Kola dubok bunar. Gdje je najdublja naftna bušotina? Ultra-duboke bušotine koje se nalaze na teritoriju bivšeg SSSR-a

13.03.2020

Danas je znanstveno istraživanje čovječanstva doseglo granice Sunčevog sustava: sletjeli smo letjelica na planete, njihove satelite, asteroide, komete, poslao misije u Kuiperov pojas i prešao granicu heliopauze. Uz pomoć teleskopa vidimo događaje koji su se zbili prije 13 milijardi godina – kada je svemir bio star samo nekoliko stotina milijuna godina. S obzirom na to, zanimljivo je procijeniti koliko dobro poznajemo našu Zemlju. Najbolji način da je upoznate unutarnja struktura- izbušite bunar: što dublje, to bolje. Najdublja bušotina na Zemlji je Kola Superdeep, ili SG-3. Godine 1990. njegova dubina dosegnula je 12 kilometara 262 metra. Usporedimo li ovu brojku s polumjerom našeg planeta, ispada da je to samo 0,2 posto puta do središta Zemlje. Ali i to se pokazalo dovoljnim da se ideja strukture preokrene Zemljina kora.

Ako zamislite bunar kao okno kroz koje se liftom možete spustiti u samu utrobu zemlje, ili barem par kilometara, onda to uopće nije slučaj. Promjer alata za bušenje kojim su inženjeri stvorili bušotinu bio je samo 21,4 centimetra. Gornji dio bunara od dva kilometra malo je širi - proširen je na 39,4 centimetra, ali još uvijek nema načina da do njega dođe. Da zamislimo proporcije bunara, najbolja bi analogija bila šivaća igla od 57 metara promjera 1 milimetar, malo deblja na jednom kraju.

Pa raspored

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

Horizontalna (lijevo) i vertikalna projekcija putanja SG-3

Yu.N. Yakovlev i sur. / Bilten Kolskog znanstveni centar RAS, 2014

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

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

Kako je izbušena duboka bušotina?

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

Bušenje je počelo 1970. godine. Prvi dio bušotine izbušen je serijskom opremom Uralmash-4E - obično se koristila za bušenje naftnih bušotina. Modifikacija instalacije omogućila je postizanje dubine od 7 kilometara 263 metra. Trebalo je četiri godine. Tada je instalacija promijenjena u "Uralmash-15000", nazvanu prema planiranoj dubini bušotine - 15 kilometara. Novo postrojenje za bušenje dizajnirano je posebno za Kola Superdeep: bušenje na tako velikim dubinama zahtijevalo je ozbiljno usavršavanje opreme i materijala. Na primjer, težina same bušaće kolone na dubini od 15 kilometara dosegla je 200 tona. Sama instalacija mogla je podići terete do 400 tona.

Bušaća kolona se sastoji od cijevi povezanih jedna s drugom. Uz njegovu pomoć, inženjeri spuštaju alat za bušenje na dno bušotine, a on također osigurava njegov rad. Na kraju stupa postavljene su posebne turbobušilice od 46 metara koje su pokretane mlazom vode s površine. Omogućili su rotaciju alata za drobljenje kamena odvojeno od cijelog stupa.

Bitovi kojima je bušaća struna urezana u granit izazivaju asocijacije na futurističke detalje iz robota - nekoliko rotirajućih šiljastih diskova povezanih s turbinom odozgo. Jedna takva svrdla bila je dovoljna za samo četiri sata rada - to otprilike odgovara prolazu od 7-10 metara, nakon čega se cijela bušaća kolona mora podići, rastaviti i zatim ponovno spustiti. Sami stalni spustovi i usponi trajali su i do 8 sati.

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

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

Jedna od tih velikih nesreća natjerala je bušače 1984. da betoniraju granu bušotine koja je dosegnula dubinu od 12.066 metara. Bušenje je trebalo ponovno započeti s 7 kilometara. Tome je prethodila stanka u radu na bušotini - u tom trenutku je skinuta oznaka tajnosti postojanja SG-3, a u Moskvi je održan međunarodni geološki kongres Geoexpo čiji su delegati posjetili objekt.

Prema riječima očevidaca nesreće, nakon nastavka radova kolona je izbušila bunar devet metara niže. Nakon četiri sata bušenja, radnici su se pripremili za podizanje stupa natrag, ali "nije išlo". Bušači su odlučili da se cijev negdje "zalijepi" za zidove bušotine, te povećali snagu dizanja. Obim posla je drastično smanjen. Postupno rastavljajući strunu na svijeće od 33 metra, radnici su stigli do sljedećeg segmenta, koji je završio s neravnim donjim rubom: turbobušilica i još pet kilometara cijevi ostali su u bušotini, nisu se mogli podići.

Bušači su uspjeli ponovno doći do granice od 12 kilometara tek 1990. godine, ujedno je postavljen i rekord ronjenja - 12.262 metra. Zatim je došlo do nove nesreće, a od 1994. godine radovi na bušotini su obustavljeni.

Znanstvena misija ultra-dubokog

Obrazac seizmičkih ispitivanja na SG-3

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

Bušotina je istražena cijelim nizom geoloških i geofizičkih metoda, počevši od prikupljanja jezgre (stupa stijena koji odgovaraju zadanim dubinama) do radijacijskih i seizmoloških mjerenja. Na primjer, jezgra je uzeta pomoću prijemnika jezgre s posebnim bušilicama - izgledaju kao cijevi s nazubljenim rubovima. U središtu ovih cijevi nalaze se rupe od 6-7 centimetara u koje ulazi stijena.

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

Na različitim dubinama, prinos jezgre bio je vrlo različit. Ako je na pet kilometara od 100-metarskog segmenta bilo moguće računati na 30 centimetara jezgre, onda su na dubinama većim od devet kilometara, umjesto stupa stijena, geolozi su dobili set podložaka od guste stijene.

Mikrofotografija stijena podignutih s dubine od 8028 metara

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

Proučavanje materijala podignutog iz bušotine dovelo je do nekoliko važnih zaključaka. Prvo, struktura zemljine kore ne može se pojednostaviti na sastav od nekoliko slojeva. Na to su prethodno upućivali seizmološki podaci - geofizičari su vidjeli valove za koje se činilo da se reflektiraju s glatke granice. Studije na SG-3 pokazale su da se takva vidljivost može pojaviti i kod složene distribucije stijena.

Ta je pretpostavka utjecala na dizajn bušotine - znanstvenici su očekivali da će na dubini od sedam kilometara okno ući u bazaltne stijene, ali se nisu susreli ni na 12 kilometara. No, umjesto bazalta, geolozi su otkrili stijene koje su imale velik broj pukotina i malu gustoću, što se uopće nije moglo očekivati s mnogo kilometara dubine. Štoviše, u pukotinama su pronađeni tragovi podzemnih voda – čak se sugeriralo da su nastale izravnom reakcijom kisika i vodika u debljini Zemlje.

Među znanstvenih rezultata pronađene su i one primijenjene - primjerice, na malim dubinama geolozi su pronašli horizont bakreno-niklnih ruda pogodnih za rudarenje. A na dubini od 9,5 kilometara otkriven je sloj geokemijske anomalije zlata - u stijeni su bila prisutna mikrometarska zrna samorodnog zlata. Koncentracije su dosegle gram po toni stijene. Međutim, malo je vjerojatno da će rudarenje s takve dubine ikada biti isplativo. Ali samo postojanje i svojstva zlatonosnog sloja omogućili su razjašnjenje modela evolucije minerala - petrogeneze.

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

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

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

Pokazalo se da je super-duboka bušotina Kola različita od drugih bušotina - na primjer, kada su analizirali oslobađanje topline stijena ukrajinskog kristalnog štita i batolita Sierra Nevade, geolozi su pokazali da se oslobađanje topline smanjuje s dubinom. U SG-3 je, naprotiv, rastao. Štoviše, mjerenja su pokazala da je glavni izvor topline, koji osigurava 45-55 posto toplinskog toka, raspad radioaktivnih elemenata.

Unatoč činjenici da se dubina bunara čini kolosalnom, ne doseže ni trećinu debljine zemljine kore u Baltičkom štitu. Geolozi procjenjuju da se baza zemljine kore na ovom području nalazi oko 40 kilometara pod zemljom. Dakle, čak i da je SG-3 stigao do planirane granice od 15 kilometara, mi ipak ne bismo stigli do plašta.

Takav ambiciozan zadatak postavili su američki znanstvenici pri razvoju projekta Mohol. Geolozi su planirali doći do granice Mohorovičića - podzemnog područja gdje nagla promjena brzina širenja zvučnih valova. Vjeruje se da je povezan s granicom između kore i plašta. Vrijedi napomenuti da su bušači kao mjesto za bušotinu odabrali dno oceana u blizini otoka Guadalupe - udaljenost do granice bila je samo nekoliko kilometara. Međutim, sama dubina oceana ovdje je dosezala 3,5 kilometara, što je značajno kompliciralo radove na bušenju. Prvi testovi 1960-ih omogućili su geolozima da izbuše rupe od samo 183 metra.

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

***

0,2 posto puta do središta Zemlje nije tako impresivna brojka u usporedbi s razmjerom svemirskog putovanja. Međutim, treba imati na umu da granica Sunčevog sustava ne prolazi duž orbite Neptuna (pa čak ni Kuiperovog pojasa). Gravitacija Sunca prevladava nad zvjezdanom do udaljenosti od dvije svjetlosne godine od zvijezde. Dakle, ako sve pažljivo izračunate, ispada da je i Voyager 2 preletio samo desetinu postotka puta do ruba našeg sustava.

Stoga, nemojte se uzrujati zbog toga koliko malo poznajemo „unutrašnjost“ vlastitog planeta. Geolozi imaju svoje teleskope – seizmička istraživanja – i svoje ambiciozne planove za osvajanje utrobe. I ako su astronomi već uspjeli dotaknuti čvrsti dio nebeskih tijela u Sunčev sustav, onda geolozima čeka sve ono najzanimljivije.

Vladimir Koroljev

Godine 1970., baš na vrijeme za Lenjinov 100. rođendan, sovjetski znanstvenici pokrenuli su jedan od najambicioznijih projekata našeg vremena. Na poluotoku Kola, desetak kilometara od sela Zapolarny, počelo je bušenje bušotine, koja se kao rezultat pokazala najdubljom na svijetu i ušla u Guinnessovu knjigu rekorda.

Grandiozno znanstveni projekt hodao više od dvadeset godina. Donio je mnoga zanimljiva otkrića, ušao u povijest znanosti, a na kraju je obrastao s toliko legendi, glasina i tračeva da bi bilo dovoljno za više od jednog horora.

ulaz u pakao

Tijekom svog vrhunca, bušaća platforma na poluotoku Kola bila je kiklopska građevina visoka 20 katova. Ovdje je radilo i do tri tisuće ljudi po smjeni. Tim su vodili vodeći geolozi zemlje. Postrojenje za bušenje izgrađeno je u tundri deset kilometara od sela Zapolarny, a u polarnoj noći blistalo je svjetlima poput svemirskog broda.

Kada se sav taj sjaj iznenada zatvorio i svjetla su se ugasila, odmah su se proširile glasine. Po svemu sudeći, bušenje je bilo izuzetno uspješno. Nitko na svijetu još nije uspio doći do takve dubine - sovjetski geolozi spustili su bušilicu više od 12 kilometara.

Iznenadni završetak uspješnog projekta izgledao je smiješno kao i činjenica da su Amerikanci zatvorili program letova na Mjesec. Za kolaps lunarnog projekta okrivljeni su vanzemaljci. U problemima Kola Superdeep - đavli i demoni.

Popularna legenda kaže da je iz velikih dubina bušilica više puta vađena rastopljena. Za to nije bilo fizičkih razloga - temperatura pod zemljom nije prelazila 200 stupnjeva Celzija, a bušilica je bila dizajnirana za tisuću stupnjeva. Tada su audio senzori navodno počeli hvatati neke jauke, vriske i uzdahe. Dispečeri koji su pratili očitanja instrumenta žalili su se na osjećaj paničnog straha i tjeskobe.

Prema legendi, pokazalo se da su geolozi izbušili do pakla. Stenjanje grešnika, ekstremno visoke temperature, atmosfera užasa na platformi za bušenje - sve je to objašnjavalo zašto su svi radovi na Kola Superdeepu iznenada prekinuti.

Mnogi su bili skeptični prema ovim glasinama. Međutim, 1995. godine, nakon što su radovi prekinuti, dogodila se snažna eksplozija na postrojenju za bušenje. Nitko nije razumio što bi tu moglo eksplodirati, čak ni voditelj cijelog projekta, istaknuti geolog David Guberman.

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

podzemni mjesec

Zapravo, cijelu priču s “od bunara do pakla” izmislili su finski novinari do 1. travnja. Njihov komični članak pretiskale su američke novine, a patka je doletjela u mase. Dugotrajno bušenje superdubine Kole proteklo je bez ikakve mističnosti. Ali ono što se tamo dogodilo u stvarnosti bilo je zanimljivije od bilo koje legende.

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

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

Nakon proslave nastavljeno je bušenje. Međutim, prekid u radu pokazao se kobnim. 1984. godine dogodila se najstrašnija nesreća na postrojenju za bušenje. Čak pet kilometara cijevi otkačilo se i zakucalo bunar. Bilo je nemoguće nastaviti bušenje. Rezultati petogodišnjeg rada izgubljeni su preko noći.

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

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

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

Prema proračunima, nakon bušenja sloja granita, trebao je doći do još tvrđih, bazaltnih stijena. Ali nije bilo bazalta. Nakon granita došlo je do rastresitog slojevitog kamenja, koji se neprestano rušio i otežavao kretanje prema unutrašnjosti.

Ali među stijenama starim 2,8 milijardi godina pronađeni su fosilizirani mikroorganizmi. To je omogućilo da se razjasni vrijeme nastanka života na Zemlji. Na još većim dubinama pronađene su ogromne naslage metana. Time je razjašnjeno pitanje podrijetla ugljikovodika - nafte i plina.

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

Ali najfantastičnije otkriće dogodilo se kasnih 1970-ih, kada je sovjetska lunarna stanica donio uzorke lunarnog tla. Geolozi su bili začuđeni kada su vidjeli da se njegov sastav potpuno podudara sa sastavom stijena koje su kopali na dubini od 3 kilometra. Kako je to bilo moguće?

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

Konačni

Pa zašto su zatvorili Kola Superdeep?

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

Drugo, vrijeme samo po sebi nije pogodovalo tako ambicioznim projektima. Godine 1992, znanstvena ekspedicija je zatvorena financiranja. Zaposlenici su dali otkaz i otišli kući. Ali i danas, grandiozna građevina bušaće platforme i tajanstveni bunar impresioniraju svojim razmjerom.

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

Na dubini od 410-660 kilometara ispod površine Zemlje, ocean arhejskog razdoblja. Takva otkrića ne bi bila moguća bez metoda ultradubokog bušenja razvijenih i korištenih u Sovjetskom Savezu. Jedan od artefakata tog vremena je i super-duboka bušotina Kola (SG-3), koja je i 24 godine nakon prestanka bušenja ostala najdublja na svijetu. Zašto je izbušena i koja su otkrića pomogla napraviti, kaže Lenta.ru.

Pioniri ultra-dubokog bušenja bili su Amerikanci. Istina, u prostranstvu oceana: u pilot-projekt su uključili brod Glomar Challenger, dizajniran upravo za tu svrhu. U međuvremenu se u Sovjetskom Savezu aktivno razvijala odgovarajuća teorijska baza.

U svibnju 1970. godine, na sjeveru Murmanske regije, 10 kilometara od grada Zapolarnog, počelo je bušenje na superdubokoj bušotini Kola. Očekivano, ovo je bilo tempirano da se poklopi sa stogodišnjicom rođenja Lenjina. Za razliku od drugih ultra-dubokih bušotina, SG-3 je bušen isključivo u znanstvene svrhe, a čak je organiziran i posebna istražna ekspedicija.

Mjesto bušenja bilo je jedinstveno: drevne stijene izbijaju na površinu upravo na Baltičkom štitu u regiji poluotoka Kola. Mnogi od njih stari su tri milijarde godina (sama naša planeta je stara 4,5 milijardi godina). Osim toga, ovdje je pukotina Pechenga-Imandra-Varzug čašasta struktura utisnuta u drevne stijene, čije se podrijetlo objašnjava dubokim rasjedom.

Znanstvenicima je trebalo četiri godine da izbuše bušotinu do dubine od 7263 metra. Do sada nije napravljeno ništa neobično: korištena je ista instalacija kao i pri vađenju nafte i plina. Tada je bušotina mirovala cijelu godinu: instalacija je modificirana za turbinsko bušenje. Nakon nadogradnje bilo je moguće bušiti oko 60 metara mjesečno.

Dubina od sedam kilometara donijela je iznenađenja: izmjenu tvrdih i ne baš gustih stijena. Nesreće su postale sve češće, a u bušotini su se pojavile mnoge špilje. Bušenje se nastavilo do 1983. godine, kada je dubina SG-3 dosegla 12 kilometara. Nakon toga, znanstvenici su okupili veliku konferenciju i razgovarali o svojim uspjesima.

No, zbog neopreznog rukovanja bušilicom, dionica od pet kilometara ostala je u rudniku. Nekoliko mjeseci pokušavali su je dobiti, ali nisu uspjeli. Odlučeno je da se ponovno počne bušiti s dubine od sedam kilometara. Zbog složenosti zahvata nije izbušena samo glavna, već i četiri dodatna. Za obnavljanje izgubljenih metara bilo je potrebno šest godina: 1990. bušotina je dosegnula dubinu od 12.262 metra, postavši najdublja na svijetu.

Dvije godine kasnije, bušenje je zaustavljeno, potom je bušotina zaustavljena, ali je zapravo napuštena.

Ipak, na superdubokoj bušotini Kola napravljena su mnoga otkrića. Inženjeri su stvorili cijeli sustav ultra-dubokog bušenja. Poteškoća nije bila samo u dubini, već i u visokim temperaturama (do 200 Celzijevih stupnjeva) zbog intenziteta rada bušilica.

Znanstvenici ne samo da su se preselili duboko u Zemlju, već su i podigli uzorke stijena i jezgre za analizu. Inače, upravo su oni proučavali mjesečevo tlo i otkrili da po sastavu gotovo u potpunosti odgovara stijenama izvađenim iz bunara Kola s dubine od oko tri kilometra.

Na dubini većoj od devet kilometara pronašli su naslage minerala, uključujući i zlato: u sloju olivina ima čak 78 grama po toni. A to nije tako malo - iskopavanje zlata smatra se mogućim od 34 grama po toni. Ugodno iznenađenje za znanstvenike, kao i za obližnju tvornicu, bilo je otkriće novog rudnog horizonta bakreno-nikl ruda.

Između ostalog, istraživači su saznali da graniti ne prelaze u super-jaki bazaltni sloj: zapravo su se iza njega nalazili arhejski gnajsovi, koji se tradicionalno klasificiraju kao lomljene stijene. To je napravilo svojevrsnu revoluciju u geološkoj i geofizičkoj znanosti i potpuno promijenilo tradicionalne ideje o utrobi Zemlje.

Još jedno ugodno iznenađenje je otkriće na dubini od 9-12 kilometara vrlo poroznih razbijenih stijena zasićenih visoko mineraliziranim vodama. Prema pretpostavci znanstvenika, upravo su oni zaslužni za stvaranje ruda, no prije se vjerovalo da se to događa samo na mnogo manjim dubinama.

Između ostalog, pokazalo se da je temperatura crijeva nešto viša od očekivane: na dubini od šest kilometara dobiven je temperaturni gradijent od 20 stupnjeva Celzija po kilometru umjesto očekivanih 16. Utvrđeno je radiogeno podrijetlo toplinskog toka, što se također nije slagalo s prethodnim hipotezama.

U dubokim slojevima starim više od 2,8 milijardi godina znanstvenici su pronašli 14 vrsta okamenjenih mikroorganizama. To je omogućilo pomak vremena nastanka života na planetu prije milijardu i pol godina. Istraživači su također otkrili da u dubinama nema sedimentnih stijena i da postoji metan, koji je zauvijek zatrpao teoriju o biološkom podrijetlu ugljikovodika.

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

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

Bušotina je dobila naziv Kontinentales Tiefbohrprogramm der Bundesrepublik, skraćeno KTB, a do zatvaranja programa bila je izbušena već više od 9 km, što nije dodalo entuzijazam znanstvenika. Sam proces bušenja neće biti lak. Tijekom 4 godine znanstvenici, inženjeri i radnici morali su se suočiti s gomilom teških situacija i prilično teških zadataka. Tako je, na primjer, bušilica morala proći kroz stijene zagrijane na temperaturu od oko 300 stupnjeva Celzija, ali i pod takvim uvjetima, bušači su se ipak snašli hlađenjem bušotine tekućim vodikom.

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

No, znanstvenici su najzanimljivije sačuvali za kraj. Nizozemski znanstvenik Lott Given, koji je zajedno s inženjerima akustike i znanstvenicima iz Istraživačkog centra za geofizička istraživanja (Njemačka) napravio ono o čemu su mnogi sanjali - gotovo u pravom smislu riječi, "čuo je otkucaje srca" Zemlje. Da bi to učinili, on i njegov tim trebali su napraviti akustična mjerenja, pomoću kojih je istraživački tim rekreirao zvukove koje smo mogli čuti na dubini od 9 kilometara. Međutim, sada možete čuti i ove zvukove.

Unatoč činjenici da se KTB trenutno smatra najdubljom bušotinom na svijetu, postoji nekoliko takvih bušotina, koje su, međutim, već zapečaćene. A među njima se ističe bunar koji je tijekom svog postojanja uspio steći legende, ovo je super-duboki bunar Kola, poznatiji kao "Put u pakao". Za razliku od ostalih KTB-ovih natjecatelja, bušotina Kola dosegnula je dubinu od 12,2 km i smatrala se najdubljom bušotinom na svijetu.

Njegovo bušenje počelo je 1970. godine u regiji Murmansk ( Sovjetski Savez, sada Ruska Federacija), 10 kilometara zapadno od grada Zapolarnyja. Tijekom bušenja bušotina je doživjela nekoliko nesreća, uslijed kojih su radnici morali betonirati bušotinu i krenuti u bušenje iz znatno manje dubine i pod drugim kutom. Zanimljivo je da se upravo uz niz nesreća i promašaja koji progone grupu povezuje razlog nastanka legende da je bušotina izbušena do samog, da niti jedan nije pravi pakao.

Kako kaže tekst legende, nakon što su prošli prekretnicu od 12 km, znanstvenici su uz pomoć mikrofona uspjeli čuti zvukove vriska. Međutim, odlučili smo nastaviti bušenje i tijekom prolaska sljedeće oznake (14 km) iznenada smo naišli na praznine. Nakon što su znanstvenici spustili mikrofone, začuli su plač i stenjanje muškaraca i žena. I nakon nekog vremena dogodila se nesreća, nakon čega je odlučeno prekinuti radove na bušenju

I, unatoč činjenici da se nesreća doista dogodila, znanstvenici nisu čuli nikakav vrisak ljudi, a sva priča o demonima nije ništa više od fikcije, rekao je David Mironovich Guberman, jedan od autora projekta, pod čijim vodstvom izvršeno je bušenje bušotine.

Nakon još jedne nesreće 1990. godine, dolaskom na dubinu od 12.262 metra, bušenje je završeno, a 2008. godine odustalo se od projekta, a oprema je demontirana. Dvije godine kasnije, 2010., bušotina je zatvorena.

Valja napomenuti da su projekti poput bušenja bušotina poput KTV-a i Kola trenutno jedini način i prilika za geologe da proučavaju utrobu planeta.

Najdublja bušotina na svijetu nalazi se na poluotoku Kola u blizini grada Zapolarny (regija Murmansk); njegova će duljina biti 12 kilometara 262 metra, što je apsolutni svjetski rekord. Godine 1997. Kola Superdeep je uvršten u Guinnessovu knjigu rekorda, ali do tada ona sama više nije radila: bušenje je zaustavljeno 1992., bušotina je zaustavljena, a ono što je ostalo od bušaćeg uređaja prepušteno je na milost i nemilost. sudbine i zapravo opljačkana.

Međutim, tijekom godina bušenja, sovjetski znanstvenici uspjeli su napraviti mnoga otkrića koja se odnose na sastav zemljine kore i rasvijetliti neka znanstvena pitanja.

Pripremni radovi

Glavni zadatak bušenja bušotine bio je doći do Zemljinog plašta, koji bi se navodno trebao sastojati od rastaljenog kamenja. Da bi to učinili, odlučili su bušiti na mjestu pečeneškog korita Baltičkog štita na sjeverozapadu istočnoeuropske platforme - jedne od najstarijih formacija na planetu. Prema znanstvenicima, starost stijena koje se pojavljuju ovdje na površini bila je najmanje tri milijarde godina. Glavni zadatak bušenja bio je identificirati značajke štita i odrediti granice između slojeva zemljine kore.

Za stvaranje bunara stvoren je jedinstveni tim sovjetskih znanstvenika; na bušotini je istovremeno radilo do 3000 stručnjaka i 16 istraživačkih laboratorija. Sovjetski znanstvenik David Mironovich Guberman postao je šef superdubokog polja Kola, Aleksej Batiščov postao je šef bušaće platforme, Ivan Vasilčenko je postao glavni inženjer, tim geologa uključivao je poznati geolozi Jurij Kuznjecov, Jurij Smirnov i Vladimir Lanev.

Bušenje

Tijekom cijele 1970. godine bušenje se vršilo konvencionalnom opremom za bušenje, zatim su radovi morali biti zaustavljeni, a na gradilištu je izgrađena bušotina. nova instalacija"Uralmash-15000, dizajniran za duboko bušenje.

Ova bušaća platforma bila je toranj veličine zgrade od dvadeset katova, odozgo obložen pločama od šperploče - inače je bilo nemoguće raditi zimi. Sovjetski znanstvenici koristili su turbinsko bušenje, metodu u kojoj se samo svrdlo rotira unutar bušotine pod pritiskom nadolazeće tekućine.

Bilo je potrebno samo oko četiri sata dnevno za bušenje na velikim dubinama - ostatak vremena je potrošeno na podizanje cijevi na površinu kako bi se izvukle jezgre. Za to vrijeme bušilica je uspjela proći od sedam do deset metara stijene. Bušačima je trebalo četiri godine da prijeđu prvih sedam kilometara.

Oznaka od dvanaest kilometara prijeđena je već 1983. godine, nakon čega su radovi obustavljeni - približavao se Moskovski međunarodni geološki kongres na kojem su demonstrirana otkrića napravljena na bušotini.

Bušenje je nastavljeno 1984. godine, ali se pokazalo da se duboka bušotina ne može dugo ostaviti bez nadzora - događaju se promjene u njenoj strukturi. Nesreća koja je sovjetske geologe bacila na oznaku od sedam kilometara dogodila se prilikom prvog potonuća 27. rujna 1984.: slomio se stup od 200 tona. Izgubljeno je sve ispod sedam kilometara. Gotovo godinu dana geolozi su pokušavali doći do cijevi, no onda su to prepoznali kao nemoguće i počeli bušiti zaobilazno okno. Glavna poteškoća bila je u tome što je s dubine od devet kilometara vađenje jezgre postalo otežano - stijena se raspala i unutar cijevi su ostale samo najizdržljivije "plakove".

Maksimalna dubina postignuta je šest godina kasnije - 1990. godine. Tlak na ovoj dubini bio je 1000 atmosfera. Nakon toga sam morao priznati da su mogućnosti opreme ograničene i da je nakon nekoliko nesreća posao prekinut.

Prvo se pokazalo da je temperatura u dubinama zemljine kore potpuno drugačija od one koju su očekivali znanstvenici, koji su vjerovali da će biti niska do dubine od 15 kilometara. Pokazalo se da je na dubini od pet kilometara 75 stupnjeva Celzijevih, na sedam doseže 120 stupnjeva, a na dubini od 12 kilometara 220 stupnjeva.

Drugo, sovjetska je znanost vjerovala da bi stariji bazalti trebali slijediti mlađe granite. Ova teorija je opovrgnuta. Pokazalo se da je sloj darovnice nekoliko puta deblji od očekivanog, a ispod njega su ležale manje izdržljive lomljene stijene - arhejski gnajsi (arhejski je geološko razdoblje koje je trajalo od prije 4 000 0000 godina do prije 2 500 000 godina).

Na dubini od devet do 12 kilometara pronašli su duboke vodonosnike za koje se uopće nije očekivalo da će biti pronađeni.

Na dubini od 1,5-2 kilometra otkriven je rudni horizont - stijene bogate rijetkim zemnim metalima.

Pronađen je i olivinski pojas planeta, čije je postojanje početkom 20. stoljeća pretpostavio poznati geolog Vladimir Afanasjevič Obručev. Pronađen je dublje od devet kilometara, pokazalo se. da sadrži koncentraciju zlata pogodnu za rudarenje.

Otkriveno je da su uzorci stijena na dubini od tri kilometra potpuno konzistentni mjesečevo tlo, što potvrđuje teoriju da bi se Mjesec svojedobno, pod utjecajem udara asteroida, mogao otrgnuti od Zemlje.

Malo vraga

Praznovjerni ljudi mnoge legende povezuju s Kola Superdeep. Jedni kažu da je zatvorena jer su sovjetski znanstvenici navodno dospjeli u pakao, drugi kažu da iz njega noću izlaze demoni, treći tvrde da se iz njega čuju glasovi ljudi koji su mučeni u podzemlju.

Zapravo, sve su to odjeci objavljivanja jedne finske novine, koja se samo našalila objavivši članak o bunaru 1. travnja. No, kao što se često događa, šalu je pokupila jedna od američkih televizijskih kuća, koja je možda shvatila za istinu, ili je možda odlučila uplašiti svoje slušatelje “strašnim Rusima”, nakon čega su se rasule glasine o vragu u bunaru. svijet.

Naravno, bilo je teško raditi na Kola Superdeep, visoka temperatura na dubini i ogroman pritisak stvorili su mnoge hitne slučajeve. Međutim, znanstvenici uvjeravaju da nije bilo vraga. Bio je to težak, često rutinski posao.