan od vrlo važnih ciljeva bušenja bio je da se dobije jezgro uzoraka stijena duž cijele dužine bušotine. I ovaj zadatak je završen. Najduže jezgro na svijetu označeno je kao ravnalo u metrima i postavljeno odgovarajućim redoslijedom u kutije. Broj kutije i brojevi uzoraka navedeni su na vrhu. Na zalihama ima skoro 900 takvih kutija.

Sada ostaje samo proučiti jezgro, koje je zaista neophodno u određivanju strukture stijene, njenog sastava, svojstava i starosti.

Ali uzorak stijene podignut na površinu ima drugačija svojstva nego u masivu. Ovdje, na vrhu, on je oslobođen ogromnih mehaničkih naprezanja koji postoje na dubini. Tokom bušenja je napukao i postao zasićen isplakom. Čak i ako se duboki uslovi ponovo kreiraju u posebnoj komori, parametri mereni na uzorku i dalje se razlikuju od onih u nizu. I još jedan mali "hack": na svakih 100 m izbušenog bunara ne dobije se 100 m jezgre. Na SG sa dubina većih od 5 km, prosječni oporavak jezgre iznosio je samo oko 30%, a s dubina većih od 9 km to su ponekad bile samo pojedinačne ploče debljine 2-3 cm, što odgovara najtrajnijim međuslojevima.

Dakle, jezgro uzeto na SG iz bunara ne daje potpune informacije o dubokim stenama.

Bušotine su bušene u naučne svrhe, pa je korišćen čitav niz savremenih metoda istraživanja. Osim vađenja jezgra, nužno su se provodila i istraživanja svojstava stijena u njihovoj prirodnoj pojavi. Tehničko stanje bunara je stalno praćeno. Izmjerili temperaturu u cijelom prtljažniku, prirodna radioaktivnost- gama zračenje, indukovana radioaktivnost nakon pulsnog neutronskog zračenja, električna i magnetna svojstva stijena, brzina širenja elastičnog talasa, proučavan sastav gasova u bušotinskom fluidu.

Na dubini od 7 km korišteni su serijski instrumenti. Radite na velikim dubinama i na više visoke temperature zahtijevalo stvaranje posebnih uređaja otpornih na toplinu i pritisak. Posebne poteškoće nastale su tokom posljednje faze bušenja; kada se temperatura u bušotini približila 200 ° C, a pritisak premašio 1000 atmosfera, serijski uređaji više nisu mogli raditi. U pomoć su priskočili geofizički projektni biroi i specijalizirane laboratorije nekoliko istraživačkih instituta, koji su proizveli pojedinačne primjerke instrumenata otpornih na termički pritisak. Tako su sve vrijeme radili samo na domaćoj opremi.

Jednom riječju, bunar je dovoljno detaljno istražen do cijele dubine. Studije su rađene u fazama, otprilike jednom godišnje, nakon produbljivanja bunara za 1 km. Svaki put nakon toga ocjenjivana je pouzdanost primljenih materijala. Odgovarajući proračuni omogućili su određivanje parametara određene pasmine. Otkrili smo određenu izmjenu slojeva i već smo znali na koje stijene su pećine ograničene i djelomični gubitak informacija povezanih s njima. Naučili smo identificirati pasmine doslovno po "mrvicama" i na osnovu toga se rekreirati kompletna slikašta je bunar "sakrio". Ukratko, uspjeli smo izgraditi detaljan litološki stup – da prikažemo smjenjivanje stijena i njihova svojstva.

IZ VLASTITOG ISKUSTVA

Otprilike jednom godišnje, kada je završena sledeća faza bušenja - produbljivanje bunara za 1 km, odlazio sam i u SG da izvršim merenja koja su mi bila poverena. Bunar je u to vrijeme obično bio ispran i davan za istraživanje na mjesec dana. Vrijeme planiranog zaustavljanja uvijek se znalo unaprijed. Unaprijed je stigao i telegram-poziv na posao. Oprema je provjerena i upakovana. Završene su formalnosti vezane za zatvoren rad u pograničnom pojasu. Konačno je sve sređeno. Idemo.

Naša grupa je mali prijateljski tim: programer alata za bušotine, programer nove zemaljske opreme, a ja sam metodolog. Stižemo 10 dana prije mjerenja. Upoznajemo se sa podacima o tehničkom stanju bunara. Izrađujemo i odobravamo detaljan mjerni program. Montiramo i kalibriramo opremu. Čekamo poziv - poziv iz bunara. Treći je naš red na "ronjenje", ali ako prethodnici odbiju, bunar će nam biti obezbeđen. Ovaj put su dobro, kažu da će sutra ujutro završiti. U istom smo timu geofizičara - operatera koji snimaju signale primljene od opreme u bušotini i komanduju svim operacijama spuštanja i podizanja bušotinskog alata, kao i mehaničari na liftu, kontrolišu namotavanje iz bubnja i namotavanje na njemu tih istih 12 km sajle na kojoj se alat spušta u bunar. Dežuraju i bušači.

Radovi su počeli. Uređaj se spušta u bunar nekoliko metara. Poslednja provera. Idi. Spuštanje je sporo - oko 1 km/h, uz kontinuirano praćenje signala koji dolazi odozdo. Zasada je dobro. Ali na osmom kilometru signal se trznuo i nestao. Znači nešto nije u redu. Full lift. (Za svaki slučaj, pripremili smo drugi set opreme.) Počinjemo provjeravati sve detalje. Ovaj put je kabl bio neispravan. On je smijenjen. Ovo traje više od jednog dana. Novo spuštanje je trajalo 10 sati. Konačno, posmatrač signala je rekao: "Stigao na jedanaesti kilometar." Komanda operaterima: "Pokreni snimanje". Šta i kako je unapred zakazano prema programu. Sada morate nekoliko puta spustiti i podići alat u zadatom intervalu kako biste izvršili mjerenja. Ovaj put oprema je dobro radila. Sada puni lift. Penjali smo se do 3 km, i odjednom zov vitla (on je naš čovjek sa humorom): "Uže je gotovo." Kako?! Šta?! Jao, sajla je pukla... Alat za bušotinu i 8 km kabla su ostali ležati na dnu... Na sreću, dan kasnije, bušači su uspjeli sve to pokupiti, metodologijom i uređajima koje su razvili domaći majstori. eliminisati takve hitne slučajeve.

REZULTATI

Zadaci postavljeni u projektu ultra-duboko bušenje, su ispunjeni. Razvijena je i kreirana specijalna oprema i tehnologija za ultraduboko bušenje, kao i za proučavanje bušotina izbušenih do velike dubine. Dobili smo informacije, reklo bi se, "iz prve ruke" o fizičkom stanju, svojstvima i sastavu stijena u njihovoj prirodnoj pojavi i od jezgra do dubine od 12.262 m.

Bunar je dao odličan poklon domovini na maloj dubini - u rasponu od 1,6-1,8 km. Tu su otkrivene industrijske rude bakra i nikla - otkriven je novi rudni horizont. I vrlo zgodno, jer lokalnoj fabrici nikla već ponestaje rude.

Kao što je gore navedeno, geološka prognoza dionice bunara nije se ostvarila (vidi sliku na strani 39.). Slika koja se očekivala tokom prvih 5 km u bušotini protezala se 7 km, a onda su se pojavile potpuno neočekivane stijene. Bazalti predviđeni na dubini od 7 km nisu pronađeni, čak ni kada su pali na 12 km.

Očekivalo se da je granica koja daje najveći odraz u seizmičkom sondiranju nivo gdje graniti prelaze u trajniji bazaltni sloj. U stvarnosti se pokazalo da se tamo nalaze manje izdržljive i manje guste pukotine - arhejski gnajsi. Ovo se uopšte nije očekivalo. A ovo je fundamentalno nova geološka i geofizička informacija koja vam omogućava da tumačite podatke dubokih geofizičkih istraživanja na drugačiji način.

Podaci o procesu formiranja rude u dubokim slojevima zemljine kore također su se pokazali neočekivanim i suštinski novim. Tako su na dubinama od 9-12 km naišle visoko porozne pukotine zasićene podzemnim visoko mineralizovanim vodama. Ove vode su jedan od izvora stvaranja rude. Ranije se vjerovalo da je to moguće samo na mnogo manjim dubinama. U tom intervalu je pronađen povećan sadržaj zlata u jezgri - do 1 g po 1 toni stijene (koncentracija koja se smatra pogodnom za industrijski razvoj). Ali hoće li ikada biti isplativo kopati zlato iz takve dubine?

Promijenjene ideje o termalni način rada unutrašnjosti zemlje, o dubokoj raspodjeli temperatura u područjima bazaltnih štitova. Na dubini većoj od 6 km dobijen je temperaturni gradijent od 20 °C na 1 km umjesto očekivanih (kao u gornjem dijelu) 16 °C na 1 km. Otkriveno je da je polovina toplotnog toka radiogenog porijekla.

Izbušivši jedinstvenu superduboku bušotinu Kola, naučili smo mnogo i ujedno shvatili koliko još malo znamo o strukturi naše planete.

Kandidat tehničkih nauka A. OSADCHI.

LITERATURA

Kola superdeep. Moskva: Nedra, 1984.

Kola superdeep. Naučni rezultati i istraživačka iskustva. M., 1998.

Kozlovsky E. A. Svjetski forum geologa."Nauka i život" br. 10, 1984.

Kozlovsky E. A. Kola superdeep."Nauka i život" br. 11, 1985.

"Dr. Huberman, šta ste do vraga iskopali?" - primjedba iz publike prekinula je izvještaj ruskog naučnika na sastanku UNESCO-a u Australiji. Nekoliko sedmica ranije, u aprilu 1995. godine, svijet je zapljusnuo val izvještaja o misterioznoj nesreći na superdubokom bunaru Kola.

Navodno, na prilazu 13. kilometru instrumenti su zabilježili čudnu buku koja je dolazila iz utrobe planete - žute novine jednoglasno su uvjeravale da ovako mogu zvučati samo vapaji grešnika iz podzemlja. Nekoliko sekundi nakon pojave strašnog zvuka, odjeknula je eksplozija...

Prostor pod nogama

Krajem 70-ih i ranih 80-ih, dobiti posao u Kola Superdeep, kako stanovnici sela Zapoljarni u Murmanskoj oblasti poznato zovu bunar, bilo je teže nego ući u kosmonautski korpus. Od stotina kandidata izabran je jedan ili dva. Zajedno sa nalogom za zapošljavanje, srećnici su dobili poseban stan i platu koja je duplo ili trostruko veća od plate moskovskih profesora. 16 istraživačke laboratorije, svaki - veličine prosječne biljke. Samo su Nemci kopali zemlju sa takvom upornošću, ali, kako svedoči Ginisova knjiga rekorda, najdublji nemački bunar je skoro upola duži od našeg.

Daleke galaksije je čovečanstvo proučavalo mnogo bolje od onoga što se nalazi ispod zemljine kore nekoliko kilometara od nas. Kola Superdeep - neka vrsta teleskopa u tajanstvenom unutrašnji svet planete.

Od početka 20. vijeka vjerovalo se da se Zemlja sastoji od kore, omotača i jezgra. U isto vrijeme, niko zaista nije mogao reći gdje se završava jedan sloj, a gdje počinje sljedeći. Naučnici nisu ni znali od čega se, u stvari, sastoje ovi slojevi. Prije 40-ak godina bili su sigurni da sloj granita počinje na dubini od 50 metara i nastavlja se do 3 kilometra, a zatim dolaze bazalti. Očekivalo se da će se susresti s plaštom na dubini od 15-18 kilometara. U stvarnosti je sve ispalo potpuno drugačije. I iako školski udžbenici i dalje pišu da se Zemlja sastoji od tri sloja, naučnici iz Kola Superdeep-a su dokazali da to nije tako.

Baltic Shield

Projekti za putovanje duboko u Zemlju pojavili su se početkom 60-ih u nekoliko zemalja odjednom. Pokušali su da izbuše bunare na onim mestima gde je kora trebalo da bude tanja – cilj je bio da dođu do plašta. Na primjer, Amerikanci su bušili na području ostrva Maui na Havajima, gdje, prema seizmičkim studijama, drevne stijene idu ispod okeanskog dna, a plašt se nalazi na dubini od oko 5 kilometara ispod četiri kilometra vodeni stupac. Nažalost, nijedna okeanska bušaća platforma nije prodrla dublje od 3 kilometra. Općenito, gotovo svi projekti ultra-dubokih bušotina misteriozno su završili na dubini od tri kilometra. U tom trenutku se Burima počelo događati nešto čudno: ili su pali u neočekivana supervruća područja, ili se činilo da ih je ugrizlo neko čudovište bez presedana. Dublje od 3 kilometra probilo je samo 5 bunara, od kojih su 4 bile sovjetske. I samo je Kola Superdeep bila predodređena da savlada oznaku od 7 kilometara.

Inicijal domaći projekti Pretpostavlja se i podvodno bušenje - u Kaspijskom moru ili na Bajkalu. Ali 1963. godine naučnik bušenja Nikolaj Timofejev uvjerio je Državni komitet za nauku i tehnologiju SSSR-a da na kontinentu treba stvoriti bunar. Iako bi bušenje trajalo neuporedivo duže, smatrao je, bušotina bi bila mnogo vrednija sa naučnog stanovišta, jer je u debljini kontinentalne ploče in praistorijska vremena dogodila su se najznačajnija kretanja kopnenih stijena. Tačka za bušenje izabrana je na poluostrvu Kola ne slučajno. Poluostrvo se nalazi na takozvanom Baltičkom štitu, koji se sastoji od najstarijih poznat čovečanstvu rase.

Višekilometarski dio slojeva Baltičkog štita jasna je povijest planete u protekle 3 milijarde godina.

Osvajač dubina

Izgled bušaće platforme Kola sposoban je razočarati laika. Bunar ne liči na rudnik koji nam naša mašta crta. Pod zemljom nema spuštanja, u debljinu ide samo bušilica prečnika nešto više od 20 centimetara. Zamišljeni dio super-dubokog bunara Kola izgleda kao tanka igla koja je probila debljinu zemlje. Bušilica sa brojnim senzorima, koja se nalazi na kraju igle, se podiže i spušta nekoliko dana. Brže je nemoguće: najjači kompozitni kabel može puknuti pod vlastitom težinom.

Šta se dešava u dubini nije poznato sa sigurnošću. Temperatura okruženje, šum i drugi parametri se prenose nagore sa minutnom zakašnjenjem. Međutim, bušači kažu da čak i takav kontakt sa tamnicom može biti ozbiljno zastrašujući. Zvukovi koji dolaze odozdo su zaista poput vriska i urlika. Ovome se može dodati duga lista nesreće koje su proganjale Kola Superdeep kada je dostigla dubinu od 10 kilometara. Dva puta je bušilica izvađena rastopljena, iako su temperature od kojih se može istopiti uporedive sa temperaturom površine Sunca. Jednom se činilo da je kabel povučen odozdo - i odsječen. Nakon toga, prilikom bušenja na istom mjestu, nisu pronađeni ostaci kabla. Šta je izazvalo ove i mnoge druge nesreće još uvijek je misterija. Međutim, oni uopće nisu bili razlog za zaustavljanje bušenja utrobe Baltičkog štita.

12.000 metara otkrića i neki pakao

“Imamo najdublju rupu na svijetu – ovako treba da je koristite!” - ogorčeno uzvikuje stalni direktor istraživačko-proizvodnog centra "Kola Superdeep" David Huberman. U prvih 30 godina postojanja Kola Superdeep, sovjetski, a potom i ruski naučnici probili su se do dubine od 12.262 metra. Ali od 1995. godine bušenje je zaustavljeno: nije bilo ko da finansira projekat. Šta se iznutra ističe naučni programi UNESCO-a, dovoljno je samo da se stanica za bušenje održava u radnom stanju i proučavaju prethodno izvađeni uzorci stijena.

Huberman se sa žaljenjem prisjeća koliko naučnim otkrićima održano u Kola Superdeep. Bukvalno svaki metar bio je otkrovenje. Bunar je pokazao da su skoro sva naša dosadašnja saznanja o strukturi zemljine kore netačna. Ispostavilo se da Zemlja uopće nije poput kolača. „Do 4 kilometra sve je išlo po teoriji, a onda je počeo sudnji dan“, kaže Guberman. Teoretičari su obećali da će temperatura Baltičkog štita ostati relativno niska do dubine od najmanje 15 kilometara. Shodno tome, biće moguće iskopati bunar do skoro 20 kilometara, samo do plašta. Ali već na 5 kilometara temperatura okoline je prešla 700C, na sedam - preko 1200C, a na dubini od 12 pekla je više od 2200C - 1000C više od predviđenog. Bušači Kola doveli su u pitanje teoriju slojevite strukture zemljine kore - barem u rasponu do 12.262 metra. U školi su nas učili: ima mladih stijena, granita, bazalta, plašta i jezgra. Ali pokazalo se da su graniti 3 kilometra niži od očekivanog. Sljedeći su bazalti. Uopšte nisu pronađeni. Sva bušenja su obavljena u sloju granita. Ovo je izuzetno važno otkriće, jer su sve naše ideje o poreklu i distribuciji minerala povezane sa teorijom slojevite strukture Zemlje.

Još jedno iznenađenje: život na planeti Zemlji nastao je, ispostavilo se, 1,5 milijardi godina ranije nego što se očekivalo. Na dubinama gdje se vjerovalo da nema organske tvari pronađeno je 14 vrsta fosiliziranih mikroorganizama - starost dubokih slojeva premašila je 2,8 milijardi godina. Na još većim dubinama, gdje više nema sedimentnih stijena, metan se pojavio u ogromnim koncentracijama. Ovo je potpuno i potpuno uništilo teoriju biološkog porijekla ugljovodonike kao što su nafta i gas

Bilo je i skoro fantastičnih senzacija. Kada je krajem 70-ih sovjetska automatika svemirska stanica doneli na Zemlju 124 grama lunarnog tla, istraživači Naučnog centra Kola otkrili su da je to kao dve kapi vode slične uzorcima sa dubine od 3 kilometra. I pojavila se hipoteza: mjesec se odvojio od poluostrva Kola. Sada traže tačno gde.

U istoriji Kola Superdeep-a nije bilo bez misticizma. Zvanično, kao što je već rečeno, bušotina je stala zbog nedostatka sredstava. Slučajnost ili ne - ali baš te 1995. godine u dubinama rudnika je bilo snažna eksplozija neodređene prirode. Novinari finskih novina probili su se do stanovnika Zapolarnog - i svijet je bio šokiran pričom o demonu koji je izletio iz utrobe planete.

„Kad ja o ovome misteriozna istorija počeo da postavlja pitanja u UNESCO-u, nisam znao šta da odgovorim. S jedne strane, to je sranje. S druge strane, ja, kao pošten naučnik, ne bih mogao reći da znam šta se tačno ovdje dogodilo. Snimljena je vrlo čudna buka, zatim je došlo do eksplozije... Nekoliko dana kasnije ništa od toga nije pronađeno na istoj dubini”, prisjeća se akademik David Huberman.

Sasvim neočekivano za sve, potvrđena su predviđanja Alekseja Tolstoja iz romana "Hiperboloid inženjera Garina". Na dubini od preko 9,5 kilometara otkrili su pravo skladište svih vrsta minerala, posebno zlata. Pravi olivinski pojas, koji je pisac sjajno predvidio. Zlato u njemu je 78 grama po toni. Između ostalog, industrijska proizvodnja moguće u koncentraciji od 34 grama po toni. Možda će u bliskoj budućnosti čovječanstvo moći iskoristiti ovo bogatstvo.