Tajne superdubokog bunara Kola. Kola Superdeep Well

U SSSR-u su voljeli razmjere, ali više, a to se odnosilo na bukvalno sve. Tako je u Uniji iskopan jedan bunar, koji danas nosi titulu najdubljeg na zemlji. Važno je napomenuti da bušotina nije izbušena za proizvodnju nafte ili geološka istraživanja, već isključivo za naučna istraživanja.

Vrhovi se koriste za bušenje bunara.

Super-duboki bunar Kola, ili SG-3, je najdublji bunar na Zemlji koji je napravio čovjek. Nalazi se u Murmanskoj oblasti, 10 kilometara od grada Zapolarnog, u zapadnom pravcu. Dubina rupe je 12.262 metra. Njegov prečnik na vrhu je 92 centimetra. Na dnu - 21,5 centimetara. Važna karakteristika SG-3 je to što je, za razliku od bilo koje druge bušotine za proizvodnju nafte ili geološke radove, ova bušena isključivo u naučne svrhe.

Bunar je položen 1970. godine, povodom 100. godišnjice rođenja Vladimira Lenjina. Odabrana lokacija je izvanredna po tome što je bušotina izbušena u vulkanskim stijenama starim više od 3 milijarde godina. Inače, starost Zemlje je oko 4,5 milijardi godina. Prilikom rudarenja retko se buše bunari dublje od dve hiljade metara.

Posao je trajao danima.

Bušenje je počelo 24. maja 1970. godine. Do oznake od 7.000 metara bušenje je teklo lagano i mirno, ali nakon što je glava udarila u manje gusto kamenje, počeli su problemi. Proces je značajno usporen. Tek 6. juna 1979. postavljen je novi rekord - 9583 metra. Ranije su ga u SAD-u instalirali proizvođači nafte. Marka od 12.066 metara pređena je 1983. godine. Rezultat je postignut na Međunarodnom geološkom kongresu koji je održan u Moskvi. Nakon toga u kompleksu su se dogodile dvije nesreće.

Sada kompleks izgleda ovako.

Godine 1997. u medijima je odjednom kružilo nekoliko legendi da je super-duboki bunar Kola pravi put u pakao. Jedna od ovih legendi je rekla da kada je ekipa spustila mikrofon na dubinu od nekoliko hiljada metara, tamo su se čuli ljudski krici, jauci i vriskovi.

Naravno, ništa od toga nije bilo. Makar samo zato što se koristi posebna oprema za snimanje zvuka u bušotini na takvoj dubini - ali ni ona nije snimila ništa. Bilo je zaista nekoliko nesreća u kompleksu, uključujući i podzemnu eksploziju tokom bušenja, ali geolozi definitivno nisu uznemirili nijednog podzemnog "demona".

Sam bunar je zatvoren.

Zaista je važno da je u SG-3 radilo 16 istraživačkih laboratorija. Za vrijeme Sovjetskog Saveza, domaći geolozi su uspjeli napraviti mnoga vrijedna otkrića i bolje razumjeti kako funkcionira naša planeta. Rad na gradilištu omogućio je značajno poboljšanje tehnologije bušenja. Naučnici su takođe mogli da razumeju lokalne geološke procese, dobili su sveobuhvatne podatke o termičkom režimu creva, podzemnih gasova i dubokih voda.

Nažalost, danas je super-duboki bunar Kola zatvoren. Zgrada kompleksa propada otkako je 2008. godine zatvorena posljednja laboratorija, a sva oprema je demontirana. Razlog je jednostavan – nedostatak sredstava. 2010. godine bunar je već bio zatvoren. Sada se polako ali sigurno uništava pod uticajem prirodnih procesa.

"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. Na bušotini je istovremeno radilo 16 istraživačkih laboratorija, svaka 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 je svojevrsni teleskop u misteriozni 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.

Početni domaći projekti uključivali su 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 su se upravo u debljini kontinentalnih ploča u pretpovijesnim vremenima događala najznačajnija kretanja kopnenih stijena. Tačka za bušenje izabrana je na poluostrvu Kola ne slučajno. Poluotok se nalazi na takozvanom Baltičkom štitu, koji se sastoji od najstarijih stijena poznatih čovječanstvu.

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 okoline, buka i drugi parametri se prenose naviše sa minutnom zakašnjenjem. Međutim, bušači kažu da čak i takav kontakt sa tamnicom može biti ozbiljno zastrašujući. Zvukovi koji dopiru odozdo su zaista poput vriska i urlika. Ovome možemo dodati dugu listu nesreća koje su proganjale superdubinu Kole 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.

12.226 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 12.226 metara. Ali od 1995. godine bušenje je zaustavljeno: nije bilo ko da finansira projekat. Ono što je izdvojeno u okviru UNESCO-vih naučnih programa dovoljno je samo da se bušotina održi u ispravnom stanju i proučavaju prethodno izvađeni uzorci stijena.

Huberman se sa žaljenjem prisjeća koliko se naučnih otkrića dogodilo na 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 70 ºC, na sedam - preko 120 ºC, a na dubini od 12 pekla je više od 220 ºC - 100 ºC 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. Time je potpuno i potpuno uništena teorija o biološkom porijeklu ugljikovodika poput nafte i plina.

Demoni

Bilo je i skoro fantastičnih senzacija. Kada je kasnih 70-ih sovjetska automatska svemirska stanica donijela 124 grama mjesečevog tla na Zemlju, istraživači Kola naučnog centra otkrili su da je to kao dvije 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 čula se snažna eksplozija nepoznate prirode. Novinari finskih novina probili su se do stanovnika Zapolarnog - i svijet je bio šokiran pričom o demonu koji je izletio iz utrobe planete.

“Kada su me u UNESCO-u pitali o ovoj misterioznoj priči, 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. Inače, industrijska proizvodnja je moguća u koncentraciji od 34 grama po toni. Možda će u bliskoj budućnosti čovječanstvo moći iskoristiti ovo bogatstvo.

20. vek je obeležen trijumfom čoveka u vazduhu i osvajanjem najdubljih depresija u okeanima. Ostaje nedostižan samo san o prodiranju u srce naše planete i upoznavanju dotadašnjeg skrivenog života njenih nedra. "Putovanje u centar Zemlje" obećava da će biti izuzetno teško i uzbudljivo, ispunjeno puno iznenađenja i nevjerovatnih otkrića. Prvi koraci na tom putu su već napravljeni - u svijetu je izbušeno nekoliko desetina ultradubokih bušotina. Podaci dobiveni uz pomoć ultra-dubokog bušenja pokazali su se toliko zadivljujućim da su poljuljali uvriježene ideje geologa o strukturi naše planete i pružili najbogatije materijale za istraživače u različitim oblastima znanja.

dodirnuti plašt

Vredni Kinezi su u 13. veku kopali bunare duboke 1.200 metara. Evropljani su oborili kineski rekord 1930. godine, naučivši da probiju zemaljski svod uz pomoć bušaćih uređaja u dužini od 3 kilometra. Krajem 1950-ih, bunari su prošireni na 7 kilometara. Počelo je doba ultra-dubokog bušenja.

Kao i većina globalnih projekata, ideja o bušenju gornje ljuske Zemlje nastala je 1960-ih, na vrhuncu svemirskih letova i vjerovanja u neograničene mogućnosti nauke i tehnologije. Amerikanci su zamislili ništa manje nego da bušotinom probiju čitavu zemljinu koru i dobiju uzorke stijena gornjeg plašta. Ideje o plaštu tada (kao, zapravo, i sada) temeljile su se samo na posrednim podacima - brzini širenja seizmičkih valova u utrobi, čija se promjena tumačila kao granica slojeva stijena različite starosti i sastava. Naučnici su vjerovali da je zemljina kora poput sendviča: mlade stijene na vrhu, drevne na dnu. Međutim, samo ultra-duboko bušenje moglo bi dati pravu sliku strukture i sastava vanjskog omotača Zemlje i gornjeg omotača.

Mohol projekat

Godine 1958. u Sjedinjenim Državama pojavio se Mohol program ultra-dubokog bušenja. Ovo je jedan od najodvažnijih i najmisterioznijih projekata poslijeratne Amerike. Kao i mnogi drugi programi, Mohol je osmišljen tako da pretekne SSSR u naučnom rivalstvu postavljajući svjetski rekord u ultra-dubokom bušenju. Naziv projekta dolazi od riječi "Mohorovićić" - imena hrvatskog znanstvenika koji je identificirao međuprostor između zemljine kore i plašta - Moho granice, i "rupa", što na engleskom znači "bunar". Kreatori programa odlučili su da buše u okeanu, gdje je, prema geofizičarima, zemljina kora mnogo tanja nego na kontinentima. Bilo je potrebno spustiti cijevi nekoliko kilometara u vodu, prijeći 5 kilometara okeanskog dna i doći do gornjeg plašta.

U aprilu 1961. godine, kod ostrva Gvadalupe u Karipskom moru, gde vodeni stub doseže 3,5 km, geolozi su izbušili pet bušotina, od kojih je najdublja ušla u dno na 183 metra. Prema preliminarnim proračunima, na ovom mjestu, ispod sedimentnih stijena, očekivali su susret sa gornjim slojem zemljine kore - granitom. Ali jezgra podignuta ispod sedimenata sadržavala je čiste bazalte - neku vrstu antipoda granita. Rezultat bušenja obeshrabrio je i istovremeno inspirisao naučnike, počeli su da pripremaju novu fazu bušenja. Ali kada je trošak projekta premašio 100 miliona dolara, američki Kongres je obustavio finansiranje. "Mohol" nije odgovorio ni na jedno od postavljenih pitanja, ali je pokazao glavno - moguće je ultraduboko bušenje u okeanu.

Sahrana je odgođena

Ultra-duboko bušenje omogućilo je da se pogleda u crijeva i shvati kako se stijene ponašaju pri visokim pritiscima i temperaturama. Pokazalo se da je pogrešna ideja da stijene s dubinom postaju gušće i njihova poroznost opada, kao i gledište o suvim crijevima. Ovo je prvi put otkriveno prilikom bušenja Kola Superdeep, druge bušotine u drevnim kristalnim slojevima potvrdile su činjenicu da su na dubini od više kilometara stijene razbijene pukotinama i probijene brojnim porama, a vodeni rastvori se slobodno kreću pod pritiskom od nekoliko stotina atmosfera. Ovo otkriće je jedno od najvažnijih dostignuća ultradubokog bušenja. To nas je natjeralo da se ponovo okrenemo problemu odlaganja radioaktivnog otpada, koji je trebao biti smješten u duboke bunare, što se činilo potpuno bezbednim. S obzirom na podatke o stanju podzemlja, dobijene tokom ultradubokog bušenja, projekti stvaranja takvih grobnih mjesta sada izgledaju vrlo rizično.

U potrazi za rashlađenim paklom

Od tada je svijet postao bolestan od ultra-dubokog bušenja. U Sjedinjenim Državama se pripremao novi program za proučavanje okeanskog dna (Deep Sea Drilling Project). Izgrađen specijalno za ovaj projekat, brod Glomar Challenger proveo je nekoliko godina u vodama raznih okeana i mora, izbušivši skoro 800 bušotina na njihovom dnu, dostižući maksimalnu dubinu od 760 m. Sredinom 1980-ih, rezultati bušenja na moru su potvrdili teorija tektonike ploča. Geologija kao nauka je ponovo rođena. U međuvremenu, Rusija je krenula svojim putem. Interes za problem, probuđen uspjehom Sjedinjenih Država, rezultirao je programom "Proučavanje utroba Zemlje i ultra-duboko bušenje", ali ne u okeanu, već na kontinentu. Uprkos vekovima istorije, činilo se da je kontinentalno bušenje potpuno nova stvar. Uostalom, radilo se o dotad nedostižnim dubinama - više od 7 kilometara. Nikita Hruščov je 1962. odobrio ovaj program, iako je bio vođen političkim motivima, a ne naučnim. Nije želio da zaostaje za Sjedinjenim Državama.

Poznati naftaš, doktor tehničkih nauka Nikolaj Timofejev, vodio je novostvorenu laboratoriju u Institutu za tehnologiju bušenja. Dobio je instrukcije da potkrijepi mogućnost ultradubokog bušenja kristalnih stijena - granita i gnajsa. Istraživanja su trajala 4 godine, a 1966. godine stručnjaci su donijeli presudu - moguće je bušiti, i to ne nužno uz tehnologiju sutrašnjice, dovoljno je opreme koja već postoji. Glavni problem je vrućina na dubini. Prema proračunima, kako prodire u stijene koje čine zemljinu koru, temperatura bi se trebala povećati za 1 stepen na svaka 33 metra. To znači da na dubini od 10 km treba očekivati ​​oko 300°C, a na 15 km - skoro 500°C. Alati i uređaji za bušenje neće izdržati takvo zagrijavanje. Trebalo je tražiti mjesto gdje crijeva nisu tako vruća...

Pronađeno je takvo mjesto - drevni kristalni štit poluostrva Kola. U izvještaju, pripremljenom na Institutu za fiziku Zemlje, stoji: tokom milijardi godina svog postojanja, Kola štit se ohladio, temperatura na dubini od 15 km ne prelazi 150 ° C. A geofizičari su pripremili približni dio nedra poluostrva Kola. Prema njima, prvih 7 kilometara su granitni slojevi gornjeg dijela zemljine kore, zatim počinje bazaltni sloj. Tada je općenito prihvaćena ideja o dvoslojnoj strukturi zemljine kore. Ali kako se kasnije pokazalo, i fizičari i geofizičari su pogriješili. Lokacija za bušenje odabrana je na sjevernom dijelu poluotoka Kola u blizini jezera Vilgiskoddeoaivinjärvi. Na finskom to znači "Pod planinom vukova", iako na tom mjestu nema planine ni vukova. Bušenje bušotine, čija je projektna dubina bila 15 kilometara, počelo je u maju 1970. godine.

Razočaranje Šveđana

Krajem 1980-ih, u Švedskoj je u potrazi za nebiološkim prirodnim plinom izbušena bušotina do dubine od 6,8 ​​km. Geolozi su odlučili da testiraju hipotezu da se nafta i gas ne formiraju iz mrtvih biljaka, kako veruje većina naučnika, već kroz fluide plašta - vruće mešavine gasova i tečnosti. Fluidi zasićeni ugljovodonicima prodiru iz plašta u zemljinu koru i akumuliraju se u velikim količinama. Tih godina ideja o poreklu ugljovodonika ne iz organske materije sedimentnih slojeva, već kroz duboke tečnosti bila je novost, mnogi su je želeli da testiraju. Iz ove ideje slijedi da rezerve ugljikovodika mogu sadržavati ne samo sedimentne, već i vulkanske i metamorfne stijene. Zbog toga je Švedska, koja se uglavnom nalazi na drevnom kristalnom štitu, poduzela eksperiment.

Za bušenje je odabran krater Silyan Ring prečnika 52 km. Prema geofizičkim podacima, na dubini od 500-600 metara nalazili su se kalcinirani graniti - mogući pečat za ležište ugljovodonika ispod. Mjerenja ubrzanja gravitacije, čija se promjena može koristiti za procjenu sastava i gustine stijena koje se nalaze u utrobi stijena, ukazala su na prisustvo visoko poroznih stijena na dubini od 5 km - mogućeg rezervoara nafte i gas. Rezultati bušenja razočarali su naučnike i investitore koji su u ove radove uložili 60 miliona dolara. Prođeni slojevi nisu sadržavali komercijalne rezerve ugljikovodika, već samo manifestacije nafte i plina jasno biološkog porijekla iz drevnog bitumena. U svakom slučaju, niko nije uspeo da dokaže suprotno.

Alat za podzemni svijet

Bušenje bušotine Kola SG-3 nije zahtijevalo stvaranje fundamentalno novih uređaja i džinovskih mašina. Počeli smo raditi s onim što smo već imali: jedinicom Uralmash 4E nosivosti 200 tona i cijevima od lakih legura. Ono što je tada zaista bilo potrebno jesu nestandardna tehnološka rješenja. Zaista, u čvrstim kristalnim stenama niko nije bušio do tako velike dubine, a šta će tamo biti, zamišljali su samo u opštem smislu. Iskusni bušači su, međutim, shvatili da bez obzira koliko je detaljan projekat, prava bušotina bi bila mnogo komplikovanija. Nakon 5 godina, kada je dubina bušotine SG-3 premašila 7 kilometara, postavljena je nova bušaća platforma "Uralmash 15.000" - jedna od najmodernijih u to vrijeme. Snažan, pouzdan, sa mehanizmom za automatsko okidanje, mogao je izdržati cijev dugu do 15 km. Postrojenje za bušenje pretvorilo se u potpuno obloženi toranj visok 68 m, nepokolebljiv na jake vjetrove koji bjesne na Arktiku. U blizini su izrasle mini-fabrika, naučne laboratorije i osnovno skladište.

Prilikom bušenja do male dubine, na površinu se ugrađuje motor koji rotira niz cijevi s bušilicom na kraju. Bušilica je željezni cilindar sa zupcima od dijamanata ili tvrdih legura - krunica. Ova kruna se zagriza u stijene i izrezuje iz njih tanak stupac - jezgro. Za hlađenje alata i uklanjanje sitnih ostataka iz bušotine, u njega se ubrizgava tekućina za bušenje - tečna glina, koja cijelo vrijeme cirkulira kroz bušotinu, poput krvi u sudovima. Nakon nekog vremena, cijevi se podižu na površinu, oslobađaju jezgre, mijenja se kruna i stup se ponovo spušta u dno. Ovako funkcionira normalno bušenje.

A ako je dužina cijevi 10-12 kilometara s promjerom od 215 milimetara? Niz cijevi postaje najtanji konac spušten u bunar. Kako to upravljati? Kako vidjeti šta se dešava na licu? Stoga su na bušotini Kola postavljene minijaturne turbine na dnu bušaće kolone, koje su pokrenute bušaćim fluidom ubrizganim kroz cijevi pod pritiskom. Turbine su rotirale karbidni nastavak i izrezale jezgro. Cela tehnologija je bila dobro razvijena, operater na kontrolnoj tabli je video rotaciju krunice, znao njenu brzinu i mogao je da kontroliše proces.

Svakih 8-10 metara trebalo je podići višekilometarski stub cijevi. Spuštanje i uspon trajali su ukupno 18 sati.

Dijamantski snovi o Volgi

Kada su mali dijamanti pronađeni u regiji Nižnji Novgorod, to je dosta zbunilo geologe. Naravno, najlakše je bilo pretpostaviti da su dragulje donesene glečerom ili riječnim vodama negdje sa sjevera. Ali što ako lokalno podzemlje krije kimberlitsku cijev - rezervoar dijamanata? Odlučeno je da se testira ova hipoteza kasnih 1980-ih, kada je program naučnog bušenja u Rusiji uzeo maha. Lokacija za bušenje odabrana je sjeverno od Nižnjeg Novgoroda, u središtu džinovske prstenaste strukture, koja se dobro ističe u reljefu. Neki su smatrali da je to krater meteorita, drugi - eksplozijska cijev ili vulkanski otvor. Bušenje je prekinuto kada je bušotina Vorotilovskaja dostigla dubinu od 5.374 m, od čega je više od kilometra bilo u kristalnom podrumu. Kimberliti tamo nisu pronađeni, ali pošteno treba reći da spor oko porijekla ove strukture također nije stavljen na kraj. Činjenice izvučene iz dubina bile su podjednako pogodne za pristalice obe hipoteze, na kraju je svaka ostala neuverena. A bunar je pretvoren u duboku geolaboratoriju, koja i danas radi.

Podmuklost broja "7"

7 kilometara - oznaka za superdubinu Kola fatalna. Iza njega je počelo nepoznato, mnoge nezgode i neprekidna borba sa kamenjem. Cijev se nije mogla držati uspravno. Kada je prvi put pređeno 12 km, bunar je odstupio od vertikale za 21°. Iako su bušači već naučili da rade sa neverovatnom zakrivljenošću debla, dalje se nije moglo ići. Bušotina je morala biti ponovo izbušena od oznake od 7 kilometara. Da biste napravili vertikalnu rupu u tvrdim formacijama, potrebno vam je vrlo kruto dno bušaće žice tako da ulazi u podzemlje poput maslaca. Ali javlja se još jedan problem - bunar se postupno širi, bušilica visi u njemu, kao u čaši, zidovi cijevi počinju se urušavati i mogu zgnječiti alat. Rješenje ovog problema pokazalo se originalnim - primijenjena je tehnologija klatna. Bušilica je umjetno zamahnuta u bušotini i potiskivala jake vibracije. Zbog toga je deblo ispalo okomito.

Najčešća nesreća na bilo kojoj platformi za bušenje je prekid cijevi. Obično pokušavaju ponovo da zahvate cijevi, ali ako se to dogodi na velikoj dubini, tada problem postaje nepopravljiv. Beskorisno je tražiti alat u bunaru od 10 kilometara, bacili su takvu rupu i pokrenuli novu, malo više. Puknuće i gubici cijevi na SG-3 dešavali su se mnogo puta. Kao rezultat toga, u svom donjem dijelu bunar izgleda kao korijenski sistem džinovske biljke. Grananje bunara uznemirilo je bušaće, ali se pokazalo srećom za geologe, koji su neočekivano dobili trodimenzionalnu sliku impresivnog segmenta drevnih arhejskih stijena koje su nastale prije više od 2,5 milijarde godina.

U junu 1990. SG-3 je dostigao dubinu od 12.262 m. Počeli su pripremati bunar za bušenje do 14 km, a onda se ponovo dogodila nesreća - na nivou od 8.550 m pukao je cijev. Nastavak radova zahtijevao je dugu pripremu, ažuriranje opreme i nove troškove. Godine 1994. obustavljeno je bušenje Kola Superdeep. Nakon 3 godine ušla je u Ginisovu knjigu rekorda i još uvijek ostaje neprevaziđena. Sada je bunar laboratorija za proučavanje dubokih crijeva.

Tajno podzemlje

SG-3 je od samog početka bio tajni objekat. Krivi su i granični pojas, i strateška ležišta u okrugu, i naučni prioritet. Prvi stranac koji je posjetio platformu bio je jedan od čelnika Akademije nauka Čehoslovačke. Kasnije, 1975. godine, u Pravdi je objavljen članak o Kola Superdeep koji je potpisao ministar geologije Aleksandar Sidorenko. Još uvijek nije bilo naučnih publikacija o bunaru Kola, ali su neke informacije procurile u inostranstvo. Svijet je počeo da uči više iz glasina - u SSSR-u se buši najdublja bušotina.

Veo tajne bi, vjerovatno, visio nad bunarom sve do same „perestrojke“ da nije bilo Svjetskog geološkog kongresa u Moskvi 1984. Pažljivo su se pripremali za ovako veliki događaj u naučnom svetu, čak su izgradili i novu zgradu za Ministarstvo geologije - čekali su mnogi učesnici. Ali strane kolege su se prvenstveno zanimale za Kola Superdeep! Amerikanci uopće nisu vjerovali da to imamo. Dubina bunara do tada je dostigla 12.066 metara. Više nije imalo smisla skrivati ​​predmet. U Moskvi je učesnicima kongresa priređena izložba dostignuća ruske geologije, a jedan od štandova je bio posvećen bušotini SG-3. Stručnjaci iz cijelog svijeta zbunjeno su gledali običnu glavu za bušenje sa istrošenim zubima od karbida. I ovako buše najdublju bušotinu na svijetu? Nevjerovatno! Velika delegacija geologa i novinara otišla je u selo Zapolarny. Posjetiocima je prikazana oprema za bušenje u akciji, a dijelovi cijevi od 33 metra su izvađeni i otkačeni. Okolo su bile hrpe potpuno istih glava za bušenje, poput one koja je ležala na postolju u Moskvi.

Iz Akademije nauka, delegaciju je primio poznati geolog, akademik Vladimir Belousov. Tokom konferencije za novinare iz publike, postavljeno mu je pitanje:
- Šta je najvažnije pokazao bunar Kola?
- Gospode! Glavna stvar je da je to pokazalo da ne znamo ništa o kontinentalnoj kori - iskreno je odgovorio naučnik.

Duboko iznenađenje

Naravno, znali su nešto o zemljinoj kori kontinenata. Činjenicu da su kontinenti sastavljeni od veoma drevnih stena, starih od 1,5 do 3 milijarde godina, nije opovrgao ni bunar Kola. Međutim, geološki presjek sastavljen na osnovu jezgre SG-3 pokazao se upravo suprotnim od onoga što su naučnici zamišljali ranije. Prvih 7 kilometara bilo je sastavljeno od vulkanskih i sedimentnih stijena: tufova, bazalta, breča, pješčenjaka, dolomita. Dublje je ležao takozvani Conradov odsjek, nakon čega je naglo porasla brzina seizmičkih valova u stijenama, što je protumačeno kao granica između granita i bazalta. Ova dionica je odavno prošla, ali bazalti donjeg sloja zemljine kore se nigdje nisu pojavili. Naprotiv, počeli su graniti i gnajsovi.

Presjek Kolskog bunara opovrgnuo je dvoslojni model zemljine kore i pokazao da seizmički presjeci u utrobi nisu granice slojeva stijena različitog sastava. Umjesto toga, oni ukazuju na promjenu svojstava kamena s dubinom. Pri visokom pritisku i temperaturi, svojstva stijena se, očigledno, mogu dramatično promijeniti, tako da graniti po svojim fizičkim karakteristikama postaju slični bazaltima, i obrnuto. Ali "bazalt" podignut na površinu sa dubine od 12 km odmah je postao granit, iako je usput doživio jak napad "kesonske bolesti" - jezgro se srušilo i raspalo u ravne ploče. Što je bunar dalje išao, to je manje kvalitetnih uzoraka padalo u ruke naučnika.

Dubina je sadržavala mnoga iznenađenja. Ranije je bilo prirodno misliti da s udaljavanjem od površine zemlje, s povećanjem pritiska, stijene postaju monolitnije, s malim brojem pukotina i pora. SG-3 je uvjerio naučnike u suprotno. Počevši od 9 kilometara, slojevi su se pokazali vrlo poroznim i doslovno natrpanim pukotinama kroz koje su kružile vodene otopine. Kasnije su ovu činjenicu potvrdile i druge ultra-duboke bušotine na kontinentima. Na dubini se pokazalo mnogo toplije nego što se očekivalo: za čak 80°! Na oznaci od 7 km temperatura u licu je bila 120°C, na 12 km dostigla je 230°C. U uzorcima bunara Kola naučnici su otkrili mineralizaciju zlata. Inkluzije plemenitog metala pronađene su u drevnim stijenama na dubini od 9,5-10,5 km. Međutim, koncentracija zlata bila je preniska za proglašenje ležišta - u prosjeku 37,7 mg po toni stijene, ali dovoljna da se to očekuje na drugim sličnim mjestima.

Toplina rodne planete

Visoke temperature s kojima su se susreli podzemni bušači doveli su naučnike na ideju korištenja ovog gotovo neiscrpnog izvora energije. Na primjer, u mladim planinama (a to su Kavkaz, Alpi, Pamir) na dubini od 4 km, temperatura crijeva će dostići 200°C. Ova prirodna baterija može biti napravljena da radi za vas. Potrebno je izbušiti dva duboka bunara jedan pored drugog i povezati ih horizontalnim nanosima. Zatim se u jedan bunar upumpava voda, a iz drugog izvlači vruća para koja će se koristiti za grijanje grada ili dobijanje druge vrste energije. Ozbiljan problem za takva preduzeća mogu biti kaustični gasovi i fluidi, koji nisu neuobičajeni u seizmički aktivnim područjima. Amerikanci su 1988. morali da završe bušenje bušotine na polici Meksičkog zaliva kod obale Alabame, koja je dostigla dubinu od 7.399 m. Razlog tome bila je temperatura ispod površine, koja je dostizala 232°C, veoma visokog pritiska i emisije kiselih gasova. U onim područjima gdje postoje naslage tople podzemne vode, one se mogu izvući direktno iz bunara iz prilično dubokih horizonata. Takvi projekti su pogodni za regije Kavkaza, Pamira, Dalekog istoka. Međutim, visoka cijena radova ograničava dubinu proizvodnje na četiri kilometra.

Ruskim tragom

Demonstracija bunara Kola 1984. godine ostavila je dubok utisak na svetsku zajednicu. Mnoge zemlje su počele da pripremaju projekte za naučno bušenje na kontinentima. Takav program je odobren u Njemačkoj krajem 1980-ih. Ultraduboka bušotina KTB Hauptborung bušena je od 1990. do 1994. godine, prema planu je trebalo da dostigne dubinu od 12 km, ali je zbog nepredvidivo visokih temperatura bilo moguće dostići samo 9,1 km. Zahvaljujući otvorenosti podataka o bušenju i naučnom radu, dobroj tehnologiji i dokumentaciji, ultra-duboka bušotina KTV-a ostaje jedna od najpoznatijih u svijetu.

Lokacija za bušenje ove bušotine odabrana je na jugoistoku Bavarske, na ostacima drevnog planinskog lanca, čija se starost procjenjuje na 300 miliona godina. Geolozi su vjerovali da negdje ovdje postoji zona spajanja dvije ploče, koje su nekada bile obale okeana. Prema naučnicima, vremenom je gornji dio planina bio izbrisan, otkrivajući ostatke drevne okeanske kore. Još dublje, deset kilometara od površine, geofizičari su otkrili veliko tijelo nenormalno visoke električne provodljivosti. Također se nadalo da će njegova priroda biti razjašnjena uz pomoć bunara. Ali glavni zadatak je bio doći do dubine od 10 km kako bi se steklo iskustvo u ultra-dubokom bušenju. Nakon što su proučili materijale Kola SG-3, njemački bušači su odlučili da prvo prođu kroz probnu bušotinu duboku 4 km kako bi dobili precizniju predstavu o uslovima rada u utrobi, testirali opremu i uzeli jezgro . Na kraju pilot-radova, veliki dio opreme za bušenje i nauku je morao biti preuređen, nešto što je trebalo ponovo stvoriti.

Glavni - ultra-duboki - bunar KTV Hauptborung postavljen je samo dvjesto metara od prvog. Za posao su izgradili toranj od 83 metra i stvorili najmoćniju bušilicu u to vrijeme s kapacitetom dizanja od 800 tona. Mnoge operacije bušenja su automatizirane, prvenstveno mehanizam za spuštanje i izvlačenje cijevnog niza. Samonavođeni vertikalni sistem bušenja omogućio je da se napravi skoro čista osovina. Teoretski, s takvom opremom bilo je moguće bušiti do dubine od 12 kilometara. Ali stvarnost se, kao i uvijek, pokazala složenijom, a planovi naučnika nisu se ostvarili.

Problemi na KTV bušotini počeli su nakon dubine od 7 km, ponavljajući veći dio sudbine Kola Superdeep. U početku se smatra da je zbog visoke temperature došlo do kvara vertikalnog sistema bušenja i da je osovina otišla u stranu. Na kraju radova dna rupe je odstupila od vertikale za 300 m. Zatim su počele komplikovanije nezgode - prekid bušaće kolone. Kao i na Kolskoj, trebalo je izbušiti nova okna. Sužavanje bunara izazvalo je određene poteškoće - na vrhu je njegov promjer bio 71 cm, na dnu - 16,5 cm.

Ne može se reći da su naučni rezultati KTV Hauptborunga zaokupili maštu naučnika. Na dubini su uglavnom taloženi amfiboliti i gnajsovi, drevne metamorfne stijene. Zona konvergencije okeana i ostaci okeanske kore nisu pronađeni nigdje. Možda su na drugom mjestu, tu je i mali kristalni masiv, izdignut na visinu od 10 km. Na kilometar od površine otkriveno je ležište grafita.

Godine 1996. KTV bunar, koji je njemački budžet koštao 338 miliona dolara, došao je pod pokroviteljstvo Istraživačkog centra za geologiju u Potsdamu i pretvoren je u laboratoriju za dubinska podzemna posmatranja i turističku atrakciju.

Zašto mjesec nije od livenog gvožđa?

„Zato što ne bi bilo dovoljno livenog gvožđa za Mesec“ - verovatno bi tako mogli da odgovore protivnici hipoteze da se Mesec odvojio od Zemlje. Ova hipoteza, međutim, nije nastala od nule, a naučnici razmatraju nekoliko regiona Zemlje, odakle bi mogao biti izbačen komadić planete veličine mjeseca. Kola bunar je ponudio svoju verziju. Sedamdesetih godina prošlog vijeka sovjetske stanice su na Zemlju isporučile nekoliko stotina grama mjesečevog tla. Supstanca je podijeljena među vodeće naučne centre u zemlji kako bi se izvršile nezavisne analize. Mali uzorak je takođe otišao u Naučni centar Kola. Kuriozitet su došli da pogledaju naučnici iz čitavog regiona, među kojima i radnici bunara, koji je kasnije postao najdublji na svetu. Je li to šala? Dodirnite nezemaljsku prašinu, pogledajte je kroz mikroskop. Kasnije su stručnjaci istraživali lunarno tlo i objavili monografiju na ovu temu. Do tada je bunar u Zapoljarnom dostigao pristojnu dubinu, a stene podignute iz bušotine su detaljno opisane. I šta? Uzorci lunarnog tla, koje su bušači svojevremeno gledali sa strahopoštovanjem, pokazali su se kao dijabazi jedan na jedan iz njihove bušotine, sa dubine od 3 km. Odmah se pojavila hipoteza da se Mesec odvojio tek od poluostrva Kola pre oko 1,5 milijardi godina - takvo je doba dijabaza. Iako se nehotice postavilo pitanje - kolika je tada bila veličina ovog poluotoka? ..

Bušiti ili ne bušiti?

Rekord bunara Kola je i dalje neprevaziđen, iako je sigurno moguće ići 14 ili čak 15 km duboko u Zemlju. Međutim, malo je vjerovatno da će takav jedan napor pružiti fundamentalno nova saznanja o zemljinoj kori, dok je ultra-duboko bušenje vrlo skup posao. Vremena kada se koristio za testiranje raznih hipoteza su davno prošla. Bušotine dublje od 6-7 km u čisto naučne svrhe gotovo su prestale da se buše. Na primjer, u Rusiji su ostala samo dva objekta ove vrste - Ural SG-4 i bunar En-Yakhinskaya u Zapadnom Sibiru. Njima upravlja državno preduzeće NPC Nedra, koje se nalazi u Jaroslavlju. U svijetu je izbušeno toliko ultra-dubokih i dubokih bušotina da naučnici nemaju vremena da analiziraju informacije. Posljednjih godina geolozi nastoje proučavati i generalizirati činjenice dobijene iz velikih dubina. Pošto su naučili bušiti do velikih dubina, ljudi sada žele bolje savladati horizont koji im je dostupan, koncentrirati svoje napore na praktične zadatke koji će biti korisni upravo sada. Tako u Rusiji, nakon što su završili program naučnog bušenja, izbušivši svih 12 planiranih ultradubokih bušotina, sada rade na sistemu za cijelu državu, u kojem se geofizički podaci dobijaju putem "prenosa" podzemnog tla sa seizmičkim talasi će biti povezani sa informacijama dobijenim ultra-dubokim bušenjem. Bez bunara, dijelovi zemljine kore koje su izgradili geofizičari su samo modeli. Da bi se određene stijene pojavile na ovim dijagramima, potrebni su podaci o bušenju. Tada će geofizičari, čiji je rad mnogo jeftiniji od bušenja i koji pokrivaju veliku površinu, moći mnogo preciznije da predvide mineralne naslage.

U Sjedinjenim Državama nastavljaju da se bave programom dubokog bušenja okeanskog dna i provode nekoliko zanimljivih projekata u zonama vulkanske i tektonske aktivnosti u zemljinoj kori. Dakle, na Havajskim ostrvima istraživači su se nadali da će proučiti podzemni život vulkana i približiti se jeziku plašta - perjanici, za koju se vjeruje da je potaknuo ova ostrva. Planirano je da bušotina u podnožju vulkana Mauna Kea bude izbušena do dubine od 4,5 km, ali se zbog ogromnih temperatura moglo savladati samo 3 km. Drugi projekat je duboka opservatorija na rasjedu San Andreas. Bušenje bušotine kroz ovaj najveći rased na sjevernoameričkom kontinentu počelo je u junu 2004. godine i obuhvatilo je 2 od 3 planirana kilometra. U dubokoj laboratoriji namjeravaju proučavati porijeklo potresa, što će, možda, omogućiti bolje razumijevanje prirode ovih prirodnih katastrofa i njihovu prognozu.

Iako sadašnji programi ultra-dubokog bušenja više nisu ambiciozni kao što su bili, očito je pred njima svijetla budućnost. Nije daleko dan kada će doći na red velike dubine - tamo će tražiti i otkrivati ​​nova nalazišta minerala. Proizvodnja nafte i plina u Sjedinjenim Državama s dubine od 6-7 km već postaje uobičajena. U budućnosti će i Rusija morati da crpi ugljovodonike sa takvih nivoa. Kao što je Tjumenska superduboka pokazala, postoje slojevi sedimentnih stena koji obećavaju nalazišta gasa na 7 kilometara od površine.

Nije uzalud da se ultraduboko bušenje poredi sa osvajanjem svemira. Ovakvi programi, na globalnom nivou, koji objedinjuju sve najbolje što čovječanstvo trenutno ima, daju poticaj razvoju mnogih industrija, tehnologije i na kraju otvaraju put za novi iskorak u nauci.

Đavolje mahinacije

Nekada je Kola Superdeep bio u centru globalnog skandala. Jednog lijepog jutra 1989. godine, direktor bunara David Guberman primio je telefonski poziv od glavnog urednika regionalnih novina, sekretara regionalnog komiteta i mnoštva drugih ljudi. Svi su hteli da znaju za đavola kojeg su bušači navodno podigli iz utrobe, o čemu su pisale neke novine i radio stanice širom sveta. Direktor je bio zatečen, i – od čega! "Naučnici su otkrili pakao", "Sotona je pobjegao iz pakla" - glasi naslovi. Kako je objavljeno u štampi, geolozi koji su radili veoma daleko u Sibiru, a možda i na Aljasci ili čak na poluostrvu Kola (novinari nisu imali konsenzus po ovom pitanju), bušili su na dubini od 14,4 km, kada je bušilica iznenada počela da visi sa jedne na drugu stranu. To znači da se ispod nalazi velika rupa, mislili su naučnici, očigledno da je centar planete prazan. Senzori spušteni u dubinu pokazivali su temperaturu od 2.000°C, a superosjetljivi mikrofoni su zvučali... vriske miliona duša koje pate. Kao rezultat toga, bušenje je zaustavljeno zbog straha od oslobađanja paklenih sila na površinu. Naravno, sovjetski naučnici su opovrgli ovu novinarsku "patku", ali odjeci te stare priče dugo su lutali iz novina u novine, pretvarajući se u svojevrsni folklor. Nekoliko godina kasnije, kada su priče o paklu već bile zaboravljene, zaposleni u Kola superdeep posjetili su Australiju s predavanjima. Na prijem ih je pozvala guvernerka Viktorije, koketna dama, koja je rusku delegaciju pozdravila pitanjem: „Šta ste, dođavola, podigli odatle?“

Najdublji bunari na svetu

1. Aralsor SG-1, Kaspijska nizina, 1962-1971, dubina - 6,8 km. Potražite naftu i gas.
2. Biikžalskaja SG-2, Kaspijska nizina, 1962-1971, dubina - 6,2 km. Potražite naftu i gas.
3. Kola SG-3, 1970-1994, dubina - 12.262 m Projektna dubina - 15 km.
4. Saatlinskaya, Azerbejdžan, 1977-1990, dubina - 8324 m Projektovana dubina - 11 km.
5. Kolvinskaya, oblast Arhangelska, 1961, dubina - 7057 m.
6. Muruntau SG-10, Uzbekistan, 1984, dubina -
3 km. Projektna dubina - 7 km. Traži zlato.
7. Timan-Pechora SG-5, sjeveroistok Rusije, 1984-1993, dubina - 6904 m, projektna dubina - 7 km.
8. Tyumenskaya SG-6, Zapadni Sibir, 1987-1996, dubina - 7502 m Projektovana dubina - 8 km. Potražite naftu i gas.
9. Novo-Elkhovskaya, Tatarstan, 1988, dubina - 5881 m.
10. Bunar Vorotilovskaya, oblast Volge, 1989-1992, dubina - 5374 m. Potraga za dijamantima, proučavanje astroblema Puchezh-Katunkka.
11. Krivorozhskaya SG-8, Ukrajina, 1984-1993, dubina - 5382 m Projektovana dubina - 12 km. Potražite ferruginske kvarcite.

Ural SG-4, Srednji Ural. Osnovan 1985. godine. Projektna dubina - 15 000 m Trenutna dubina - 6 100 m Potraga za rudama bakra, proučavanje strukture Urala. En-Yakhtinskaya SG-7, Zapadni Sibir. Projektna dubina - 7.500 m Trenutna dubina - 6.900 m Istraživanje nafte i gasa.

Bušotine za naftu i gas

ranih 70-ih
Univerzitet, SAD, dubina - 8.686 m.
Baden Unit, SAD, dubina - 9.159 m.
Bertha Rogers, SAD, dubina - 9.583 m.

80s
Zisterdorf, Austrija, 8.553 m dubine.
Siljanski prsten, Švedska, dubina - 6,8 km.
Bighorn, SAD, Wyoming, dubina - 7.583 m.
KTV Hauptbohrung, Njemačka, 1990-1994, dubina -
9.100 m Projektna dubina - 10 km. Naučno bušenje.

Na rubu života

Na granicama života Ekstremofilne bakterije pronađene u stijenama iskopanim iz dubine od kilometara DOSIJE Jedno od najnevjerovatnijih otkrića do kojih su naučnici došli bušenjem je prisustvo života duboko pod zemljom. I iako ovaj život predstavljaju samo bakterije, njegove granice sežu do nevjerovatnih dubina. Bakterije su sveprisutne. Ovladali su podzemnim svijetom, čini se, potpuno neprikladnim za postojanje. Ogromni pritisci, visoke temperature, nedostatak kiseonika i životnog prostora - ništa ne može postati prepreka širenju života. Prema nekim procjenama, masa mikroorganizama koji žive pod zemljom može premašiti masu svih živih bića koja naseljavaju površinu naše planete.

Još početkom 20. stoljeća američki naučnik Edson Bastin otkrio je bakterije u vodi iz naftonosnog horizonta sa dubine od nekoliko stotina metara. Mikroorganizmi koji su tamo živjeli nisu trebali kisik i sunčevu svjetlost, hranili su se organskim spojevima ulja. Bastin je sugerirao da ove bakterije žive u izolaciji od površine 300 miliona godina - otkako je formirano naftno polje. Ali njegova hrabra hipoteza ostala je nepotražena, jednostavno nisu vjerovali u nju. Tada se vjerovalo da je život samo tanak film na površini planete.

Interes za duboke oblike života može biti prilično praktičan. Osamdesetih godina prošlog stoljeća, Ministarstvo energetike SAD-a tražilo je sigurne metode za odlaganje radioaktivnog otpada. U te svrhe trebalo je koristiti mine u neprobojnim stijenama, gdje žive bakterije koje se hrane radionuklidima. Godine 1987. počelo je duboko bušenje nekoliko bušotina u Južnoj Karolini. Sa dubine od pola kilometra naučnici su uzimali uzorke, poštujući sve vrste predostrožnosti kako ne bi donijeli bakterije i zrak sa površine Zemlje. Uzorke je proučavalo nekoliko nezavisnih laboratorija, njihovi rezultati su bili pozitivni: u dubokim slojevima živele su takozvane anaerobne bakterije, kojima nije potreban pristup kiseoniku.

Bakterije su pronađene i u stijenama rudnika zlata u Južnoj Africi na dubini od 2,8 km, gdje je temperatura bila 60°C. Takođe žive duboko ispod dna okeana na temperaturama iznad 100°. Kako je pokazao super-duboka bušotina Kola, postoje uslovi za stanovanje mikroorganizama čak i na dubini većoj od 12 km, jer se pokazalo da su stene prilično porozne, zasićene vodenim rastvorima, a tamo gde ima vode život je moguće.

Mikrobiolozi su takođe pronašli kolonije bakterija u ultra-dubokom bunaru koji je otvorio krater Siljanskog prstena u Švedskoj. Zanimljivo je da su mikroorganizmi živjeli u drevnim granitima. Iako su to bile vrlo guste stijene pod velikim pritiskom, podzemna voda je cirkulirala kroz sistem mikropora i pukotina. Stenska masa na dubini od 5,5-6,7 km postala je prava senzacija. Bio je zasićen pastom od ulja sa kristalima magnetita. Jedno moguće objašnjenje za ovaj fenomen dao je američki geolog Thomas Gold, autor knjige The Deep Hot Biosphere. Gold je sugerirao da pasta od magnetita i ulja nije ništa drugo do otpadni proizvod bakterija koje se hrane metanom koji dolazi iz plašta.

Kao što pokazuju studije, bakterije su zadovoljne istinski spartanskim uslovima. Granice njihove izdržljivosti ostaju misterija, ali čini se da temperatura unutrašnjosti ipak postavlja donju granicu za stanište bakterija. Mogu se razmnožavati na 110°C i izdržati, iako kratko vrijeme, temperature od 140°C. Ako uzmemo u obzir da se na kontinentima temperatura povećava za 20-25 ° sa svakim kilometrom, tada se žive zajednice mogu naći do dubine od 4 km. Ispod okeanskog dna temperatura ne raste tako brzo, a donja granica života može se nalaziti na dubini od 7 km.

To znači da život ima kolosalnu marginu sigurnosti. Posljedično, Zemljina biosfera ne može biti potpuno uništena čak ni u slučaju najozbiljnijih kataklizmi, a vjerovatno bi na planetama bez atmosfere i hidrosfere mikroorganizmi mogli postojati u dubinama.

Godine 1970., baš na vrijeme za Lenjinov 100. rođendan, sovjetski naučnici pokrenuli su jedan od najambicioznijih projekata našeg vremena. Na poluostrvu Kola, desetak kilometara od sela Zapolarny, počelo je bušenje bunara, koji se kao rezultat pokazao najdubljim na svijetu i ušao u Ginisovu knjigu rekorda.

Grandiozni naučni projekat traje više od dvadeset godina. Donio je mnoga zanimljiva otkrića, ušao u istoriju nauke, da bi na kraju bio obrastao sa toliko legendi, glasina i tračeva da bi bilo dovoljno za više od jednog horor filma.

SSSR. Kola Peninsula. 1. oktobra 1980. Vodeći bušači bušotina koji dostižu rekordnu dubinu od 10.500 metara

ulaz u pakao

Tokom svog procvata, platforma za bušenje na poluostrvu Kola bila je kiklopska građevina visoka 20 spratova. Ovdje je radilo i do tri hiljade ljudi po smjeni. Tim su predvodili vodeći geolozi zemlje. Postrojenje za bušenje izgrađeno je u tundri deset kilometara od sela Zapoljarni, a u polarnoj noći sijalo je svjetlima poput svemirskog broda.

Kada se sav ovaj sjaj iznenada zatvorio i svjetla se ugasila, glasine su se odmah proširile. Po svim mjerama, bušenje je bilo izuzetno uspješno. Niko na svijetu još nije uspio doći do takve dubine - sovjetski geolozi spustili su bušilicu više od 12 kilometara.

Iznenadni završetak uspješnog projekta izgledao je smiješno kao i činjenica da su Amerikanci zatvorili program letova na Mjesec. Vanzemaljci su okrivljeni za kolaps lunarnog projekta. U problemima Kola Superdeep - đavoli i demoni.

Popularna legenda kaže da je iz velikih dubina bušilica više puta vađena rastopljena. Za to nije bilo fizičkih razloga - temperatura pod zemljom nije prelazila 200 stepeni Celzijusa, a bušilica je projektovana za hiljadu stepeni. Tada su audio senzori navodno počeli da hvataju neke jauke, vriske i uzdahe. Dispečeri koji su pratili očitavanja instrumenta žalili su se na osjećaj paničnog straha i anksioznosti.

Prema legendi, ispostavilo se da su geolozi izbušili do pakla. Stenjanje grešnika, ekstremno visoke temperature, atmosfera užasa na platformi za bušenje - sve je to objašnjavalo zašto su svi radovi na Kola Superdeep iznenada obustavljeni.

Mnogi su bili skeptični prema ovim glasinama. Međutim, 1995. godine, nakon što su radovi prekinuti, dogodila se snažna eksplozija na platformi za bušenje. Niko nije shvatio šta bi tu moglo eksplodirati, čak ni šef cijelog projekta, istaknuti geolog David Guberman.

Danas se ekskurzije vode do napuštene bušaće platforme i turistima pričaju fascinantnu priču o tome kako su naučnici izbušili rupu u podzemlju mrtvih. Dok jauci duhovi lutaju instalacijom, a uveče demoni ispužu na površinu i nastoje da se ušunjaju u ponor zjapećeg ekstremnog tragača.

podzemni mjesec

Zapravo, cijelu priču sa “od bunara do pakla” izmislili su finski novinari do 1. aprila. Njihov komični članak preštampali su američke novine, a patka je poletjela u mase. Dugogodišnje bušenje superdubine Kole proteklo je bez ikakvog misticizma. Ali ono što se tamo dogodilo u stvarnosti bilo je zanimljivije od bilo koje legende.

Za početak, ultraduboko bušenje je po definiciji bilo osuđeno na brojne nesreće. Pod jarmom gigantskog pritiska (do 1000 atmosfera) i visokih temperatura, bušilice nisu mogle da izdrže, bunar je bio začepljen, cevi koje su ojačavale otvor su polomljene. Nebrojeno puta je uski bunar savijan tako da je trebalo bušiti nove grane.

Najgora nesreća dogodila se ubrzo nakon glavnog trijumfa geologa. Godine 1982. uspjeli su savladati oznaku od 12 kilometara. Ovi rezultati su svečano objavljeni u Moskvi na Međunarodnom geološkom kongresu. Na poluostrvo Kola dovedeni su geolozi iz celog sveta, pokazana im je platforma za bušenje i uzorci stena iskopanih na fantastičnoj dubini koju čovečanstvo nikada ranije nije dostiglo.

Nakon proslave nastavljeno je bušenje. Međutim, prekid u radu se pokazao koban. 1984. godine dogodila se najstrašnija nesreća na platformi za bušenje. Čak pet kilometara cijevi otkačilo se i udarilo bunar. Bilo je nemoguće nastaviti bušenje. Rezultati petogodišnjeg rada izgubljeni su preko noći.

Morao sam da nastavim bušenje sa granice od 7 kilometara. Tek 1990. godine geolozi su ponovo uspjeli prijeći preko 12 kilometara. 12.262 metra - ovo je konačna dubina bunara Kola.

Ali paralelno sa strašnim nesrećama, uslijedila su i nevjerovatna otkrića. Duboko bušenje je analog vremeplove. Na poluostrvu Kola na površinu izbijaju najstarije stene čija starost prelazi 3 milijarde godina. Penjući se sve dublje i dublje, naučnici su stekli jasnu predstavu o tome šta se dešavalo na našoj planeti tokom njene mladosti.

Prije svega, pokazalo se da tradicionalna shema geološkog presjeka, koju su sastavili naučnici, ne odgovara stvarnosti. „Do 4 kilometra sve je išlo po teoriji, a onda je počeo sudnji dan“, rekao je kasnije Huberman.

Prema proračunima, nakon bušenja sloja granita, trebalo je doći do još tvrđih, bazaltnih stijena. Ali nije bilo bazalta. Nakon granita došlo je do rastresitog slojevitog kamenja, koji se stalno rušio i otežavao kretanje prema unutrašnjosti.

Ali među stijenama starim 2,8 milijardi godina pronađeni su fosilizirani mikroorganizmi. To je omogućilo da se razjasni vrijeme nastanka života na Zemlji. Ogromne naslage metana pronađene su na još većim dubinama. Time je razjašnjeno pitanje porijekla ugljikovodika - nafte i plina.

A na dubini većoj od 9 kilometara, naučnici su otkrili sloj olivina koji sadrži zlato, koji je tako slikovito opisao Aleksej Tolstoj u Hiperboloidu inženjera Garina.

Ali najfantastičnije otkriće dogodilo se kasnih 1970-ih, kada je sovjetska lunarna stanica donijela uzorke lunarnog tla. Geolozi su bili zapanjeni kada su vidjeli da se njegov sastav potpuno poklapa sa sastavom stijena koje su kopali na dubini od 3 kilometra. Kako je to bilo moguće?

Činjenica je da jedna od hipoteza o porijeklu Mjeseca sugerira da se prije nekoliko milijardi godina Zemlja sudarila s nekom vrstom nebeskog tijela. Kao rezultat sudara, komadić se odlomio od naše planete i pretvorio se u satelit. Moguće je da je ovaj komad otpao na području sadašnjeg poluostrva Kola.

Finale

Pa zašto su zatvorili Kola Superdeep?

Najprije su završeni glavni zadaci naučne ekspedicije. Stvorena je jedinstvena oprema za bušenje na velikim dubinama, testirana u ekstremnim uslovima i primetno poboljšana. Prikupljeni uzorci stijena su detaljno proučeni i opisani. Bunar Kola pomogao je boljem razumijevanju strukture zemljine kore i historije naše planete.

Drugo, vrijeme samo po sebi nije pogodovalo tako ambicioznim projektima. Godine 1992. naučna ekspedicija je zatvorena za finansiranje. Zaposleni su dali otkaz i otišli kući. Ali i danas, grandiozna građevina bušaće platforme i tajanstveni bunar impresioniraju svojim razmjerom.

Ponekad se čini da Kola Superdeep još nije iscrpila svu zalihu svojih čuda. U to je bio siguran i šef čuvenog projekta. “Imamo najdublju rupu na svijetu – ovako treba da je koristite!” uzviknuo je David Huberman.

Kola Superdeep Well Od kraja 19. veka veruje 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 30-ak godina istraživači su bili sigurni da sloj granita počinje na dubini od 50 metara i nastavlja se do tri kilometra, a zatim dolaze bazalti. Plašt je trebao biti na dubini od 15-18 kilometara.

Ultra duboka bušotina, koja je počela da se buši u SSSR-u na poluostrvu Kola, pokazala je da su naučnici pogrešili ...

Roni tri milijarde godina

Projekti za putovanje duboko u Zemlju pojavili su se početkom 1960-ih u nekoliko zemalja odjednom. Amerikanci su prvi izbušili ultra-duboke bušotine, a to su pokušali da urade na mjestima gdje je, prema seizmičkim studijama, zemljina kora trebala biti tanja. Ta su mjesta, prema proračunima, bila na dnu okeana, a najperspektivnijim se smatralo područje u blizini ostrva Maui iz havajske grupe, gdje drevne stijene leže ispod samog dna okeana, a Zemljin omotač se nalazi otprilike na dubini od pet kilometara ispod četiri kilometra vodenog stuba. Jao, oba pokušaja probijanja zemljine kore na ovom mjestu završila su neuspjehom na dubini od tri kilometra.

Prvi domaći projekti uključivali su 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 za bušenje bilo potrebno neuporedivo duže vrijeme, mislio je, bušotina bi bila daleko naučno vrijednija. Mjesto za bušenje odabrano je na poluotoku Kola, koje se nalazi na takozvanom Baltičkom štitu, koji se sastoji od najstarijih kopnenih stijena poznatih čovječanstvu. Višekilometarski dio slojeva štita, kako su ga zamislili naučnici, trebao je pokazati sliku istorije planete u protekle tri milijarde godina.

Dublje, i dublje, i dublje...

Početak rada nakon skoro pet godina priprema bio je tempiran da se poklopi sa 100. godišnjicom rođenja V.I. Lenjin 1970. Projekat je ozbiljno započet. Dobro vođenih 16 istraživačkih laboratorija, svaka veličine prosječne biljke; projekat je lično nadgledao ministar geologije SSSR-a, a obični zaposleni dobijali su trostruku platu. Svima je zagarantovan stan u Moskvi ili Lenjingradu. Nije iznenađujuće da je dolazak do Kola Superdeep bio mnogo teži od ulaska u kosmonautski korpus.

Izgled bunara bio je u stanju da razočara spoljnog posmatrača. Nema liftova i spiralnih stepenica koje vode duboko u Zemlju. Pod zemlju je otišla samo bušilica prečnika nešto više od 20 centimetara. Generalno, super-duboko Kola se može zamisliti kao tanka igla koja probija debljinu zemlje. Bušilica koja se nalazi na kraju ove igle sa brojnim senzorima je nakon višesatnog rada podizana skoro ceo dan na pregled, očitavanje i popravku, a zatim spuštena na jedan dan. Brže je nemoguće: najjači kompozitni kabel (bušaća traka) mogao bi se slomiti pod vlastitom težinom.

Šta se dešavalo na dubini u vreme bušenja nije bilo pouzdano poznato. Temperatura okoline, buka i drugi parametri su prenošeni naviše sa minutnom zakašnjenjem. Ipak, bušači su rekli da je čak i takav kontakt sa tamnicom ponekad zaista zastrašujući. Zvukovi koji su dopirali odozdo bili su poput vriska i urlika. Ovome možemo dodati dugu listu nesreća koje su proganjale superdubinu Kole kada je dostigla dubinu od 10 kilometara. Dva puta je bušilica izvađena rastopljena, iako su temperature od kojih je mogla poprimiti ovaj oblik 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.

Godine 1983., kada je dubina bušotine dostigla 12.066 metara, radovi su privremeno zaustavljeni: odlučeno je da se pripreme materijali o ultradubokom bušenju za Međunarodni geološki kongres, koji je planiran da se održi 1984. godine u Moskvi. Na njemu su strani naučnici prvi put saznali za samo postojanje Kola Superdeep, o čemu su svi podaci do tada bili poverljivi. Radovi su nastavljeni 27. septembra 1984. godine. Međutim, prilikom prvog spuštanja bušilice dogodila se nesreća - ponovo je pukla bušaća traka. Bilo je potrebno nastaviti bušenje sa dubine od 7000 metara, stvarajući novo deblo, a do 1990. ovaj novi krak je dostigao 12.262 metra, što je bio apsolutni rekord za ultra duboke bušotine, oboren tek 2008. godine. Bušenje je prekinuto 1992. godine, ovaj put, kako se ispostavilo, zauvijek. Nije bilo sredstava za dalji rad.

Otkrića i nalazi

Otkrića napravljena u Kola Superdeep napravila su pravu revoluciju u našem znanju o strukturi zemljine kore. Teoretičari su obećali da će temperatura Baltičkog štita ostati relativno niska do dubine od najmanje 15 kilometara. To znači da se bušotina može izbušiti skoro do 20 kilometara, samo do plašta. Ali već na petom kilometru temperatura je prešla 700°C, na sedmom - preko 1200°C, a na dubini od dvanaest pekla je više od 2200°C.

Bušači Kola doveli su u pitanje teoriju slojevite strukture zemljine kore - barem u rasponu do 12.262 metra. Vjerovalo se da postoji površinski sloj (mlade stijene), zatim bi trebali ići graniti, bazalti, plašt i jezgro. Ali pokazalo se da su graniti tri kilometra niži od očekivanog. Bazalti koji su trebali ležati ispod njih uopće nisu pronađeni. Nevjerovatno iznenađenje za naučnike bilo je obilje pukotina i šupljina na dubini većoj od 10 kilometara. U tim prazninama bušilica se ljuljala poput klatna, što je dovelo do ozbiljnih poteškoća u radu zbog njenog odstupanja od vertikalne ose. U prazninama je zabilježeno prisustvo vodene pare, koja se tamo kretala velikom brzinom, kao da je nošena nekim nepoznatim pumpama. Ovi parovi su stvorili upravo one zvukove koji su oduševili bušače.

Sasvim neočekivano za sve, potvrđena je hipoteza pisca Alekseja Tolstoja o olivinskom pojasu, izražena u romanu Hiperboloid inženjera Garina. Na dubini većoj od 9,5 kilometara otkrili su pravo skladište svih vrsta minerala, posebno zlata, za koje se ispostavilo da ima 78 grama po toni. Inače, industrijska proizvodnja se odvija u koncentraciji od 34 grama po toni.

Još jedno iznenađenje: život na Zemlji nastao je, ispostavilo se, milijardu i pol godina ranije nego što se očekivalo. Na dubinama na kojima, kako se vjerovalo, nije moglo biti organske tvari, pronađeno je 14 vrsta fosiliziranih mikroorganizama (starost ovih slojeva prelazila je 2,8 milijardi godina). Na još većim dubinama, gdje više nema sedimentnih stijena, metan se pojavio u visokim koncentracijama, što je konačno opovrglo teoriju o biološkom porijeklu ugljikovodika poput nafte i plina.

Nemoguće je ne spomenuti otkriće napravljeno prilikom upoređivanja lunarnog tla koje je sovjetska svemirska stanica isporučila kasnih 70-ih godina sa površine Mjeseca, i uzoraka uzetih u bušotini Kola sa dubine od 3 kilometra. Ispostavilo se da su ti uzorci kao dva graška u mahuni. Neki astronomi su to vidjeli kao dokaz da se Mjesec jednom odvojio od Zemlje kao rezultat kataklizme (moguće sudara planete sa velikim asteroidom). Međutim, prema drugima, ova sličnost samo ukazuje na to da je Mjesec nastao iz istog oblaka plina i prašine kao i Zemlja, te da su u početnim geološkim fazama „evoluirali“ na isti način.

Kola Superdeep je bio ispred svog vremena

Kolski bunar je pokazao da je moguće duboko u Zemlju 14, pa čak i 15 kilometara. Međutim, jedan takav bunar teško da može pružiti fundamentalno nova saznanja o zemljinoj kori. To zahtijeva čitavu mrežu bušotina izbušenih na različitim mjestima na površini zemlje. Ali vremena kada su ultraduboke bušotine bušene u čisto naučne svrhe izgleda su prošla. Preskupo je ovo zadovoljstvo. Moderni programi ultra-dubokog bušenja više nisu tako ambiciozni kao što su bili, i slijede praktične ciljeve.

To je uglavnom otkrivanje i vađenje minerala. U Sjedinjenim Državama proizvodnja nafte i plina sa dubine od 6-7 kilometara već postaje uobičajena. U budućnosti će i Rusija početi da crpi ugljovodonične sirovine sa takvih nivoa. Međutim, čak i one duboke bušotine koje se sada buše donose mnogo vrijednih informacija koje geolozi nastoje generalizirati kako bi dobili potpunu sliku barem površinskih slojeva zemljine kore. Ali ono što se nalazi ispod ostat će misterija još dugo vremena. Samo naučnici koji rade na ultra dubokim bušotinama poput Kola mogu to otkriti uz pomoć najsavremenije naučne opreme. U budućnosti će takvi bunari za čovječanstvo postati svojevrsni teleskopi u tajanstveni podzemni svijet planete, o kojem ne znamo više nego o udaljenim galaksijama.