Tlo je ispod nas. Kola superdeep well ili well to hell

Znate da ljudi stoljećima otkrivaju misterije planeta? Pokušali su pronaći odgovore pod nogama. TravelAsk će vam reći o najvećim bunarima na svijetu.

Što povijest kaže

Pokušali su se više puta spustiti u dubinu Zemlje. Kinezi su bili među prvima. U 13. stoljeću iskopali su bunar dubok 1200 metara.

Godine 1930. ovaj su rekord srušili Europljani: bušili su Zemljina površina do dubine od tri kilometra.

Vrijeme je prolazilo, a ta brojka je rasla. Tako su krajem 1950-ih bušotine dosezale već 7 kilometara.

Najdublji bunar na svijetu

Zapravo, većina bušotina nastaje tijekom rudarenja. Danas rekord pripada bušotini polja Chayvinskoye Z-42. Izgrađen je u vrlo kratkom roku: nešto više od 70 dana. Pripada projektu Sahalin-1 i naftni je projekt.

Njegova dubina je 12.700 metara. Zamislite, najviše visoka planina na Zemlji - Everest. Ide gotovo 9 kilometara u nebo. A najdublji rov je Marijanski rov. To je oko 11 kilometara. Odnosno, dobro je Z-42 nadmašio sve pokazatelje majke prirode.

Pa u regiji Murmansk

Ali želimo vam detaljnije reći o jednom posebnom bunaru. Nalazi se u Murmanska regija oko 10 kilometara od grada Zapolyarny. Zove se Kola Over duboki bunar. Dubina mu je 12.262 metra. Zanimljivo je jer je izvorno stvoreno ne za rudarstvo, već za proučavanje litosfere.

Promjer bunara na površini zemlje je 92 centimetra, a promjer donjeg dijela je 21,5 centimetar.

Temperatura tijekom bušenja na dubini od 5 kilometara iznosila je 70 stupnjeva, na dubini od 7 kilometara - 120 stupnjeva, a na dubini od 12 kilometara - 220 stupnjeva.

Superduboka bušotina Kola položena je 1970. godine na 100. obljetnicu rođenja Vladimira Lenjina. Glavni cilj bio je proučavanje vulkanskih stijena, koje se rijetko buše za rudarstvo. Ovdje je radilo više od 15 ljudi istraživački laboratoriji.

Godine 1990. obustavili su svoje aktivnosti jer su se ovdje dogodile mnoge nesreće: često su se kidale bušaće trake.

Danas je objekt napušten, a sam bunar je zatvoren i počinje se urušavati.

Naravno, sva oprema je demontirana, a zgrada koja Dugo vrijeme ne koristi se, polako se pretvara u ruševine.

Za nastavak rada potreban je znatan iznos - oko 100 milijuna rubalja, tako da nitko ne zna hoće li bušotina ikada biti otvorena.

Rezultati istraživanja

Znanstvenici su vjerovali da će na određenoj dubini pronaći jasno definiranu granicu između granita i bazalta. Ali, nažalost, svi radovi nisu pružili jasno razumijevanje prirode Zemljinog plašta. A onda su istraživači čak izjavili da mjesto za početak rada nije najuspješnije.

Put do pakla

Tako se zove bunar Kola. Štoviše, još uvijek postoje mnoge glasine o njoj vezane uz drugi svijet. Tako postoje priče da je na dubini od 12 kilometara znanstveni aparat zabilježio krikove i jauke koji su dolazili iz utrobe Zemlje.

Američka televizija čak je i službeno objavila ovu legendu: 1989. godine televizijska kuća Trinity Broadcasting Network ispričala je ovu priču svojim gledateljima. Pa, ima još toga: u tadašnjim tabloidnim novinama moglo se pronaći zanimljive priče. Na primjer, da su znanstvenici čuli krikove i jauke, ali nisu prekinuli istraživanje. I svaki je kilometar bio utisnut nesrećom u zemlju. Dakle, kada su bušilice dosegle granicu od 13 kilometara, SSSR se raspao. I na dubini od 14,5 kilometara općenito su otkrili praznine. Zaintrigirani ovim neočekivanim otkrićem, istraživači su tamo spustili mikrofon koji može raditi na ekstremno visokim temperaturama i druge senzore. Temperatura unutra dosezala je 1100 stupnjeva - pa, prava paklena vatra. I čuli su ljudske krike.

Zapravo, akustične metode za proučavanje bušotina ne snimaju stvarni zvuk, a ne na mikrofon. Oni snimaju valni uzorak reflektiranih signala na geofonima. elastične vibracije, pobuđen emiterskim uređajem s frekvencijom od 10 - 20 kHz i 20 kHz - 2 MHz. Pa, već smo pisali o dubini: nitko nije dosegao oznaku od 13 kilometara.

Međutim, jedan od autora projekta D.M. Huberman je kasnije rekao: “Kad me ljudi pitaju o ovome misteriozna priča, ne znam što da odgovorim. S jedne strane, priče o “demonu” su sranje. S druge strane, kao pošteni znanstvenik ne mogu reći da znam što se točno ovdje dogodilo. Doista, snimljena je vrlo čudna buka, zatim je došlo do eksplozije... Nekoliko dana kasnije ništa slično nije pronađeno na istoj dubini.”.

Možda ćemo priču završiti na tako tajanstvenoj noti. Razmislite sami, zaključite sami je li ovo doista put u pakao.

Najveći rudnik na svijetu na udaljenom poluotoku Kola, u sjevernoj Rusiji. Na pozadini zahrđalih ruševina napuštene istraživačke stanice nalazi se najdublja rupa na svijetu.

Sada zatvoreno i zapečaćeno zavarenom metalnom pločom, Kola ultra duboki bunar je ostatak, uglavnom zaboravljen, Kockanje ljudskog roda, usmjeren ne u zvijezde, nego u dubine Zemlje.
Kružile su glasine da je dubok bunar izbušen u pakao: iz ponora su se čuli vrisci i jauci ljudi - kao da je to razlog zatvaranja stanice i bunara. Zapravo, razlog je bio drugačiji.

Grad Mirny poznat je po najvećem rudniku na svijetu: duboki bunar na poluotoku Kola najveća je rupa koju je napravio čovjek na svijetu. 1722 m - duboka, toliko duboka da su svi letovi preko nje bili zabranjeni jer se previše helikoptera srušilo zbog usisavanja u rupu.

Ovdje je pronađena najdublja rupa ikad izbušena u ime znanosti, dokaz života u prekambriju. Ljudska rasa zna za daleke galaksije, ali malo zna što joj leži pod nogama. Naravno, projekt je proizveo veliki iznos geoloških podataka, od kojih je većina pokazala koliko malo znamo o našem planetu.

SAD i SSSR borili su se za prostornu obavještajnu superiornost u svemirska utrka, još jedno natjecanje bilo je između najvećih bušača dviju zemalja: američki "Projekt Mohole" na pacifičkoj obali Meksika - prekinut je 1966. zbog nedostatka sredstava; Vijeća, projekt Međuodjelskog znanstvenog vijeća za proučavanje unutrašnjosti Zemlje i ultradubokog bušenja, od 1970. do 1994. na poluotoku Kola. Istraživanje Zemlje ograničeno je na promatranje s tla i seizmička istraživanja, ali Kola dobro dao izravan pogled na strukturu Zemljina kora.

Kola super duboka bušotina izbušena do vraga

Bušilica na Kolu nikada nije naišla na sloj bazalta. Umjesto toga, pokazalo se da je granitna stijena iza dvanaestog kilometra. Prilično je iznenađujuće da su stijene od mnogo kilometara zasićene vodom. Ranije se vjerovalo da slobodna voda ne bi trebala postojati na tako velikim dubinama.

No najintrigantnije otkriće je otkriće biološke aktivnosti u stijenama starim više od dvije milijarde godina. Najupečatljiviji dokaz života dolazi iz mikroskopskih fosila: sačuvanih ostataka dvadeset i četiri vrste jednostaničnih morskih biljaka, inače poznatih kao plankton.

Obično se fosili nalaze u vapnenačkim stijenama i naslagama silicija, ali ovi "mikrofosili" bili su zatvoreni u organski spojevi, koji je ostao neoštećen unatoč ekstremnim pritiscima okoliša i temperaturama.

Bušenje Kole bilo je prisiljeno prekinuti zbog neočekivano visokih temperatura. Dok temperaturni gradijent u utrobi zemlje. Na dubini od otprilike 10 000 stopa, temperatura je rasla velikom brzinom—dosegavši ​​180 °C (ili 356 °F) na dnu rupe, za razliku od očekivanih 100 °C (212 °F). Također je neočekivano bilo smanjenje gustoće stijena.
Nakon te točke, stijene su imale veću poroznost i propusnost: u kombinaciji s visokim temperaturama, počele su se ponašati poput plastike. Zbog toga je bušenje postalo gotovo nemoguće.

Skladište uzoraka jezgre može se pronaći u gradu Zapolyarnyju, oko deset kilometara južno od rupe, u gradu rudara nikla. Sa svojom ambicioznom misijom i doprinosima geologiji i biologiji, Kola Superdeep Well ostaje najvažniji relikt sovjetske znanosti.

U SSSR-u su voljeli razmjere, i više od toga, a to se proširilo na doslovno sve. Tako je u Uniji iskopan jedan bunar koji i danas nosi titulu najdubljeg na zemlji. Važno je napomenuti da bušotina nije izbušena za proizvodnju nafte ili geološka istraživanja, već isključivo za znanstveno istraživanje.

Savjeti koji se koriste za bušenje bunara.

Superduboki bunar Kola, ili SG-3, najdublji je bunar na zemlji koji je napravio čovjek. Smješten u regiji Murmansk, 10 kilometara od grada Zapolyarny, u prema zapadu. Dubina rupe je 12.262 metra. Njegov promjer na vrhu je 92 centimetra. Na dnu - 21,5 centimetara. Važna značajka SG-3 je da je, za razliku od bilo koje druge bušotine za proizvodnju nafte ili geološke radove, ova izbušena isključivo u znanstvene svrhe.

Bunar je položen 1970. godine, na 100. obljetnicu rođenja Vladimira Lenjina. Odabrana lokacija je značajna jer je bušotina izbušena u vulkanskim stijenama starim više od 3 milijarde godina. Inače, starost Zemlje je oko 4,5 milijardi godina. Prilikom vađenja minerala, bušotine se rijetko buše dublje od dvije tisuće metara.

Posao je trajao danima bez prestanka.

Bušenje je počelo 24. svibnja 1970. godine. Do razine od 7 tisuća metara bušenje je teklo lagano i mirno, no nakon što je glava udarila u manje gusto kamenje, počeli su problemi. Proces je znatno usporen. Tek 6. lipnja 1979. isporučen je novi rekord- 9583 metara. Prethodno su ga u SAD-u instalirali proizvođači nafte. Oznaka od 12.066 metara prijeđena je 1983. godine. Rezultat je postignut na Međunarodnom geološkom kongresu koji je održan u Moskvi. Potom su se u kompleksu dogodile dvije nesreće.

Sada kompleks izgleda ovako.

Godine 1997. u medijima je kružilo nekoliko legendi da je superduboka bušotina Kola pravi put u pakao. Jedna od tih legendi kaže da kada je ekipa spustila mikrofon na dubinu od nekoliko tisuća metara, tamo su se čuli ljudski krici, jauci i krici.

Naravno, od toga nije bilo ništa. Makar samo zato što se koristi posebna oprema za snimanje zvuka u bušotini na takvoj dubini - ali nije snimila ništa. U kompleksu se zapravo dogodilo nekoliko nesreća, uključujući podzemnu eksploziju tijekom bušenja, ali geolozi sigurno nisu uznemirili podzemne "demone".

Sam bunar je zatvoren od naftalina.

Ono što je jako važno je da je SG-3 imao 16 istraživačkih laboratorija. Tijekom vremena Sovjetski Savez domaći geolozi uspjeli su doći do mnogih vrijednih otkrića i bolje razumjeti kako funkcionira naš planet. Radovi na gradilištu omogućili su nam značajno poboljšanje tehnologije bušenja. Znanstvenici su također uspjeli razumjeti lokalno stanovništvo geološkim procesima, dobili iscrpne podatke o toplinski način rada podzemlje, podzemni plinovi i duboke vode.

Nažalost, danas je superduboka bušotina Kola zatvorena. Zgrada kompleksa propada otkako je posljednji laboratorij ovdje zatvoren 2008. i sva oprema je demontirana. Razlog je jednostavan - nedostatak financijskih sredstava. 2010. godine bušotina je već bila puštena u naftalin. Sada se polako ali sigurno uništava pod utjecajem prirodnih procesa.

Ime Mohole spoj. “Hole” znači bunar ili jednostavno rupa, a prvi slog “Mo” uzet je iz prezimena istaknutog hrvatskog geofizičara Andreja Mohorovičića. Zahvaljujući njemu, pojam Mohorovičićeve plohe ušao je u znanstvenu upotrebu. Tako se zove misteriozno podzemno područje, pretpostavlja se donja granica zemljine kore, na kojem dolazi do naglog porasta brzina longitudinalnih seizmičkih valova sa 6,7-7,6 na 7,9-8,2 km/s i poprečnih s 3,6 km/s. 4. 2 do 4,4-4,7 km/s. Gustoća tvari također naglo raste, vjerojatno s 2,9-3 na 3,1-3,5 t/m³. Cilj projekta Mohol bio je upravo doći do ove površine i po prvi put dobiti vizualnu, a ne samo spekulativnu predodžbu o njoj.

Bušaća platforma CUSS I, Projekt Mohole

Vjerovalo se da će se to lakše postići započinjanjem bušenja na dnu oceana, gdje je kora mnogo tanja. Lokacija je odabrana u blizini otoka Guadalupe s dubinom oceana od oko 3,5 km. Međutim, bilo je moguće izbušiti samo 5 probnih bušotina dubine do 180 metara u dno. Nakon toga, projekt je, nažalost, morao biti zatvoren zbog prekoračenja troškova.

Godine 1973.-1974 U Oklahomi je izbušena bušotina Bertha Rogers. Namjena mu je bila prozaičnija - proizvodnja nafte, no projekt je imao i istraživačko opterećenje. Bertha Rogers dosegla je dubinu od 9583 m i za sada je to ostala najdublja bušotina na svijetu.

U međuvremenu, SSSR je pokrenuo projekt stvaranja oko 30 ultradubokih (više od 5 km) bušotina u različitim regijama zemlje. Uglavnom su bili uljari, ali ne svi. Godine 1974. najdublja od njih imala je dubinu od 7263. Bila je to superduboka bušotina Kola, koja je zauzimala posebno mjesto u sovjetskom programu dubokog bušenja. Nije bila namijenjena proizvodnji nafte, već isključivo znanstvenim istraživanjima.

Superduboki rudnik Kola položen je 1970. godine u sjeveroistočnom dijelu Baltičkog štita, na mjestu gdje najstarije magmatske stijene izlaze na površinu, malo proučene tijekom rudarenja, koje se često provodi u sedimentnim slojevima. Osim toga, Mohorovičićeva granica ovdje ide plitko (naravno, relativno).

Ciljali smo 15 km. Zadaci dodijeljeni sudionicima projekta uključivali su potvrđivanje ili opovrgavanje niza teorija u praksi, prepoznavanje značajki procesa stvaranja ruda, određivanje prirode granica koje razdvajaju slojeve u kontinentalnoj kori, prikupljanje podataka o sastav materijala I fizičko stanje stijene.

Bušenje je počelo 24. svibnja. Promjer ulaza bio je 92 cm. Isprva se radilo sa serijskom instalacijom, koja se obično koristi u proizvodnji nafte i plina. Zatim ga je zamijenila oprema koju je posebno razvio Uralmash od laganih, ali izdržljivih legura. Inače pri izranjanju iz dubine ne bi izdržao vlastitu težinu.

Bušilica je metodično probijala drevne granite, čija je starost premašila 3 milijarde godina. Iznenađenja nije nedostajalo. Stalni direktor bušotine, David Mironovich Guberman, rekao je u intervjuu za Murmansky Vestnik 2011.:

Bušili smo i nismo znali što nas čeka. Na dubini od 1700 metara pronađene su naslage bogate niklom. Evo kakvi su izgledi za posao za naše pogone! Kopali smo dalje. I na tri kilometra stigli smo do Mjeseca! Čisti mjesec! - kaže David Mironovich i smije se: - Već smo imali mjesečevo tlo. Usporedili smo ga s onim koji smo podigli s tri kilometra, po svim fizičkim i mehaničkim svojstvima - jedan prema jedan. Moji drugovi i ja smo se tada šalili da se Mjesec otkinuo poluotok Kola! Ostaje samo pronaći mjesto odakle je došao...

Kasnije su se počela događati čuda koja su pobijala mnoge općeprihvaćene teorije. Vjerovalo se da će na dubini od pet kilometara granit zamijeniti bazalti. Na ovoj dubini, kao i na Mohorovičićevoj granici, instrumenti su zabilježili naglo povećanje brzine seizmičkih valova. Ovaj fenomen, poznat kao Conradova površina, objašnjava se činjenicom da je ovdje gornji granitni sloj zemljine kore zamijenjen donjim bazaltnim slojem. Međutim, bušenje to nije potvrdilo. Oznaka od 5 km ostala je iza, a instalacija je i dalje vadila granitne jezgre (cilindrični stupovi stijene namijenjeni znanstvena analiza). Istina, taj je granit bio sve neobičniji, komprimiraniji visokotlačni, mijenjajući njegova fizička i akustička svojstva. Ali istinski značajne metamorfoze počele su tek na osmom kilometru, a nikako ono što su geolozi predviđali. Sada bušenje nije išlo kroz granite, ali ni kroz bazalte, već kroz gnajsove - slojevitu stijenu vrlo niske gustoće za takvu dubinu. Bušotina se počela raspadati, a potom se bušaća kolona zaglavila kamenjem, a glava se odlomila pri pokušaju podizanja. To nije obeshrabrilo istraživače. Izgubljeni dio bušaće kolone je cementiran, a bušenje je nastavljeno uz devijaciju bušaćeg alata.

izdavačka kuća "Nedra", 1984

Vladimir Basovich, zamjenik ravnatelja za znanstveni rad Kola superdeep bunar, prisjeća se:

Imali smo svoj projektni biro, imali smo svoje programere, imali smo svoju radionicu, imali smo svoju kovačnicu, termospalionicu, što god hoćete. Danas se javila potreba, ideja - sutra se pretvorila u crteže. Dva dana kasnije sami smo ga napravili. Četiri dana kasnije lansirali smo ga u nepoznate dubine, u neviđeno kritične radne uvjete.

Fotografija: “Kola Superdeep” Ministarstvo geologije SSSR-a,
izdavačka kuća "Nedra", 1984

Iznenađenje onim što je vidio raslo je i raslo. Ispostavilo se da je stijena porozna i ispucala, a praznine su bile ispunjene vodom za koju se nije očekivalo da će se naći u tolikim količinama na tolikoj dubini. Usput smo mjerili temperaturu u cijelom prtljažniku, prirodna radioaktivnost- gama zračenje, inducirana radioaktivnost nakon pulsnog neutronskog zračenja, električna i magnetska svojstva pasmine, brzina razmnožavanja elastični valovi, proučavao je sastav plinova u bušotinskom fluidu. I tu je bilo iznenađenja. Temperatura je rasla mnogo brže od predviđenog, a radioaktivnost se nije htjela ponašati očekivano.

6. lipnja 1979. sovjetski bušači oborili su rekord Berthe Rogers i otišli dalje. Do 1984. dubina bušotine premašila je 12 km. Na trinaestom kilometru nesreće su se počele nizati jedna za drugom. Uostalom, prokleto desetak. U ovoj fazi pojavila se smiješna stvar urbana legenda, koju je kasnije najozbiljnije replicirao najprije zapadni, a zatim i postsovjetski tisak: sovjetski bušači probili su krov pakla, a oprema za snimanje spuštena u bunar zabilježila je jauke grešnika koji su tamo patili. Navodno je to bio razlog za prekid radova i zatvaranje bušotine. Ali bušenje je moralo biti prekinuto iz sasvim materijalističkih razloga: tehničke poteškoće su prelazile sve zamislive granice. Podizanje kamenja i glave bušilice s takve dubine samo je po sebi nevjerojatno teško. Dodajte ovome visoke temperature i pritisak. I neizbježne razlike u ovim pokazateljima kada se diže na površinu. Zapravo, davno prije nego što je došlo do "đavoljeg tuceta", bušenje se pretvorilo u očajnički ekstremnu aktivnost. Za bušenje zadnjih 5 km bušotine utrošeno je 50 km cijevi. Takav je bio stupanj njihove istrošenosti.

U rujnu 1984. bušaća kolona je još jednom pukla, i to tako neuspješno da je pet kilometara cijevi koje su se odvojile zapelo u bušotini i čvrsto je blokiralo. Bušenje je započelo gotovo iznova s ​​dubine od 7.000 m - i do 1990. novi ogranak dosegao je dubinu od 12.262 m, no tada se stup ponovno odlomio. Ovaj put nastavak rada smatran je nemogućim. Šteta, ali Kola Superdeep postala je jedinstveno znanstveno-tehničko dostignuće, ne samo nadmašivo, nego čak i ponovljeno, koje do sada nitko nije uspio ponoviti. Ali od početka je prošlo gotovo pola stoljeća! Danas postoji nekoliko naftnih bušotina koje su duže od Kole, ali teku pod kutom u odnosu na površinu i ne prodiru ni približno tako duboko u utrobu zemlje.

Bušenje je završeno, ali to nije trebalo značiti i završetak znanstveni projekt. Jedinstvena jezgra od dvanaest kilometara, podijeljena u zasebne stupce i numerirana, bila je raspoređena u devetsto kutija. Pohranjeni su u Jaroslavlju. Temeljito proučavanje ovog neprocjenjivog materijala se nastavlja i najvjerojatnije će trajati još dugo. Još je gora situacija sa samim zdencem. Još za vrijeme rada služila je kao duboka zvjezdarnica, gdje je različite razine ugrađeni su instrumenti koji su bilježili karakteristike širenja seizmičkih valova i hrpu drugih pokazatelja. Štoviše, sve je to bilo uključeno u jedinstveni sustav duboke zvjezdarnice koje rade u tri tuceta drugih ultra dubokih bušotina smještenih tisućama kilometara jedna od druge. Ovako prikupljene informacije omogućile su značajan napredak u teškom poslu predviđanja potresa. Zvjezdarnice su također zabilježile značajke širenja valova iz podzemlja nuklearne eksplozije, preko golemih udaljenosti i dubina. Između ostalog, time je omogućeno sastavljanje karte dubine moguća nalazišta minerala, koja su potom prenesena geolozima praktičarima.

Dobili smo vrlo zanimljive dijelove. Iz ovih odsječaka mogli bismo ozbiljno suditi o strukturi zemaljske kore. Čak i do stopedeset kilometara. To je otvorilo nove mogućnosti za globalno istraživanje teritorija Sovjetskog Saveza, - svjedoči bivši ministar geologije SSSR-a Evgeny Kozlovsky.

Zvjezdarnica Kola Superdeep i dalje bi mogla poslužiti kao jedinstvena zvjezdarnica u dubini. Moglo bi, ali ne ide. Prestali su ga financirati, zatvorili su ga, a zemaljski kompleks s jedinstvenom opremom izrezali su u staro željezo. U intervjuu Murmanskom vestniku, koji se pokazao posljednjim, David Mironovič Guberman je rekao:

Eh, da bi se održao, a ne uništio, bile su potrebne sitne pare - tri milijuna, a ne dolara, naših "drvenih" rubalja. Nisu dali, spasili! I dobili su što su htjeli... Svi kažu da je skupo. Znanje je skupo. Apsolutno u pravu. Zašto nitko ne kaže koliko košta neznanje?! Mnogo više. Pogledajte što se dogodilo u Japanu kad su se dogodile nesreće u nuklearnim elektranama... Ne razumijem! Nismo koštali ni kune! Bušenje je bilo jeftino, sva oprema domaća, niti jedan uvozni čavao. Ne, stavili su ga u naftalin, zatvorili, otpustili ljude! Vidite, sve su to gluposti, da nema novca za znanost! Glupost, nismo puno tražili. Ali kakav povratak... I sada tamo možete instalirati znanstvenu opremu, spuštati senzore na dubinu i vršiti mjerenja. Neprocjenjive informacije. Prema prognozi istih potresa...

Danas u narodu kruži ironično tumačenje kratice RF - Resource Federation. Oni koji ponavljaju ovu lošu šalu kao da zamišljaju da resursi upravo ove Federacije leže na otvorenom. Izađi i pokupi golim rukama Da, stavite u posude. Ali svi ti ozloglašeni resursi postali su dostupni samo zahvaljujući kolosalnom radu znanstvenika i inženjera. Kakva je snaga uložena u geološka istraživanja, kakav intelekt! I s kakvom je nepromišljenom ekstravagancijom to tada bilo dopušteno otići niz vodu! Stvarno želim vjerovati da su se nasljednici konačno opametili i da neće protraćiti ono što je ostalo potpuno je bezvrijedno. Postoji mišljenje da se Kola superdeep još uvijek može obnoviti, barem kao institut za obuku stručnjaka za bušenje na moru. A možda i ne samo to. Kažu da je bušotina duboka najmanje 8 km i sada je sasvim “živa” i pogodna za geofizička istraživanja. Obnova uništenog, naravno, neće biti jeftina, ali je moguća.

Danas su znanstvena istraživanja čovječanstva dosegla granice Sunčevog sustava: posadili smo svemirska letjelica planetima, njihovim satelitima, asteroidima, kometima, 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. Najdublji izvor na Zemlji je Kola Superdeep Well ili SG-3. Godine 1990. njegova je dubina dosegla 12 kilometara 262 metra. Usporedite li ovu brojku s polumjerom našeg planeta, ispada da je to samo 0,2 posto puta do središta Zemlje. Ali i to je bilo dovoljno da promijeni ideje o strukturi zemljine kore.

Ako bunar zamislite kao okno kroz koje se liftom možete spustiti u dubinu 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 nema načina da čovjek tamo stigne. Da zamislimo proporcije bunara, najbolja analogija bila bi šivaća igla od 57 metara promjera 1 milimetar, nešto deblja na jednom kraju.

Dijagram bunara

Ali ovaj će prikaz također biti pojednostavljen. Tijekom bušenja dogodilo se nekoliko nesreća na bušotini - dio bušaće kolone završio je pod zemljom bez mogućnosti uklanjanja. Stoga je bunar nekoliko puta iznova počinjao, od oznaka sedam i devet kilometara. Postoje četiri velike grane i desetak malih. Glavne grane imaju različite maksimalne dubine: dvije od njih prelaze granicu 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 Kola znanstveni centar RAN, 2014

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

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

Kako je izbušena super duboka bušotina?

Za početak, treba napomenuti da je SG-3 izvorno zamišljen posebno za znanstvene svrhe. Istraživači su za bušenje odabrali mjesto gdje su drevne stijene - do tri milijarde godina stare - izašle na površinu zemlje. Jedan od argumenata tijekom izviđanja bio je taj mlad sedimentne stijene su dobro proučeni tijekom proizvodnje nafte, ali nitko još nije bušio duboko u drevne slojeve. Osim toga, ovdje su se nalazila velika nalazišta bakra i nikla čija bi istraživanja bila 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 prema planiranoj dubini bušotine - 15 kilometara. Nova oprema za bušenje dizajnirana je posebno za superdubinu Kola: bušenje na tako velikim dubinama zahtijevalo je ozbiljne modifikacije opreme i materijala. Na primjer, samo težina bušaćeg niza na dubini od 15 kilometara dosegnula je 200 tona. Sama instalacija mogla je podići terete 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 ugrađene su posebne 46-metarske turbobušilice koje pokreće strujanje vode s površine. Omogućili su rotaciju alata za drobljenje stijena odvojeno od cijele kolone.

Svrdla kojima se bušaća kolona zabijala u granit evociraju futurističke dijelove robota - nekoliko rotirajućih diskova s ​​šiljcima povezanih s turbinom na vrhu. 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 konstantni silazi i usponi trajali su i do 8 sati.

Čak su se i cijevi za stup u Kola Superdeep Pipe morale koristiti na neobičan način. Na dubini se temperatura i tlak postupno povećavaju, a, kako kažu inženjeri, na temperaturama iznad 150-160 stupnjeva, čelik serijskih cijevi omekšava i manje je sposoban izdržati opterećenja od više tona - zbog toga je vjerojatnost opasnih deformacija i povećava se lom stupca. 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 razvijeni materijali nisu mogli izdržati uvjete bušenja. Nakon prve dionice od sedam kilometara, za daljnje bušenje do granice od 12.000 metara bilo je potrebno gotovo deset godina i više od 50 kilometara cijevi. 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. Zbog toga se stup nekoliko puta slomio, a kako ga nisu mogli podići, inženjeri su bili prisiljeni betonirati krak bunara i ponovno bušiti okno, čime su izgubljene godine rada.

Jedan od ovih velike nesreće prisilio je bušače 1984. da betoniraju krak bušotine, koja je dosegla 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 nalazište.

Prema riječima očevidaca nesreće, nakon nastavka radova, stup je izbušio bunar još devet metara niže. Nakon četiri sata bušenja, radnici su se pripremili podići stup natrag, ali to "nije uspjelo". Bušači su zaključili da je cijev "zapela" negdje za zidove bušotine i povećali su snagu dizanja. Opterećenje se naglo smanjilo. Postupno rastavljajući stup u svijeće od 33 metra, radnici su stigli do sljedećeg dijela, koji je završio s neravnim donjim rubom: turbobušilica i još pet kilometara cijevi ostali su u bušotini; nisu se mogli podići.

Bušači su ponovno uspjeli dosegnuti granicu od 12 kilometara tek 1990. godine, kada je postavljen rekord u ronjenju - 12.262 metra. Tada se dogodila nova havarija, a od 1994. godine radovi na bušotini su prekinuti.

Superduboka znanstvena misija

Slika seizmičkih ispitivanja na SG-3

“Kola Superdeep” Ministarstvo geologije SSSR-a, Izdavačka kuća Nedra, 1984.

Bušotina je proučavana korištenjem čitavog niza geoloških i geofizičkih metoda, od prikupljanja 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 gdje kamen pada.

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

Na različitim dubinama, izdašnost jezgre je jako varirala. Ako se na pet kilometara od segmenta od 100 metara moglo računati na 30 centimetara jezgre, onda su na dubinama većim od devet kilometara, umjesto kamenog stupca, geolozi dobili set podložaka od guste stijene.

Mikrofotografija stijena izvađenih s dubine od 8028 metara

“Kola Superdeep” Ministarstvo geologije SSSR-a, Izdavačka kuća Nedra, 1984.

Studije materijala izvučenog iz bušotine dovele su do nekoliko važnih zaključaka. Prvo, struktura zemljine kore ne može se pojednostaviti na sastav od nekoliko slojeva. Na to su ranije ukazivali seizmološki podaci - geofizičari su vidjeli valove koji kao da se odbijaju 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 nisu se 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. Nadalje, u pukotinama je bilo tragova podzemne vode- čak je bilo sugestija 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 zlatne anomalije - u stijeni su bila prisutna zrnca samorodnog zlata veličine mikrometra. Koncentracije su dosezale i do gram po toni stijene. No, malo je vjerojatno da će rudarenje s takvih dubina ikada biti isplativo. Ali samo postojanje i svojstva zlatonosnog sloja omogućili su razjašnjenje modela evolucije minerala - petrogeneze.

Zasebno, trebali bismo govoriti o studijama temperaturnih gradijenata i zračenja. Za ovu vrstu pokusa koriste se bušotinski instrumenti spušteni na žičanim užadima. Veliki je problem bio osigurati njihovu sinkronizaciju s opremom na zemlji, kao i osigurati rad na velikim dubinama. Primjerice, poteškoće su se pojavile s činjenicom da su se kabeli, u dužini od 12 kilometara, protezali oko 20 metara, što bi moglo uvelike smanjiti točnost podataka. Kako bi to izbjegli, geofizičari su morali stvoriti nove metode za označavanje udaljenosti.

Većina komercijalnih instrumenata nije dizajnirana za rad u teškim uvjetima nižih razina bušotine. Stoga su za istraživanja na velikim dubinama znanstvenici koristili opremu razvijenu 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 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 superduboka bušotina Kola nije nalik drugim bušotinama - 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 otprilike 40 kilometara ispod zemlje. Stoga, čak i da je SG-3 dosegao planiranih 15 kilometara prekida, još uvijek ne bismo stigli do plašta.

Ambiciozan je to zadatak koji su si američki znanstvenici postavili razvijajući projekt Mohol. Geolozi su planirali doći do granice Mohorovičića - podzemnog područja gdje dolazi do oštre promjene 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 operacije bušenja. Prvi testovi u 1960-ima omogućili su geolozima bušenje bušotina samo do 183 metra.

Nedavno je postalo poznato o planovima oživljavanja projekta dubokog oceanskog bušenja uz pomoć istraživačkog broda za bušenje JOIDES Resolution. Kao novi cilj geolozi su odabrali točku na Indijski ocean, blizu Afrike. Tu je dubina Mohorovičićeve granice svega oko 2,5 kilometara. U prosincu 2015. - siječnju 2016. geolozi su uspjeli izbušiti bušotinu duboku 789 metara - petu najveću podvodnu bušotinu na svijetu. Ali ova vrijednost je samo polovica onoga što je bilo potrebno u prvoj fazi. Ipak, ekipa se planira vratiti i završiti započeto.

***

0,2 posto puta do središta Zemlje nije tako impresivna vrijednost u usporedbi s mjerilom putovanje svemirom. Međutim, treba uzeti u obzir da granica Sunčevog sustava ne prolazi orbitom Neptuna (pa čak ni Kuiperovim pojasom). Sunčeva gravitacija prevladava nad gravitacijom zvijezde do udaljenosti od dvije svjetlosne godine od zvijezde. Dakle, ako sve pažljivo izračunate, ispada da je Voyager 2 preletio samo desetinu postotka puta do ruba našeg sustava.

Stoga ne bismo trebali biti uznemireni time koliko slabo poznajemo "unutrašnjost" vlastitog planeta. Geolozi imaju vlastite teleskope - seizmička istraživanja - i svoje ambiciozne planove za osvajanje podzemlja. A ako su astronomi već uspjeli dodirnuti čvrsti dio nebeska tijela V Sunčev sustav, onda su za geologe najzanimljivije stvari tek pred nama.

Vladimir Koroljov