Secrets of the Kola Superdeep Well. Kola Superdeep Well

I USSR elsket de skalaen, men mer, og dette gjaldt bokstavelig talt alt. Så det ble gravd én brønn i Unionen, som i dag bærer tittelen den dypeste på jorden. Det er bemerkelsesverdig at brønnen ikke ble boret for oljeproduksjon eller geologisk leting, men rent for vitenskapelig forskning.

Spisser som brukes til å bore en brønn.

Kola-superdype brønnen, eller SG-3, er den dypeste menneskeskapte brønnen i jorden. Det ligger i Murmansk-regionen, 10 kilometer fra byen Zapolyarny, i vestlig retning. Dybden på hullet er 12.262 meter. Diameteren på toppen er 92 centimeter. Nederst - 21,5 centimeter. Et viktig trekk ved SG-3 er at, i motsetning til alle andre brønner for oljeproduksjon eller geologisk arbeid, ble denne boret utelukkende for vitenskapelige formål.

Brønnen ble lagt i 1970, i anledning 100-årsjubileet for Vladimir Lenins fødsel. Den valgte plasseringen er bemerkelsesverdig ved at brønnen ble boret i vulkanske bergarter som er mer enn 3 milliarder år gamle. Jordens alder er forresten omtrent 4,5 milliarder år. Ved gruvedrift blir det sjelden boret brønner dypere enn to tusen meter.

Arbeidet pågikk i flere dager.

Boringen begynte 24. mai 1970. Opp til 7000 meter forløp boringen lett og rolig, men etter at hodet traff de mindre tette steinene begynte problemene. Prosessen har bremset opp betraktelig. Først 6. juni 1979 ble det satt ny rekord - 9583 meter. Den ble tidligere installert i USA av oljeprodusenter. Merket på 12.066 meter ble passert i 1983. Resultatet ble oppnådd av den internasjonale geologiske kongressen, som ble holdt i Moskva. Deretter skjedde to ulykker på komplekset.

Nå ser komplekset slik ut.

I 1997 ble flere legender sirkulert i media på en gang om at den superdype brønnen Kola var den virkelige veien til helvete. En av disse legendene sa at når teamet senket mikrofonen til en dybde på flere tusen meter, ble det hørt menneskelige skrik, stønn og skrik der.

Selvfølgelig var det ikke noe slikt. Om ikke annet fordi det brukes spesialutstyr for å ta opp lyd i en brønn på en slik dybde – men det tok ikke opp noe heller. Det var faktisk flere ulykker ved komplekset, inkludert en underjordisk eksplosjon under boring, men geologer forstyrret definitivt ikke noen underjordiske "demoner".

Selve brønnen er møllkule.

Det er veldig viktig at 16 forskningslaboratorier jobbet ved SG-3. Under Sovjetunionen var innenlandske geologer i stand til å gjøre mange verdifulle funn og bedre forstå hvordan planeten vår fungerer. Arbeidet på stedet tillot å forbedre boreteknologien betydelig. Forskerne var også i stand til å forstå de lokale geologiske prosessene, mottok omfattende data om det termiske regimet til tarmene, underjordiske gasser og dypt vann.

Dessverre er den superdype brønnen Kola i dag stengt. Bygningen av komplekset har blitt dårligere siden det siste laboratoriet ble stengt her i 2008, og alt utstyr ble demontert. Årsaken er enkel - mangel på finansiering. I 2010 var brønnen allerede lagt i møll. Nå blir den sakte men sikkert ødelagt under påvirkning av naturlige prosesser.

"Dr. Huberman, hva i helvete gravde du der nede?" - en bemerkning fra salen avbrøt rapporten til den russiske forskeren på UNESCOs møte i Australia. Et par uker tidligere, i april 1995, feide en bølge av rapporter verden om en mystisk ulykke ved Kola-superdypbrønnen.

Angivelig, på innmarsj til den 13. kilometeren, registrerte instrumentene en merkelig støy som kom fra innvollene på planeten - de gule avisene forsikret enstemmig at bare ropene fra syndere fra underverdenen kunne høres slik ut. Noen sekunder etter at en forferdelig lyd dukket opp, tordnet en eksplosjon ...

Plass under føttene

På slutten av 70- og begynnelsen av 80-tallet var det vanskeligere å få jobb ved Kola Superdeep, som innbyggerne i landsbyen Zapolyarny i Murmansk-regionen kaller brønnen kjent, enn å komme inn i kosmonautkorpset. Blant hundrevis av søkere ble en eller to valgt. Sammen med ordren om ansettelse fikk de heldige en egen leilighet og en lønn som tilsvarer det dobbelte eller tredoblet av lønnen til Moskva-professorer. Det var 16 forskningslaboratorier som jobbet ved brønnen samtidig, hver på størrelse med et gjennomsnittsanlegg. Bare tyskerne gravde jorden med en slik utholdenhet, men som Guinness rekordbok vitner om, er den dypeste tyske brønnen nesten halvparten så lang som vår.

Fjerne galakser har blitt studert av menneskeheten mye bedre enn det som er under jordskorpen noen få kilometer fra oss. Kola Superdeep er et slags teleskop inn i planetens mystiske indre verden.

Siden begynnelsen av 1900-tallet har det vært antatt at jorden består av en skorpe, en mantel og en kjerne. Samtidig var det ingen som virkelig kunne fortelle hvor det ene laget slutter og det neste begynner. Forskere visste ikke engang hva disse lagene faktisk består av. For rundt 40 år siden var de sikre på at granittlaget starter på 50 meters dybde og fortsetter opp til 3 kilometer, og så kommer basaltene. Det var forventet å møte mantelen på en dybde på 15–18 kilometer. I virkeligheten viste alt seg å være helt annerledes. Og selv om skolebøkene fortsatt skriver at jorden består av tre lag, beviste forskere fra Kola Superdeep at det ikke er slik.

Baltisk skjold

Prosjekter for å reise dypt inn i jorden dukket opp på begynnelsen av 60-tallet i flere land samtidig. De forsøkte å bore brønner på de stedene hvor jordskorpen skulle vært tynnere – målet var å nå mantelen. For eksempel boret amerikanerne i området på øya Maui, Hawaii, hvor, ifølge seismiske studier, eldgamle bergarter går under havbunnen og mantelen ligger på en dybde på omtrent 5 kilometer under en fire kilometer vannsøyle. Akk, ikke en eneste havborerigg har penetrert dypere enn 3 kilometer.

Generelt endte nesten alle ultradype brønnprosjekter på mystisk vis på tre kilometers dyp. Det var i dette øyeblikket noe rart begynte å skje med boerne: enten falt de inn i uventede supervarme områder, eller de så ut til å bli bitt av et enestående monster. Dypere enn 3 kilometer brøt bare 5 brønner gjennom, 4 av dem var sovjetiske. Og bare Kola Superdeep var bestemt til å overvinne merket på 7 kilometer.

Innledende innenlandske prosjekter involverte også undervannsboring - i Det Kaspiske hav eller på Baikal. Men i 1963 overbeviste boreforsker Nikolai Timofeev USSRs statskomité for vitenskap og teknologi om at en brønn burde opprettes på kontinentet. Selv om boringen ville ta uforlignelig lengre tid, mente han, ville brønnen være mye mer verdifull fra et vitenskapelig synspunkt, fordi det var i tykkelsen på kontinentalplatene i forhistorisk tid at de mest betydningsfulle bevegelsene av terrestriske bergarter fant sted. Borepunktet ble valgt på Kolahalvøya ikke ved en tilfeldighet. Halvøya ligger på det såkalte baltiske skjoldet, som er sammensatt av de eldste bergarter kjent for menneskeheten.

En multi-kilometer del av de baltiske skjoldlagene er en tydelig historie om planeten de siste 3 milliarder årene.

Erobreren av dypet

Utseendet til Kola-boreriggen er i stand til å skuffe lekmannen. Brønnen ser ikke ut som en mine som fantasien vår trekker for oss. Det er ingen utforkjøringer under jorden, bare et bor med en diameter på litt mer enn 20 centimeter går inn i tykkelsen. En imaginær del av den superdype brønnen Kola ser ut som en tynn nål som har gjennomboret jordens tykkelse. En drill med mange sensorer, plassert ved enden av nålen, heves og senkes over flere dager. Raskere er umulig: Den sterkeste komposittkabelen kan ryke under sin egen vekt.

Hva som skjer i dypet er ikke kjent med sikkerhet. Omgivelsestemperatur, støy og andre parametere overføres oppover med et minutts forsinkelse. Imidlertid sier borere at selv slik kontakt med fangehullet kan være alvorlig skremmende. Lydene som kommer nedenfra er virkelig som skrik og hyl. Til dette kan vi legge til en lang liste over ulykker som hjemsøkte Kola-superdypet da det nådde en dybde på 10 kilometer. To ganger ble boret tatt ut smeltet, selv om temperaturene det kan smelte fra er sammenlignbare med temperaturen på soloverflaten. En gang så det ut til at kabelen ble trukket nedenfra - og kuttet av. Deretter, ved boring på samme sted, ble det ikke funnet rester av kabelen. Hva som forårsaket disse og mange andre ulykker er fortsatt et mysterium. Imidlertid var de slett ikke grunnen til å stoppe boringen av innvollene til Baltic Shield.

12 226 meter med funn og et helvete

"Vi har det dypeste hullet i verden - slik bør du bruke det!" – utbryter den faste direktøren for forsknings- og produksjonssenteret «Kola Superdeep» David Huberman bittert. I de første 30 årene av eksistensen av Kola Superdeep, slo sovjetiske og deretter russiske forskere gjennom til en dybde på 12 226 meter. Men siden 1995 har boringen vært stoppet: det var ingen som finansierte prosjektet. Det som tildeles innenfor rammen av UNESCOs vitenskapelige programmer er bare nok til å holde borestasjonen i drift og studere tidligere utvunne steinprøver.

Huberman husker med beklagelse hvor mange vitenskapelige funn som fant sted ved Kola Superdeep. Bokstavelig talt hver meter var en åpenbaring. Brønnen viste at nesten all vår tidligere kunnskap om strukturen til jordskorpen er feil. Det viste seg at Jorden slett ikke er som en lagkake. "Opptil 4 kilometer gikk alt etter teorien, og så begynte dommedagen," sier Guberman. Teoretikere har lovet at temperaturen på det baltiske skjoldet vil forbli relativt lav til en dybde på minst 15 kilometer.

Følgelig vil det være mulig å grave en brønn opp til nesten 20 kilometer, like opp til mantelen. Men allerede ved 5 kilometer oversteg omgivelsestemperaturen 70 ºC, ved syv - over 120 ºC, og på en dybde på 12 stekte den mer enn 220 ºC - 100 ºC høyere enn forutsagt. Kola-borerne stilte spørsmål ved teorien om den lagdelte strukturen til jordskorpen – i hvert fall i området opp til 12 262 meter.

Vi ble undervist på skolen: det er unge steiner, granitter, basalter, en mantel og en kjerne. Men granittene viste seg å være 3 kilometer lavere enn forventet. Neste var basaltene. De ble ikke funnet i det hele tatt. All boring foregikk i granittlaget. Dette er en ekstremt viktig oppdagelse, fordi alle våre ideer om opprinnelsen og distribusjonen av mineraler er knyttet til teorien om jordens lagdelte struktur.

En annen overraskelse: liv på planeten Jorden oppsto, viser det seg, 1,5 milliarder år tidligere enn forventet. På dyp der man trodde at det ikke fantes organisk materiale, ble det funnet 14 typer fossiliserte mikroorganismer – alderen på de dype lagene oversteg 2,8 milliarder år. På enda større dyp, hvor det ikke lenger er sedimentære bergarter, dukket det opp metan i enorme konsentrasjoner. Dette ødela fullstendig og fullstendig teorien om den biologiske opprinnelsen til hydrokarboner som olje og gass.

Demoner

Det var også nesten fantastiske sensasjoner. Da den sovjetiske automatiske romstasjonen på slutten av 70-tallet brakte 124 gram månejord til jorden, fant forskerne ved Kola Science Center at det var som to dråper vann som ligner på prøver fra en dybde på 3 kilometer. Og en hypotese oppsto: Månen brøt bort fra Kolahalvøya. Nå leter de etter nøyaktig hvor.

I historien til Kola Superdeep var det ikke uten mystikk. Offisielt, som allerede nevnt, stoppet brønnen på grunn av mangel på midler. Tilfeldighet eller ikke - men det var i 1995 at en kraftig eksplosjon av ukjent karakter ble hørt i gruvens dypet. Journalistene i en finsk avis slo gjennom til innbyggerne i Zapolyarny - og verden ble sjokkert over historien om en demon som flyr ut av planetens innvoller.

«Da jeg ble spurt om denne mystiske historien på UNESCO, visste jeg ikke hva jeg skulle svare. På den ene siden er det tull. På den annen side kunne jeg som ærlig vitenskapsmann ikke si at jeg vet nøyaktig hva som skjedde her. En veldig merkelig støy ble registrert, så var det en eksplosjon ... Noen dager senere ble ingenting av den typen funnet på samme dybde, "minner akademiker David Huberman.

Ganske uventet for alle ble spådommene til Alexei Tolstoy fra romanen "The Hyperboloid of Engineer Garin" bekreftet. På over 9,5 kilometers dyp oppdaget de et ekte lager av alle slags mineraler, spesielt gull. Et ekte olivinbelte, briljant spådd av forfatteren. Gull i den er 78 gram per tonn. Forresten, industriell produksjon er mulig ved en konsentrasjon på 34 gram per tonn. Kanskje i nær fremtid vil menneskeheten kunne dra nytte av denne rikdommen.

Det 20. århundre var preget av menneskets triumf i luften og erobringen av de dypeste depresjonene i havene. Bare drømmen om å trenge inn til hjertet av planeten vår og kjenne det hittil skjulte livet i innvollene er fortsatt uoppnåelig. "Journey to the Center of the Earth" lover å bli ekstremt vanskelig og spennende, full av mange overraskelser og utrolige oppdagelser. De første skrittene på denne veien er allerede tatt - flere titalls ultradype brønner er boret i verden. Informasjonen innhentet ved hjelp av ultra-dyp boring viste seg å være så imponerende at den rystet de veletablerte ideene til geologer om strukturen til planeten vår og ga de rikeste materialene for forskere innen ulike kunnskapsfelt.

ta på mantelen

Hardtarbeidende kinesere på 1200-tallet gravde 1200 meter dype brønner. Europeere slo den kinesiske rekorden i 1930, etter å ha lært å stikke hull på jordens himmelhimmel ved hjelp av borerigger i 3 kilometer. På slutten av 1950-tallet ble brønnene utvidet til 7 kilometer. Tiden med ultradyp boring begynte.

Som de fleste globale prosjekter, oppsto ideen om å bore i jordens øvre skall på 1960-tallet, på høyden av romflukt og troen på de ubegrensede mulighetene til vitenskap og teknologi. Amerikanerne unnfanget intet mindre enn å trenge gjennom hele jordskorpen med et borehull og få prøver av bergartene i den øvre mantelen. Ideer om mantelen den gang (som faktisk nå) var bare basert på indirekte data - hastigheten på forplantningen av seismiske bølger i tarmene, endringen i den ble tolket som grensen for steinlag i forskjellige aldre og sammensetninger. Forskere mente at jordskorpen er som en sandwich: unge steiner på toppen, eldgamle på bunnen. Imidlertid kunne bare ultradyp boring gi et sant bilde av strukturen og sammensetningen av det ytre skallet på jorden og den øvre mantelen.

Mohol-prosjekt

I 1958 dukket Mohol ultra-dyp boreprogram opp i USA. Dette er et av de mest dristige og mystiske prosjektene i etterkrigstidens Amerika. Som mange andre programmer, ble Mohol designet for å overta Sovjetunionen i vitenskapelig rivalisering ved å sette verdensrekord i ultra-dyp boring. Navnet på prosjektet kommer fra ordene "Mohorovićić" - navnet på en kroatisk vitenskapsmann som identifiserte grensesnittet mellom jordskorpen og mantelen - Moho-grensen, og "hull", som på engelsk betyr "brønn". Skaperne av programmet bestemte seg for å bore i havet, der jordskorpen ifølge geofysikere er mye tynnere enn på kontinentene. Det var nødvendig å senke rørene flere kilometer ned i vannet, gå 5 kilometer av havbunnen og nå den øvre mantelen.

I april 1961, utenfor øya Guadeloupe i Det karibiske hav, hvor vannsøylen når 3,5 km, boret geologer fem brønner, hvorav den dypeste gikk inn i bunnen på 183 meter. I følge foreløpige beregninger, på dette stedet, under sedimentære bergarter, forventet de å møte det øvre laget av jordskorpen - granitt. Men kjernen som ble løftet fra under sedimentene inneholdt rene basalter - en slags antipode av granitt. Resultatet av boringen motvirket og inspirerte samtidig forskere, de begynte å forberede en ny fase av boringen. Men da kostnadene for prosjektet oversteg 100 millioner dollar, stoppet den amerikanske kongressen finansieringen. "Mohol" svarte ikke på noen av spørsmålene som ble stilt, men det viste det viktigste - ultradyp boring i havet er mulig.

Begravelse utsatt

Ultra-dyp boring gjorde det mulig å se inn i tarmene og forstå hvordan steiner oppfører seg ved høye trykk og temperaturer. Ideen om at bergarter blir tettere med dybden og deres porøsitet avtar, viste seg å være feil, så vel som synspunktet om tørr tarm. Dette ble først oppdaget ved boring av Kola Superdeep, andre brønner i eldgamle krystallinske lag bekreftet det faktum at på en dybde på mange kilometer brytes bergartene av sprekker og penetreres av tallrike porer, og vandige løsninger beveger seg fritt under trykk på flere hundre atmosfærer. Denne oppdagelsen er en av de viktigste prestasjonene ved ultradyp boring. Det fikk oss igjen til å vende oss til problemet med deponering av radioaktivt avfall, som skulle plasseres i dype brønner, noe som virket helt trygt. Gitt informasjonen om tilstanden til undergrunnen, oppnådd under ultradyp boring, ser prosjekter for opprettelse av slike gravplasser nå veldig risikable ut.

På jakt etter det avkjølte helvete

Siden den gang har verden blitt syk med ultradyp boring. I USA ble et nytt program for å studere havbunnen (Deep Sea Drilling Project) under utarbeidelse. Glomar Challenger-fartøyet ble bygget spesifikt for dette prosjektet og tilbrakte flere år i farvannet i forskjellige hav og hav, og boret nesten 800 brønner i bunnen, og nådde en maksimal dybde på 760 m. På midten av 1980-tallet bekreftet resultatene av offshoreboring. teorien om platetektonikk. Geologi som vitenskap ble født på nytt. I mellomtiden gikk Russland sine egne veier. Interessen for problemet, vekket av suksessen til USA, resulterte i programmet "Study of the bowels of the Earth and ultra-deep drilling", men ikke i havet, men på kontinentet. Til tross for århundrer med historie, syntes kontinentalboring å være en helt ny ting. Det dreide seg tross alt om tidligere uoppnåelige dybder - mer enn 7 kilometer. I 1962 godkjente Nikita Khrusjtsjov dette programmet, selv om han ble styrt av politiske motiver i stedet for vitenskapelige. Han ønsket ikke å ligge bak USA.

Den kjente oljemannen, doktor i tekniske vitenskaper Nikolay Timofeev, ledet det nyopprettede laboratoriet ved Institute of Drilling Technology. Han fikk i oppdrag å underbygge muligheten for ultradyp boring i krystallinske bergarter – granitter og gneiser. Forskningen tok 4 år, og i 1966 avsa ekspertene en dom - det er mulig å bore, og ikke nødvendigvis med morgendagens teknologi, utstyret som allerede er der er nok. Hovedproblemet er varmen på dypet. I følge beregninger bør temperaturen øke med 1 grad hver 33. meter når den trenger inn i bergartene som utgjør jordskorpen. Det betyr at på 10 km dyp bør vi forvente ca 300°C, og ved 15 km - nesten 500°C. Boreverktøy og enheter vil ikke tåle slik oppvarming. Det var nødvendig å se etter et sted hvor tarmene ikke er så varme ...

Et slikt sted ble funnet - et gammelt krystallinsk skjold på Kolahalvøya. Rapporten, utarbeidet ved Institute of Physics of the Earth, sa: i løpet av milliarder av år av eksistensen har Kola-skjoldet kjølt seg ned, temperaturen på en dybde på 15 km overstiger ikke 150 ° C. Og geofysikere har utarbeidet en omtrentlig del av innvollene på Kolahalvøya. Ifølge dem er de første 7 kilometerne granittlag i den øvre delen av jordskorpen, deretter begynner basaltlaget. Da ble ideen om en to-lags struktur av jordskorpen generelt akseptert. Men som det viste seg senere, tok både fysikere og geofysikere feil. Borestedet ble valgt på nordspissen av Kolahalvøya nær innsjøen Vilgiskoddeoaivinjärvi. På finsk betyr det "Under ulvefjellet", selv om det ikke er fjell eller ulv på det stedet. Boring av brønnen, hvis designdybde var 15 kilometer, begynte i mai 1970.

Svenskenes skuffelse

På slutten av 1980-tallet, i Sverige, på jakt etter ikke-biologisk naturgass, ble det boret en brønn til en dybde på 6,8 km. Geologer bestemte seg for å teste hypotesen om at olje og gass ikke dannes fra døde planter, som de fleste forskere tror, ​​men gjennom mantelvæsker - varme blandinger av gasser og væsker. Væsker mettet med hydrokarboner siver fra mantelen inn i jordskorpen og akkumuleres i store mengder. I disse årene var ideen om opprinnelsen til hydrokarboner ikke fra det organiske materialet i sedimentære lag, men gjennom dype væsker en nyhet, mange ønsket å teste det. Det følger av denne ideen at hydrokarbonreserver kan inneholde ikke bare sedimentære, men også vulkanske og metamorfe bergarter. Det er derfor Sverige, for det meste plassert på et eldgammelt krystallskjold, påtok seg å gjøre et eksperiment.

Silyan Ring-krater med en diameter på 52 km ble valgt for boring. I følge geofysiske data var det på en dybde på 500-600 meter kalsinerte granitter - en mulig tetning for det underliggende hydrokarbonreservoaret. Målinger av tyngdeakselerasjonen, endringen i som kan brukes til å bedømme sammensetningen og tettheten av bergarter som forekommer i innvollene til bergartene, indikerte tilstedeværelsen av svært porøse bergarter på en dybde på 5 km - et mulig reservoar av olje og gass. Boreresultatene skuffet forskere og investorer som investerte 60 millioner dollar i disse arbeidene. De passerte lagene inneholdt ikke kommersielle reserver av hydrokarboner, bare manifestasjoner av olje og gass av tydelig biologisk opprinnelse fra gammel bitumen. Ingen har i alle fall klart å bevise det motsatte.

Verktøy for underverdenen

Boringen av Kola-brønnen SG-3 krevde ikke opprettelsen av fundamentalt nye enheter og gigantiske maskiner. Vi begynte å jobbe med det vi allerede hadde: Uralmash 4E-enheten med en løftekapasitet på 200 tonn og lettmetallrør. Det som virkelig var nødvendig på den tiden var ikke-standard teknologiske løsninger. Faktisk, i faste krystallinske bergarter har ingen boret til en så stor dybde, og hva som vil være der, forestilte de seg bare i generelle termer. Erfarne borere forsto imidlertid at uansett hvor detaljert prosjektet var, ville den virkelige brønnen være mye mer komplisert. Etter 5 år, da dybden på SG-3-brønnen oversteg 7 kilometer, ble en ny borerigg "Uralmash 15 000" installert - en av de mest moderne på den tiden. Kraftig, pålitelig, med en automatisk utløsningsmekanisme, tåler den en rørstreng på opptil 15 km. Boreriggen har forvandlet seg til et fullt mantlet tårn 68 m høyt, motstandsdyktig mot den sterke vinden som raser i Arktis. En minifabrikk, vitenskapelige laboratorier og et kjernelager har vokst opp i nærheten.

Når du borer til grunne dybder, installeres en motor som roterer en rørstreng med en bor i enden på overflaten. Boret er en jernsylinder med tenner laget av diamanter eller harde legeringer - en krone. Denne kronen biter i steinene og kutter ut av dem en tynn søyle - kjerne. For å avkjøle verktøyet og fjerne smårester fra brønnen, injiseres borevæske i det - flytende leire, som sirkulerer hele tiden gjennom brønnhullet, som blod i kar. Etter en tid heves rørene til overflaten, frigjøres fra kjernen, kronen skiftes og søylen senkes ned i bunnhullet igjen. Slik fungerer vanlig boring.

Og hvis tønnelengden er 10-12 kilometer med en diameter på 215 millimeter? Rørstrengen blir den tynneste tråden som senkes ned i brønnen. Hvordan administrere det? Hvordan se hva som skjer i ansiktet? Derfor ble det ved Kola-brønnen installert miniatyrturbiner i bunnen av borestrengen, de ble lansert ved borevæske injisert gjennom rør under trykk. Turbinene roterte karbidbiten og kuttet ut kjernen. Hele teknologien var godt utviklet, operatøren på kontrollpanelet så kronens rotasjon, kjente hastigheten og kunne kontrollere prosessen.

Hver 8.-10. meter måtte en flerkilometersøyle med rør løftes opp. Nedstigningen og oppstigningen tok til sammen 18 timer.

Diamantdrømmer om Volga-regionen

Da det ble funnet små diamanter i Nizhny Novgorod-regionen, undret dette geologene mye. Selvfølgelig var det lettest å anta at edelstenene ble brakt av en isbre eller elvevann fra et sted i nord. Men hva om den lokale undergrunnen skjuler et kimberlittrør - et reservoar av diamanter? Det ble besluttet å teste denne hypotesen på slutten av 1980-tallet, da det vitenskapelige boreprogrammet i Russland skjøt fart. Plasseringen for boring ble valgt nord for Nizhny Novgorod, i sentrum av en gigantisk ringstruktur, som skiller seg godt ut i relieffet. Noen anså det for å være et meteorittkrater, andre - et eksplosjonsrør eller en vulkanventil. Boringen ble stoppet da Vorotilovskaya-brønnen nådde en dybde på 5.374 m, hvorav mer enn en kilometer var i den krystallinske kjelleren. Kimberlitter ble ikke funnet der, men i rettferdighet skal det sies at tvisten om opprinnelsen til denne strukturen heller ikke ble satt en stopper for. Fakta hentet fra dypet var like egnet for tilhengerne av begge hypotesene, til slutt forble hver ikke overbevist. Og brønnen ble omgjort til et dypt geolaboratorium, som fortsatt opererer i dag.

Det lumske med tallet "7"

7 kilometer - merket for Kola superdeep fatal. Bak begynte det ukjente, mange ulykker og en kontinuerlig kamp med steiner. Tønnen kunne ikke holdes oppreist. Da 12 km ble tilbakelagt for første gang, avvek brønnen fra vertikalen med 21°. Selv om borerne allerede hadde lært seg å jobbe med stammens utrolige krumning, var det umulig å komme lenger. Brønnen måtte bores på nytt fra merket på 7 kilometer. For å få et vertikalt hull i harde formasjoner trenger du en veldig stiv bunn av borestrengen slik at den kommer inn i undergrunnen som smør. Men et annet problem oppstår - brønnen utvides gradvis, boret dingler i den, som i et glass begynner tønnens vegger å kollapse og kan knuse verktøyet. Løsningen på dette problemet viste seg å være original - pendelteknologien ble brukt. Boret ble kunstig svingt i brønnen og dempet sterke vibrasjoner. På grunn av dette viste stammen seg vertikal.

Den vanligste ulykken på en borerigg er et rørstrengbrudd. Vanligvis prøver de å gripe rørene igjen, men hvis dette skjer på stor dybde, blir problemet uopprettelig. Det nytter ikke å lete etter et verktøy i en 10 kilometer lang brønn, de kastet et slikt hull og startet et nytt, litt høyere. Brudd og tap av rør på SG-3 skjedde mange ganger. Som et resultat, i sin nedre del, ser brønnen ut som rotsystemet til en gigantisk plante. Forgreningen av brønnen opprørte borerne, men viste seg å være lykke for geologer, som uventet fikk et tredimensjonalt bilde av et imponerende segment av eldgamle arkeiske bergarter som ble dannet for mer enn 2,5 milliarder år siden.

I juni 1990 nådde SG-3 en dybde på 12 262 m. De begynte å forberede brønnen for boring opp til 14 km, og så skjedde det en ulykke igjen - på nivået 8 550 m brøt rørstrengen. Videreføringen av arbeidet krevde lange forberedelser, oppdatering av utstyr og nye kostnader. I 1994 ble boringen av Kola Superdeep stoppet. Etter 3 år kom hun inn i Guinness rekordbok og er fortsatt uovertruffen. Nå er brønnen et laboratorium for å studere dype tarmer.

Hemmelig undergrunn

SG-3 var et hemmelig anlegg helt fra begynnelsen. Både grensesonen, og strategiske forekomster i distriktet, og vitenskapelig prioritering har skylden. Den første utlendingen som besøkte riggen var en av lederne for Vitenskapsakademiet i Tsjekkoslovakia. Senere, i 1975, ble en artikkel om Kola Superdeep publisert i Pravda signert av geologiminister Alexander Sidorenko. Det var fortsatt ingen vitenskapelige publikasjoner om Kola-brønnen, men noe informasjon lekket til utlandet. Verden begynte å lære mer av rykter - den dypeste brønnen blir boret i USSR.

Sløret av hemmelighold ville sannsynligvis ha hengt over brønnen til selve "perestroikaen" hadde det ikke vært for World Geological Congress i Moskva i 1984. De forberedte seg nøye på en så stor begivenhet i den vitenskapelige verden, de bygde til og med et nytt bygg for geologidepartementet - mange deltakere ventet. Men utenlandske kolleger var først og fremst interessert i Kola Superdeep! Amerikanerne trodde ikke at vi hadde det i det hele tatt. Brønnens dybde hadde på det tidspunktet nådd 12 066 meter. Det var ingen vits i å skjule gjenstanden lenger. I Moskva ble kongressdeltakerne behandlet på en utstilling av prestasjoner innen russisk geologi, en av standene var dedikert til SG-3-brønnen. Eksperter fra hele verden så forvirret på et vanlig borehode med slitte karbidtenner. Og det er slik de borer den dypeste brønnen i verden? Utrolig! En stor delegasjon av geologer og journalister dro til landsbyen Zapolyarny. Besøkende ble vist boreriggen i aksjon, og 33 meter lange rørseksjoner ble tatt ut og frakoblet. Det var hauger av nøyaktig de samme borehodene rundt omkring, som det som lå på stativet i Moskva.

Fra Vitenskapsakademiet ble delegasjonen mottatt av en kjent geolog, akademiker Vladimir Belousov. Under en pressekonferanse fra salen ble han stilt et spørsmål:
– Hva er det viktigste som vises ved Kola-brønnen?
- Herre! Hovedsaken er at den viste at vi ikke vet noe om kontinentalskorpen, - svarte forskeren ærlig.

Dyp overraskelse

Selvfølgelig visste de noe om jordskorpen på kontinentene. Det faktum at kontinentene er sammensatt av svært eldgamle bergarter, i alderen fra 1,5 til 3 milliarder år, ble ikke tilbakevist selv av Kola-brønnen. Den geologiske seksjonen kompilert på grunnlag av SG-3-kjernen viste seg imidlertid å være nøyaktig det motsatte av hva forskerne forestilte seg tidligere. De første 7 kilometerne var sammensatt av vulkanske og sedimentære bergarter: tuffer, basalter, breccias, sandsteiner, dolomitter. Dypere lå den såkalte Conrad-seksjonen, hvoretter hastigheten til seismiske bølger i bergartene økte kraftig, noe som ble tolket som grensen mellom granitt og basalt. Denne delen ble passert for lenge siden, men basaltene i det nedre laget av jordskorpen dukket ikke opp noe sted. Tvert imot begynte granitter og gneiser.

Seksjonen av Kola-brønnen tilbakeviste tolagsmodellen av jordskorpen og viste at de seismiske seksjonene i tarmene ikke er grensene for lag av bergarter med ulik sammensetning. Snarere indikerer de en endring i egenskapene til steinen med dybden. Ved høyt trykk og temperatur kan egenskapene til bergarter, tilsynelatende, endre seg dramatisk, slik at granitt i sine fysiske egenskaper blir lik basalter, og omvendt. Men "basalten" hevet til overflaten fra en dybde på 12 km ble umiddelbart granitt, selv om den opplevde et alvorlig angrep av "caisson sykdom" underveis - kjernen smuldret og gikk i oppløsning til flate plaketter. Jo lenger brønnen gikk, jo færre kvalitetsprøver falt i hendene på forskere.

Dybden inneholdt mange overraskelser. Tidligere var det naturlig å tenke at med avstand fra jordoverflaten, med økt trykk, blir bergarter mer monolitiske, med et lite antall sprekker og porer. SG-3 overbeviste forskere om noe annet. Fra 9 kilometer viste lagene seg å være veldig porøse og bokstavelig talt fulle av sprekker som vandige løsninger sirkulerte gjennom. Senere ble dette faktum bekreftet av andre ultradype brønner på kontinentene. På dypet viste det seg å være mye varmere enn forventet: med så mye som 80 °! Ved merket av 7 km var temperaturen i ansiktet 120°C, ved 12 km nådde den 230°C. I prøvene fra Kola-brønnen oppdaget forskere gullmineralisering. Inneslutninger av edelt metall ble funnet i eldgamle bergarter på en dybde på 9,5-10,5 km. Konsentrasjonen av gull var imidlertid for lav til å erklære en forekomst - et gjennomsnitt på 37,7 mg per tonn stein, men tilstrekkelig til å forvente det på andre lignende steder.

Varmen til hjemmeplaneten

De høye temperaturene møtt av underjordiske borere førte til ideen om å bruke denne nesten uuttømmelige energikilden. For eksempel, i unge fjell (som er Kaukasus, Alpene, Pamirs) på en dybde på 4 km, vil temperaturen på tarmene nå 200 °C. Dette naturlige batteriet kan lages for å fungere for deg. Det er nødvendig å bore to dype brønner side ved side og koble dem med horisontale drifter. Deretter pumpes vann inn i den ene brønnen, og det hentes varm damp fra den andre, som skal brukes til å varme opp byen eller motta en annen type energi. Et alvorlig problem for slike virksomheter kan være kaustiske gasser og væsker, som ikke er uvanlige i seismisk aktive områder. I 1988 måtte amerikanerne fullføre boringen av en brønn på sokkelen av Mexicogulfen utenfor kysten av Alabama, og nådde en dybde på 7 399 m. Årsaken til dette var undergrunnstemperaturen, som nådde 232 ° C, svært høyt trykk og utslipp av sure gasser. I de områdene hvor det er forekomster av varmt grunnvann kan de hentes direkte fra brønner fra ganske dype horisonter. Slike prosjekter er egnet for regionene i Kaukasus, Pamirs, Fjernøsten. De høye kostnadene ved arbeidet begrenser imidlertid produksjonsdybden til fire kilometer.

Følger russestien

Demonstrasjonen av Kola-brønnen i 1984 gjorde dypt inntrykk på verdenssamfunnet. Mange land har begynt å forberede prosjekter for vitenskapelig boring på kontinentene. Et slikt program ble godkjent i Tyskland på slutten av 1980-tallet. Den ultradype brønnen KTB Hauptborung ble boret fra 1990 til 1994, etter planen skulle den nå en dybde på 12 km, men på grunn av uforutsigbare høye temperaturer var det kun mulig å nå merket på 9,1 km. Takket være åpenheten til data om boring og vitenskapelig arbeid, god teknologi og dokumentasjon, er den ultradype brønnen KTV fortsatt en av de mest kjente i verden.

Plasseringen for å bore denne brønnen ble valgt i sørøst for Bayern, på restene av en gammel fjellkjede, hvis alder er anslått til 300 millioner år. Geologer mente at et sted her er det en sone for tilkobling av to plater, som en gang var kysten av havet. Ifølge forskere ble den øvre delen av fjellene over tid slettet, og avslørte restene av den gamle havskorpen. Enda dypere, ti kilometer fra overflaten, oppdaget geofysikere et stort legeme med en unormalt høy elektrisk ledningsevne. Det var også håp om å avklare dens natur ved hjelp av en brønn. Men hovedoppgaven var å nå en dybde på 10 km for å få erfaring med ultradyp boring. Etter å ha studert materialene til Kola SG-3, bestemte de tyske borerne seg for først å gå gjennom en testbrønn 4 km dyp for å få en mer nøyaktig ide om arbeidsforholdene i tarmen, teste utstyret og ta en kjerne . På slutten av pilotarbeidet måtte mye av bore- og vitenskapelig utstyr gjøres om, noe som skulle skapes på nytt.

Hovedbrønnen - ultradype - KTV Hauptborung ble lagt bare to hundre meter fra den første. Til arbeidet bygde de et 83 meter stort tårn og skapte den tidens kraftigste borerigg med en løftekapasitet på 800 tonn. Mange boreoperasjoner har blitt automatisert, først og fremst mekanismen for å senke og hente en rørstreng. Et selvstyrt vertikalt boresystem gjorde det mulig å lage en nesten ren aksel. Teoretisk sett var det med slikt utstyr mulig å bore til en dybde på 12 kilometer. Men virkeligheten, som alltid, viste seg å være mer komplisert, og forskernes planer gikk ikke i oppfyllelse.

Problemer ved KTV-brønnen begynte etter en dybde på 7 km, og gjentok mye av skjebnen til Kola Superdeep. Først antas det at på grunn av den høye temperaturen brøt det vertikale boresystemet sammen og akselen gikk sidelengs. På slutten av arbeidet avvek bunnhullet fra vertikalen med 300 m. Så begynte mer kompliserte ulykker - et brudd i borestrengen. I tillegg til på Kolskaya måtte det bores nye sjakter. Innsnevringen av brønnen forårsaket visse vanskeligheter - på toppen var diameteren 71 cm, nederst - 16,5 cm.

Det kan ikke sies at de vitenskapelige resultatene fra KTV Hauptborung fanget vitenskapsmenns fantasi. På dypet ble det hovedsakelig avsatt amfibolitter og gneiser, eldgamle metamorfe bergarter. Konvergenssonen til havet og restene av havskorpen ble ikke funnet noe sted. Kanskje er de på et annet sted, det er også et lite krystallinsk massiv, hevet til en høyde på 10 km. En grafittforekomst ble oppdaget en kilometer fra overflaten.

I 1996 kom KTV-brønnen, som kostet det tyske budsjettet 338 millioner dollar, under beskyttelse av Research Center for Geology i Potsdam, og den ble omgjort til et laboratorium for dype undergrunnsobservasjoner og en turistattraksjon.

Hvorfor er ikke månen laget av støpejern?

"Fordi det ikke ville være nok støpejern for månen" - sannsynligvis, dette er hvordan motstanderne av hypotesen om at månen brøt bort fra jorden kunne svare sine tilhengere. Denne hypotesen oppsto imidlertid ikke fra bunnen av, og forskere vurderer flere områder av jorden, hvorfra en del av planeten på størrelse med månen kan bli slått ut. Kola-brønnen tilbød sin egen versjon. På 1970-tallet leverte sovjetiske stasjoner flere hundre gram månejord til jorden. Stoffet ble delt mellom de ledende vitenskapelige sentrene i landet for å utføre uavhengige analyser. En bitteliten prøve gikk også til Kola Science Center. Forskere fra hele regionen kom for å ta en titt på nysgjerrigheten, inkludert ansatte ved brønnen, som senere ble den dypeste i verden. Er det en spøk? Ta på ujordisk støv, se på det gjennom et mikroskop. Senere undersøkte eksperter månejorden og publiserte en monografi om dette emnet. På det tidspunktet hadde brønnen i Zapolyarny nådd en anstendig dybde, og steinene som ble løftet fra borehullet ble beskrevet i detalj. Og hva? Prøver av månejord, som borerne en gang så på med ærefrykt, viste seg å være én til én diabas fra brønnen deres, fra en dybde på 3 km. Umiddelbart oppsto en hypotese om at Månen brøt løs fra Kolahalvøya for rundt 1,5 milliarder år siden – slik er diabasenes alder. Selv om spørsmålet ufrivillig dukket opp - hva var størrelsen på denne halvøya da? ..

Å bore eller ikke bore?

Rekorden til Kola-brønnen er fortsatt uovertruffen, selv om det absolutt er mulig å gå 14 eller til og med 15 km dypt ned i jorden. Det er imidlertid lite sannsynlig at en slik enkeltinnsats vil gi fundamentalt ny kunnskap om jordskorpen, mens ultradyp boring er en svært kostbar virksomhet. Tidene da den ble brukt til å teste en rekke hypoteser er for lengst forbi. Brønner dypere enn 6-7 km for rent vitenskapelige formål har nesten sluttet å bores. For eksempel var det bare to gjenstander av denne typen igjen i Russland - Ural SG-4 og En-Yakhinskaya-brønnen i Vest-Sibir. De drives av statsforetaket NPC Nedra, som ligger i Yaroslavl. Det er så mange ultradype og dype brønner boret i verden at forskerne ikke har tid til å analysere informasjonen. De siste årene har geologer forsøkt å studere og generalisere fakta hentet fra store dyp. Etter å ha lært å bore til store dybder, ønsker folk nå bedre å mestre horisonten som er tilgjengelig for dem, for å konsentrere innsatsen om praktiske oppgaver som vil være nyttige akkurat nå. Så i Russland, etter å ha fullført programmet for vitenskapelig boring, etter å ha boret alle 12 planlagte ultradype brønner, jobber de nå med et system for hele staten, der geofysiske data innhentet ved hjelp av "overføring" av undergrunnen med seismikk bølger vil bli knyttet til informasjon innhentet ved ultra-dyp boring. Uten brønner er deler av jordskorpen bygget av geofysikere bare modeller. For at spesifikke bergarter skal vises på disse diagrammene, er det nødvendig med boredata. Da vil geofysikere, hvis arbeid er mye billigere enn å bore og dekker et stort område, kunne forutsi mineralforekomster mye mer nøyaktig.

I USA fortsetter de å engasjere seg i et program med dypboring av havbunnen og gjennomfører flere interessante prosjekter i soner med vulkansk og tektonisk aktivitet i jordskorpen. Så på Hawaii-øyene håpet forskerne å studere det underjordiske livet til vulkanen og komme nærmere manteltungen - skyen, som antas å ha gitt opphav til disse øyene. Brønnen ved foten av Mauna Kea-vulkanen var planlagt boret til en dybde på 4,5 km, men på grunn av de enorme temperaturene var det kun 3 km som kunne mestres. Et annet prosjekt er et dypt observatorium på San Andreas-forkastningen. Boring av brønnen gjennom denne største forkastningen på det nordamerikanske kontinentet startet i juni 2004 og dekket 2 av 3 planlagte kilometer. I det dype laboratoriet har de til hensikt å studere opprinnelsen til jordskjelv, som kanskje vil gjøre det mulig å bedre forstå naturen til disse naturkatastrofene og lage deres prognose.

Mens nåværende ultra-dyp boreprogrammer ikke lenger er så ambisiøse som de pleide å være, har de helt klart en lys fremtid foran seg. Dagen er ikke langt unna da vendingen til store dyp kommer – der skal de lete etter og oppdage nye forekomster av mineraler. Allerede nå er olje- og gassproduksjon i USA fra dyp på 6-7 km i ferd med å bli vanlig. I fremtiden vil Russland også måtte pumpe hydrokarboner fra slike nivåer. Som Tyumen superdype brønnen viste, er det sedimentære bergartlag som lover for gassforekomster 7 kilometer fra overflaten.

Det er ikke for ingenting at ultradyp boring sammenlignes med erobring av verdensrommet. Slike programmer, på global skala, som inkluderer alt det beste menneskeheten har for tiden, gir drivkraft til utviklingen av mange industrier, teknologi, og til slutt baner vei for et nytt gjennombrudd innen vitenskapen.

Djevelske maskineri

En gang var Kola Superdeep i sentrum av en global skandale. En vakker morgen i 1989 mottok brønnens direktør, David Guberman, en telefon fra sjefredaktøren i regionavisen, sekretæren for den regionale komiteen og en rekke andre mennesker. Alle ville vite om djevelen som borerne angivelig reiste fra innvollene, som rapportert av noen aviser og radiostasjoner rundt om i verden. Regissøren ble overrasket, og - det var fra hva! «Forskere har oppdaget helvete», «Satan har rømt fra helvete» – les overskriftene. Som rapportert i pressen, boret geologer som jobbet veldig langt i Sibir, og kanskje i Alaska eller til og med Kola-halvøya (journalister hadde ingen konsensus om denne saken), på en dybde på 14,4 km, da boret plutselig begynte å dingle sterkt fra side til side. Dette betyr at det er et stort hull under, mente forskerne, tilsynelatende er planetens sentrum tomt. Sensorer senket ned i dypet viste en temperatur på 2000 ° C, og superfølsomme mikrofoner hørtes ut ... skrikene fra millioner av lidende sjeler. Som et resultat ble boringen stoppet på grunn av frykt for å frigjøre infernalske krefter til overflaten. Selvfølgelig tilbakeviste sovjetiske forskere denne journalistiske "anden", men ekkoene av den gamle historien vandret fra avis til avis i lang tid, og ble til en slags folklore. Noen år senere, da historiene om helvete allerede var glemt, besøkte ansatte ved Kola superdeep Australia med forelesninger. De ble invitert til en mottakelse av guvernøren i Victoria, en flørtende dame, som hilste den russiske delegasjonen med spørsmålet: "Hva i helvete tok du opp derfra?"

De dypeste brønnene i verden

1. Aralsor SG-1, Kaspisk lavland, 1962-1971, dybde - 6,8 km. Søk etter olje og gass.
2. Biikzhalskaya SG-2, Kaspisk lavland, 1962-1971, dybde - 6,2 km. Søk etter olje og gass.
3. Kola SG-3, 1970-1994, dybde - 12 262 m. Designdybde - 15 km.
4. Saatlinskaya, Aserbajdsjan, 1977-1990, dybde - 8324 m. Designdybde - 11 km.
5. Kolvinskaya, Arkhangelsk-regionen, 1961, dybde - 7.057 m.
6. Muruntau SG-10, Usbekistan, 1984, dybde -
3 km. Designdybde - 7 km. Søk etter gull.
7. Timan-Pechora SG-5, Nord-Øst for Russland, 1984-1993, dybde - 6904 m, design dybde - 7 km.
8. Tyumenskaya SG-6, Vest-Sibir, 1987-1996, dybde - 7 502 m. Designdybde - 8 km. Søk etter olje og gass.
9. Novo-Elkhovskaya, Tatarstan, 1988, dybde - 5.881 m.
10. Vorotilovskaya-brønn, Volga-regionen, 1989-1992, dybde - 5374 m. Søk etter diamanter, studie av Puchezh-Katunkka-astroblemet.
11. Krivorozhskaya SG-8, Ukraina, 1984-1993, dybde - 5382 m. Designdybde - 12 km. Søk etter jernholdige kvartsitter.

Ural SG-4, Midt-Ural. Grunnlagt i 1985. Designdybde - 15 000 m. Nåværende dybde - 6 100 m. Søk etter kobbermalm, studie av strukturen til Ural. En-Yakhtinskaya SG-7, Vest-Sibir. Designdybde - 7 500 m. Nåværende dybde - 6 900 m. Leting etter olje og gass.

Brønner for olje og gass

tidlig på 70-tallet
Universitet, USA, dybde - 8 686 m.
Baden Unit, USA, dybde - 9 159 m.
Bertha Rogers, USA, dybde - 9 583 m.

80-tallet
Zisterdorf, Østerrike, dybde 8.553 m.
Siljan Ring, Sverige, dybde - 6,8 km.
Bighorn, USA, Wyoming, dybde - 7 583 m.
KTV Hauptbohrung, Tyskland, 1990-1994, dybde -
9 100 m. Designdybde - 10 km. Vitenskapelig boring.

På kanten av livet

Ved livets grenser Ekstremofile bakterier funnet i bergarter gravd ut fra en dybde på kilometer DOSSIER En av de mest fantastiske oppdagelsene som forskere har gjort ved å bore, er tilstedeværelsen av liv dypt under jorden. Og selv om dette livet bare er representert av bakterier, strekker dets grenser seg til utrolige dybder. Bakterier er allestedsnærværende. De mestret underverdenen, ser det ut til, fullstendig uegnet for eksistens. Enormt trykk, høye temperaturer, mangel på oksygen og boareal – ingenting kunne bli et hinder for spredning av liv. I følge noen estimater kan massen av mikroorganismer som lever under jorden overstige massen til alle levende skapninger som bor på overflaten av planeten vår.

Allerede på begynnelsen av 1900-tallet oppdaget den amerikanske forskeren Edson Bastin bakterier i vann fra en oljeførende horisont fra flere hundre meters dyp. Mikroorganismene som bodde der trengte ikke oksygen og sollys, de livnærte seg på organiske forbindelser av olje. Bastin antydet at disse bakteriene har levd isolert fra overflaten i 300 millioner år - siden oljefeltet ble dannet. Men hans dristige hypotese forble upåkrevd, de trodde rett og slett ikke på den. Da ble det antatt at livet bare er en tynn film på overflaten av planeten.

Interesse for dype livsformer kan være ganske praktisk. På 1980-tallet lette det amerikanske energidepartementet etter trygge metoder for å kvitte seg med radioaktivt avfall. Til disse formålene skulle det brukes gruver i ugjennomtrengelige bergarter, der bakterier som lever av radionuklider lever. I 1987 begynte dypboring av flere brønner i South Carolina. Fra en dybde på en halv kilometer tok forskere prøver og observerte alle slags forholdsregler for ikke å bringe bakterier og luft fra jordens overflate. Prøvene ble studert av flere uavhengige laboratorier, resultatene deres var positive: de såkalte anaerobe bakteriene levde i de dype lagene, som ikke trenger oksygentilgang.

Bakteriene ble også funnet i bergartene i en gullgruve i Sør-Afrika på 2,8 km dyp, hvor temperaturen var 60°C. De lever også dypt under bunnen av havene ved temperaturer over 100 °. Som den superdype brønnen Kola viste, er det betingelser for beboelse av mikroorganismer selv på en dybde på mer enn 12 km, siden bergartene viste seg å være ganske porøse, mettet med vandige løsninger, og der det er vann, er liv mulig.

Mikrobiologer fant også kolonier av bakterier i en ultradyp brønn som åpnet Siljan Ring-krateret i Sverige. Det er merkelig at mikroorganismer levde i gamle granitter. Selv om dette var svært tette bergarter under stort trykk, sirkulerte grunnvann gjennom et system av mikroporer og sprekker. Bergmassen på 5,5-6,7 km dyp ble en skikkelig sensasjon. Den ble mettet med en pasta av olje med magnetittkrystaller. En mulig forklaring på dette fenomenet ble gitt av den amerikanske geologen Thomas Gold, forfatter av The Deep Hot Biosphere. Gold antydet at magnetitt-oljepasta ikke er noe mer enn et avfallsprodukt av bakterier som lever av metan som kommer fra mantelen.

Som studier viser, er bakterier fornøyd med virkelig spartanske forhold. Grensene for deres utholdenhet forblir et mysterium, men det ser ut til at temperaturen i interiøret fortsatt setter den nedre grensen for habitatet til bakterier. De kan formere seg ved 110°C og tåle, om enn i kort tid, temperaturer på 140°C. Hvis vi vurderer at temperaturen på kontinentene øker med 20-25 ° for hver kilometer, kan levende samfunn bli funnet opp til en dybde på 4 km. Under havbunnen stiger ikke temperaturen like raskt, og den nedre grensen for liv kan ligge på 7 km dyp.

Det betyr at livet har en kolossal sikkerhetsmargin. Følgelig kan ikke jordens biosfære bli fullstendig ødelagt selv i tilfelle av de mest alvorlige katastrofene, og sannsynligvis, på planeter blottet for en atmosfære og hydrosfære, kan mikroorganismer godt eksistere i dypet.

I 1970, akkurat i tide til Lenins 100-årsdag, lanserte 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.

Det storslåtte vitenskapelige prosjektet har pågått i mer enn tjue år. Han kom med mange interessante funn, gikk ned i vitenskapens historie, og ble til slutt overgrodd med så mange legender, rykter og sladder som ville være nok til mer enn én skrekkfilm.

USSR. Kolahalvøya. 1. oktober 1980. Ledende brønnborere som når en rekorddybde på 10 500 meter

inngangen til helvete

Under sin storhetstid var boreriggen på Kolahalvøya en syklopisk struktur på 20 etasjer. Opptil tre tusen mennesker jobbet her per skift. Teamet ble ledet av ledende geologer i landet. 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, spredte ryktene seg umiddelbart. Etter alle mål var boringen bemerkelsesverdig vellykket. Ingen i verden har ennå klart å nå en slik dybde - sovjetiske geologer senket boret mer enn 12 kilometer.

Den plutselige slutten på et vellykket prosjekt så like latterlig ut som det faktum at amerikanerne stengte programmet for flyreiser til månen. Romvesener fikk skylden for sammenbruddet av måneprosjektet. I problemene til Kola Superdeep - djevler og demoner.

En populær legende sier at fra store dyp ble boret gjentatte ganger tatt ut smeltet. Det var ingen fysiske årsaker til dette - 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 overvåket instrumentavlesningene klaget over følelser av panikkfrykt 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 Superdeep plutselig ble innskrenket.

Mange var skeptiske til disse ryktene. I 1995, etter at arbeidet ble stoppet, skjedde det imidlertid en kraftig eksplosjon ved boreriggen. Ingen forsto hva som kunne eksplodere der, selv lederen av hele prosjektet, en fremtredende geolog David Guberman.

I dag ledes utflukter til en forlatt borerigg, og de forteller turister en fascinerende historie om hvordan forskere boret et hull inn i de dødes underverden. Mens stønnende spøkelser streifer rundt i installasjonen, og om kvelden kryper demoner ut til overflaten og streber etter å snike seg inn i avgrunnen til en måpende ekstremsøker.

underjordisk måne

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

Til å begynne med var ultradypboring per definisjon dømt til en rekke ulykker. Under åket av gigantisk trykk (opptil 1000 atmosfærer) og høye temperaturer, kunne ikke øvelsene motstå, brønnen var tilstoppet, rørene som styrket ventilen ble ødelagt. Utallige ganger ble den smale brønnen bøyd slik at nye grener måtte bores.

Den verste ulykken skjedde kort tid etter geologenes viktigste triumf. I 1982 klarte de å overvinne merket på 12 kilometer. 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 et fantastisk dyp som menneskeheten aldri hadde nådd før.

Etter feiringen fortsatte boringen. Arbeidsbruddet ble imidlertid fatalt. I 1984 skjedde den mest forferdelige ulykken ved boreriggen. Så mange som fem kilometer med rør løsnet og hamret brønnen. Det var umulig å fortsette boringen. Resultatene av fem års arbeid gikk tapt over natten.

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

Men parallelt med de forferdelige ulykkene fulgte også utrolige funn. Dypboring er en analog av en tidsmaskin. På Kolahalvøya kommer de eldste bergartene, hvis alder overstiger 3 milliarder år, til overflaten. Ved å klatre dypere og dypere har forskere fått en klar ide om hva som skjedde på planeten vår i løpet av ungdommen.

Først av alt viste det seg at det tradisjonelle oppsettet til den geologiske delen, satt sammen av forskere, ikke samsvarer med virkeligheten. "Opptil 4 kilometer gikk alt etter teorien, og så begynte dommedagen," sa Huberman senere.

Etter beregninger, etter å ha boret et lag med granitt, skulle det komme til enda hardere, basaltbergarter. Men det var ingen basalt. Etter granitten løsnet lagdelte bergarter, som stadig smuldret opp og gjorde det vanskelig å bevege seg innover landet.

Men blant de 2,8 milliarder år gamle bergartene ble det funnet fossile mikroorganismer. Dette gjorde det mulig å avklare tidspunktet for opprinnelsen til livet på jorden. Store forekomster av metan er funnet på enda større dyp. Dette avklarte spørsmålet om opprinnelsen til hydrokarboner - olje og gass.

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

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

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

Finalen

Så hvorfor stengte de Kola Superdeep?

For det første ble hovedoppgavene til den vitenskapelige ekspedisjonen fullført. Unikt utstyr for boring på store dyp ble skapt, testet under ekstreme forhold og merkbart forbedret. De innsamlede steinprøvene ble studert og beskrevet i detalj. Kola-brønnen bidro til bedre å forstå strukturen til jordskorpen og historien til planeten vår.

For det andre var ikke tiden i seg selv gunstig for slike ambisiøse prosjekter. I 1992 ble den vitenskapelige ekspedisjonen lukket finansiering. Ansatte sluttet og dro hjem. Men selv i dag imponerer den storslåtte bygningen til boreriggen og den mystiske brønnen med omfanget.

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 - slik bør du bruke det!" utbrøt David Huberman.

Kola Superdeep Well Siden slutten av 1800-tallet har det vært antatt at jorden består av en skorpe, en mantel og en kjerne. Samtidig var det ingen som virkelig kunne fortelle hvor det ene laget slutter og det neste begynner. Forskere visste ikke engang hva disse lagene faktisk består av. For rundt 30 år siden var forskerne sikre på at granittlaget begynner på 50 meters dyp og fortsetter opp til tre kilometer, og så kommer basaltene. Mantelen skulle være på 15-18 kilometers dyp.

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

Dykk i tre milliarder år

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

De første innenlandske prosjektene involverte også undervannsboring - i Det Kaspiske hav eller på Baikal. Men i 1963 overbeviste boreforsker Nikolai Timofeev USSRs statskomité for vitenskap og teknologi om at en brønn burde opprettes på kontinentet. Selv om det ville ta uforlignelig lengre tid å bore, mente han, ville brønnen være langt mer vitenskapelig verdifull. Borestedet ble valgt på Kolahalvøya, som ligger på det såkalte baltiske skjoldet, som består av de eldste terrestriske bergartene kjent for menneskeheten. Den multikilometer lange delen av skjoldlagene, slik den ble unnfanget av forskere, 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 ble startet for alvor. Brønnen opererte 16 forskningslaboratorier, hver på størrelse med et gjennomsnittsanlegg; prosjektet ble personlig overvåket av ministeren for geologi i USSR. Vanlige ansatte fikk en trippel lønn. Alle var garantert en leilighet i Moskva eller Leningrad. Det er ikke overraskende at det var mye vanskeligere å komme til Kola Superdeep enn å komme inn i kosmonautkorpset.

Utseendet til brønnen var i stand til å skuffe en utenforstående observatør. Ingen heiser og spiraltrapper som fører dypt inn i jorden. Bare et bor med en diameter på litt over 20 centimeter gikk under jorden. Generelt kan Kola-superdypet tenkes som en tynn nål som gjennomborer jordens tykkelse. Boret plassert på enden av denne nålen med mange sensorer, ble etter flere timers arbeid hevet i nesten en hel dag for inspeksjon, lesing og reparasjon, og deretter senket for en dag. Raskere er umulig: den sterkeste komposittkabelen (borestrengen) kan ryke under sin egen vekt.

Hva som skjedde på dypet på boretidspunktet var ikke kjent med sikkerhet. Omgivelsestemperatur, støy og andre parametere ble overført oppover med et minutts forsinkelse. Likevel sa borerne at selv en slik kontakt med fangehullet noen ganger for alvor var skremmende. Lydene som kom nedenfra var som skrik og hyl. Til dette kan vi legge til en lang liste over ulykker som hjemsøkte Kola-superdypet da det nådde en dybde på 10 kilometer. To ganger ble boret tatt ut smeltet, selv om temperaturene som det kunne ta på denne formen er sammenlignbare med temperaturen på overflaten til solen. En gang så det ut til at kabelen ble trukket nedenfra - og kuttet av. Deretter, ved boring på samme sted, ble det ikke funnet rester av kabelen. Hva som forårsaket disse og mange andre ulykker er fortsatt et mysterium. Imidlertid var de slett ikke grunnen til å stoppe boringen av innvollene til 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. På den lærte utenlandske forskere først 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 brakk igjen. Det var nødvendig å fortsette å bore fra en dybde på 7000 meter, og skape en ny stamme, og i 1990 hadde denne nye grenen nådd 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 gjort ved Kola Superdeep har gjort en reell revolusjon i vår kunnskap om strukturen til jordskorpen. Teoretikere har lovet at temperaturen på det baltiske skjoldet vil forbli relativt lav til en dybde på minst 15 kilometer. Det betyr at en brønn kan bores nesten opptil 20 kilometer, like opp til mantelen. Men allerede på den femte kilometeren oversteg temperaturen 700 °C, på den syvende - over 1200 °C, og på en dybde på tolv stekte den mer enn 2200 °C.

Kola-borerne stilte spørsmål ved teorien om den lagdelte strukturen til jordskorpen – i hvert fall i området opp til 12 262 meter. Man trodde at det var et overflatelag (unge bergarter), så skulle granitter, basalter, en mantel og en kjerne gå. Men granittene viste seg å være tre kilometer lavere enn forventet. Basaltene som skulle ligge under dem ble ikke funnet i det hele tatt. En utrolig overraskelse for forskere var overfloden av sprekker og tomrom på en dybde på mer enn 10 kilometer. I disse hulrommene svaiet boret som en pendel, noe som førte til alvorlige vanskeligheter i arbeidet på grunn av avviket fra den vertikale aksen. I hulrommene ble tilstedeværelsen av vanndamp registrert, som beveget seg dit i høy hastighet, som om de ble båret av noen ukjente pumper. Disse parene 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 mer enn 9,5 kilometers dyp oppdaget de et ekte lager av alle slags mineraler, spesielt gull, som viste seg å være 78 gram per tonn. Forresten, industriell produksjon utføres i en konsentrasjon på 34 gram per tonn.

En annen overraskelse: livet på jorden oppsto, viser det seg, halvannen milliard år tidligere enn forventet. På dyp der det, som man trodde, ikke kunne være organisk materiale, ble det funnet 14 arter av fossiliserte mikroorganismer (alderen på disse lagene oversteg 2,8 milliarder år). På enda større dyp, hvor det ikke lenger er sedimentære bergarter, dukket metan opp i høye konsentrasjoner, noe som til slutt tilbakeviste teorien om den biologiske opprinnelsen til hydrokarboner som olje og gass.

Det er umulig å ikke nevne oppdagelsen som ble gjort når man sammenligner månejorden levert av den sovjetiske romstasjonen på slutten av 70-tallet fra Månens overflate, og prøver tatt ved Kola-brønnen fra en dybde på 3 kilometer. Det viste seg at disse prøvene er som to erter i en belg. 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 dypt ned i jorden i 14, og til og med 15 kilometer. En slik brønn er imidlertid neppe i stand til å gi grunnleggende ny kunnskap om jordskorpen. Dette krever et helt nettverk av brønner boret på forskjellige punkter på jordoverflaten. Men tidene da ultradype brønner ble boret for rent vitenskapelige formål ser ut til å ha passert. For dyrt denne nytelsen. Moderne ultra-dyp boreprogrammer er ikke lenger så ambisiøse som de pleide å være, og forfølger praktiske mål.

Dette er hovedsakelig funn 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 hydrokarbonråvarer fra slike nivåer. Men selv de dype brønnene som nå bores, bringer med seg mye verdifull informasjon som geologer prøver å generalisere for å få et fullstendig 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 med ultradype brønner som Kola kan avsløre det ved hjelp av det mest moderne vitenskapelige utstyret. I fremtiden vil slike brønner for menneskeheten bli en slags teleskoper inn i planetens mystiske underverden, som vi ikke vet mer om enn om fjerne galakser.