В одній із наукових передач наводили простий приклад, що дозволяє усвідомити, наскільки величезна наша планета. Уявіть собі велику повітряна куля. Це і є планета. А найтонші стіни – це зона, на яку є життя. А люди освоїли практично лише один шар атомів, що оточує цей стіни.
Але людство постійно прагне розширювати своє знання про планету і процеси, що відбуваються на ній. Ми запускаємо космічні кораблі та супутники, стоїмо підводні човни, але найважче дізнатися, що ж знаходиться у нас під ногами, усередині землі.
Відносне розуміння приносять свердловини. З їх допомогою можна дізнатися про склад порід, вивчити зміни фізичних умов, а також провести розвідку корисних копалин. І найбільше інформації, звичайно ж, принесе найглибша свердловина у світі. Питання лише у тому, де саме вона знаходиться. У цьому ми сьогодні й намагатимемося розібратися.
ОР-11
Не дивно, що найдовша свердловина була зроблена зовсім недавно, у 2011 році. Домогтися цього результату дозволили нові, досконаліші технології, міцні та надійні матеріали, точні методики розрахунку.
Напевно, вам буде приємно дізнатися, що вона знаходиться в Росії, і була пробурена в рамках проекту «Сахалін-1». Усі роботи зажадали лише 60 днів, що набагато перевершує результати попередніх досліджень.
Загальна довжина це рекордної свердловини становить 12 кілометрів 345 метрів, що поки що залишається неперевершеним рекордом. Ще одне досягнення – максимальна довжина горизонтального ствола, що становить 11 кілометрів 475 метрів. Поки що ніхто не зміг перевершити цей результат. Але це поки що.
BD-04А
Ця нафтова свердловинау Катарі відома завдяки рекордній на той час глибині. Її повна довжина становить 12 кілометрів 289 метрів, з яких 10 902 метри – горизонтальний ствол. Побудована вона, до речі, у 2008 році, і цілих три роки утримувала рекорд.
Але відома ця глибока свердловина не тільки вражаючими розмірами, а й вельми сумним фактом. Вона була побудована поруч із нафтовим шельфом для проведення георозвідки, а у 2010 році на ній сталася серйозна аварія.
Так свердловина виглядає зараз
Пробурена ще під час СРСР Кольська надглибока свердловина в 2008 році втратила звання лідера. Але все одно вона залишається одним з найбільш відомих об'єктів такого типу і продовжує утримувати призове третє місце.
Роботи з підготовки до буріння було розпочато ще 1970 року. Планувалося, що ця свердловина стане найглибшою на Землі, досягнувши позначки 15 кілометрів. Щоправда, досягти такого результату так і не вдалося. У 1992 році роботи були припинені, коли глибина досягла вражаючого значення 12 кілометрів 262 метри. Подальші дослідження довелося припинити через відсутність фінансування та підтримки держави.
З її допомогою вдалося отримати масу цікавих наукових даних, глибше зрозуміти будову земної кори. Це якраз не дивно, адже проект був повністю науковим, не пов'язаним з геологічною розвідкою або вивченням родовищ корисних копалин.
До речі, саме з Кольською надглибокою свердловиною пов'язана популярна легенда про «колодязь у пекло». Розповідають, що дійшовши до позначки 11 кілометрів, вчені почули жахливі крики. І невдовзі після цього бур зламався. За легендою, це свідчить про існування пекла під землею, в якому страждають грішники. Саме їхні крики й почули вчені.
Щоправда, легенда не витримує жодної критики. Хоча б тому, що жодна акустична апаратура не змогла б працювати при тиску та температурі на цих відмітках. Але, з іншого боку, досить цікаво розмірковувати про те, що найглибша свердловина зможе досягти якщо не пекла, то якихось інших легендарних і міфічних місць.
Поки що вони лише допомагають вченим краще розуміти, як живе наша планета. І хоча до подорожі до центру землі ще дуже далеко, люди явно цього прагнуть.
Дощ, туман, десять градусів за Цельсієм. Це називається полярне літо.
Грейдер, що йде в небо, - технологічна дорога, і тут нас бути не повинно. Притискаємось праворуч, до узбіччя, щоб пропустити колону важких вантажівок, що йде назустріч, пише Артем Ачкасов
Високі кузови до верху завантажені чорним гравієм - сульфідною мідно-нікелевою рудою. Піднімаємося вище, і ось уже в'язка хмара обліпила наші «Форди», заблищали прискорено повідки склоочисників. Але видимість від цього не стала кращою - у густій білій ваті мені видно тільки задні ліхтарі автомобіля, що йде попереду. Обережно пробираємось між териконами.
Раптом у тумані виростають величезні бетонні споруди, схожі на заводські корпуси.
Ласкаво просимо на об'єкт СГ-3, також відомий як надглибока Кольська свердловина. Точніше, те, що від неї залишилося…
Нещадна штука – історія. Її сторінки виривають, переписують, міняють місцями. Те, що знав кожен радянський школяр чи студент, нині не має жодного значення, йому немає місця у переповненій різними розвагами пам'яті. Під науковими досягненнями розуміється новий додаток для смартфона. Досягнення російської науки маловідомі. Досягнення радянської науки висміюються чи зовсім забуті. А тим часом по ряду напрямків радянські вчені були насправді попереду всієї планети. Стосувалося це й геологічних досліджень.
Саме з науковими цілями у 1970 році стартував проект Кольської надглибокої свердловини. Місце поблизу міста-заводу Нікель у Мурманській області було обрано невипадково - по-перше, завдяки вже відомому розмаїттю у цьому регіоні цінних ресурсів (нікель, апатити, титан, мідь тощо). По-друге, саме тут нижня межа земної кори підходить максимально близько до поверхні. А це означає, що буріння тут надглибокої свердловини допомогло б не тільки виявити запаси корисних копалин (зокрема, дослідити глибинну будову Печенгського родовища нікелю), а й відповісти на питання про будову Землі, про яку в ті роки вчені мали дуже приблизне розуміння. Серед інших завдань було всебічне відпрацювання технології глибинного буріння з метою вдосконалення нового покоління апаратури для спостереження, дослідження, автоматизації та контролю бурового процесу.
Спочатку буріння вироблялося серійною установкою "Уралмаш-4Е", призначеної для нафтових свердловин. До глибини в 2000 метрів ствол проходив сталевими бурильними трубами, які пізніше були замінені на алюмінієві через їхню меншу вагу та більшу міцність. На кінці розміщувався турбобур - турбіна довжиною в 46 метрів з руйнівною коронкою на кінці, що рухалася глинистим розчином, який закачували в трубу під тиском в 40 атмосфер.
По досягненню позначки 7264 метри, прохідка здійснювалася більш досконалим комплексом «Уралмаш-15000», який був втіленням радянської науки та техніки. Система працювала з великою кількістю електроніки та автоматики. Твердосплавні коронки замінили на алмазні. В умовах високої щільності ґрунту ресурс коронок не перевищував чотирьох годин, тобто від шести до десяти метрів поглиблення. Після цього необхідно було підняти і розібрати всю багатотонну колону 33-метрових труб, що ближче до 12-кілометрової глибини займало не менше 18 годин.
Ви запитаєте, навіщо усі ці складності? Справа в тому, що практично кожен метр проходки супроводжувався науковим відкриттям. У найкращі рокина СГ-3 працювало майже два десятки наукових лабораторій. Вивчення зразків породи, піднятих у керні, та спуск у свердловину спеціального обладнання повністю перевернув теоретичні знання вчених про будову Землі. Так, гранітний пояс виявився набагато товщим, ніж вважали вчені. Базальту на очікуваній глибині зовсім не виявилося - замість нього пішли пористі гранітні породи, що проводило до множинних обвалів і аварій на буровій. На величезній глибині були виявлені скам'янілі мікроорганізми, що дозволило стверджувати, що життя на планеті з'явилося щонайменше на півтора мільярда років раніше, ніж вважалося раніше. Не підтвердилися і твердження вчених про температурні режими в надрах планети - там виявилося набагато спекотніше.
Зрозуміло, буріння такої глибокої свердловини було дуже затратним. Обвали ґрунту призводили до аварій, викривлень ствола. Чергова аварія на глибині 12 262 метри, що практично збіглася за часом з розпадом СРСР, виявилася останньою в історії Кольської надглибокої. Фінансувати цей проект не було кому. У середині 90-х свердловина була законсервована. Ще через десять років - остаточно занедбана, при цьому залишаючись на той момент найглибшою свердловиною у світі (і єдиною, пробуреною з науковими цілями).
Зрозуміло, потім станцію, яка колись дарувала світові десятки наукових відкриттів щороку, була повністю розграбована.
Всі будівлі зруйновані, включаючи 70 метрову вежу, в якій розміщувалася бурова установка. На об'єкті СГ-3 рідкісні відвідувачі почуваються сталкерами.
Гучно хрумтять під ногами уламки колишнього світу. Біте скло, кераміка, іржаве залізо, уламки цегли.
Перед головним корпусом лежить кістяк гусеничного транспортера.
У стінах корпусів – проломи. Очевидно, хтось у такий спосіб витягував дороге обладнання.
У колишніх лабораторіях розкидані хімікати.
Замість дорогої електроніки, електрики та автоматики – порожні шафи, зірвані із кріплень.
Раптом у хмарі туману лунає торохтіння дизеля. Інстинктивно пригинаюсь за перекриття. До зруйнованої будівлі неквапливо під'їжджає старий мікроавтобус Mercedes. Відчинені задні двері ляскають по іржавому кузову. Мисливці за металом продовжують свою чорну справу.
У СРСР любили масштаб, та більше, і поширювалося це буквально на все. Ось і була в Союзі вирита одна свердловина, яка й сьогодні носить титул найглибшої землі. Цікаво, що свердловину пробурили не для видобутку нафти або геолого-розвідувальних робіт, а для наукових досліджень.
Наконечники, якими бурили свердловину.
Кольська надглибока свердловина, або СГ-3 - найглибша свердловина в землі, зроблена людиною. Знаходиться в Мурманській області за 10 кілометрів від міста Заполярний, у західному напрямку. Глибина дірки – 12 262 метри. Її діаметр у верхній частині становить 92 сантиметри. У нижній – 21,5 сантиметра. Важливою особливістю СГ-3 є те, що, на відміну від інших свердловин для видобутку нафти або геологічних робіт, ця буріла виключно для наукових цілей.
Закладено свердловину було 1970 року, до 100-річчя від дня народження Володимира Леніна. Вибране місце примітне тим, що свердловина буріла у вулканічних породах віком понад 3 мільярди років, що виходять на поверхню. До речі, вік Землі становить близько 4,5 мільярда років. При видобутку корисних копалин свердловини рідко бурять глибше двох тисяч метрів.
Робота йшла цілодобово безперервно.
Бурити почали 24 травня 1970 року. До позначки 7 тисяч метрів буріння йшло легко і спокійно, проте після попадання голівки в менш щільні породи почалися проблеми. Процес суттєво сповільнився. Лише 6 червня 1979 року було поставлено новий рекорд– 9583 метри. Раніше він був встановлений у США добувачами нафти. Відмітка 12 066 метрів була пройдена в 1983 році. Результату було досягнуто до Міжнародного геологічного конгресу, який проходив у Москві. Згодом на комплексі сталося дві аварії.
Нині комплекс виглядає так.
1997 року в ЗМІ розтиражували відразу кілька легенд про те, що Кольська надглибока свердловина і є справжня дорога до пекла. В одній з таких легенд йшлося про те, що коли команда опустила на глибину в кілька тисяч метрів мікрофон, там чулися людські крики, стогін і крики.
Звісно, нічого подібного не було. Хоча б тому, що для запису звуку в свердловині на такій глибині використовується спеціальне обладнання, але й воно нічого не зафіксувало. На комплексі справді сталося кілька аварій, у тому числі стався підземний вибух під час буріння, проте жодних підземних «демонів» геологи точно не турбували.
Сама свердловина законсервована.
Справді важливим є те, що на СГ-3 працювало 16 дослідницьких лабораторій. В часи Радянського Союзувітчизняні геологи змогли зробити безліч цінних відкриттів та краще зрозуміти, як влаштована наша планета. Робота на об'єкті дозволила значно покращити технологію буріння. Вчені також змогли розібратися в місцевих геологічних процесах, отримали вичерпні дані про тепловий режим надр, підземні гази та глибинні води.
На жаль, сьогодні Кольська надглибока свердловина зачинена. Будівля комплексу занепадає з того часу, як у 2008 році тут було закрито останню лабораторію, а все обладнання демонтовано. Причина проста – брак фінансування. 2010 року свердловина вже була законсервована. Тепер вона повільно, але чітко руйнується під впливом природних процесів.
Сьогодні наукові дослідження людства дісталися рубежів Сонячної системи: ми висаджували космічні апаратина планети, їхні супутники, астероїди, комети відправили місії до пояса Койпера і перетнули кордон геліопаузи. За допомогою телескопів ми бачимо події, що відбувалися 13 мільярдів років тому - коли Всесвіту виповнилося лише кілька сотень мільйонів років. З огляду на це цікаво оцінити, наскільки добре ми знаємо нашу Землю. Кращий спосібдізнатися про її внутрішню будову - пробурити свердловину: чим глибше, тим краще. Найглибша свердловина на Землі – Кольська надглибока, або СГ-3. 1990 року її глибина досягла 12 кілометрів 262 метрів. Якщо порівняти цю цифру з радіусом нашої планети, то виявиться, що це лише 0,2 відсотка шляху до центру Землі. Але цього виявилося достатньо, щоб перевернути уявлення про будову земної кори.
Якщо ви уявляєте собі свердловину як шахту, якою можна спускатися на ліфті в надра землі або хоча б на пару кілометрів, то це зовсім не так. Діаметр бурового інструменту, за допомогою якого інженери створювали свердловину, складав лише 21,4 сантиметри. Верхній двокілометровий відрізок свердловини трохи ширший - його розширювали до 39,4 сантиметри, але все одно людині туди не потрапити. Щоб уявити пропорції свердловини, найкращою аналогією буде 57-метрова швейна голка з діаметром 1 міліметр, трохи потовщена з одного кінця.
Схема свердловини
Але й ця вистава буде спрощеною. За час буріння на свердловині відбувалося кілька аварій - частина бурової колони при цьому опинялася під землею без можливості її витягти. Тому кілька разів свердловину починали проходити заново, з позначок у сім та дев'ять кілометрів. Є чотири великі відгалуження та близько десятка дрібних. У основних відгалужень різна гранична глибина: два з них перетинають позначку 12 кілометрів, ще два не доходять до неї всього на 200-400 метрів. Зауважимо, що глибина Маріанської западини на кілометр менша – 10 994 метри щодо рівня моря.
Горизонтальна (ліворуч) та вертикальна проекції траєкторій СГ-3
Ю.М. Яковлєв та інші. / Вісник Кольського наукового центру РАН, 2014
Більше того, було б помилкою сприймати свердловину як вертикальну лінію. Через те, що на різних глибинах породи мають різні механічні властивості, бур у ході роботи відхилявся до менш щільних областей. Тому у великому масштабі профіль Кольської надглибокий виглядає як трохи вигнутий дріт з кількома відгалуженнями.
Підійшовши до свердловини сьогодні, ми побачимо лише верхню частину – металевий люк, пригвинчений до гирла дванадцятьма масивними болтами. Напис на ньому зроблено з помилкою, правильна глибина – 12 262 метри.
Як бурили надглибоку свердловину?
Спочатку необхідно зазначити, що СГ-3 спочатку замислювалася саме з наукових цілей. Дослідники обрали для буріння місце, де на поверхню землі виходили стародавні породи віком до трьох мільярдів років. Один із аргументів при розвідці полягав у тому, що молоді осадові породибули добре вивчені при видобутку нафти, а глибоко в давні верстви ще ніхто не бурив. Крім того, тут знаходилися й великі мідно-нікелеві родовища, розвідка яких була б корисним доповненням до наукової місії свердловини.
Буріння почалося 1970 року. Перша частина свердловини була пробурена серійною установкою "Уралмаш-4Е" - її зазвичай використовували для буріння нафтових свердловин. Модифікація установки дозволила досягти глибини 7 кілометрів 263 метри. На це пішло чотири роки. Потім установку змінили на Уралмаш-15000, названу так на честь запланованої глибини свердловини - 15 кілометрів. Нова бурова була розроблена спеціально для Кольської надглибокої: буріння на таких великих глибинах вимагало серйозного доопрацювання техніки та матеріалів. Наприклад, тільки вага бурової колони при 15-кілометровій глибині досягала 200 тонн. Сама установка могла піднімати вантаж до 400 тонн.
Бурова колона складається із труб, з'єднаних між собою. З її допомогою інженери опускають на дно свердловини інструмент для буріння, і вона забезпечує його роботу. На кінці колони встановлювали спеціальні 46-метрові турбобури, що рухаються потоком води з поверхні. Вони дозволяли обертати інструмент, що дробить породу, окремо від усієї колони.
Коронки, за допомогою яких бурова колона вгризалася в граніт, викликають асоціації з футуристичними деталями від робота - кілька шипастих дисків, що обертаються, з'єднаних з турбіною зверху. Однієї такої коронки вистачало лише на чотири години роботи – це приблизно відповідає проходу на 7-10 метрів, після чого всю бурову колону потрібно піднімати, розбирати і потім опускати заново. Постійні спуски та підйоми самі по собі займали до 8 години.
Навіть труби для колони в Кольській надглибокій довелося використати незвичайні. На глибині поступово зростають температура і тиск, і, як розповідають інженери, за температур понад 150-160 градусів сталь серійних труб розм'якшується і гірше тримає багатотонні навантаження - через це зростає ймовірність небезпечних деформацій та обриву колони. Тому розробники обрали більш легкі та термостійкі алюмінієві сплави. Кожна з труб мала довжину близько 33 метрів та діаметр близько 20 сантиметрів - трохи вже самої свердловини.
Проте навіть спеціально розроблені матеріали не витримували умов буріння. Після першого семикілометрового відрізка на подальше буріння до позначки 12 000 метрів пішло майже десять років та понад 50 кілометрів труб. Інженери зіткнулися з тим, що нижче за сім кілометрів породи стали менш щільними і тріщинуватими - в'язкими для бура. Крім того, ствол свердловини спотворив форму і став еліптичним. В результаті кілька разів колона обривалася, і, не маючи можливості підняти її назад, інженери змушені були бетонувати відгалуження свердловини і проходити ствол заново, втрачаючи роки роботи.
Одна з таких великих аварій змусила буровиків в 1984 забетонувати відгалуження свердловини, що досягла глибини 12 066 метрів. Буріння довелося розпочати наново з 7-кілометрової позначки. Цьому передувала пауза у роботі зі свердловиною - на той момент існування СГ-3 розсекретили, а в Москві відбувся міжнародний геологічний конгрес Геоекспо, делегати якого відвідали об'єкт.
Як розповідають очевидці аварії, після поновлення робіт колона пробурила свердловину ще на дев'ять метрів униз. Після чотирьох годин буріння робітники приготувалися піднімати колону назад, але вона не пішла. Буровики вирішили, що труба десь «прилипла» до стін свердловини і збільшили потужність на підйом. Навантаження різко поменшало. Поступово розбираючи колону на 33-метрові свічки, робітники дісталися чергового відрізка, що закінчується нерівним нижнім краєм: турбобур та ще п'ять кілометрів труб залишились у свердловині, підняти їх не вдалося.
Знову досягти 12-кілометрової позначки буровикам вдалося лише до 1990 року, тоді ж було встановлено і рекорд занурення – 12 262 метри. Потім сталася нова аварія, а з 1994 року роботи на свердловині було зупинено.
Наукова місія надглибокої
Картина сейсмічних випробувань на СГ-3
"Кольська надглибока" Міністерство геології СРСР, видавництво "Надра", 1984
Свердловину досліджували цілим набором геологічних та геофізичних методів, починаючи від збору керна (стовпчика порід, що відповідають заданим глибинам) і закінчуючи радіаційними та сейсмологічними вимірами. Наприклад, керн забирали за допомогою керноприймачів зі спеціальними бурами - вони схожі на труби із зазубреними краями. У центрі цих труб 6-7 сантиметрові отвори, куди попадає порода.
Але навіть із цією, здавалося б, простою (за винятком потреби піднімати цей керн із багатокілометрової глибини) методикою виникали складності. Через буровий розчин, - того самого, що рухав бур, - керн насичувався рідиною і змінював свої властивості. Крім того, умови в глибині та на поверхні землі сильно різняться – зразки розтріскувалися від перепаду тиску.
На різних глибинах вихід керна дуже відрізнявся. Якщо на п'яти кілометрах зі 100-метрового відрізка можна було розраховувати на 30 сантиметрів керна, то за глибин понад дев'ять кілометрів замість стовпчика порід геологи отримували набір шайб із щільної породи.
Мікрофотографія порід, піднятих із глибини 8028 метра
"Кольська надглибока" Міністерство геології СРСР, видавництво "Надра", 1984
Дослідження матеріалу, піднятого зі свердловини, дозволили зробити кілька важливих висновків. По-перше, будова земної кори не можна спрощувати до композиції з кількох верств. На це раніше вказували сейсмологічні дані – геофізики бачили хвилі, які здавалися відбитими від гладкого кордону. Дослідження на СГ-3 показали, що така видимість може виникнути і за складного розподілу порід.
Це припущення позначилося на проектуванні свердловини - вчені очікували, що на глибині семи кілометрів ствол увійде до базальтових пород, проте вони не зустрілися і на 12-кілометровій позначці. Зате замість базальту геологи виявили породи, що мали велику кількість тріщин і низьку щільність, чого зовсім не можна було очікувати від багатокілометрової глибини. Більше того, у тріщинах знайшлися сліди підземних вод - висловлювалися навіть припущення, що вони утворені прямою реакцією кисню та водню в товщі Землі.
Серед наукових результатів знайшлися і прикладні – так, на невеликих глибинах геологи знайшли обрій мідно-нікелевих руд, придатних до видобутку. А на глибині 9,5 кілометра виявився шар геохімічної аномалії золота – у породі були присутні мікрометрові зерна самородного золота. Концентрації сягали грама на тонну породи. Втім, навряд чи видобуток з такої глибини буде колись рентабельним. Але саме існування та властивості золотоносного шару дозволили уточнити моделі еволюції мінералів – петрогенезу.
Окремо слід розповісти про дослідження температурних градієнтів та радіацію. Для такого роду експериментів використовуються внутрішньосвердловини, що опускаються на проводах-тросах. Великою проблемою було забезпечити їхню синхронність із наземним обладнанням, а також забезпечити роботу на великих глибинах. Наприклад, проблеми виникали з тим, що троси при довжині 12 кілометрів розтягувалися приблизно на 20 метрів, що могло сильно знизити точність даних. Щоб уникнути цього, геофізикам довелося створювати нові методи маркування відстаней.
Більшість серійних приладів було розраховано працювати у суворих умовах нижніх ярусів свердловини. Тому для досліджень на великих глибинах вчені застосовували обладнання, розроблене спеціально для Кольської надглибокої.
Найважливіший результат геотермічних досліджень - набагато вищі температурні градієнти, ніж очікувалося побачити. Поблизу поверхні швидкість зростання температури становила 11 градусів на кілометр, до глибини двох кілометрів – 14 градусів на кілометр. В інтервалі від 2,2 до 7,5 кілометра температура зростала зі швидкістю, що наближається до 24 градусів на кілометр, хоча існуючі моделі передбачали величину в півтора рази меншу. В результаті вже на п'ятикілометровій глибині прилади фіксували температуру 70 градусів Цельсія, а до 12 кілометрів це значення досягло 220 градусів Цельсія.
Кольська надглибока виявилася несхожою на інші свердловини - наприклад, під час аналізу тепловиділення порід Українського кристалічного щита та батолітів Сьєрра-Невади геологи показали, що з глибиною тепловиділення падає. У СГ-3 воно навпаки зростало. Більш того, вимірювання показали, що основним джерелом тепла, що забезпечує 45-55 відсотків теплового потоку, є розпад радіоактивних елементів.
Незважаючи на те, що глибина залягання свердловини здається колосальною, вона не доходить і до третини товщини земної кори в Балтійському щиті. Геологи оцінюють, що підошва земної кори у цій галузі проходить приблизно за 40 кілометрів під землею. Тому навіть якби СГ-3 досягла запланованого 15-кілометрового відсічення, до мантії ми все одно не дісталися б.
Таке амбітне завдання ставили собі американські вчені, розробляючи проект «Мохол». Геологи планували досягти кордону Мохоровичича – підземної області, де спостерігається різка зміна швидкості розповсюдження звукових хвиль. Вважається, що вона пов'язана з кордоном між корою та мантією. Варто зазначити, що буровики вибрали місцем для свердловини дно океану поблизу острова Гуадалупе - відстань до кордону становила всього кілька кілометрів. Однак глибина самого океану досягала тут 3,5 кілометра, що суттєво ускладнювало бурові роботи. Перші випробування у 1960-х роках дозволили геологам пробурити свердловини лише на 183 метри.
Нещодавно стало відомо про плани відродити проект глибокого океанічного буріння за допомогою дослідного бурового судна JOIDES Resolution. Як нову мету геологи обрали крапку в Індійському океані, неподалік Африки. Глибина залягання кордону Мохоровичича там становить лише близько 2,5 км. У грудні 2015-го - січні 2016 року геологам вдалося пробурити свердловину глибиною 789 метрів - п'яту за величиною у світі з підводних свердловин. Але ця величина - лише половина від потрібної першому етапі. Втім, команда планує повернутися та завершити розпочате.
***
0,2 відсотка довжини шляху до центру Землі - не така вже вражаюча величина порівняно з масштабами космічних подорожей. Однак слід враховувати, що і межа Сонячної системи не проходить орбітою Нептуна (або навіть поясу Койпера). Гравітація Сонця переважає над зоряною аж до відстаней у два світлові роки від світила. Отже, якщо акуратно все порахувати, то виявиться, що і «Вояджер-2» пролетів лише десяту частку відсотка довжини шляху до околиць нашої системи.
Тому не варто засмучуватися тим, як погано ми знаємо «начинки» власної планети. У геологів є свої телескопи – сейсмічні дослідження – і свої амбітні плани щодо підкорення надр. І якщо астрономи вже встигли торкнутися солідної частини небесних тілв Сонячної системи, то у геологів все найцікавіше ще попереду.
Володимир Корольов
Найбільша Шахта Миру на віддаленому Кольському півострові, на півночі Росії. На тлі іржавіючих руїн покинутої науково-дослідної станції зяє найглибший отвір у світі.
Зараз закрите і опечатане звареною металевою пластиною Кольська надглибока свердловина є залишком, значною мірою забутих, азартних ігор людської раси, спрямованих не на зірки, але в глибини Землі.
Чутки ходили, що глибока свердловина добурилася до пекла: з безодні долинали крики і стогін людей — ніби це спричинило закриття станції та свердловини. Насправді причина була іншою.
м. Мирний відомий своєю найбільшою шахтою у світі: глибока свердловина на Кольському півострові — найбільший у світі техногенний отвір. 1722 m — глибоко, так глибоко, що всі польоти над нею були заборонені, оскільки надто багато розбилося гелікоптерів через всмоктування в дірку.
Найглибший отвір, просвердлений в ім'я науки, — тут було знайдено докази докембрійського періоду життя. Людська раса знає про далекі галактики, але мало знає, що лежить під її ногами. Само собою, проект зробив величезну кількість геологічних даних, більшість з яких свідчили, як мало ми знаємо про нашу планету.
США та СРСР боролися за просторово-розвідувальну перевагу в космічній гонці, інше змагання йшло між найбільшими бурильниками двох країн: американський «Проект Mohole» на тихоокеанському узбережжі Мексики був перерваний у 1966 через відсутність фінансування; Поради, проект Міжвідомчого наукової радиз вивчення надр Землі та надглибокого Буріння, з 1970 по 1994 на Кольському півострові. Вивчення Землі обмежено наземними спостереженнями та сейсмічними дослідженнями, але Кольська свердловина дала прямий погляд на будову земної кори.
Кольська Понад Глибока свердловина добурилася до пекла
Свердло на Кольському ніколи не стикалося із шаром базальту. Натомість, гранітна порода опинилася за межами дванадцятого кілометра. Досить дивно, що скелі багатьох кілометрів насичені водою. Раніше вважалося, що вільна вода не повинна існувати на таких великих глибинах.
Але найцікавіше відкриття — виявлення біологічної активності у породах, яким понад два мільярди років. Найбільш яскравим свідченням життя стали мікроскопічні скам'янілості: залишки двадцяти чотирьох видів морських рослин, що збереглися, одноклітинних, інакше відомі як планктон.
Зазвичай скам'янілості можна знайти у вапнякових породах та родовищі кремнезему, але ці «мікрофоссилії» були укладені в органічні сполуки, які залишилися напрочуд незайманими, незважаючи на екстремальні тиски та температури навколишнього середовища.
Кольське буріння було змушене припинитися через несподівано високі температури зустрічалися. Хоча температурний градієнт в надрах землі. На глибині приблизно 10000 футів температура збільшилася з високою швидкістю - досягла 180 ° C (або 356 ° F) в нижній частині отвору, на відміну від очікуваних 100 ° C (212 ° F). Також несподіваним було зменшення густини порід.
За цією точкою породи мали велику пористість і проникність: у поєднанні з високими температурами стали поводитися як пластик. Ось чому буріння практично стало неможливим.
Сховище зразків керна можна знайти у нікель-шахтарському місті Заполярний, приблизно за десять кілометрів на південь від отвору. Зі своєю амбітною місією та вкладом у геологію та біологію, Кольська понад глибока свердловина залишається найважливішою реліквією радянської науки.