Najveća dubina bušenja zemlje u povijesti. Pa k vragu: zašto je zaustavljeno bušenje najdublje bušotine

Zauzima prvo mjesto na popisu "Super dubokih bušotina svijeta". Bušen je kako bi se proučila struktura dubokih zemljanih stijena. Za razliku od drugih postojećih bušotina na planetu, ova je bušena isključivo iz istraživačkog gledišta i nije korištena za vađenje korisnih resursa.

Lokacija ultraduboke postaje Kola

Gdje se nalazi Kola Superdeep Well? O on se nalazi u regiji Murmansk, u blizini grada Zapolyarny (oko 10 kilometara od njega). Položaj bunara doista je jedinstven. Položen je na teritoriju na području poluotoka Kola. To je mjesto gdje zemlja svakodnevno gura različite drevne stijene na površinu.

U blizini bušotine nalazi se rascjep Pechenga-Imandra-Varzuga, koji je nastao kao rezultat rasjeda.

Kola superdeep bunar: povijest izgleda

U čast stote obljetnice rođenja Vladimira Iljiča Lenjina u prvoj polovici 1970. godine započelo je bušenje bušotine.

24. svibnja 1970., nakon što je geološka ekspedicija odobrila lokaciju bušotine, radovi su započeli. Do dubine od oko 7000 metara sve je išlo lako i glatko. Nakon prelaska granice od sedam tisuća, posao je postao otežan i počela su se događati stalna urušavanja.

Zbog stalnih lomova mehanizama za podizanje i lomljenja bušaćih glava, kao i redovitih urušavanja, stijenke bušotine bile su podvrgnute procesu cementiranja. Međutim, zbog stalnih kvarova, radovi su nastavljeni nekoliko godina i išli su izuzetno sporo.

Dana 6. lipnja 1979. dubina bušotine prešla je crtu od 9583 metra, čime je oboren svjetski rekord u proizvodnji nafte u Sjedinjenim Američkim Državama Berta Rogersa, koji se nalazi u Oklahomi. U to je vrijeme u bušotini Kola kontinuirano radilo šesnaest znanstvenih laboratorija, a proces bušenja osobno je kontrolirao ministar geologije Sovjetskog Saveza Evgeny Kozlovsky.

Godine 1983., kada je dubina superduboke bušotine Kola dosegla 12.066 metara, radovi su privremeno zamrznuti u vezi s pripremama za Međunarodni geološki kongres 1984. godine. Po njegovom završetku radovi su nastavljeni.

Nastavak rada pao je 27. rujna 1984. godine. Ali tijekom prvog spuštanja, bušaća kolona je bila odsječena, a bušotina se ponovno urušila. Radovi su nastavljeni s dubine od oko 7 tisuća metara.

Godine 1990. dubina bušotine dosegla je rekordnih 12.262 metra. Nakon prekida sljedeće kolone stigla je zapovijed da se obustavi bušenje bušotine i završe radovi.

Sadašnje stanje bušotine Kola

Početkom 2008. smatralo se da je ultraduboka bušotina na poluotoku Kola napuštena, oprema se rastavljala, a projekt rušenja postojećih zgrada i laboratorija već je započeo.

Početkom 2010. ravnatelj Geološkog instituta Kola Ruske akademije znanosti objavio je da je bušotina sada prošla proces konzervacije i da se sama uništava. Od tada se to pitanje više nije pokretalo.

Dubina bušotine do danas

Trenutno se superduboka bušotina Kola, čija je fotografija predstavljena čitatelju u članku, smatra jednim od najvećih projekata bušenja na planeti. Službena mu je dubina 12.263 metra.

Zvuči u bunaru Kola

Kada su bušilice prešle granicu od 12 tisuća metara, radnici su počeli čuti čudne zvukove koji su dolazili iz dubine. U početku tome nisu pridavali nikakvu važnost. Međutim, kada je sva oprema za bušenje stala, au bušotini je zavladala smrtna tišina, začuli su se neobični zvukovi koje su sami radnici nazvali "krikovi grešnika u paklu". Budući da su se zvukovi ultradubokog bunara smatrali prilično neobičnim, odlučeno je da se snimaju pomoću mikrofona otpornih na toplinu. Kad su snimke preslušane, svi su ostali u čudu - izgledale su kao vriska i cika ljudi.

Nekoliko sati nakon preslušavanja snimaka, radnici su pronašli tragove snažne eksplozije dosad nepoznatog porijekla. Radovi su privremeno obustavljeni do rasvjetljavanja okolnosti. Međutim, nastavili su nakon nekoliko dana. Ponovo sišavši u bunar, svatko je suspregnutog daha očekivao ljudski krik, no zavladala je prava smrtna tišina.

Kad je počelo istraživanje porijekla zvukova, počela su se postavljati pitanja tko je što čuo. Začuđeni i prestrašeni radnici pokušali su izbjeći odgovore na ova pitanja i samo su odbacili rečenicu: “Čuo sam nešto čudno...” Tek nakon dugo vremena i nakon zatvaranja projekta, iznesena je verzija da su zvukovi nepoznatog porijekla zvuk kretanja tektonskih ploča. Ova je verzija s vremenom opovrgnuta.

Tajne koje su skrivale bunar

Godine 1989. Kola super-duboka bušotina, čiji zvukovi uzbuđuju ljudsku maštu, nazvana je "putem u pakao". Legenda je nastala u eteru jedne američke televizijske kuće, koja je prvotravanjski članak u finskim novinama o bušotini Kola uzela za stvarnost. U članku se govorilo da je svaki izbušeni kilometar na putu do 13. donosio zemlji stalne nesreće. Prema legendi, na dubini od 12.000 metara radnici su počeli zamišljati ljudske vapaje za pomoć, koji su snimani na ultraosjetljivim mikrofonima.

Svakim novim kilometrom na putu do 13. događale su se kataklizme u zemlji, pa je SSSR propao na navedenom putu.

Također je zabilježeno da su, nakon bušenja bušotine do 14,5 tisuća metara, radnici naišli na šuplje "sobe", u kojima je temperatura dosegla 1100 stupnjeva Celzijusa. Spustivši jedan od mikrofona otpornih na toplinu u jednu od ovih rupa, zabilježili su jecaje, škrgut i krike. Ti su se zvukovi nazivali "glasom podzemlja", a sam bunar se počeo nazivati samo "putem u pakao".

Međutim, sam istraživački tim ubrzo je opovrgnuo ovu legendu. Znanstvenici su izvijestili da je dubina bušotine u to vrijeme bila samo 12.263 metra, a maksimalna zabilježena temperatura je 220 stupnjeva Celzijusa. Samo je jedna činjenica ostala nepobitna, zahvaljujući kojoj super-duboka bušotina Kola ima tako sumnjivu slavu - zvukove.

Intervju s jednim od radnika superduboke bušotine Kola

U jednom od intervjua posvećenom opovrgavanju legende o bunaru Kola, David Mironovič Huberman je rekao: „Kada me pitaju o istinitosti ove legende io postojanju demona kojeg smo tamo pronašli, odgovaram da je to potpuno besmislica. Ali da budem iskren, ne mogu poreći činjenicu da smo se susreli s nečim nadnaravnim. Prvo su nas počeli uznemiravati zvukovi nepoznatog porijekla, a potom je došlo do eksplozije. Kada smo nekoliko dana kasnije pogledali u bunar, na istoj dubini, sve je bilo apsolutno normalno..."

Koja je bila korist od bušenja superduboke bušotine Kola?

Naravno, jedna od glavnih prednosti izgleda ove bušotine može se nazvati značajnim napretkom u području bušenja. Razvijene su nove metode i vrste bušenja. Također, osobno je stvorena oprema za bušenje i znanstvena oprema za superduboku bušotinu Kola, koja se i danas koristi.

Još jedan plus bilo je otkriće nove lokacije vrijednih prirodnih resursa, uključujući zlato.

Glavni znanstveni cilj projekta proučavanja dubokih slojeva zemlje je postignut. Mnoge postojeće teorije su opovrgnute (uključujući i one o bazaltnom sloju zemlje).

Broj ultradubokih bušotina u svijetu

Ukupno, na planeti postoji oko 25 ultra dubokih bušotina.

Većina ih se nalazi na području bivšeg SSSR-a, ali oko 8 ih se nalazi diljem svijeta.

Superduboke bušotine koje se nalaze na području bivšeg SSSR-a

Na području Sovjetskog Saveza bio je prisutan ogroman broj superdubokih bušotina, ali posebno treba istaknuti sljedeće:

dobro Muruntau. U dubini, bušotina doseže samo 3 tisuće metara. Nalazi se u Republici Uzbekistan, u malom selu Muruntau. Bušenje bunara počelo je 1984. godine i još nije dovršeno.
Krivoy Rog dobro. U dubinu doseže samo 5383 metra od 12 tisuća zamišljenih. Bušenje je počelo 1984., a završilo 1993. Lokacija bušotine smatra se Ukrajinom, u blizini grada Krivoy Rog.
Dnjepar-Donjeck dobro. Ona je sumještanka prethodnog i također se nalazi u Ukrajini, u blizini Republike Donjeck. Dubina bunara danas je 5691 metar. Bušenje je počelo 1983. godine i traje do danas.
Uralski bunar. Ima dubinu od 6100 metara. Nalazi se u regiji Sverdlovsk, u blizini grada Verkhnyaya Tura. Rad na softveru trajao je 20 godina, počevši od 1985. do 2005. godine.
Biikzhal dobro. Njegova dubina doseže 6700 metara. Bušotina je bušena od 1962. do 1971. godine. Nalazi se u Kaspijskoj nizini.
Aralsol dobro. Njegova dubina je sto metara veća od Biikzhalskaya i iznosi samo 6800 metara. Godina bušenja i lokacija bušotine potpuno su identični bušotini Biizhalskaya.
Timan-Pechora dobro. Njegova dubina doseže 6904 metara. Nalazi se u Republici Komi. Točnije, u regiji Vuktyl. Rad na softveru trajao je oko 10 godina, od 1984. do 1993. godine.
Tjumenski bunar. Dubina doseže 7502 metra od planiranih 8000. Bunar se nalazi u blizini grada i sela Korotchaevo. Bušenje je trajalo od 1987. do 1996. godine.
Ševčenkov dobro. Bušilo se tijekom jedne godine 1982. s ciljem vađenja nafte u zapadnoj Ukrajini. Dubina bušotine je 7520 metara. Smješten u Karpatskoj regiji.
En-Yakhinskaya dobro. Ima dubinu od oko 8250 metara. Jedina bušotina koja je premašila plan bušenja (prvotno planirano 6000). Nalazi se na području zapadnog Sibira, u blizini grada Novy Urengoy. Bušenje je trajalo od 2000. do 2006. godine. Trenutno je to bila posljednja operativna ultra duboka bušotina u Rusiji.
Saatlinska dobro. Njegova dubina je 8324 metara. Bušenja su vršena između 1977. i 1982. godine. Nalazi se u Azerbajdžanu, 10 kilometara od grada Saatly, unutar Kurske izbočine.

Ultra duboke bušotine širom svijeta

Na području drugih zemalja također postoji niz super dubokih bušotina koje se ne mogu zanemariti:

Švedska. Silyan Ring s dubinom od 6800 metara.
Kazahstan. Jugoistočni Tasym s dubinom od 7050 metara.
SAD. Bighorn je dubok 7583 metra.
Austrija. Zisterdorf s dubinom od 8553 metra.
SAD. Sveučilište s dubinom od 8686 metara.
Njemačka. KTB-Oberpfalz s dubinom od 9101 metar.
SAD. Jedinica Beydat s dubinom od 9159 metara.
SAD. Bertha Rogers na dubini od 9583 metra.

Svjetski rekordi za ultra duboke bušotine u svijetu

Godine 2008. svjetski rekord bušotine Kola oborila je naftna bušotina Maersk. Njegova dubina je 12.290 metara.

Nakon toga zabilježeno je još nekoliko svjetskih rekorda za ultra duboke bušotine:

Početkom siječnja 2011. godine rekord je oboren bušotinom za proizvodnju nafte iz projekta Sakhalin-1 koja doseže dubinu od 12.345 metara.
U lipnju 2013. godine rekord je oboren bušotinom polja Chayvinskoye, čija je dubina bila 12.700 metara.

Međutim, zagonetke i misterije Kola superduboke bušotine do danas nisu otkrivene niti objašnjene. O zvukovima prisutnim tijekom njegovog bušenja do danas su se pojavile nove teorije. Tko zna, možda je ovo doista plod burne ljudske fantazije? Pa, čemu onda toliko očevidaca? Možda se uskoro nađe osoba koja će dati znanstveno objašnjenje onoga što se događa, a možda će bunar ostati legenda koja će se prepričavati još mnoga stoljeća...

Godine 1970., baš na Lenjinov 100. rođendan, sovjetski su znanstvenici pokrenuli jedan od najambicioznijih projekata našeg vremena. Na poluotoku Kola, deset kilometara od sela Zapolyarny, započelo je bušenje bunara, koji se kao rezultat pokazao najdubljim na svijetu i ušao u Guinnessovu knjigu rekorda.

Grandiozni znanstveni projekt traje već više od dvadeset godina. Donio je mnogo zanimljivih otkrića, ušao u povijest znanosti, a na kraju obrastao toliko legendama, glasinama i tračevima da bi bilo dovoljno za više od jednog horor filma.

ulaz u pakao

Tijekom svog vrhunca, bušilica na poluotoku Kola bila je kiklopska građevina visoka 20 katova. Ovdje je radilo do tri tisuće ljudi po smjeni. Tim su vodili vodeći geolozi zemlje. Bušilica je izgrađena u tundri deset kilometara od sela Zapolyarny, au polarnoj noći blistala je svjetlima poput svemirskog broda.

Kad se sav taj sjaj odjednom zatvorio i svjetla ugasila, odmah su se proširile glasine. Po svim mjerama, bušenje je bilo izuzetno uspješno. Nitko u svijetu još nije uspio dosegnuti takvu dubinu - sovjetski geolozi spustili su bušilicu više od 12 kilometara.

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

Popularna legenda kaže da je svrdlo iz velikih dubina više puta vađeno rastopljeno. Za to nije bilo fizičkih razloga - temperatura pod zemljom nije prelazila 200 stupnjeva Celzijusa, a bušilica je bila projektirana za tisuću stupnjeva. Zatim su audio senzori navodno počeli hvatati nekakve jauke, krike i uzdahe. Dispečeri koji su pratili očitanja instrumenata žalili su se na osjećaje paničnog straha i tjeskobe.

Prema legendi, pokazalo se da su geolozi bušili do pakla. Jauci grešnika, ekstremno visoke temperature, atmosfera užasa na mjestu bušenja - sve je to objasnilo zašto su svi radovi na Kola Superdeepu iznenada prekinuti.

Mnogi su bili skeptični prema ovim glasinama. Međutim, 1995. godine, nakon prekida radova, na bušilici je došlo do snažne eksplozije. Nitko nije shvaćao što bi tamo moglo eksplodirati, čak ni voditelj cijelog projekta, ugledni geolog David Guberman.

Danas se izleti vode do napuštene bušilice i turistima pričaju fascinantnu priču o tome kako su znanstvenici izbušili rupu u podzemlje mrtvih. Dok stenju duhovi lutaju instalacijom, a navečer demoni ispužu na površinu i nastoje se ušuljati u ponor zjapećeg ekstremnog tragača.

podzemni mjesec

Zapravo, cijelu priču s “bunarom do vraga” izmislili su finski novinari do 1. travnja. Njihov komični članak prepisale su američke novine, a patka je odletjela u mase. Dugogodišnje bušenje Kolske superduboke odvijalo se bez ikakve mistike. Ali ono što se tamo dogodilo u stvarnosti bilo je zanimljivije od bilo koje legende.

Za početak, ultraduboko bušenje po definiciji je bilo osuđeno na brojne nesreće. Pod jarmom golemog pritiska (do 1000 atmosfera) i visokih temperatura, bušilice nisu mogle izdržati, bušotina je bila začepljena, cijevi koje su ojačavale otvor su polomljene. Nebrojeno puta se uski bunar savijao tako da je trebalo bušiti nove grane.

Najgora nesreća dogodila se nedugo nakon glavnog trijumfa geologa. Godine 1982. uspjeli su prevladati oznaku od 12 kilometara. Ti su rezultati svečano objavljeni u Moskvi na Međunarodnom geološkom kongresu. Geolozi iz cijelog svijeta dovedeni su na poluotok Kola, pokazana im je bušilica i uzorci stijena iskopani na fantastičnoj dubini kakvu čovječanstvo nikada prije nije doseglo.

Nakon slavlja nastavljeno je bušenje. Međutim, prekid rada pokazao se kobnim. Godine 1984. dogodila se najstrašnija nesreća na bušilici. Čak pet kilometara cijevi otkinulo se i zabilo bunar. Bilo je nemoguće nastaviti s bušenjem. Rezultati petogodišnjeg rada izgubljeni su preko noći.

Morao sam nastaviti s bušenjem od oznake 7 kilometara. Tek 1990. godine geolozi su ponovno uspjeli prijeći preko 12 kilometara. 12.262 metra - ovo je konačna dubina bušotine Kola.

No, paralelno sa strašnim nesrećama, uslijedila su i nevjerojatna otkrića. Duboko bušenje je analog vremenskog stroja. Na poluotoku Kola, najstarije stijene, čija starost prelazi 3 milijarde godina, izlaze na površinu. Penjući se sve dublje i dublje, znanstvenici su stekli jasnu predodžbu o tome što se dogodilo na našem planetu tijekom njegove mladosti.

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

Prema izračunima, bušenjem sloja granita, trebalo je doći do još tvrđih, bazaltnih stijena. Ali bazalta nije bilo. Nakon granita došlo je rastresito slojevito kamenje, koje se neprestano mrvilo i otežavalo kretanje prema unutrašnjosti.

Ali među stijenama starim 2,8 milijardi godina pronađeni su fosilizirani mikroorganizmi. To je omogućilo razjašnjenje vremena nastanka života na Zemlji. Ogromne naslage metana pronađene su na još većim dubinama. Time je razjašnjeno pitanje podrijetla ugljikovodika – nafte i plina.

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

Ali najfantastičnije otkriće dogodilo se kasnih 1970-ih, kada je sovjetska lunarna postaja donijela uzorke Mjesečevog tla. Geolozi su ostali zaprepašteni kada su vidjeli da se njegov sastav potpuno podudara sa sastavom stijena koje su iskopali na dubini od 3 kilometra. Kako je to bilo moguće?

Činjenica je da jedna od hipoteza o podrijetlu Mjeseca sugerira da se prije nekoliko milijardi godina Zemlja sudarila s nekom vrstom nebeskog tijela. Kao rezultat sudara, komad se odlomio od našeg planeta i pretvorio u satelit. Moguće je da je ovaj komad otpao na području današnjeg poluotoka Kola.

Konačni

Pa zašto su zatvorili Kola Superdeep?

Najprije su izvršeni glavni zadaci znanstvene ekspedicije. Stvorena je jedinstvena oprema za bušenje na velikim dubinama, testirana u ekstremnim uvjetima i osjetno poboljšana. Prikupljeni uzorci stijena detaljno su proučeni i opisani. Bunar Kola pomogao je boljem razumijevanju strukture zemljine kore i povijesti našeg planeta.

Drugo, samo vrijeme nije bilo pogodno za tako ambiciozne projekte. Godine 1992. financiranje znanstvene ekspedicije je zatvoreno. Zaposlenici su dali otkaz i otišli kući. Ali čak i danas, grandiozna zgrada bušilice i tajanstveni bunar zadivljuju svojim razmjerima.

Ponekad se čini da Kola Superdeep još nije iscrpio svu zalihu svojih čuda. U to je bio siguran i šef poznatog projekta. "Imamo najdublju rupu na svijetu - ovako je treba iskoristiti!" uzviknuo je David Huberman.

Kola Superdeep Well Od kraja 19. 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 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 se počela bušiti u SSSR-u na poluotoku Kola, pokazala je da su znanstvenici bili u krivu ...

Ronite tri milijarde godina

Projekti za putovanje duboko u Zemlju pojavili su se početkom 1960-ih u nekoliko zemalja odjednom. Amerikanci su prvi počeli bušiti ultraduboke bušotine i to na mjestima gdje je prema seizmičkim studijama zemljina kora trebala biti tanja. Ta su se mjesta, prema izračunima, nalazila na dnu oceana, a područje u blizini otoka Maui iz havajske skupine smatralo se najperspektivnijim, gdje drevne stijene leže ispod samog dna oceana, a zemljin plašt nalazi se otprilike na dubini od pet kilometara ispod vodenog stupca od četiri kilometra. Nažalost, oba pokušaja probijanja zemljine kore na ovom mjestu završila su neuspjehom na dubini od tri kilometra.

Prvi domaći projekti uključivali su i podvodna bušenja - 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 za bušenje trebalo neusporedivo duže vrijeme, smatrao je, bušotina bi bila znanstveno daleko vrednija. Mjesto bušenja odabrano je na poluotoku Kola, koji se nalazi na takozvanom Baltičkom štitu, koji se sastoji od najstarijih kopnenih stijena poznatih čovječanstvu. Višekilometarski dio slojeva štita, kako su zamislili znanstvenici, trebao je prikazati sliku povijesti planeta u protekle tri milijarde godina.

Sve dublje, i dublje, i dublje...

Početak radova nakon gotovo pet godina priprema bio je vremenski usklađen sa 100. obljetnicom rođenja V.I. Lenjin 1970. godine. U projekt se krenulo ozbiljno. Dobro upravljanih 16 istraživačkih laboratorija, svaki veličine prosječne biljke; projekt je osobno nadzirao ministar geologije SSSR-a.. Obični zaposlenici dobivali su trostruku plaću. Svima je bio zajamčen stan u Moskvi ili Lenjingradu. Nije iznenađujuće da je doći do Kola Superdeep bilo mnogo teže nego ući u korpus kozmonauta.

Pojava bunara mogla je razočarati vanjskog promatrača. Bez dizala i spiralnih stepenica koje vode duboko u Zemlju. Pod zemlju je otišla samo bušilica promjera nešto više od 20 centimetara. Općenito, super-dubina Kola može se zamisliti kao tanka igla koja probija zemljinu debljinu. Svrdlo smješteno na kraju ove igle s brojnim senzorima, nakon višesatnog rada, podignuto je gotovo cijeli dan radi pregleda, očitavanja i popravka, a zatim je na dan spušteno. Brže je nemoguće: najčvršći kompozitni kabel (bušaća kolona) mogao bi puknuti pod vlastitom težinom.

Nije se pouzdano znalo što se događalo na dubini u vrijeme bušenja. Temperatura okoline, buka i drugi parametri emitirani su prema gore s minutnim kašnjenjem. Ipak, bušači su rekli da je čak i takav kontakt s tamnicom ponekad bio ozbiljno zastrašujući. Zvukovi koji su dopirali odozdo bili su poput vriskova i urlika. Ovome možemo dodati dugačak popis nesreća koje su opsjedale Kolu superdeep kada je dosegnula dubinu od 10 kilometara. Dvaput je svrdlo izvađeno rastopljeno, iako su temperature na kojima je moglo poprimiti ovaj oblik 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.

Godine 1983., kada je dubina bušotine dosegla 12.066 metara, rad je privremeno zaustavljen: odlučeno je pripremiti materijale o ultra-dubokom bušenju za Međunarodni geološki kongres, koji se planirao održati 1984. u Moskvi. Na njemu su strani znanstvenici prvi put saznali za samo postojanje Kolske superdubine, o kojoj su sve informacije do tada bile tajne. Rad je nastavljen 27. rujna 1984. godine. No, prilikom prvog spuštanja bušilice dogodila se nezgoda – ponovno je pukla bušaća kolona. Bušenje je moralo biti nastavljeno s dubine od 7000 metara, stvarajući novo okno, a do 1990. godine ova nova grana dosegnula je 12.262 metra, što je bio apsolutni rekord za ultraduboke bušotine, oboren tek 2008. godine. Bušenje je zaustavljeno 1992. godine, ovoga puta, pokazalo se, zauvijek. Nije bilo sredstava za daljnji rad.

Otkrića i nalazišta

Otkrića u Kola Superdeepu napravila su pravu revoluciju u našem poznavanju strukture 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 gotovo do 20 kilometara, samo do plašta. Ali već na petom kilometru temperatura je premašila 700°C, na sedmom - preko 1200°C, a na dubini od dvanaest pekla se više od 2200°C.

Bušači Kole doveli su u pitanje teoriju o slojevitoj strukturi zemljine kore – barem u rasponu do 12.262 metra. Vjerovalo se da postoji površinski sloj (mlade stijene), zatim trebaju ići graniti, bazalti, plašt i jezgra. Ali pokazalo se da su graniti tri kilometra niži od očekivanog. Bazalti koji su trebali ležati ispod njih uopće nisu pronađeni. Nevjerojatno iznenađenje za znanstvenike bilo je obilje pukotina i praznina na dubini većoj od 10 kilometara. U tim šupljinama bušilica se njihala poput klatna, što je dovelo do ozbiljnih poteškoća u radu zbog njenog odstupanja od okomite osi. U prazninama je zabilježena prisutnost vodene pare koja se tamo kretala velikom brzinom, kao nošena nekim nepoznatim pumpama. Ovi parovi stvarali su zvukove koji su oduševljavali 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 svakojakih minerala, a posebno zlata za kojega se pokazalo da ima 78 grama po toni. Inače, industrijska proizvodnja odvija se u koncentraciji od 34 grama po toni.

Još jedno iznenađenje: život na Zemlji pojavio se, ispostavilo se, milijardu i pol godina ranije nego što se očekivalo. Na dubinama gdje, kako se vjerovalo, ne može biti organske tvari, pronađeno je 14 vrsta fosiliziranih mikroorganizama (starost tih slojeva prelazi 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 podrijetlu ugljikovodika poput nafte i plina.

Nemoguće je ne spomenuti otkriće uspoređujući Mjesečevo tlo koje je sovjetska svemirska stanica krajem 70-ih isporučila s površine Mjeseca i uzorke iz bušotine Kola s dubine od 3 kilometra. Pokazalo se da su ti uzorci kao dva graška u mahuni. Neki su astronomi to vidjeli kao dokaz da se Mjesec jednom odvojio od Zemlje kao rezultat kataklizme (vjerojatno sudara planeta s 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 su u početnim geološkim fazama "evoluirali" na isti način.

Kola Superdeep bila je ispred svog vremena

Bušotina Kola pokazala je da je moguće ići duboko u Zemlju 14, pa čak i 15 kilometara. Međutim, jedna takva bušotina teško da je sposobna pružiti fundamentalno nova znanja o zemljinoj kori. To zahtijeva cijelu mrežu bušotina izbušenih na različitim točkama na zemljinoj površini. No čini se da su prošla vremena kada su se ultra duboke bušotine bušile u čisto znanstvene svrhe. Preskupo ovo zadovoljstvo. Suvremeni programi ultradubokog bušenja više nisu tako ambiciozni kao što su bili i teže praktičnim ciljevima.

To je uglavnom otkrivanje i vađenje minerala. U Sjedinjenim Državama proizvodnja nafte i plina iz dubina od 6-7 kilometara već postaje uobičajena. U budućnosti će i Rusija početi crpiti ugljikovodične sirovine s takvih razina. No, i te duboke bušotine koje se sada buše donose mnogo vrijednih podataka koje geolozi nastoje generalizirati kako bi dobili cjelovitu sliku barem površinskih slojeva zemljine kore. Ali ono što se nalazi ispod ostat će misterij još dugo vremena. Samo znanstvenici koji rade na ultradubokim bušotinama poput Kole to mogu otkriti uz pomoć najsuvremenije znanstvene opreme. U budućnosti će takve bušotine za čovječanstvo postati svojevrsni teleskopi u tajanstveni podzemni svijet planeta, o kojem ne znamo više nego o dalekim galaksijama.

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 da saznate njegovu unutarnju strukturu je bušenje bunara: 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. / Bilten Znanstvenog centra Kola Ruske akademije znanosti, 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 otvor 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 bilo 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 s robota - nekoliko rotirajućih diskova s šiljcima povezanih s turbinom odozgo. 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 kako ga nisu mogli podići, 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: turbodilica 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 su pronađeni tragovi podzemne vode - čak se sugeriralo da su nastale 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 koja se približavala 24 stupnja po kilometru, iako su postojeći modeli predviđali jedan i pol puta manju vrijednost. 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 super duboka bušotina Kola 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, koji osigurava 45-55 posto protoka topline, 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 zvučnih valova. 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 impresivna brojka u usporedbi s razmjerom svemirskog putovanja. 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. I ako su astronomi već uspjeli dotaknuti čvrsti dio nebeskih tijela u Sunčevom sustavu, onda pred geolozima sve najzanimljivije stvari tek dolaze.

Vladimir Koroljov