Den maksimale dybden av jordboring i historien. Vel til helvete: hvorfor boring av den dypeste brønnen ble stoppet

Den inntar den første posisjonen på listen over "Ultradeep Wells of the World". Det ble boret for å studere strukturen til dype jordbergarter. I motsetning til andre eksisterende brønner på planeten, ble denne boret utelukkende fra et vitenskapelig forskningssynspunkt og ble ikke brukt med det formål å utvinne nyttige ressurser.

Plassering av Kola Superdeep Station

Hvor ligger Kola superdeep-brønnen? OM lokalisert i Murmansk-regionen, nær byen Zapolyarny (ca. 10 kilometer fra den). Plasseringen av brønnen er virkelig unik. Det ble grunnlagt i området på Kolahalvøya. Det er der jorden skyver forskjellige eldgamle steiner til overflaten hver dag.

I nærheten av brønnen er det Pechenga-Imandra-Varzuga rifttrau, dannet som et resultat av en feil.

Kola superdyp brønn: utseendets historie

Til ære for hundreårsjubileet for fødselsdagen til Vladimir Ilyich Lenin, begynte boringen av brønnen i første halvdel av 1970.

24. mai 1970, etter at den geologiske ekspedisjonen godkjente plasseringen av brønnen, startet arbeidet. Til en dybde på rundt 7 tusen meter gikk alt enkelt og greit. Etter å ha krysset syvtusendelsmerket ble arbeidet vanskeligere og stadige kollapser begynte å skje.

Som et resultat av konstante brudd på løftemekanismer og ødelagte borehoder, så vel som regelmessige kollapser, ble veggene i brønnen utsatt for sementeringsprosessen. Men på grunn av konstante problemer fortsatte arbeidet i flere år og gikk ekstremt sakte.

Den 6. juni 1979 nådde brønndybden 9 583 meter, og brøt dermed verdensrekorden for oljeproduksjon i USA av Bertha Rogers, lokalisert i Oklahoma. På dette tidspunktet, rundt seksten vitenskapelige laboratorier, og boreprosessen ble personlig kontrollert av geologiministeren Sovjetunionen Kozlovsky Evgeniy Alexandrovich.

I 1983, da dybden av Kola overskredet dyp brønn nådde 12.066 meter, ble arbeidet midlertidig frosset i forbindelse med forberedelsene til den internasjonale geologiske kongressen i 1984. Etter avslutningen ble arbeidet gjenopptatt.

Gjenopptakelsen av arbeidet falt 27. september 1984. Men under den første nedstigningen ble borestrengen knekt, og brønnen kollapset nok en gang. Arbeidet ble gjenopptatt fra en dybde på rundt 7 tusen meter.

I 1990 nådde dybden av borebrønnen rekordhøye 12.262 meter. Etter at en annen kolonne brøt, ble det mottatt en ordre om å stoppe boringen av brønnen og fullføre arbeidet.

Nåværende tilstand for Kola-brønnen

I begynnelsen av 2008 ble en ultradyp brønn kl Kolahalvøya ble ansett som forlatt, utstyret ble demontert, og et prosjekt for å rive eksisterende bygninger og laboratorier var allerede i gang.

I begynnelsen av 2010 rapporterte direktøren for Kola Geologiske Institutt ved det russiske vitenskapsakademiet at brønnen for øyeblikket gjennomgikk en konserveringsprosess og ble ødelagt av seg selv. Siden den gang har ikke spørsmålet om det blitt reist.

Vel dybde i dag

For øyeblikket regnes Kola superdeep-brønnen, bilder som presenteres for leseren i artikkelen, som et av de største boreprosjektene på planeten. Dens offisielle dybde er 12 263 meter.

Høres i Kola-brønnen

Da boreriggene passerte 12 tusen meter, begynte arbeiderne å høre merkelige lyder som kommer fra dypet. Først la de ingen vekt på det. Men da alt boreutstyret frøs, og dødsstillheten hang i brønnen, ble det hørt uvanlige lyder, som arbeiderne selv kalte «skrikene fra syndere i helvete». Fordi lydene ultra-dyp brønn ansett som ganske uvanlig, ble det besluttet å ta dem opp med varmebestandige mikrofoner. Da opptakene ble lyttet til ble alle overrasket – de hørtes ut som folk som skrek og skrek.

Noen timer etter å ha lyttet til opptakene fant arbeiderne spor etter en kraftig eksplosjon av tidligere ukjent opprinnelse. Arbeidet ble midlertidig stanset inntil omstendighetene var avklart. De ble imidlertid gjenopptatt i løpet av få dager. Etter å ha gått ned i brønnen igjen, ventet alle med tilbakeholdt pust å høre menneskeskrik, men det var virkelig dødsstille der.

Da etterforskningen av lydenes opprinnelse startet, begynte det å bli stilt spørsmål om hvem som hørte hva. De skremte og redde arbeiderne prøvde å unngå å svare på disse spørsmålene og vinket dem bare av gårde med setningen: "Jeg hørte noe rart..." Først senere et stort nummer av gang og etter at prosjektet ble avsluttet, ble det lagt frem en versjon om at lyder av ukjent opprinnelse er lyden av bevegelse tektoniske plater. Denne versjonen ble til slutt tilbakevist.

Hemmelighetene som dekker brønnene

I 1989 ble den superdype brønnen Kola, lydene som vekker den menneskelige fantasien, kalt "veien til helvete." Legenden oppsto på lufta til et amerikansk TV-selskap, som tok en aprilsnarr-artikkel i en finsk avis om Kola-brønnen og virkeligheten. Artikkelen sa at hver boret kilometer på vei til den 13. brakte fullstendig ulykke for landet. Som legenden sier, begynte arbeidere på en dybde på 12 tusen meter å forestille seg menneskelige rop om hjelp, som ble tatt opp på ultrasensitive mikrofoner.

For hver nye kilometer på vei til den 13. skjedde det katastrofer i landet, for eksempel på stien ovenfor kollapset USSR.

Det ble også bemerket at etter å ha boret en brønn til 14,5 tusen meter, kom arbeiderne over tomme "rom", temperaturen der nådde 1100 grader Celsius. Ved å senke en av de varmebestandige mikrofonene ned i et av disse hullene, tok de opp stønn, malende lyder og skrik. Disse lydene ble kalt «underverdenens stemme», og selve brønnen begynte å bli kalt intet mindre enn «veien til helvete».

Men snart hun selv forskningsgruppe tilbakeviste denne legenden. Forskere rapporterte at dybden på brønnen på den tiden bare var 12 263 meter, og den maksimale registrerte temperaturen var 220 grader Celsius. Bare ett faktum forblir ubekreftet, takket være at Kola superdeep-brønnen har et så tvilsomt rykte - lyder.

Intervju med en av arbeiderne i Kola superdeep-brønnen

I et av intervjuene dedikert til å tilbakevise legenden om Kola-brønnen, sa David Mironovich Guberman: "Når de spør meg om sannheten til denne legenden og om eksistensen av demonen som vi fant der, svarer jeg at det er fullstendig tull. Men for å være ærlig, kan jeg ikke benekte det faktum at vi står overfor noe overnaturlig. Først begynte lyder av ukjent opprinnelse å forstyrre oss, så var det en eksplosjon. Da vi så inn i brønnen, på samme dybde, noen dager senere, var alt helt normalt...»

Hvilke fordeler ga boring av den superdype brønnen Kola?

Selvfølgelig er en av hovedfordelene med utseendet til denne brønnen betydelig fremgang innen boring. Nye metoder og typer boring ble utviklet. Bore- og vitenskapelig utstyr ble også personlig laget for Kola superdeep-brønnen, som fortsatt brukes i dag.

Et annet pluss var åpningen av en ny plassering av verdifulle naturlige ressurser, inkludert gull.

Det vitenskapelige hovedmålet med prosjektet om å studere de dype lagene av jorden er nådd. Mange eksisterende teorier (inkludert de om basaltlaget på jorden) ble tilbakevist.

Antall ultradype brønner i verden

Totalt er det rundt 25 ultradype brønner på planeten.

De fleste av dem ligger på territoriet tidligere USSR 8 er imidlertid lokalisert over hele verden.

Ultradype brønner som ligger på territoriet til det tidligere Sovjetunionen

Det var et stort antall ultradype brønner på Sovjetunionens territorium, men følgende bør spesielt fremheves:

Muruntau vel. Dybden av brønnen når bare 3 tusen meter. Ligger i republikken Usbekistan, i den lille landsbyen Muruntau. Boringen av brønnen startet i 1984 og er ennå ikke fullført.
Krivoy Rog vel. Dybden når bare 5383 meter av 12 tusen planlagte. Boringen begynte i 1984 og ble avsluttet i 1993. Plasseringen av brønnen anses å være Ukraina, i nærheten av byen Krivoy Rog.
Dnepr-Donetsk godt. Hun er en landskvinne av den forrige og er også lokalisert i Ukraina, nær Donetsk-republikken. Dybden på brønnen er i dag 5691 meter. Boringen startet i 1983 og fortsetter til i dag.
Ural vel. Den har en dybde på 6100 meter. Er i Sverdlovsk-regionen, nær byen Verkhnyaya Tura. Arbeidet varte i 20 år, fra 1985 til 2005.
Biikzhal vel. Dens dybde når 6700 meter. Brønnen ble boret fra 1962 til 1971. Det ligger på det kaspiske lavlandet.
Aralsol vel. Dens dybde er hundre meter større enn Biikzhalskaya og er bare 6800 meter. Boreåret og plasseringen av brønnen er helt identisk med Bizhalskaya-brønnen.
Timan-Pechora vel. Dens dybde når 6904 meter. Ligger i Komi-republikken. For å være mer presis, i Vuktyl-regionen. Arbeidet varte i omtrent 10 år, fra 1984 til 1993.
Tyumen vel. Dybden når 7502 meter av 8000 planlagte. Brønnen ligger i nærheten av byen og landsbyen Korotchaevo. Boring fant sted fra 1987 til 1996.
Shevchenkovskaya godt. Ble boret i løpet av ett år 1982 med mål om å utvinne olje fra Vest-Ukraina. Dybden på brønnen er 7520 meter. Ligger i Karpatene.
Yen-Yakhinskaya vel. Den har en dybde på ca 8250 meter. Den eneste brønnen som oversteg boreplanen (opprinnelig planlagt 6000). Ligger på territoriet Vest-Sibir, nær byen Ny Urengoy. Boringen varte fra 2000 til 2006. Foreløpig var det den siste ekstremt dype brønnen i Russland.
Saatlinskaya vel. Dens dybde er 8324 meter. Boring ble utført fra 1977 til 1982. Det ligger i Aserbajdsjan, 10 kilometer fra byen Saatly, innenfor Kursk Bulge.

Verdens ultradype brønner

I andre land er det også en rekke ultradype brønner som ikke kan ignoreres:

Sverige. Silyan-ringen er 6800 meter dyp.
Kasakhstan. Tasym Sør-Øst med en dybde på 7050 meter.
USA. Bighorn er 7583 meter dypt.
Østerrike. Zisterdorf dybde 8553 meter.
USA. Universitetet er 8686 meter dypt.
Tyskland. KTB-Oberpfalz med en dybde på 9101 meter.
USA. Beydat-Unit er 9159 meter dyp.
USA. Bertha Rogers er 9583 meter dyp.

Verdensrekorder for ultradype brønner i verden

I 2008 ble verdensrekorden for Kola-brønnen slått av oljebrønnen Maersk. Dens dybde er 12 290 meter.

Etter dette ble flere verdensrekorder for ultradype brønner registrert:

I begynnelsen av januar 2011 ble rekorden slått av oljeproduksjonsbrønnen til Sakhalin-1-prosjektet, hvis dybde når 12 345 meter.
I juni 2013 ble rekorden slått av en brønn på Chayvinskoye-feltet, hvis dybde var 12 700 meter.

Imidlertid mysterier og hemmeligheter av Kola superdype brønn i dag ikke avslørt eller forklart. Når det gjelder lydene som er tilstede under boringen, oppstår nye teorier den dag i dag. Hvem vet, kanskje er dette virkelig frukten av en vill menneskelig fantasi? Vel, hvor kommer så mange øyenvitner fra da? Kanskje snart er det en person som vil gi vitenskapelig forklaring hva som skjer, og kanskje vil brønnen forbli en legende som vil bli gjenfortalt i mange flere århundrer...

I 1970, rett på Lenins 100-årsdag, startet sovjetiske forskere et av de mest ambisiøse prosjektene i vår tid. På Kola-halvøya, ti kilometer fra landsbyen Zapolyarny, begynte boringen av en brønn, som som et resultat viste seg å være den dypeste i verden og kom inn i Guinness rekordbok.

Grandiose vitenskapsprosjekt gått i mer enn tjue år. Han kom med mye mest interessante funn, gikk ned i vitenskapens historie, og til slutt fikk den så mange legender, rykter og sladder at den ville være nok til mer enn én skrekkfilm.

Inngang til helvete

Under sin storhetstid var borestedet på Kolahalvøya en syklopisk struktur på høyden av en 20-etasjers bygning. Opptil tre tusen mennesker jobbet her per skift. Teamet ble ledet av landets fremste geologer. Boreriggen ble bygget på tundraen ti kilometer fra landsbyen Zapolyarny, og i polarnatten skinte den med lys som et romskip.

Da all denne prakten plutselig lukket seg og lysene slukket, begynte ryktene umiddelbart å spre seg. Uansett var boringen usedvanlig vellykket. Ingen i verden har noen gang klart å nå en slik dybde - sovjetiske geologer senket boret mer enn 12 kilometer.

Den plutselige slutten på et vellykket prosjekt virket like absurd som det faktum at amerikanerne stengte programmet for flyreiser til månen. Romvesener fikk skylden for sammenbruddet av måneprosjektet. Det er djevler og demoner i problemene til Kola Superdeep.

En populær legende sier at boret gjentatte ganger ble trukket ut fra store dyp smeltet. Ingen fysiske årsaker dette var ikke tilfelle - temperaturen under jorden oversteg ikke 200 grader Celsius, og boret ble designet for tusen grader. Så begynte lydsensorene angivelig å fange opp noen stønn, skrik og sukk. Ekspeditører som overvåker instrumentavlesninger klaget over sensasjoner panikk frykt og angst.

Ifølge legenden viste det seg at geologer hadde boret til helvete. Syndernes stønn, ekstremt høye temperaturer, grusom atmosfære ved boreriggen - alt dette forklarte hvorfor alt arbeid på Kola-superdypet plutselig ble innskrenket.

Mange var skeptiske til disse ryktene. I 1995, etter at arbeidet hadde stoppet, tordnet det imidlertid et tordenslag mot boreriggen. kraftig eksplosjon. Ingen skjønte hva som kunne eksplodere der, ikke engang lederen for hele prosjektet, den fremtredende geologen David Guberman.

I dag tar de på utflukter til den forlatte boreriggen og forteller turister en fascinerende historie om hvordan forskere boret et hull i underjordisk rike død. Det er som om stønnende spøkelser streifer rundt i installasjonen, og om kvelden kryper demoner til overflaten og streber etter å viske den uforsiktige ekstremsportsmannen ned i avgrunnen.

Underjordisk måne

Faktisk ble hele «vel til helvete»-historien oppfunnet av finske journalister innen 1. april. Spøkeartikkelen deres ble publisert på nytt amerikanske aviser, og anda fløy til massene. Langtidsboringen av Kola superdeep-reservoaret foregikk uten mystikk. Men det som skjedde der i virkeligheten var mer interessant enn noen legender.

Til å begynne med var ultradyp boring dømt til en rekke ulykker. Under åket av gigantisk trykk (opptil 1000 atmosfærer) og høye temperaturer Borene tålte ikke boringen, brønnen ble tilstoppet, og rørene som ble brukt til å forsterke brønnen gikk i stykker. Utallige ganger smal brønn ble bøyd slik at det var nødvendig å bore nye greiner.

Den verste ulykken skjedde kort tid etter geologenes viktigste triumf. I 1982 klarte de å overvinne 12 kilometer-merket. Disse resultatene ble høytidelig kunngjort i Moskva på den internasjonale geologiske kongressen. Geologer fra hele verden ble brakt til Kolahalvøya, de ble vist en borerigg og steinprøver utvunnet på fantastiske dyp som menneskeheten aldri hadde nådd før.

Etter feiringen fortsatte boringen. Arbeidsbruddet viste seg imidlertid å være fatalt. I 1984 skjedde den verste boreulykken. Så mange som fem kilometer med rør løsnet og tettet brønnen. Det var umulig å fortsette boringen. Fem års arbeid gikk tapt over natten.

Vi måtte gjenoppta boringen fra 7-kilometersmerket. Først i 1990 klarte geologene igjen å krysse 12 kilometer. 12.262 meter - dette er siste dybde på Kola-brønnen.

Men parallelt med de forferdelige ulykkene var det også utrolige funn. Dypboring- analog av en tidsmaskin. På Kolahalvøya nærmer de eldste bergartene seg overflaten, deres alder overstiger 3 milliarder år. Ved å gå dypere, har forskere fått en klar forståelse av hva som skjedde på planeten vår i løpet av ungdommen.

Først av alt viste det seg at det tradisjonelle diagrammet av den geologiske seksjonen kompilert av forskere ikke samsvarer med virkeligheten. "Opptil 4 kilometer gikk alt i henhold til teorien, og så begynte verdens undergang," sa Huberman senere

Ved å bore gjennom et lag med granitt skulle det ifølge beregninger komme til enda hardere, basaltiske bergarter. Men det var ingen basalt. Etter granitten løsnet lagdelte bergarter, som stadig smuldret opp og gjorde det vanskelig å bevege seg dypere.

Men blant bergarter 2,8 milliarder år gamle ble det funnet fossiliserte mikroorganismer. Dette gjorde det mulig å avklare tidspunktet for opprinnelsen til livet på jorden. På enda større dyp ble det funnet enorme forekomster av metan. Dette avklarte spørsmålet om fremveksten av hydrokarboner - olje og gass.

Og på en dybde på over 9 kilometer oppdaget forskere et gullholdig olivinlag, så levende beskrevet av Alexei Tolstoy i "The Hyperboloid of Engineer Garin."

Men den mest fantastiske oppdagelsen skjedde på slutten av 1970-tallet, da den sovjetiske månestasjonen brakte tilbake prøver månejord. Geologer var forbløffet over å se at sammensetningen fullstendig falt sammen med sammensetningen av bergartene de gruvede på en dybde på 3 kilometer. Hvordan var dette mulig?

Faktum er at en av hypotesene for månens opprinnelse antyder at jorden for flere milliarder år siden kolliderte med et eller annet himmellegeme. Som et resultat av kollisjonen brøt et stykke av planeten vår og ble til en satellitt. Kanskje dette stykket ble av i området av den nåværende Kola-halvøya.

Finalen

Så hvorfor stengte de Kola superdeep-rørledningen?

For det første ble hovedmålene for den vitenskapelige ekspedisjonen fullført. Den ble opprettet i ekstreme forhold unikt utstyr for boring på store dyp er testet og betydelig forbedret. De innsamlede steinprøvene ble undersøkt og beskrevet i detalj. Kola vel hjalp meg å forstå strukturen mye bedre jordskorpen og historien til planeten vår.

For det andre var ikke tiden i seg selv gunstig for slike ambisiøse prosjekter. I 1992 ble finansieringen av den vitenskapelige ekspedisjonen kuttet. De ansatte sluttet og dro hjem. Men selv i dag er den storslåtte bygningen til boreriggen og den mystiske brønnen imponerende i omfang.

Noen ganger ser det ut til at Kola Superdeep ennå ikke har brukt opp hele forsyningen av underverkene sine. Lederen for det berømte prosjektet var også sikker på dette. "Vi har det dypeste hullet i verden - så vi må bruke det!" - utbrøt David Huberman.

Kola superdyp brønn MED sent XIXårhundrer ble det antatt at jorden består av en skorpe, mantel og kjerne. Samtidig kunne ingen egentlig si hvor det ene laget slutter og det neste begynner. Forskere visste ikke engang hva disse lagene faktisk består av. For bare 30 år siden var forskere sikre på at granittlaget begynner på 50 meters dyp og fortsetter opp til tre kilometer, og så er det basalter. Mantelen ble antatt å være på 15-18 kilometers dyp.

En ultradyp brønn, som begynte å bli boret i Sovjetunionen på Kolahalvøya, viste at forskerne tok feil...

Tre milliarder års dykk

Prosjekter for å reise dypt inn i jorden dukket opp på begynnelsen av 1960-tallet i flere land. Amerikanerne var de første som begynte å bore ultradype brønner, og de prøvde å gjøre det på steder der jordskorpen ifølge seismiske studier burde vært tynnere. Disse stedene lå, ifølge beregninger, på bunnen av havene, og det mest lovende området ble ansett for å være området nær øya Maui fra Hawaii-gruppen, der eldgamle bergarter ligger under selve havbunnen og jordkappen. ligger omtrent på fem kilometers dyp under fire kilometer vann. Akk, begge forsøkene på å bryte gjennom jordskorpen på dette stedet endte i fiasko på tre kilometers dyp.

Først innenlandske prosjekter også antatt undervannsboring - i det kaspiske hav eller på Baikalsjøen. Men i 1963 overbeviste boreforsker Nikolai Timofeev USSR State Committee for Science and Technology om at det var nødvendig å lage en brønn på kontinentet. Selv om det ville ta mye lengre tid å bore, mente han, ville brønnen være mye mer verdifull med vitenskapelig poeng syn. Borestedet ble valgt på Kolahalvøya, som ligger på det såkalte baltiske skjoldet, bestående av de eldste kjent for menneskeheten terrestriske bergarter. Den multikilometer lange delen av skjoldlagene skulle vise et bilde av planetens historie de siste tre milliarder årene.

Dypere og dypere og dypere...

Starten på arbeidet etter nesten fem år med forberedelser ble tidsbestemt til å falle sammen med 100-årsjubileet for fødselen til V.I. Lenin i 1970. Prosjektet startet for alvor. Brønnen huset 16 forskningslaboratorier, hver på størrelse med en gjennomsnittlig fabrikk; Prosjektet ble personlig overvåket av geologiministeren i USSR Vanlige ansatte fikk tredoblet lønn. Alle var garantert en leilighet i Moskva eller Leningrad. Det er ikke overraskende at det var mye vanskeligere å komme inn på Kola Superdeep Station enn å bli med i kosmonautkorpset.

Utseendet til brønnen kan skuffe en utenforstående observatør. Ingen heiser eller spiraltrapper som fører inn i jordens dyp. Bare et bor med en diameter på litt over 20 centimeter gikk under jorden. Generelt kan Kola superdeep tenkes som en tynn nål som gjennomborer jordens tykkelse. En drill med mange sensorer plassert i enden av denne nålen, etter flere timers arbeid, ble hevet i nesten en hel dag for inspeksjon, avlesninger og reparasjoner, og deretter senket for en dag. Det kunne ikke vært raskere: den sterkeste komposittkabelen (borestrengen) kan ryke under sin egen vekt.

Hva som skjedde på dypet på boretidspunktet var ikke kjent med sikkerhet. Temperatur miljø, støy og andre parametere ble overført oppover med et minutts forsinkelse. Likevel sa borerne at selv en slik kontakt med undergrunnen noen ganger var alvorlig skremmende. Lydene som kom nedenfra liknet på skrik og hyl. Til dette kan vi legge til lang liste ulykker som plaget Kola Superdeep da den nådde en dybde på 10 kilometer. To ganger ble boret tatt ut smeltet, selv om temperaturene der det kunne ta denne formen er sammenlignbare med temperaturen på soloverflaten. En dag var det som om kabelen var trukket nedenfra og revet av. Deretter, da de boret på samme sted, ble det ikke funnet rester av kabelen. Hva som forårsaket disse og mange andre ulykker er fortsatt et mysterium. De var imidlertid ikke grunnen til å stoppe boringen i Baltic Shield.

I 1983, da dybden av brønnen nådde 12 066 meter, ble arbeidet midlertidig stoppet: det ble besluttet å forberede materialer på ultra-dyp boring for den internasjonale geologiske kongressen, som var planlagt avholdt i 1984 i Moskva. Det var der utenlandske forskere først fikk vite om eksistensen av Kola Superdeep, all informasjon om hvilken hadde blitt klassifisert til da. Arbeidet ble gjenopptatt 27. september 1984. Under den første nedstigningen av boret skjedde det imidlertid en ulykke - borestrengen brøt av igjen. Boringen måtte fortsette fra en dybde på 7 000 meter, og skapte en ny stamme, og i 1990 nådde denne nye grenen 12 262 meter, som var en absolutt rekord for ultradype brønner, brutt først i 2008. Boringen ble stoppet i 1992, denne gangen, som det viste seg, for alltid. Det var ikke midler til videre arbeid.

Funn og funn

Funnene som er gjort ved Kola superdeep-gruve har gjort en reell revolusjon i vår kunnskap om strukturen til jordskorpen. Teoretikere lovet at temperaturen på det baltiske skjoldet ville forbli relativt lav til en dybde på minst 15 kilometer. Det betyr at en brønn kan bores opp til nesten 20 kilometer, helt opp til mantelen. Men allerede på den femte kilometeren oversteg temperaturen 700°C, på den syvende - over 1200°C, og på tolv dyp var det varmere enn 2200°C.

Kola-borere stilte spørsmål ved teorien om den lagdelte strukturen til jordskorpen – i hvert fall i intervallet opp til 12 262 meter. Man trodde at det var et overflatelag (unge bergarter), da skulle det være granitter, basalter, mantelen og kjernen. Men granittene viste seg å være tre kilometer lavere enn forventet. Basaltene som skulle ligge under ble ikke funnet i det hele tatt. En utrolig overraskelse for forskere var overfloden av sprekker og tomrom på over 10 kilometers dyp. I disse tomrommene svingte boret som en pendel, noe som førte til alvorlige arbeidsvansker på grunn av dets avvik fra vertikal akse. I hulrommene ble tilstedeværelsen av vanndamp registrert, som beveget seg dit i høy hastighet, som om de ble båret av noen ukjente pumper. Disse dampene skapte selve lydene som begeistret borerne.

Ganske uventet for alle ble hypotesen til forfatteren Alexei Tolstoy om olivinbeltet, uttrykt i romanen "The Hyperboloid of Engineer Garin," bekreftet. På over 9,5 kilometers dyp oppdaget de en ekte skattekiste av alle slags mineraler, spesielt gull, som viste seg å være 78 gram per tonn. Forresten, industriell produksjon utført i en konsentrasjon på 34 gram per tonn.

En annen overraskelse: livet på jorden, viser det seg, oppsto halvannen milliard år tidligere enn forventet. På dyp der det ble antatt at organisk materiale ikke kunne eksistere, ble 14 arter av fossiliserte mikroorganismer oppdaget (alderen på disse lagene oversteg 2,8 milliarder år). På enda større dyp, hvor det ikke lenger er sedimentære bergarter, dukket det opp metan høye konsentrasjoner, som til slutt motbeviste teorien biologisk opprinnelse hydrokarboner som olje og gass.

Det er umulig å ikke nevne oppdagelsen som ble gjort når man sammenligner månejord levert av Sovjet romstasjon på slutten av 70-tallet fra Månens overflate, og prøver tatt ved Kola-brønnen fra 3 kilometers dyp. Det viste seg at disse prøvene er like like som to dråper vann. Noen astronomer så dette som bevis på at månen en gang hadde brutt seg bort fra jorden som et resultat av en katastrofe (muligens en kollisjon mellom planeten og en stor asteroide). Imidlertid, ifølge andre, indikerer denne likheten bare at Månen ble dannet av den samme gass- og støvskyen som Jorden, og i de innledende geologiske stadiene "utviklet" de seg på samme måte.

Kola Superdeep var forut for sin tid

Kola-brønnen viste at det er mulig å gå 14 eller til og med 15 kilometer dypt ned i jorden. En slik brønn vil imidlertid neppe gi grunnleggende ny kunnskap om jordskorpen. Dette krever hele nettverket brønner boret inn forskjellige punkter jordens overflate. Men tidene da ultradype brønner ble boret med pure vitenskapelige formål ser ut til å ha bestått. Denne gleden er for dyr. Moderne programmer ultradyp boring er ikke lenger like ambisiøst som før, og forfølger praktiske mål.

Hovedsakelig er det oppdagelse og utvinning av mineraler. I USA er olje- og gassproduksjon fra 6-7 kilometers dyp allerede i ferd med å bli vanlig. I fremtiden vil Russland også begynne å pumpe hydrokarboner fra slike nivåer. Men selv de dype brønnene som bores nå gir mye verdifull informasjon, som geologer streber etter å generalisere for å få et helhetlig bilde av i det minste overflatelagene av jordskorpen. Men hva som ligger under vil forbli et mysterium i lang tid fremover. Bare forskere som jobber i ultradype brønner som Kola kan avsløre det ved å bruke det mest moderne vitenskapelige utstyret. I fremtiden vil slike brønner for menneskeheten bli en slags teleskoper inn i planetens mystiske underjordiske verden, som vi ikke vet mer om enn om fjerne galakser.

I dag har menneskehetens vitenskapelige forskning nådd grensene til solsystemet: vi har plantet romfartøy til planeter, deres satellitter, asteroider, kometer, sendte oppdrag til Kuiperbeltet og krysset heliopausegrensen. Ved hjelp av teleskoper ser vi hendelser som fant sted for 13 milliarder år siden – da universet bare var noen hundre millioner år gammelt. På denne bakgrunn er det interessant å vurdere hvor godt vi kjenner vår jord. Den beste måten bli kjent med henne intern struktur- bor en brønn: jo dypere, jo bedre. Den dypeste brønnen på jorden er Kola Superdeep Well, eller SG-3. I 1990 nådde dybden 12 kilometer 262 meter. Hvis du sammenligner denne figuren med radiusen til planeten vår, viser det seg at dette bare er 0,2 prosent av veien til jordens sentrum. Men selv dette var nok til å endre ideer om strukturen til jordskorpen.

Hvis du ser for deg en brønn som en sjakt som du kan gå ned gjennom med heis ned i jordens dyp, eller i det minste et par kilometer, så er ikke dette tilfellet i det hele tatt. Diameteren på boreverktøyet som ingeniørene laget brønnen med var bare 21,4 centimeter. Den øvre to kilometer lange delen av brønnen er litt bredere - den ble utvidet til 39,4 centimeter, men det er fortsatt ingen måte for en person å komme dit. For å forestille seg proporsjonene til brønnen, ville den beste analogien være en 57 meter lang synål med en diameter på 1 millimeter, litt tykkere i den ene enden.

Brønndiagram

Men denne fremstillingen vil også bli forenklet. Under boring skjedde det flere ulykker ved brønnen - en del av borestrengen havnet under bakken uten mulighet til å trekke den ut. Derfor ble brønnen startet på nytt flere ganger, fra merker på sju og ni kilometer. Det er fire store grener og omtrent et dusin små. Hovedgrenene har forskjellige maksimale dybder: to av dem krysser 12-kilometersmerket, to til når det ikke med bare 200-400 meter. Legg merke til at dybden på Marianergraven er en kilometer mindre - 10 994 meter i forhold til havnivået.

Horisontale (venstre) og vertikale projeksjoner av SG-3-baner

Yu.N. Yakovlev et al. / Bulletin of Kola vitenskapelig senter RAS, 2014

Dessuten ville det være en feil å oppfatte brønnen som en loddlinje. På grunn av at bergarter har ulike mekaniske egenskaper på ulike dyp, avvek boret mot mindre tette områder under arbeidet. Derfor, i stor skala, ser profilen til Kola Superdeep ut som en lett buet ledning med flere grener.

Når vi nærmer oss brønnen i dag, får vi bare se øverste del- en metallluke skrudd til munningen med tolv massive bolter. Inskripsjonen på den ble laget med en feil, riktig dybde er 12 262 meter.

Hvordan ble en superdyp brønn boret?

Til å begynne med bør det bemerkes at SG-3 opprinnelig ble unnfanget spesielt for vitenskapelige formål. Forskerne valgte å bore et sted der eldgamle bergarter – opptil tre milliarder år gamle – kom til jordoverflaten. Et av argumentene under rekognosering var at ung sedimentære bergarter ble godt studert under oljeproduksjonen, men ingen hadde ennå boret dypt ned i de eldgamle lagene. I tillegg var det store kobber-nikkel forekomster her, utforskning av som ville være nyttig tillegg til brønnens vitenskapelige oppdrag.

Boringen begynte i 1970. Den første delen av brønnen ble boret med en seriell Uralmash-4E rigg - den ble vanligvis brukt til å bore oljebrønner. Endring av installasjonen gjorde det mulig å nå en dybde på 7 kilometer 263 meter. Det tok fire år. Deretter ble installasjonen endret til Uralmash-15000, oppkalt etter den planlagte dybden av brønnen - 15 kilometer. Den nye boreriggen ble designet spesielt for Kola superdeep: boring på så store dyp krevde alvorlige modifikasjoner av utstyr og materialer. For eksempel nådde vekten av borestrengen alene på en dybde på 15 kilometer 200 tonn. Selve installasjonen kunne løfte laster på opptil 400 tonn.

Borestrengen består av rør forbundet med hverandre. Med dens hjelp senker ingeniører boreverktøyet til bunnen av brønnen, og det sikrer også driften. På enden av kolonnen ble det installert spesielle 46-meters turbobor, drevet av vannstrømmen fra overflaten. De gjorde det mulig å rotere steinknusingsverktøyet separat fra hele søylen.

Bitene som borestrengen biter inn i granitten med fremkaller futuristiske deler fra en robot - flere roterende piggskiver koblet til en turbin på toppen. En slik bit var nok til kun fire timers arbeid - dette tilsvarer omtrent en passasje på 7-10 meter, hvoretter hele borestrengen må løftes, demonteres og deretter senkes ned igjen. Selve de konstante nedstigningene og oppstigningene tok opptil 8 timer.

Selv rørene til søylen i Kola Superdeep Pipe måtte brukes på uvanlige måter. På dybden øker temperaturen og trykket gradvis, og, som ingeniører sier, ved temperaturer over 150-160 grader, mykner stålet i serierør og er mindre i stand til å motstå belastninger på flere tonn - på grunn av dette er sannsynligheten for farlige deformasjoner og søylebrudd øker. Derfor valgte utviklerne lettere og varmebestandige aluminiumslegeringer. Hvert av rørene hadde en lengde på cirka 33 meter og en diameter på cirka 20 centimeter – noe smalere enn selve brønnen.

Men selv spesialutviklede materialer tålte ikke boreforhold. Etter den første sju kilometer lange strekningen tok videre boring til 12.000-meteren nesten ti år og mer enn 50 kilometer med rør. Ingeniører ble møtt med det faktum at under syv kilometer ble bergartene mindre tette og sprukne - viskøse for boret. I tillegg forvrengte selve brønnboringen sin form og ble elliptisk. Som et resultat brøt søylen flere ganger, og fordi de ikke var i stand til å løfte den tilbake, ble ingeniørene tvunget til å betonge grenen til brønnen og bore akselen igjen, og mistet mange års arbeid.

En av disse store ulykker tvang borere i 1984 til å betonge en gren av brønnen, som nådde en dybde på 12 066 meter. Boringen måtte starte på nytt fra 7-kilometersmerket. Dette ble innledet av en pause i arbeidet med brønnen - i det øyeblikket ble eksistensen av SG-3 avklassifisert, og den internasjonale geologiske kongressen Geoexpo ble holdt i Moskva, hvis delegater besøkte stedet.

Ifølge øyenvitner til ulykken boret kolonnen etter gjenopptatt arbeid en brønn ytterligere ni meter ned. Etter fire timers boring forberedte arbeiderne seg på å løfte kolonnen tilbake, men det «fungerte ikke». Borerne bestemte at røret satt fast et sted til veggene i brønnen, og økte løftekraften. Belastningen har gått kraftig ned. Gradvis demonterte søylen til 33 meter stearinlys, og arbeiderne nådde neste seksjon, og endte med en ujevn nedre kant: turboboret og ytterligere fem kilometer med rør forble i brønnen; de kunne ikke løftes.

Borerne klarte å nå 12-kilometersmerket igjen først i 1990, da dykkerrekorden ble satt - 12.262 meter. Så skjedde en ny ulykke, og siden 1994 ble arbeidet med brønnen stanset.

Superdeep Scientific Mission

Bilde av seismiske tester ved SG-3

"Kola Superdeep" Ministry of Geology of the USSR, Nedra Publishing House, 1984

Brønnen ble studert ved hjelp av en hel rekke geologiske og geofysiske metoder, alt fra kjernesamling (en søyle av bergarter tilsvarende gitte dybder) til stråling og seismologiske målinger. For eksempel ble kjernen tatt ved hjelp av kjernemottakere med spesielle bor - de ser ut som rør med taggete kanter. I midten av disse rørene er det 6-7 centimeter hull der steinen faller.

Men selv med dette tilsynelatende enkle (bortsett fra behovet for å løfte denne kjernen fra mange kilometers dyp) oppsto det vanskeligheter. På grunn av borevæsken, den samme som satte boret i bevegelse, ble kjernen mettet med væske og endret egenskapene. I tillegg er forholdene i dypet og på jordoverflaten svært forskjellige - prøvene sprakk på grunn av trykkendringer.

På ulike dyp varierte kjerneavlingen mye. Hvis man på fem kilometer fra et 100-meters segment kunne regne med 30 centimeter kjerne, fikk geologer på dybder på mer enn ni kilometer, i stedet for en steinsøyle, et sett med skiver laget av tett stein.

Mikrofotografi av steiner gjenvunnet fra en dybde på 8028 meter

"Kola Superdeep" Ministry of Geology of the USSR, Nedra Publishing House, 1984

Studier av materiale utvunnet fra brønnen har ført til flere viktige konklusjoner. For det første kan strukturen til jordskorpen ikke forenkles til en sammensetning av flere lag. Dette ble tidligere indikert av seismologiske data - geofysikere så bølger som så ut til å bli reflektert fra en jevn grense. Studier ved SG-3 har vist at slik sikt også kan forekomme med en kompleks fordeling av bergarter.

Denne antagelsen påvirket utformingen av brønnen - forskerne forventet at på en dybde på syv kilometer ville akselen gå inn i basaltbergarter, men de møttes ikke engang ved 12-kilometersmerket. Men i stedet for basalt, oppdaget geologer bergarter som hadde stort beløp sprekker og lav tetthet, som overhodet ikke kunne forventes fra mange kilometers dyp. Dessuten, spor av underjordisk vann ble funnet i sprekkene - det ble til og med antydet at de ble dannet ved en direkte reaksjon av oksygen og hydrogen i jordens tykkelse.

Blant de vitenskapelige resultatene var det også anvendte resultater - for eksempel på grunne dyp fant geologer en horisont av kobber-nikkelmalm som var egnet for gruvedrift. Og på en dybde på 9,5 kilometer ble det oppdaget et lag med geokjemisk gullanomali - mikrometerstore korn av naturlig gull var til stede i bergarten. Konsentrasjonene nådde opp til ett gram per tonn stein. Det er imidlertid lite sannsynlig at gruvedrift fra slike dyp noen gang vil være lønnsomt. Men selve eksistensen og egenskapene til det gullbærende laget gjorde det mulig å klargjøre modellene for mineralutvikling - petrogenese.

Hver for seg bør vi snakke om studier av temperaturgradienter og stråling. For denne typen eksperimenter brukes nedihullsinstrumenter, senket på ståltau. Det store problemet var å sikre deres synkronisering med bakkebasert utstyr, samt å sikre drift på store dyp. For eksempel oppsto det vanskeligheter med at kablene, med en lengde på 12 kilometer, strakte seg med rundt 20 meter, noe som kunne redusere nøyaktigheten av dataene sterkt. For å unngå dette måtte geofysikere lage nye metoder for å merke avstander.

De fleste kommersielle instrumenter var ikke designet for å operere under de tøffe forholdene i de nedre nivåene av brønnen. Derfor, for forskning på store dyp, brukte forskere utstyr utviklet spesielt for Kola Superdeep.

Det viktigste resultatet av geotermisk forskning er mye høyere temperaturgradienter enn forventet. Nær overflaten var temperaturøkningshastigheten 11 grader per kilometer, til en dybde på to kilometer - 14 grader per kilometer. I intervallet fra 2,2 til 7,5 kilometer økte temperaturen med en hastighet som nærmet seg 24 grader per kilometer, selv om eksisterende modeller spådd en verdi halvannen ganger mindre. Som et resultat, allerede på en dybde på fem kilometer, registrerte instrumentene en temperatur på 70 grader Celsius, og med 12 kilometer nådde denne verdien 220 grader Celsius.

Den superdype brønnen Kola viste seg å være ulik andre brønner - for eksempel, da de analyserte varmeavgivelsen av bergarter i det ukrainske krystallskjoldet og Sierra Nevada-badolitter, viste geologer at varmeavgivelsen avtar med dybden. I SG-3 vokste den tvert imot. Dessuten har målinger vist at den viktigste varmekilden, gir 45-55 prosent varmebølge, er forfallet av radioaktive grunnstoffer.

Til tross for at dybden av brønnen virker kolossal, når den ikke engang en tredjedel av tykkelsen på jordskorpen i det baltiske skjoldet. Geologer anslår at bunnen av jordskorpen i dette området går omtrent 40 kilometer under jorden. Derfor, selv om SG-3 nådde den planlagte 15-kilometeren, ville vi fortsatt ikke ha nådd mantelen.

Dette er den ambisiøse oppgaven som amerikanske forskere satte for seg selv da de utviklet Mohol-prosjektet. Geologer planla å nå grensen til Mohorovicic - et underjordisk område hvor det er en skarp endring i forplantningshastigheten lydbølger. Det antas å være assosiert med grensen mellom skorpen og mantelen. Det er verdt å merke seg at borerne valgte havbunnen nær øya Guadalupe som plassering for brønnen - avstanden til grensen var bare noen få kilometer. Imidlertid nådde selve havets dybde 3,5 kilometer her, noe som kompliserte boreoperasjonene betydelig. De første testene på 1960-tallet tillot geologer å bore brønner til bare 183 meter.

Nylig ble det kjent om planer om å gjenopplive dyphavsboreprosjektet ved hjelp av forskningsborefartøyet JOIDES Resolution. Som nytt mål geologer valgte et punkt på indiske hav, nær Afrika. Dybden av Mohorovicic-grensen der er bare omtrent 2,5 kilometer. I desember 2015 – januar 2016 klarte geologer å bore en brønn på 789 meter dyp – den femte største undervannsbrønnen i verden. Men denne verdien er bare halvparten av det som var påkrevd i det første trinnet. Imidlertid planlegger teamet å returnere og fullføre det de startet.

***

0,2 prosent av banen til jordens sentrum er ikke en så imponerende verdi sammenlignet med skalaen romfart. Imidlertid bør det tas i betraktning at grensen til solsystemet ikke passerer langs Neptuns bane (eller til og med Kuiper-beltet). Solens tyngdekraft råder over stjernetyngdekraften opp til avstander på to lysår fra stjernen. Så hvis du nøye beregner alt, viser det seg at Voyager 2 bare fløy en tidel prosent av veien til utkanten av systemet vårt.

Derfor bør vi ikke bli opprørt over hvor dårlig vi kjenner "innsiden" av vår egen planet. Geologer har sine egne teleskoper – seismisk forskning – og egne ambisiøse planer om å erobre undergrunnen. Og hvis astronomer allerede har klart å røre en solid del himmellegemer V solsystemet, så for geologer er de mest interessante tingene fortsatt foran seg.

Vladimir Korolev