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

Poznati napušteni bunar nalazi se u Murmanska regija u rudnoj regiji Pechenga, koja je poznata po nalazištima bakra i nikla. Najbliže naselje je grad Zapolyarny, koji se nalazi 10 km od SG-3.

Kola superdeep - fotografija iz svemira

Do danas je bušotina Kola najdublja na svijetu. Dubina mu je rekordnih 12.262 m, promjer na površini 92 cm, a na maksimalna dubina- 21,5 cm. glavni zadatak Bušotine SG-3 nisu istraživanje niti proizvodnja nafte, za razliku od ostalih ultradubokih bušotina, već isključivo istraživačka djelatnost.

Naravno, odabir ovog udaljenog mjesta s oštrom klimom nije slučajan. Prethodno je organizirana posebna geološka ekspedicija koja je naznačila upravo tu točku za izgradnju cjelokupne bušotine i naknadno bušenje bušotine. Cijeli teritorij poluotoka ima mnogo naselja s vrlo čudnim nazivima: Novi Titan, Nikal, Tinjac, Apatit, Magnetit itd. Ali zapravo, u tome nema ništa čudno, jer je poluotok samo ogromno skladište minerala. Važan zaključak ekspedicije bio je da se tijekom milijuna godina, razornog djelovanja vode, vjetra i leda, površina Baltičkog štita činila "golijom" za najstarije kopnene formacije, koje su obično skrivene u drugim područjima, zbog blaže klime i manje erozije. Oni. na ovom mjestu bušači su imali prednost od 5-8 km u odnosu na usjek Zemljina kora na kontinentu. Dakle, ako se ovdje izbuši bušotina s dubinom od 15 km, onda je to usporedivo s 20-23 km na kontinentu.

Površinski slojevi zemljine kore do tada su bili vrlo 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 vrlo težak zadatak - doseći dubinu od 15 000 m. Nije bez razloga uspoređivan s 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, tu su birani samo najbolji inženjeri i radnici. Svaki od njih dobio je stan i vrlo pristojnu plaću, oko osam puta veću od specijalista u središnjem dijelu sindikata.

D. Guberman i akademik Timofeev raspravljaju o mogućnostima bušenja

Od 20. stoljeća u znanosti je prihvaćeno da se Zemlja sastoji od kore, plašta i jezgre. A granice svih slojeva utvrđene su teoretski, tj. pretpostavljeno je da sloj granita ima dubinu od 3 km, a sloj bazalta počinje s dubine od 3 km. Znanstvenici su očekivali da će pronaći plašt na dubini od 15-18 km. Ali svejedno, SG-3 je uništio sve te ideje i dao drugačije rezultate na kojima znanstvenici rade i dan danas.

Bušenje je počelo 24. svibnja 1970. godine. Usput, 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 bušilicom, čija je maksimalna granica dubine bila 5000 m, ali na SG-3 se uz njegovu pomoć moglo probiti do dubine od 7000 m, što je bilo vrlo dobro. proizlaziti. Sam proces bušenja do prve točke na 7000 m odvijao se bez ikakvih izvanrednih situacija, bušilica je lako nosila s homogenim granitima i sav taj posao trajao je 4 godine.

Za nastavak dubinskog bušenja bilo je potrebno obnoviti toranj za još jednu snažniju instalaciju i dovršiti njegovu montažu. 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. Prvo, automatizirano je podizanje i uranjanje bušilice sa stupom, a drugo, zahvaljujući novom dizajnu, ne okreće se cijeli stup, već samo sam alat. Njegova rotacija je izvedena dovođenjem posebno dizajniranog rješenja. Sama kruna ima poseban dizajn, zbog kojeg su radnici povremeno uklanjali uzorke stijena u obliku cilindara, koji se nazivaju jezgrom. Zdrobljena stijena u procesu bušenja izlazi na površinu zajedno s posebnom otopinom. Zatim se otopina čisti i izvodi na novi način. Cjelokupni sklop kolone s dlijetom i bušaćom tekućinom ima masu od oko 200 t.Cijevi od kojih se sastavlja kolona potrebne duljine izrađene su od aluminijskih legura. Bušenje na velikim dubinama vrlo je složen tehnološki proces, a još više to je bilo osvajanje novih dubina, pa je u tom procesu nastalo dosta problema koje su brzo i stručno rješavali najbolji stručnjaci na stanici. Spuštanje i podizanje bušaće kolone traje jako dugo, oko 18 sati, a sam proces bušenja traje 4 sata. Stoga se na bušotini radilo danonoćno u tri smjene.

Sljedeća faza bušenja s dubine od 7000 metara bila je komplicirana zbog rastresitih neravnih stijena, alat je stalno skrenuo prema mekšim stijenama i proces se znatno usporio, no dolazilo je do neugodnijih situacija zbog oštećenja bušilice i loma cijele bušilice. niz. Dakle, zbog nesreća i gubitka alata, bilo je potrebno cementirati ovo područje i započeti bušenje iz prethodnih faza. Do 6. lipnja 1979. oboren je rekord od 9583 metra, koji je pripadao naftnoj bušotini Bert Rogers.

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

Nakon stanke 27. rujna 1984. nastavljeni su radovi na bušenju. Ali u prvoj fazi dogodila se nesreća - prekid stupa s bušilicom. Stručnjaci su izgubili 5 km niza cijevi. Svi pokušaji da se oprema izvuče iz bunara završili su neuspjehom. Stoga smo morali početi bušiti od 7000 m. I za 6 godina do 1990. nova je bušotina dosegla rekordnih 12.262 m. politička situacija u zemlji. Ali ova dubina ostaje rekordna!

Kola superdeep danas

Na kraju, 2008. sve je konačno napušteno, bunar je stavljen u naftalin, dio opreme je demontiran, ostatak se uništava s vremena na vrijeme i rukama pljačkaša. Prema nekim izvješćima, oko 100 milijuna rubalja bit će potrebno za obnovu sve opreme i nastavak istraživačkog rada, ali najvjerojatnije je to već nerealno.
U nastavku je fotografija trenutnog stanja objekta

Za dobivanje dodatne informacije pogledajte kratki film

Davne 1990. godine, u južnom dijelu Njemačke, skupina znanstvenika odlučila je pogledati u utrobu našeg planeta na spoju dva tektonske ploče koje su se sudarile prije više od 300 milijuna godina kada se kontinent formirao. Konačni cilj znanstvenika bio je izbušiti jednu od najdubljih bušotina na svijetu do 10 km.

U početku se pretpostavljalo da će bunar postati neka vrsta "teleskopa", koji će pružiti priliku da saznamo više o utrobi našeg planeta i pokušamo naučiti o Zemljinoj jezgri. Proces bušenja odvijao se u sklopu programa Continental Deep Drilling i trajao je do listopada 1994. godine, kada je zbog financijski problemi program je morao biti otkazan.

Bušotina je nazvana Kontinentales Tiefbohrprogramm der Bundesrepublik, skraćeno KTB, a do zatvaranja programa izbušeno je više od 9 km, što nije dodatno oduševilo znanstvenike. Sam proces bušenja neće biti lak. Tijekom 4 godine znanstvenici, inženjeri i radnici morali su se suočiti s čitavom hrpom teške situacije i prilično složene zadatke. Tako je, primjerice, bušilica morala proći kroz stijene zagrijane na temperaturu od oko 300 stupnjeva Celzijusa, ali čak i u takvim uvjetima bušilice su se ipak snašle hladeći bušotinu tekućim vodikom.

No, unatoč činjenici da je program bio ograničen, znanstveni eksperimenti nisu prekinuti i provodili su se sve do kraja 1995. godine, a treba napomenuti da nisu bili uzalud. Tijekom tog vremena bilo je moguće otkriti nove, prilično neočekivane činjenice o strukturi našeg planeta, sastavljene su nove karte raspodjele temperature i dobiveni podaci o raspodjeli seizmičkog tlaka, što je omogućilo izradu modela slojevite strukture planeta. gornji dio Zemljine površine.

Ipak, ono najzanimljivije znanstvenici su sačuvali za kraj. Nizozemski znanstvenik Lott Given, koji je zajedno s inženjerima akustike i znanstvenicima iz Istraživačkog centra za geofizička istraživanja (Njemačka) napravio ono o čemu su mnogi sanjali - gotovo u doslovno ove riječi, on je "čuo otkucaje srca" Zemlje. Da bi to učinio, on i njegov tim morali su izvršiti akustična mjerenja, s kojima istraživačka grupa rekreirao zvukove koje smo mogli čuti na dubini od 9 kilometara. Međutim, sada možete čuti i ove zvukove.

Unatoč tome što je KTB na ovaj trenutak smatra se najdubljom bušotinom na svijetu, postoji nekoliko takvih bušotina, koje su, međutim, već zapečaćene. A među njima se ističe bunar, koji je tijekom svog postojanja uspio steći legende, to je Kola ultra-deep well-well, poznatiji kao "Put u pakao". Za razliku od ostalih konkurenata KTB-a, bušotina Kola dosegnula je dubinu od 12,2 km i smatrana je najdubljom bušotinom na svijetu.

Njegovo bušenje započelo je 1970. u regiji Murmansk (sadašnji Sovjetski Savez Ruska Federacija), 10 kilometara zapadno od grada Zapolyarny. Tijekom bušenja bušotina je doživjela nekoliko nezgoda, zbog čega su radnici morali betonirati bušotinu i započeti bušenje s puno manje dubine i pod drugim kutom. Zanimljivo je da se upravo uz niz nesreća i neuspjeha koji opsjedaju skupinu povezuje povod za nastanak legende da je bunar izbušen do samog, da ni pakao nije pravi.

Kako kaže tekst legende, nakon što su prešli granicu od 12 km, znanstvenici su uz pomoć mikrofona uspjeli čuti zvukove krikova. No, odlučili smo nastaviti s bušenjem i tijekom prolaska sljedeće oznake (14 km) iznenada smo naletjeli na praznine. Nakon što su znanstvenici spustili mikrofone, čuli su jauke i jauke muškaraca i žena. I nakon nekog vremena dogodila se nesreća, nakon čega je odlučeno da se zaustavi bušenje

I, unatoč činjenici da se stvarno dogodila nesreća, znanstvenici nisu čuli vriske ljudi, a sav razgovor o demonima nije ništa više od fikcije, rekao je David Mironovich Guberman, jedan od autora projekta, pod čijim je vodstvom došlo je do bušenja bušotine.

Nakon još jedne nesreće 1990. godine, dolaskom na dubinu od 12.262 metra, bušenje je završeno, a 2008. godine projekt je napušten, a oprema demontirana. Dvije godine kasnije, 2010. godine, bušotina je puštena u naftalin.

Treba napomenuti da su projekti bušenja bušotina kao što su KTV i Kola trenutno za geologe jedini način i mogućnost istraživanja utrobe planeta.

Danas su znanstvena istraživanja čovječanstva dosegla granice Sunčevog sustava: spustili smo letjelice na planete, njihove satelite, asteroide, komete, poslali misije u Kuiperov pojas i prešli granicu heliopauze. Uz pomoć teleskopa vidimo događaje koji su se dogodili prije 13 milijardi godina – kada je svemir bio star samo nekoliko stotina milijuna godina. U tom kontekstu, zanimljivo je procijeniti koliko dobro poznajemo našu Zemlju. Najbolji način upoznati je unutarnja struktura- izbušiti bunar: što dublje, to bolje. Najdublja bušotina na Zemlji je Kola Superdeep ili SG-3. Godine 1990. njegova je dubina dosegla 12 kilometara 262 metra. Usporedimo li ovu brojku s polumjerom našeg planeta, ispada da je to samo 0,2 posto puta do središta Zemlje. Ali čak se i to pokazalo dovoljnim da se preokrenu ideje o strukturi zemljine kore.

Ako bunar zamislite kao okno kroz koje se možete liftom spustiti u samu utrobu zemlje ili barem nekoliko kilometara, onda to uopće nije tako. Promjer alata za bušenje kojim su inženjeri napravili bušotinu bio je samo 21,4 centimetra. Gornji dio bunara od dva kilometra malo je širi - proširen je na 39,4 centimetra, ali i dalje čovjek ne može doći tamo. Da zamislimo proporcije bunara, najbolja analogija bila bi šivaća igla od 57 metara promjera 1 milimetar, nešto deblja na jednom kraju.

Pa shema

Ali ova će prezentacija biti pojednostavljena. Tijekom bušenja dogodilo se nekoliko nezgoda na bušotini - dio bušaće kolone završio je pod zemljom bez mogućnosti izvlačenja. Stoga je nekoliko puta bušotina započeta iznova, od oznaka sedam i devet kilometara. Postoje četiri glavne grane i desetak manjih. Glavne grane imaju različite maksimalne dubine: dvije od njih prelaze oznaku od 12 kilometara, još dvije ne dosežu je samo 200-400 metara. Imajte na umu da je dubina Marijanske brazde jedan kilometar manja - 10.994 metara u odnosu na razinu mora.

Horizontalna (lijevo) i okomita projekcija putanje SG-3

Yu.N. Yakovlev i sur. / Bulletin of Kolsky znanstveni centar RAN, 2014

Štoviše, bilo bi pogrešno bunar shvatiti kao visak. Zbog činjenice da na različitim dubinama stijene imaju različita mehanička svojstva, bušilica je tijekom rada odstupila na manje gusta područja. Stoga, u velikom mjerilu, profil Kola Superdeep izgleda kao blago zakrivljena žica s nekoliko grana.

Približavajući se bunaru danas, vidjet ćemo samo Gornji dio- metalni otvor pričvršćen na usta s dvanaest masivnih vijaka. Natpis na njemu napravljen je greškom, točna dubina je 12.262 metra.

Kako je izbušen duboki bunar?

Za početak, treba napomenuti da je SG-3 izvorno zamišljen posebno za znanstvene svrhe. Istraživači su odabrali bušiti mjesto gdje je drevno kamenje izašlo na površinu zemlje - staro do tri milijarde godina. Jedan od argumenata u istraživanju bio je da su mlade sedimentne stijene dobro proučene tijekom proizvodnje nafte, a nitko još nije bušio duboko u drevne slojeve. Osim toga, postojala su i velika nalazišta bakra i nikla, čije bi istraživanje koristan dodatak znanstvenoj misiji bušotine.

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

Bušaća kolona sastoji se od međusobno povezanih cijevi. Uz njegovu pomoć inženjeri spuštaju alat za bušenje na dno bušotine, a također osigurava njegov rad. Na kraju stupa postavljene su posebne 46-metarske turbobušilice koje pokreće mlaz vode s površine. Omogućili su rotaciju alata za drobljenje stijena odvojeno od cijele kolone.

Svrdla kojima se bušaća kolona usjekla u granit izazivaju asocijacije na futurističke detalje robota - nekoliko diskova s ​​šiljcima koji se okreću i koji su odozgo povezani s turbinom. Jedno takvo svrdlo bilo je dovoljno za samo četiri sata rada - to otprilike odgovara prijelazu od 7-10 metara, nakon čega se cijela bušaća kolona mora podići, rastaviti i zatim ponovno spustiti. Sami stalni spustovi i usponi trajali su i do 8 sati.

Čak su i cijevi za stupac u Kola Superdeepu morale koristiti neobične. Na dubini se temperatura i tlak postupno povećavaju, a, kako kažu inženjeri, na temperaturama iznad 150-160 stupnjeva čelik serijskih cijevi omekšava i lošije drži višetonska opterećenja - zbog toga se povećava vjerojatnost opasnih deformacija i loma stupac se povećava. Stoga su programeri odabrali lakše aluminijske legure otporne na toplinu. Svaka od cijevi imala je duljinu od oko 33 metra i promjer od oko 20 centimetara - nešto uži od samog bunara.

Međutim, čak ni posebno dizajnirani materijali nisu mogli izdržati uvjete bušenja. Nakon prve dionice od sedam kilometara, trebalo je gotovo deset godina i više od 50 kilometara cijevi za daljnje bušenje do oznake od 12.000 metara. Inženjeri su se suočili s činjenicom da ispod sedam kilometara stijene postaju manje guste i lomljene - viskozne za bušilicu. Osim toga, sama bušotina je izobličila svoj oblik i postala eliptična. Kao rezultat toga, niz je nekoliko puta puknuo, a budući da ga nisu mogli podići natrag, inženjeri su bili prisiljeni betonirati granu bušotine i ponovno proći kroz bušotinu, uzalud gubeći godine rada.

Jedna od tih velikih nesreća natjerala je bušače 1984. da betoniraju ogranak bušotine koji je dosegao dubinu od 12.066 metara. Bušenje je moralo ponovno započeti od oznake 7 kilometara. Tome je prethodila pauza u radu s bušotinom - u tom trenutku deklasificirano je postojanje SG-3, au Moskvi je održan međunarodni geološki kongres Geoexpo, čiji su delegati posjetili objekt.

Prema riječima očevidaca nesreće, nakon nastavka radova, stup je izbušio bunar devet metara. Nakon četiri sata bušenja, radnici su se pripremali podići stup natrag, ali "nije išao". Bušači su zaključili da se cijev negdje "zalijepila" za zidove bušotine i povećali snagu dizanja. Opterećenje je drastično smanjeno. Postupno rastavljajući niz u svijeće od 33 metra, radnici su došli do sljedećeg segmenta, koji je završio s neravnim donjim rubom: turbobušilica i još pet kilometara cijevi ostali su u bušotini, nisu se mogli podići.

Bušači su uspjeli ponovno dosegnuti oznaku od 12 kilometara tek 1990. godine, u isto vrijeme postavljen je i rekord zarona - 12 262 metra. Zatim je došlo do nove havarije, a od 1994. godine radovi na bušotini su prekinuti.

Znanstvena misija ultradubokih

Shema seizmičkih ispitivanja na SG-3

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

Bušotina je istražena cijelim nizom geoloških i geofizičkih metoda, od uzimanja jezgre (stupac stijena koji odgovara zadanim dubinama) do radijacijskih i seizmoloških mjerenja. Na primjer, jezgra je izvađena pomoću prijemnika jezgri s posebnim svrdlima - izgledaju poput cijevi s nazubljenim rubovima. U središtu ovih cijevi nalaze se rupe od 6-7 centimetara u koje ulazi stijena.

Ali čak i s ovom naizgled jednostavnom (osim potrebe da se ova jezgra podigne s mnogo kilometara dubine) tehnikom pojavile su se poteškoće. Zbog tekućine za bušenje - iste one koja je pokrenula bušilicu - jezgra je bila zasićena tekućinom i promijenila je svoja svojstva. Osim toga, uvjeti u dubini i na površini zemlje vrlo su različiti - uzorci su popucali od razlike tlaka.

Na različitim dubinama, izdašnost jezgre bila je vrlo različita. Ako je na pet kilometara od segmenta od 100 metara bilo moguće računati na 30 centimetara jezgre, tada su na dubinama većim od devet kilometara, umjesto stupca stijena, geolozi dobili niz podloški iz guste stijene.

Mikrografija stijena podignutih s dubine od 8028 metara

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

Studije materijala izvađenog iz bušotine dovele su do nekoliko važnih zaključaka. Prvo, struktura zemljine kore ne može se pojednostaviti na sastav od nekoliko slojeva. Na to su prethodno ukazivali seizmološki podaci - geofizičari su vidjeli valove koji kao da se reflektiraju od glatke granice. Studije na SG-3 pokazale su da se takva vidljivost može pojaviti i kod složene distribucije stijena.

Ova pretpostavka utjecala je na dizajn bušotine - znanstvenici su očekivali da će na dubini od sedam kilometara okno ući u bazaltne stijene, ali se nisu susrele ni na oznaci od 12 kilometara. No, umjesto bazalta, geolozi su otkrili stijene koje su imale veliki broj pukotina i malu gustoću, što se s mnogo kilometara dubine uopće nije moglo očekivati. Štoviše, u pukotinama je bilo tragova podzemne vode- čak se pretpostavljalo da su nastali izravnom reakcijom kisika i vodika u debljini Zemlje.

Među znanstvenim rezultatima bilo je i primijenjenih - primjerice, na malim dubinama geolozi su pronašli horizont ruda bakra i nikla pogodan za rudarenje. A na dubini od 9,5 kilometara otkriven je sloj geokemijske anomalije zlata - u stijeni su bila prisutna mikrometarska zrnca samorodnog zlata. Koncentracije su dosegle gram po toni stijene. Međutim, malo je vjerojatno da će rudarenje s tolike dubine ikada biti isplativo. Ali samo postojanje i svojstva zlatonosnog sloja omogućili su razjašnjenje modela evolucije minerala – petrogeneze.

Zasebno je potrebno govoriti o studijama temperaturnih gradijenata i zračenja. Za takve pokuse koriste se instrumenti u bušotini koji se spuštaju na sajle. Veliki problem je bio osigurati njihovu sinkronizaciju sa zemaljskom opremom, kao i osigurati rad na velikim dubinama. Primjerice, poteškoće su se pojavile s činjenicom da su kabeli, u duljini od 12 kilometara, bili razvučeni za oko 20 metara, što je moglo uvelike smanjiti točnost podataka. Kako bi to izbjegli, geofizičari su morali stvoriti nove metode za označavanje udaljenosti.

Većina komercijalnih alata nije dizajnirana za rad u teškim uvjetima nižih slojeva bušotine. Stoga su za istraživanja na velikim dubinama znanstvenici koristili opremu dizajniranu posebno za Kola Superdeep.

Najvažniji rezultat geotermalnih istraživanja su mnogo veći gradijenti temperature od očekivanih. Blizu površine brzina porasta temperature bila je 11 stupnjeva po kilometru, do dubine od dva kilometra - 14 stupnjeva po kilometru. U intervalu od 2,2 do 7,5 kilometara temperatura je rasla brzinom od 24 stupnja po kilometru, iako postojeći modeli predvidio vrijednost jedan i pol puta manju. Kao rezultat toga, već na dubini od pet kilometara, instrumenti su zabilježili temperaturu od 70 stupnjeva Celzija, a do 12 kilometara ta je vrijednost dosegla 220 stupnjeva Celzija.

Pokazalo se da je Kola Superdeep bušotina drugačija od drugih bušotina - na primjer, pri analizi oslobađanja topline stijena Ukrajinskog kristalnog štita i batolita Sierra Nevade, geolozi su pokazali da se oslobađanje topline smanjuje s dubinom. U SG-3, naprotiv, rasla je. Štoviše, mjerenja su pokazala da je glavni izvor topline, pružajući 45-55 posto protok topline, je raspad radioaktivnih elemenata.

Unatoč činjenici da se dubina bunara čini kolosalnom, ona ne doseže ni trećinu debljine zemljine kore u Baltičkom štitu. Geolozi procjenjuju da se baza zemljine kore na ovom području proteže oko 40 kilometara ispod zemlje. Stoga, čak i da je SG-3 dosegao planiranu granicu od 15 kilometara, još uvijek ne bismo stigli do plašta.

Ovako ambiciozan zadatak postavili su američki znanstvenici pri razvoju projekta Mohol. Geolozi su planirali doći do granice Mohorovichich - podzemnog područja gdje postoji oštra promjena u brzini širenja zvučni valovi. Vjeruje se da je povezan s granicom između kore i plašta. Vrijedno je napomenuti da su bušači odabrali dno oceana u blizini otoka Guadalupe kao mjesto za bušotinu - udaljenost do granice bila je samo nekoliko kilometara. Međutim, dubina samog oceana ovdje je dosegla 3,5 kilometara, što je značajno kompliciralo rad bušenja. Prvi testovi iz 1960-ih omogućili su geolozima da izbuše rupe od samo 183 metra.

Nedavno su napravljeni planovi za oživljavanje projekta dubinskog bušenja uz pomoć broda za istraživačko bušenje JOIDES Resolution. Kao novi cilj geolozi su odabrali točku u Indijskom oceanu, nedaleko od Afrike. Dubina Mohorovičićeve granice tamo je samo oko 2,5 kilometara. U prosincu 2015. - siječnju 2016. geolozi su uspjeli izbušiti bušotinu dubine 789 metara - petu najveću u svijetu podvodnih bušotina. Ali ova vrijednost je samo polovica onoga što je bilo potrebno u prvoj fazi. Ipak, tim se planira vratiti i dovršiti započeto.

***

0,2 posto puta do središta Zemlje – nije tako impresivno u usporedbi s razmjerom putovanje svemirom. Međutim, treba imati na umu da granica Sunčevog sustava ne prolazi orbitom Neptuna (pa čak ni Kuiperovim pojasom). 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 desetinku postotka puta do ruba našeg sustava.

Stoga, nemojte se uzrujavati zbog toga koliko malo poznajemo "unutrašnjost" vlastitog planeta. Geolozi imaju vlastite teleskope - seizmička istraživanja - i svoje ambiciozne planove za osvajanje utrobe. A ako su astronomi već uspjeli dodirnuti čvrsti dio nebeska tijela u Sunčev sustav, onda pred geolozima sve najzanimljivije stvari tek dolaze.

Vladimir Koroljov

Kandidat tehničke znanosti A. OSADČI

Stotine tisuća bušotina izbušene su u zemljinoj kori tijekom posljednjih desetljeća prošlog stoljeća. I to ne čudi, 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 nenadmašna - više od dvanaest kilometara. Osim toga, SG je jedan od rijetkih koji je bušen ne radi istraživanja ili rudarenja, već isključivo radi znanstvene svrhe: proučavati najstarije stijene našeg planeta i saznati tajne procesa koji se u njima odvijaju.

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

svrdla. Potpuno isti, ali baš onaj koji je korišten prilikom bušenja na dubini od 12 km, postao je izložak na Međunarodnom geološkom kongresu 1984. godine.

Na ovoj udici se spuštao i podizao niz cijevi. S lijeve strane - u košari - postavljene su cijevi od 33 metra pripremljene za spuštanje - "svijeće".

Kola superdeep bunar.

Pojedinačni uzorci jezgre.

Jedinstvena središnja pohrana, gdje se na policama u kutijama u strogi red, numerirane, položene su jezgre cijele bušotine od dvanaest kilometara.

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

Danas se na Kola Superdeep ne vrši bušenje, ono je zaustavljeno 1992. godine. SG nije bio prvi, a ni jedini u programu proučavanja dubinske strukture Zemlje. Od stranih bušotina, tri su dosegle dubinu od 9,1 do 9,6 km. Bilo je planirano da jedan od njih (u Njemačkoj) nadmaši Kolu. Međutim, bušenje na sva tri, kao i na SG, zaustavljeno je zbog nesreća i iz tehničkih razloga još se ne može nastaviti.

Vidi se da nisu uzalud zadaci bušenja ultradubokih bušotina uspoređeni po složenosti s letom u svemir, s dugotrajnom svemirskom ekspedicijom na drugi planet. Uzorci stijena izvađeni iz Zemljine unutrašnjosti nisu ništa manje zanimljivi od uzoraka Mjesečevog tla. Tlo koje je dopremio sovjetski lunarni rover proučavano je na raznim institutima, uključujući Znanstveni centar Kola. Ispostavilo se da sastav lunarnog tla gotovo u potpunosti odgovara stijenama izvađenim iz Kola dobro s dubine od oko 3 km.

ODABIR MJESTA I PROGNOZA

Za bušenje SG stvorena je posebna istraživačka ekspedicija (Kola GRE). Mjesto bušenja, naravno, također nije odabrano slučajno - Baltički štit u tom području poluotok Kola. Ovdje na površinu izlaze najstarije magmatske stijene starosti oko 3 milijarde godina (a Zemlja je stara samo 4,5 milijardi godina). Bilo je zanimljivo bušiti u najstarijim magmatskim stijenama, jer je debljina sedimentne stijene do dubine od 8 km već su dobro proučeni u proizvodnji nafte. A u magmatskim stijenama tijekom rudarenja obično dobiju samo 1-2 km. Odabir mjesta za SG također je olakšan činjenicom da se ovdje nalazi korito Pecheneg - ogromna zdjelasta struktura, kao da je utisnuta u drevne stijene. Njegovo podrijetlo povezano je s dubokim rasjedom. I upravo se ovdje nalaze velika nalazišta bakra i nikla. A zadaci dodijeljeni geološkoj ekspediciji Kola uključivali su identificiranje niza značajki geološkim procesima i pojave, uključujući stvaranje ruda, za određivanje prirode granica koje razdvajaju slojeve u kontinentalnoj kori, za prikupljanje podataka o sastav materijala i fizičko stanje stijene.

Prije bušenja napravljen je presjek zemljine kore na temelju seizmoloških podataka. On je poslužio kao prognoza za pojavu onih zemljani slojevi da je bunar prešao. Pretpostavljalo se da se granitni niz proteže do dubine od 5 km, nakon čega su se očekivale jače i starije bazaltne stijene.

Tako je za mjesto bušenja odabran sjeverozapadni dio poluotoka Kola, 10 km od grada Zapolyarny, nedaleko od naše granice s Norveškom. Zapolyarny je gradić koji je izrastao pedesetih godina pokraj tvornice nikla. Među brdovitom tundrom, na brežuljku kojeg pušu svi vjetrovi i snježne oluje, nalazi se "kvadrat", čija je svaka strana sastavljena od sedam peterokatnih kuća. U unutrašnjosti su dvije ulice, na njihovom raskrižju je trg na kojem se nalaze Dom kulture i hotel. Kilometar od grada, iza klanca, vide se zgrade i visoki dimnjaci tvornice nikla, iza nje, uz planinsku padinu, tamne deponije otpadnog kamena iz najbližeg kamenoloma. U blizini grada nalazi se autocesta do grada Nikel i do malog jezera, s druge strane kojeg je već Norveška.

Zemlja tih mjesta u izobilju čuva tragove posljednji rat. Kad idete autobusom od Murmanska do Zapolyarnyja, prijeđete malu rijeku otprilike na pola puta Zapadno lice, na njegovoj obali spomen obelisk. Ovo je jedino mjesto u cijeloj Rusiji gdje je fronta stajala nepomično tijekom rata od 1941. do 1944., naslonjena na Barentsovo more. Iako su se cijelo vrijeme vodile žestoke borbe i gubici s obje strane bili su ogromni. Nijemci su se bezuspješno pokušavali probiti do Murmanska, jedine nezaleđene luke na našem sjeveru. Zima 1944 sovjetske trupe uspio probiti frontu.

Od Zapolyarny do Superdeep - 10 km. Cesta ide pored pogona, zatim rubom kamenoloma i onda se penje uzbrdo. Iz prolaza se otvara mali bazen u koji je ugrađena bušilica. Njegova visina je od zgrade od dvadeset katova. "Radnici u smjenama" dolazili su ovamo iz Zapolarnog u svaku smjenu. Ukupno je na ekspediciji radilo oko 3000 ljudi, živjeli su u gradu u dvije kuće. S bušilice se danonoćno čulo gunđanje nekih mehanizama. Tišina je značila da je iz nekog razloga došlo do prekida u bušenju. Zimi, tijekom duge polarne noći - a ona tamo traje od 23. studenog do 23. siječnja - cijela je bušilica bila osvijetljena svjetlima. Često im se dodavalo svjetlo polarne svjetlosti.

Malo o osoblju. Dobar, visokokvalificirani tim radnika okupljen je u geološko-istražnoj ekspediciji Kola, stvorenoj za bušenje. D. Huberman je gotovo uvijek bio šef GRE-a, talentirani voditelj koji je birao tim. Za bušenje je bio odgovoran glavni inženjer I. Vasilčenko. Radionicom je zapovijedao A. Batishchev, kojeg su svi zvali jednostavno Lekha. Za geologiju je bio zadužen V. Laney, a za geofiziku Yu.Kuznjecov. Ogroman rad na obradi jezgre i stvaranju skladišta jezgre izvršio je geolog Yu. Smirnov - onaj koji je imao "dragocjeni ormarić", o kojem ćemo kasnije govoriti. U istraživanju SG sudjelovalo je više od 10 istraživačkih instituta. Tim je također imao svoje "kulibine" i "ljevoruke" (posebno se istaknuo S. Tserikovsky), koji su izumili i proizveli razne uređaje, ponekad im omogućujući da izađu iz najtežih, naizgled bezizlaznih situacija. Oni su sami izradili mnoge od potrebnih mehanizama ovdje u dobro opremljenim radionicama.

POVIJEST BUŠENJA

Bušenje bunara počelo je 1970. godine. Potonuće na dubinu od 7263 m trajalo je 4 godine. Pogonila ga je serijska instalacija, koja se inače koristi u vađenju nafte i plina. Zbog stalnih vjetrova i hladnoće, cijeli se toranj morao do vrha obložiti drvenim štitovima. U suprotnom, jednostavno je nemoguće da radi netko tko mora stajati na vrhu tijekom podizanja niza cijevi.

Zatim je uslijedila jednogodišnja pauza povezana s izgradnjom nove dizalice i ugradnjom posebno dizajnirane bušilice - "Uralmash-15000". Uz njezinu pomoć izvršena su sva daljnja ultraduboka bušenja. Nova instalacija ima snažniju automatiziranu opremu. Korišteno je turbinsko bušenje - to je kada se ne okreće cijeli niz, već samo glava bušilice. Tekućina za bušenje je dovedena kroz stupac pod pritiskom, koji je rotirao višestupanjsku turbinu ispod. Ukupna dužina mu je 46 m. ​​​​Turbina završava bušaćom glavom promjera 214 mm (često je nazivaju i krunom), koja ima prstenasti oblik, pa u sredini ostaje neizbušen stup stijene - jezgra promjera 60 mm. Kroz sve dijelove turbine prolazi cijev - prijemnik jezgre, gdje se skupljaju stupovi iskopane stijene. Zdrobljena stijena zajedno s bušotinom nosi se bušotinom na površinu.

Masa konopca uronjenog u bušotinu s tekućinom za bušenje je oko 200 tona. I to unatoč činjenici da su korištene posebno dizajnirane cijevi od lakih legura. Ako je stup izrađen od običnih čeličnih cijevi, slomit će se od vlastite težine.

U procesu bušenja na velikim dubinama i odabiru jezgri postoje mnoge poteškoće, ponekad potpuno neočekivane.

Penetracija u jednom putu, određena istrošenošću glave bušilice, obično je 7-10 m. (Putovanje ili ciklus je spuštanje niza s turbinom i alatom za bušenje, stvarno bušenje i potpuno podizanje strune.) Samo bušenje traje 4 sata. A silazak i uspon kolone od 12 kilometara traje 18 sati. Pri podizanju kolona se automatski rastavlja na sekcije (stalke) dužine 33 m. Mjesečno se u prosjeku bušilo 60 m. Za bušenje zadnjih 5 km bušotine utrošeno je 50 km cijevi. Tako su izlizane.

Do dubine od oko 7 km bušotina je prelazila čvrste, relativno homogene stijene, pa je bušotina bila ravna, gotovo odgovarala promjeru bušaće glave. Posao je tekao, reklo bi se, mirno. Međutim, na dubini od 7 km došlo je do manje jakih pukotina, prošaranih malim vrlo tvrdim slojevima stijena - gnajsova, amfibolita. Bušenje je postalo teže. Prtljažnik prihvaćen ovalnog oblika, pojavile su se mnoge špilje. Učestale su nesreće.

Na slici je prikazana početna prognoza geološkog presjeka i ona izrađena na temelju podataka bušenja. Zanimljivo je primijetiti (kolona B) da je nagib formacije duž bušotine oko 50 stupnjeva. Dakle, jasno je da stijene presječene bušotinom izlaze na površinu. Ovdje se može prisjetiti već spomenutog "njegovanog ormarića" geologa Y. Smirnova. Tamo je s jedne strane imao uzorke dobivene iz bušotine, a s druge strane uzorke uzete na površini na onoj udaljenosti od bušaće platforme, gdje pripada odgovarajući sloj. Podudarnost pasmina je gotovo potpuna.

1983. godinu obilježio je do tada neprevaziđeni rekord: dubina bušenja premašila je 12 km. Radovi su obustavljeni.

Bližio se Međunarodni geološki kongres koji se prema planu održavao u Moskvi. Za to se pripremala izložba Geoexpo. Odlučeno je ne samo pročitati izvješća o rezultatima postignutim na SG, već i pokazati sudionicima kongresa rad u naravi i izvađene uzorke stijena. Za kongres je objavljena monografija "Kola Superdeep".

Na izložbi Geoexpo bio je veliki štand posvećen radu SG i onom najvažnijem - postizanju rekordne dubine. Bilo je impresivnih grafikona koji govore o tehnici i tehnologiji bušenja, miniranih uzoraka stijena, fotografija opreme i ekipe na radu. Ali najviše pažnje Sudionike i goste kongresa privukao je jedan netradicionalan detalj za izložbenu izložbu: najobičnija i već pomalo zahrđala glava bušilice s istrošenim karbidnim zubima. Na etiketi je pisalo da je ona korištena pri bušenju na dubini većoj od 12 km. Ova glava bušilice zadivila je čak i stručnjake. Vjerojatno su svi nehotice očekivali da će vidjeti nekakvo čudo tehnologije, možda s dijamantnom opremom ... I još uvijek nisu znali da je velika hrpa potpuno istih već zahrđalih glava za bušenje bila sastavljena na SG pored bušilice: uostalom, morali su se zamijeniti novima otprilike svakih 7-8 izbušenih metara.

Mnogi kongresni delegati željeli su vlastitim očima vidjeti jedinstvenu bušilicu na poluotoku Kola i uvjeriti se da je u Uniji doista postignuta rekordna dubina bušenja. Takav se odlazak dogodio. Tamo je na licu mjesta održan sastanak kongresne sekcije. Delegatima je prikazana bušilica, dok su dizali konop iz bušotine i od njega odvajali dionice od 33 metra. Fotografije i članci o SG-u objavljeni su u novinama i časopisima u gotovo svim zemljama svijeta. Izdana je poštanska marka, organizirano posebno poništenje omotnica. Neću navoditi imena dobitnika raznih nagrada i nagrađenih za svoj rad...

Ali praznici su prošli, morali smo nastaviti s bušenjem. I počelo je sa najveća nesreća na prvom letu 27. rujna 1984. - "crni datum" u povijesti SG-a. Bunar ne oprašta kad je dugo bez nadzora. Tijekom vremena do izvođenja bušenja neminovno je dolazilo do promjena na njegovim stijenkama, i to onih koje nisu bile učvršćene cementiranom čeličnom cijevi.

U početku je sve išlo glatko. Bušači su obavljali svoje uobičajene operacije: jedan po jedan su spuštali dijelove bušaće kolone, na posljednji, gornji, spajali cijev za dovod bušaće tekućine, uključivali pumpe. Počeli smo bušiti. Instrumenti na konzoli ispred operatera pokazivali su normalan način rada (broj okretaja bušaće glave, njen pritisak na stijenu, protok fluida za rotaciju turbine itd.).

Nakon bušenja drugog segmenta od 9 metara na dubini većoj od 12 km, što je trajalo 4 sata, dosegli su dubinu od 12,066 km. Pripremite se za uspon kolone. Pokušali smo. Ne ide. Na takvim dubinama više je puta uočeno "lijepljenje". Tada se čini da se neki dio stupa zalijepi za zidove (možda se nešto srušilo odozgo, pa se malo zaglavilo). Da bi se stup pomaknuo s mjesta, potrebna je sila koja premašuje njegovu težinu (oko 200 tona). Tako je bilo i ovaj put, ali se kolona nije pomaknula. Dodali smo malo truda, a strelica uređaja naglo je usporila očitanja. Stup je postao puno lakši, nije moglo doći do tolikog gubitka težine tijekom normalnog tijeka operacije. Počeli smo se dizati: jedan po jedan, sekcije su se odvrtale jedna za drugom. Tijekom zadnjeg uspona, skraćeni komad cijevi s neravnim donjim rubom visio je na kuki. To znači da je u bušotini ostala ne samo turbobušilica, već i 5 km bušaćih cijevi...

Sedam mjeseci ih pokušavam dobiti. Uostalom, nismo izgubili samo 5 km cijevi, nego rezultate petogodišnjeg rada.

Tada su svi pokušaji vraćanja izgubljenog zaustavljeni i ponovno su počeli bušiti s dubine od 7 km. Moram reći da su ovdje nakon sedmog kilometra geološki uvjeti posebno teški za rad. Tehnologija bušenja svakog koraka razrađuje se metodom pokušaja i pogreške. A krenuti s dubine od 10-ak km - još teže. Bušenje, rad opreme i opreme su na granici.

Stoga se nesreće ovdje moraju očekivati ​​svakog trenutka. Za njih se spremaju. Metode i sredstva za njihovo uklanjanje unaprijed se razmišljaju. Tipična složena nezgoda je lom bušaćeg sklopa zajedno s dijelom bušaće kolone. Glavna metoda uklanjanja je stvaranje izbočine neposredno iznad izgubljenog dijela i s tog mjesta bušenje nove rupe za zaobilaženje. U bušotini je izbušeno ukupno 12 takvih obilaznih rupa. Četiri su duga od 2200 do 5000 m. Glavna cijena takvih nesreća su godine izgubljenog rada.

Samo u svakodnevnom pogledu bunar je okomita "rupa" od površine zemlje do dna. U stvarnosti, to je daleko od slučaja. Pogotovo ako je bušotina ultra duboka i prelazi nagnute slojeve različite gustoće. Tada se čini da vijuga, jer bušilica stalno skreće prema manje izdržljivim stijenama. Nakon svakog mjerenja, koje pokazuje da nagib bušotine prelazi dopuštenu, mora se pokušati "vratiti na svoje mjesto". Da biste to učinili, zajedno s alatom za bušenje spuštaju se posebni "deflektori", koji pomažu smanjiti kut nagiba bušotine tijekom bušenja. Često se događaju nezgode s gubitkom alata za bušenje i dijelova cijevi. Nakon toga treba napraviti novi prtljažnik, kao što smo već rekli, korak u stranu. Pa zamislite kako bunar izgleda u zemlji: nešto poput korijena divovske biljke razgranate u dubini.

To je razlog posebnog trajanja posljednje faze bušenja.

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

ISTRAŽIVAČKI RAD. CILJEVI I METODE

Jedan od vrlo važnih ciljeva bušenja bio je dobiti kolonu jezgre od uzoraka stijena duž cijele duljine bušotine. I ovaj zadatak je obavljen. Najduža jezgra na svijetu označena je poput ravnala u metrima i postavljena odgovarajućim redoslijedom u kutije. Broj kutije i brojevi uzoraka navedeni su na vrhu. Na skladištu ima gotovo 900 takvih kutija.

Sada preostaje samo proučavanje jezgre, koja je zaista nezamjenjiva u određivanju strukture stijene, njezinog 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 koja postoje u dubini. Tijekom bušenja je napuknuo i postao zasićen bušaćom isplakom. Čak i ako se duboki uvjeti rekreiraju u posebnoj komori, parametri izmjereni na uzorku i dalje se razlikuju od onih u nizu. I još jedan mali "hack": za svakih 100 m izbušene bušotine ne dobije se 100 m jezgre. Na SG s dubina većih od 5 km prosječno izdvajanje jezgre iznosilo je samo oko 30%, a s dubina većih od 9 km to su ponekad bile samo pojedinačne ploče debljine 2-3 cm, što odgovara najizdržljivijim međuslojevima.

Dakle, jezgra uzeta na SG iz bušotine ne daje potpuna informacija o dubokim stijenama.

Bušotine su bušene u znanstvene svrhe, pa je korišten čitav niz suvremenih istraživačkih metoda. Uz vađenje jezgre nužno su se provodila istraživanja svojstava stijena u njihovoj prirodnoj pojavi. Stalno se pratilo tehničko stanje bunara. Izmjerio temperaturu u cijelom prtljažniku, prirodna radioaktivnost- gama zračenje, inducirana radioaktivnost nakon pulsnog neutronskog zračenja, električna i magnetska svojstva stijena, brzina širenja elastičnih valova, proučavan sastav plinova u bušotinskom fluidu.

Do dubine od 7 km korišteni su serijski instrumenti. Radite na velikim dubinama i više visoke temperature zahtijevao stvaranje posebnih uređaja otpornih na toplinu i pritisak. Posebne poteškoće pojavile su se tijekom posljednje faze bušenja; kada se temperatura u bušotini približila 200 ° C, a tlak premašio 1000 atmosfera, serijski uređaji više nisu mogli raditi. Geofizički projektni biroi i specijalizirani laboratoriji nekoliko istraživačkih instituta priskočili su u pomoć, proizvodeći pojedinačne primjerke instrumenata otpornih na toplinski tlak. Tako su sve vrijeme radili samo na domaćoj opremi.

Jednom riječju, bunar je dovoljno detaljno istražen do cijele dubine. Istraživanja su se provodila u fazama, otprilike jednom godišnje, nakon produbljivanja bušotine za 1 km. Svaki put nakon toga ocjenjivana je pouzdanost primljenih materijala. Odgovarajući izračuni omogućili su određivanje parametara određene pasmine. Otkrili smo određenu izmjenu slojeva i već smo znali na koje su stijene kaverne ograničene i djelomični gubitak informacija povezan s njima. Naučili smo identificirati pasmine doslovno po "mrvicama" i na temelju toga rekreirati kompletna slikašto je bunar "sakrio". Ukratko, uspjeli smo izgraditi detaljan litološki stup – prikazati izmjenu stijena i njihova svojstva.

IZ VLASTITOG ISKUSTVA

Otprilike jednom godišnje, kada je završena sljedeća faza bušenja - produbljivanje bušotine za 1 km, odlazio sam i u SG na mjerenja koja su mi povjerena. Bunar se u to vrijeme obično ispirao i davao za istraživanje mjesec dana. Vrijeme planiranog zaustavljanja uvijek se znalo unaprijed. Telegram-poziv za posao također je stigao unaprijed. Oprema je provjerena i zapakirana. Obavljene su formalnosti oko zatvorenog rada u graničnom pojasu. Napokon je sve sređeno. Idemo.

Naša grupa je mali prijateljski tim: razvijač alata za bušenje, razvijač nove zemaljske opreme, a ja sam metodolog. Dolazimo 10 dana prije mjerenja. Upoznajemo se s podacima o tehničkom stanju bunara. Izrađujemo i odobravamo detaljan program mjerenja. Sastavljamo i kalibriramo opremu. Čekamo poziv – poziv iz bunara. Treći smo na redu za "ronenje", ali ako bude odbijanja prethodnika, bunar će nam biti osiguran. Ovaj put su u redu, kažu da će sutra ujutro završiti. U istom smo timu geofizičara - operatera koji bilježe signale dobivene od opreme u bušotini i upravljaju svim operacijama spuštanja i podizanja bušotinskog alata, kao i mehaničara na dizalici, kontroliraju namotavanje iz bubnja i namotavanje. na njemu onih istih 12 km sajle na kojoj se alat spušta u bušotinu. Dežuraju i bušači.

Radovi su započeli. Uređaj se spušta u bunar nekoliko metara. Zadnja provjera. Ići. 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. Dakle, nešto nije u redu. Puno podizanje. (Za svaki slučaj, pripremili smo drugi set opreme.) Počinjemo provjeravati sve detalje. Ovaj put kabel je bio neispravan. Smjenjuju ga. Ovo traje više od jednog dana. Novi spust trajao je 10 sati. Na kraju je promatrač signala rekao: "Stigao na jedanaesti kilometar." Naredba operaterima: "Pokreni snimanje". Što i kako unaprijed je dogovoreno prema programu. Sada trebate spustiti i podići alat za bušotinu nekoliko puta u zadanom intervalu kako biste izvršili mjerenja. Ovaj put je oprema dobro radila. Sada puno dizanje. Popeli smo se do 3 km, i odjednom zov vitla (on je naš čovjek s humorom): "Uže je gotovo." Kako?! Što?! Jao, sajla je pukla... Na dnu je ostao bušotinski alat i 8 km sajle... Srećom, dan kasnije, bušači su uspjeli sve to pokupiti, metodologijom i uređajima koje su razvili domaći majstori otkloniti takve hitne slučajeve.

REZULTATI

Zadaci postavljeni u projektu ultra-duboko bušenje, su ispunjeni. Razvijena je i stvorena posebna oprema i tehnologija za ultra-duboko bušenje, kao i za proučavanje bušotina izbušenih na veliku dubinu. Informacije o agregatnom stanju, svojstvima i sastavu stijena u njihovom prirodnom pojavljivanju i od jezgre do dubine od 12.262 m dobili smo, reklo bi se, "iz prve ruke".

Bunar je dao izvrstan dar domovini na maloj dubini - u rasponu od 1,6-1,8 km. Tamo su otkrivene industrijske rude bakra i nikla - otkriven je novi rudni horizont. I vrlo zgodno, jer lokalna tvornica nikla već ostaje bez rude.

Kao što je gore navedeno, geološka prognoza dionice bušotine nije se ostvarila (vidi sliku na stranici 39.). Očekivana slika prvih 5 km u bušotini protegla se na 7 km, a onda su se pojavile potpuno neočekivane stijene. Bazalti predviđeni na dubini od 7 km nisu pronađeni, čak ni kad su pali na 12 km.

Očekivalo se da je granica koja daje najveći odraz u seizmičkom sondiranju razina gdje graniti prelaze u izdržljiviji bazaltni sloj. U stvarnosti se pokazalo da se tamo nalaze manje izdržljive i manje guste razlomljene stijene - arhejski gnajsovi. Ovo se uopće nije očekivalo. A ovo je temeljno nova geološka i geofizička informacija koja vam omogućuje tumačenje podataka dubokih geofizičkih istraživanja na drugačiji način.

Podaci o procesu stvaranja ruda u dubokim slojevima zemljine kore također su se pokazali neočekivanim i fundamentalno novim. Tako su na dubinama od 9-12 km naišle na visoko porozne razlomljene stijene zasićene podzemnim visoko mineraliziranim vodama. Ove vode su jedan od izvora stvaranja ruda. Ranije se vjerovalo da je to moguće samo na znatno manjim dubinama. Upravo u tom intervalu utvrđen je 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 vaditi zlato iz tolike dubine?

Promijenjene ideje o toplinski način rada zemljine unutrašnjosti, o dubokom rasporedu temperatura u područjima bazaltnih štitova. Na dubini većoj od 6 km dobiven je temperaturni gradijent od 20 °C po 1 km umjesto očekivanih (kao u gornjem dijelu) 16 °C po 1 km. Otkriveno je da je polovica toplinskog toka radiogenog podrijetla.

Bušenjem jedinstvene superduboke bušotine Kola naučili smo mnogo, a ujedno i shvatili koliko još uvijek malo znamo o strukturi našeg planeta.

Kandidat tehničkih znanosti A. OSADCHI.

KNJIŽEVNOST

Kola superdeep. Moskva: Nedra, 1984.

Kola superdeep. Znanstveni rezultati i istraživačka iskustva. M., 1998. (monografija).

Kozlovsky E. A. Svjetski forum geologa."Znanost i život" broj 10, 1984.

Kozlovsky E. A. Kola superdeep."Znanost i život" broj 11, 1985.

"Dr. Huberman, što ste dovraga iskopali tamo dolje?" - primjedba iz publike prekinula je izvješće ruskog znanstvenika na skupu UNESCO-a u Australiji. Nekoliko tjedana ranije, u travnju 1995., svijet je preplavio val izvješća o tajanstvenoj nesreći u superdubokoj bušotini Kola.

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

Prostor pod nogama

U kasnim 70-im i ranim 80-im godinama prošlog stoljeća bilo je teže zaposliti se u Kola Superdeepu, kako stanovnici sela Zapolyarny u regiji Murmansk zovu bušotinu, nego ući u korpus kozmonauta. Od stotina prijavljenih izabran je jedan ili dvoje. Uz nalog za zapošljavanje, sretnici su dobili zaseban stan i plaću u visini dvostruke ili trostruke plaće moskovskih profesora. 16 istraživački laboratoriji, svaki - veličine prosječne biljke. Samo su Nijemci tako uporno kopali zemlju, ali, kako svjedoči Guinnessova knjiga rekorda, najdublji njemački bunar gotovo je upola kraći od našeg.

Daleke galaksije čovječanstvo je proučilo mnogo bolje od onoga što se nalazi ispod zemljine kore nekoliko kilometara od nas. Kola Superdeep - vrsta teleskopa u tajanstvenom unutrašnji svijet planeti.

Od početka 20. stoljeća vjeruje se da se Zemlja sastoji od kore, plašta i jezgre. U isto vrijeme, nitko zapravo nije mogao reći gdje jedan sloj završava, a sljedeći počinje. Znanstvenici nisu ni znali od čega se zapravo ti slojevi sastoje. 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 u školskim udžbenicima još uvijek piše da se Zemlja sastoji od tri sloja, znanstvenici iz Kola Superdeep dokazali su da to nije tako.

Baltički štit

Projekti za putovanje duboko u Zemlju pojavili su se početkom 60-ih u nekoliko zemalja odjednom. Pokušali su izbušiti bušotine na onim mjestima gdje je kora trebala biti tanja – cilj je bio doći do plašta. Na primjer, Amerikanci su bušili na području otoka Maui na Havajima, gdje, prema seizmičkim studijama, drevne stijene zalaze ispod oceanskog dna, a plašt se nalazi na dubini od oko 5 kilometara ispod četiri kilometra. vodeni stupac. Nažalost, niti jedna platforma za bušenje oceana nije prodrla dublje od 3 kilometra. Općenito, gotovo svi projekti ultradubokih bušotina misteriozno su završili na dubini od tri kilometra. Upravo se u tom trenutku nešto čudno počelo događati Boerima: ili su pali u neočekivana supervruća područja, ili se činilo da ih je odgrizlo neko čudovište bez presedana. Dublje od 3 kilometra probilo se samo 5 bušotina, od kojih su 4 bile sovjetske. I samo je Kola Superdeep bio predodređen da prevlada oznaku od 7 kilometara.

Početna domaći projekti također pretpostavlja podvodno bušenje - u Kaspijskom jezeru ili na Bajkalu. Ali 1963. godine, znanstvenik za bušenje Nikolaj Timofejev uvjerio je Državni komitet za znanost i tehnologiju SSSR-a da se bušotina treba napraviti na kontinentu. Iako bi bušenje trajalo neusporedivo dulje, smatrao je, bušotina bi sa znanstvenog stajališta bila mnogo vrjednija, jer je u debljini kontinentalne ploče u prapovijesno doba dogodila su se najznačajnija pomicanja kopnenih stijena. Točka bušenja nije slučajno odabrana na poluotoku Kola. Poluotok se nalazi na takozvanom Baltičkom štitu, koji se sastoji od najstarijih poznat čovječanstvu pasmine.

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

Osvajač dubine

Izgled bušilice Kola sposoban je razočarati laike. Bunar ne izgleda kao rudnik koji nam crta naša mašta. Nema spuštanja ispod zemlje, samo bušilica promjera nešto više od 20 centimetara ide u debljinu. Zamišljeni dio superduboke bušotine Kola izgleda poput tanke igle koja je probila zemljinu debljinu. Svrdlo s brojnim senzorima, smješteno na kraju igle, podiže se i spušta nekoliko dana. Brže je nemoguće: najjači kompozitni kabel može puknuti pod vlastitom težinom.

Što se događa u dubinama, ne zna se pouzdano. Temperatura okoliš, buka i drugi parametri se prenose prema gore s minutnim kašnjenjem. Međutim, bušači kažu da čak i takav kontakt s tamnicom može biti ozbiljno zastrašujući. Zvukovi koji dopiru odozdo doista su poput vriskova i urlika. Ovome se može dodati dugačak popis nesreće koje su progonile Kola Superdeep kada je dosegla dubinu od 10 kilometara. Dvaput je svrdlo izvađeno rastopljeno, iako su temperature s kojih se može otopiti usporedive s temperaturom površine Sunca. Jednom se činilo da je kabel izvučen odozdo - i odsječen. Naknadno bušenjem na istom mjestu nisu pronađeni ostaci kabela. Što je uzrokovalo ove i mnoge druge nesreće još uvijek je misterij. No, oni uopće nisu bili razlog za zaustavljanje bušenja utrobe Baltičkog štita.

12 000 metara otkrića i nešto pakla

"Imamo najdublju rupu na svijetu - ovako je treba iskoristiti!" - gorko uzvikuje stalni direktor istraživačko-proizvodnog centra "Kola Superdeep" David Huberman. U prvih 30 godina postojanja Kola Superdeep, sovjetski, a potom i ruski znanstvenici probili su se do dubine od 12.262 metra. Ali od 1995. bušenje je zaustavljeno: nije bilo tko financirati projekt. Ono što se ističe unutar znanstveni programi UNESCO-a, dovoljno je samo za održavanje stanice za bušenje u radnom stanju i proučavanje prethodno izvađenih uzoraka stijena.

Huberman se sa žaljenjem prisjeća koliko znanstvena otkrića održao se u Kola Superdeepu. Doslovno svaki metar bio je otkriće. Bušotina je pokazala da su gotovo sva naša dosadašnja znanja o građi zemljine kore netočna. 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. Sukladno tome, bit će moguće kopati bunar do gotovo 20 kilometara, samo do plašta. Ali već na 5 kilometara temperatura okoline premašila je 700C, na sedam - preko 1200C, a na dubini od 12 pekla se više od 2200C - 1000C više od predviđenog. Bušači Kole doveli su u pitanje teoriju o slojevitoj strukturi zemljine kore – barem u rasponu do 12.262 metra. U školi su nas učili: postoje mlade stijene, graniti, bazalti, plašt i jezgra. No pokazalo se da su graniti 3 kilometra niži od očekivanog. Sljedeći su bili bazalti. Nisu uopće pronađeni. Sva bušenja su se odvijala u sloju granita. Ovo je iznimno važno otkriće, jer su sve naše ideje o podrijetlu i rasprostranjenosti minerala povezane s teorijom slojevite strukture Zemlje.

Još jedno iznenađenje: život na planeti Zemlji nastao je, pokazalo se, 1,5 milijardi godina ranije nego što se očekivalo. Na dubinama za koje 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 biološko podrijetlo ugljikovodici poput nafte i plina

Bilo je i gotovo fantastičnih senzacija. Kada je kasnih 70-ih sovjetski automatski svemirska postaja donio na Zemlju 124 grama Mjesečevog tla, istraživači Znanstvenog centra Kola otkrili su da je ono poput dvije kapi vode slično uzorcima s dubine od 3 kilometra. I pojavila se hipoteza: mjesec se odvojio od poluotoka Kola. Sada se traži točno gdje.

U povijesti Kola Superdeep nije bilo bez mistike. Službeno, kao što je već spomenuto, bušotina je zaustavljena zbog nedostatka sredstava. Slučajnost ili ne - ali baš te 1995. godine u dubini rudnika dogodila se snažna eksplozija neodređena priroda. Novinari finskih novina probili su se do stanovnika Zapolyarnyja - i svijet je bio šokiran pričom o demonu koji leti iz utrobe planeta.

„Kad ja o ovome misteriozna povijest počeo postavljati pitanja u UNESCO-u, nisam znao što odgovoriti. S jedne strane, to je sranje. S druge strane, ja kao pošteni znanstvenik ne bih mogao reći da znam što se točno ovdje dogodilo. Snimljena je vrlo čudna buka, zatim je došlo do eksplozije ... Nekoliko dana kasnije ništa slično nije pronađeno na istoj dubini “, prisjeća se akademik David Huberman.

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