Ultra duboki bunar na poluotoku Kola: povijest i tajne. Misterije Kola superdeep

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

Sada zatvoren i zapečaćen zavarenom metalnom pločom, Kola Superdeep Well je ostatak uglavnom zaboravljenih kockanja ljudske rase, usmjerenih ne na zvijezde, već na dubine Zemlje.
Kružile su glasine da je dubok bunar izbušen u pakao: iz ponora su se čuli vrisci i jauci ljudi - kao da je to razlog zatvaranja stanice i bunara. Zapravo, razlog je bio drugačiji.

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

Ovdje je pronađena najdublja rupa ikad izbušena u ime znanosti, dokaz života u prekambriju. Ljudski rod zna za daleke galaksije, ali malo zna što se nalazi pod njegovim nogama. Naravno, projekt je proizveo ogromnu količinu geoloških podataka, od kojih je većina pokazala koliko malo znamo o našem planetu.

SAD i SSSR natjecali su se za prevlast u prostornom istraživanju u svemirskoj utrci, a još jedno natjecanje bilo je između najvećih bušača dviju zemalja: američki "Projekt Mohole" na pacifičkoj obali Meksika - prekinut je 1966. zbog nedostatka sredstava; Vijeća, projekt Međuodjelskog znanstvenog vijeća za proučavanje unutrašnjosti Zemlje i ultradubokog bušenja, od 1970. do 1994. na poluotoku Kola. Proučavanje Zemlje ograničeno je na promatranja s tla i seizmičke studije, ali bušotina Kola pružila je izravan uvid u strukturu Zemljine kore.

Kola super duboka bušotina izbušena do vraga

Bušilica u Koli nikada nije naišla na sloj bazalta. Umjesto toga, granitna stijena bila je iza dvanaestog kilometra. Začudo, stijene duge mnogo kilometara zasićene su vodom. Ranije se vjerovalo da slobodna voda ne bi trebala postojati na tako velikim dubinama.

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

Fosili se obično nalaze u vapnenačkim stijenama i naslagama silicijevog dioksida, ali ti "mikrofosili" bili su ugrađeni u organske spojeve koji su ostali neoštećeni unatoč ekstremnim pritiscima i temperaturama okoliša.

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

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

Danas je znanstveno istraživanje čovječanstva doseglo granice Sunčevog sustava: spustili smo svemirske letjelice na planete, njihove satelite, asteroide, komete, poslali misije u Kuiperov pojas i prešli granicu heliopauze. Uz pomoć teleskopa vidimo događaje koji su se dogodili prije 13 milijardi godina – kada je Svemir bio star samo nekoliko stotina milijuna godina. U tom kontekstu, zanimljivo je procijeniti koliko dobro poznajemo našu Zemlju. Najbolji način da saznate njegovu unutarnju strukturu je bušenje bunara: što dublje, to bolje. Najdublja bušotina na Zemlji je Kola Superdeep ili SG-3. Godine 1990. njegova je dubina dosegla 12 kilometara 262 metra. Usporedite li ovu brojku s polumjerom našeg planeta, ispada da je to samo 0,2 posto puta do središta Zemlje. Ali i to je bilo dovoljno da promijeni ideje o strukturi zemljine kore.

Ako bunar zamislite kao okno kroz koje se liftom možete spustiti u dubinu zemlje ili barem nekoliko kilometara, onda to uopće nije tako. Promjer alata za bušenje kojim su inženjeri napravili bušotinu bio je samo 21,4 centimetra. Gornji dio bunara od dva kilometra malo je širi - proširen je na 39,4 centimetra, ali i dalje čovjek ne može doći tamo. Da zamislimo proporcije bunara, najbolja analogija bila bi šivaća igla od 57 metara promjera 1 milimetar, nešto deblja na jednom kraju.

Dijagram bunara

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

Horizontalna (lijevo) i okomita projekcija putanje SG-3

Yu.N. Yakovlev i sur. / Bilten Znanstvenog centra Kola Ruske akademije znanosti, 2014

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

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

Kako je izbušena super duboka bušotina?

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

Bušenje je počelo 1970. Prvi dio bušotine izbušen je serijskom opremom Uralmash-4E - obično se koristila za bušenje naftnih bušotina. Modifikacija instalacije omogućila je dosezanje dubine od 7 kilometara 263 metra. Trajalo je četiri godine. Zatim je instalacija promijenjena u Uralmash-15000, nazvanu prema planiranoj dubini bušotine - 15 kilometara. Nova oprema za bušenje dizajnirana je posebno za superdubinu Kola: bušenje na tako velikim dubinama zahtijevalo je ozbiljne izmjene opreme i materijala. Na primjer, samo težina bušaćeg niza na dubini od 15 kilometara dosegnula je 200 tona. Sama instalacija mogla je podizati terete do 400 tona.

Bušaća kolona sastoji se od međusobno povezanih cijevi. Uz njegovu pomoć inženjeri spuštaju alat za bušenje na dno bušotine, a također osigurava njegov rad. Na kraju stupa ugrađene su posebne 46-metarske turbobušilice koje pokreće strujanje vode s površine. Omogućili su rotaciju alata za drobljenje stijena odvojeno od cijele kolone.

Svrdla kojima se bušaća kolona zabijala u granit dočaravaju futurističke dijelove robota - nekoliko rotirajućih diskova s ​​šiljcima povezanih s turbinom na vrhu. Jedno takvo svrdlo bilo je dovoljno za samo četiri sata rada - to otprilike odgovara prijelazu od 7-10 metara, nakon čega se cijela bušaća kolona mora podići, rastaviti i zatim ponovno spustiti. Sami konstantni silazi i usponi trajali su i do 8 sati.

Čak su se i cijevi za stup u Kola Superdeep Pipe morale koristiti na neobičan način. Na dubini se temperatura i tlak postupno povećavaju, a, kako kažu inženjeri, na temperaturama iznad 150-160 stupnjeva čelik serijskih cijevi omekšava i manje je sposoban izdržati opterećenja od više tona - zbog toga je vjerojatnost opasnih deformacija i povećava se lom stupca. Stoga su programeri odabrali lakše aluminijske legure otporne na toplinu. Svaka od cijevi imala je duljinu od oko 33 metra i promjer od oko 20 centimetara - nešto uži od samog bunara.

Međutim, čak ni posebno razvijeni materijali nisu mogli izdržati uvjete bušenja. Nakon prve dionice od sedam kilometara, za daljnje bušenje do granice od 12.000 metara bilo je potrebno gotovo deset godina i više od 50 kilometara cijevi. Inženjeri su se suočili s činjenicom da ispod sedam kilometara stijene postaju manje guste i lomljene - viskozne za bušilicu. Osim toga, sama bušotina je izobličila svoj oblik i postala eliptična. Zbog toga se stup nekoliko puta slomio, a kako ga nisu mogli podići, inženjeri su bili prisiljeni betonirati krak bunara i ponovno bušiti okno, čime su izgubljene godine rada.

Jedna od tih velikih nesreća natjerala je bušače 1984. da betoniraju krak bušotine koja je dosegla dubinu od 12.066 metara. Bušenje je moralo ponovno započeti od oznake 7 kilometara. Tome je prethodila pauza u radu s bušotinom - u tom trenutku deklasificirano je postojanje SG-3, au Moskvi je održan međunarodni geološki kongres Geoexpo, čiji su delegati posjetili nalazište.

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

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

Superduboka znanstvena misija

Slika seizmičkih ispitivanja na SG-3

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

Bušotina je proučavana korištenjem čitavog niza geoloških i geofizičkih metoda, od prikupljanja jezgre (stupac stijena koji odgovara zadanim dubinama) do radijacijskih i seizmoloških mjerenja. Na primjer, jezgra je izvađena pomoću prijemnika jezgri s posebnim svrdlima - izgledaju poput cijevi s nazubljenim rubovima. U središtu ovih cijevi nalaze se rupe od 6-7 centimetara gdje kamen pada.

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

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

Mikrofotografija stijena izvađenih s dubine od 8028 metara

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

Studije materijala izvučenog iz bušotine dovele su do nekoliko važnih zaključaka. Prvo, struktura zemljine kore ne može se pojednostaviti na sastav od nekoliko slojeva. Na to su prethodno ukazivali seizmološki podaci - geofizičari su vidjeli valove koji kao da se reflektiraju od glatke granice. Studije na SG-3 pokazale su da se takva vidljivost može pojaviti i kod složene distribucije stijena.

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

Među znanstvenim rezultatima bilo je i primijenjenih - primjerice, na malim dubinama geolozi su pronašli horizont ruda bakra i nikla pogodan za rudarenje. A na dubini od 9,5 kilometara otkriven je sloj geokemijske anomalije zlata - u stijeni su bila prisutna zrnca samorodnog zlata veličine mikrometra. Koncentracije su dosezale i do gram po toni stijene. No, malo je vjerojatno da će rudarenje s takvih dubina ikada biti isplativo. Ali samo postojanje i svojstva zlatonosnog sloja omogućili su razjašnjenje modela evolucije minerala – petrogeneze.

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

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

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

Pokazalo se da superduboka bušotina Kola nije nalik drugim bušotinama - na primjer, pri analizi oslobađanja topline stijena Ukrajinskog kristalnog štita i batolita Sierra Nevade, geolozi su pokazali da se oslobađanje topline smanjuje s dubinom. U SG-3, naprotiv, rasla je. Štoviše, mjerenja su pokazala da je glavni izvor topline, koji osigurava 45-55 posto protoka topline, raspad radioaktivnih elemenata.

Unatoč činjenici da se dubina bunara čini kolosalnom, ona ne doseže ni trećinu debljine zemljine kore u Baltičkom štitu. Geolozi procjenjuju da se baza zemljine kore na ovom području proteže otprilike 40 kilometara ispod zemlje. Stoga, čak i da je SG-3 dosegao planiranih 15 kilometara prekida, još uvijek ne bismo stigli do plašta.

Ambiciozan je to zadatak koji su si američki znanstvenici postavili razvijajući projekt Mohol. Geolozi su planirali doći do granice Mohorovičića - podzemnog područja gdje dolazi do oštre promjene u brzini širenja zvučnih valova. Vjeruje se da je povezan s granicom između kore i plašta. Vrijedno je napomenuti da su bušači odabrali dno oceana u blizini otoka Guadalupe kao mjesto za bušotinu - udaljenost do granice bila je samo nekoliko kilometara. Međutim, dubina samog oceana ovdje je dosegla 3,5 kilometara, što je značajno kompliciralo operacije bušenja. Prvi testovi u 1960-ima omogućili su geolozima bušenje bušotina samo do 183 metra.

Nedavno je postalo poznato o planovima oživljavanja projekta dubokog oceanskog bušenja uz pomoć istraživačkog broda za bušenje JOIDES Resolution. Geolozi su kao novu metu odabrali točku u Indijskom oceanu, nedaleko od Afrike. Tu je dubina Mohorovičićeve granice svega oko 2,5 kilometara. U prosincu 2015. - siječnju 2016. geolozi su uspjeli izbušiti bušotinu duboku 789 metara - petu najveću podvodnu bušotinu na svijetu. Ali ova vrijednost je samo polovica onoga što je bilo potrebno u prvoj fazi. Ipak, tim se planira vratiti i dovršiti započeto.

***

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

Stoga ne bismo trebali biti uznemireni time koliko slabo poznajemo "unutrašnjost" vlastitog planeta. Geolozi imaju vlastite teleskope - seizmička istraživanja - i svoje ambiciozne planove za osvajanje podzemlja. I ako su astronomi već uspjeli dotaknuti značajan dio nebeskih tijela u Sunčevom sustavu, onda za geologe najzanimljivije stvari tek predstoje.

Vladimir Koroljov

Na dubini od 410-660 kilometara ispod površine Zemlje nalazi se 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 superduboka bušotina Kola (SG-3), koja je i 24 godine nakon prestanka bušenja ostala najdublja na svijetu. Zašto je bušen i do kojih otkrića je pomogao, govori Lenta.ru.

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

U svibnju 1970., na sjeveru Murmanske regije, 10 kilometara od grada Zapolyarny, počelo je bušenje na superdubokoj bušotini Kola. Kao što se i očekivalo, to se poklopilo sa stogodišnjicom Lenjinova rođenja. Za razliku od drugih ultra dubokih bušotina, SG-3 je bušena isključivo u znanstvene svrhe, a čak je organizirana i posebna geološka istraživačka ekspedicija.

Odabrana lokacija za bušenje bila je jedinstvena: upravo na Baltičkom štitu u području poluotoka Kola drevne stijene izlaze na površinu. Starost mnogih od njih doseže tri milijarde godina (sam planet je star 4,5 milijardi godina). Osim toga, tu je i korito rascjepa Pechenga-Imandra-Varzuga - 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 učinjeno ništa neobično: korištena je ista instalacija kao i za proizvodnju nafte i plina. Zatim je bušotina cijelu godinu mirovala: instalacija je preinačena za turbinsko bušenje. Nakon nadogradnje bilo je moguće bušiti približno 60 metara mjesečno.

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

No, neopreznim rukovanjem bušilicom u rudniku je ostala dionica duga pet kilometara. Pokušavali su je dobiti nekoliko mjeseci, ali bezuspješno. Odlučeno je da se ponovno počne bušiti s dubine od sedam kilometara. Zbog složenosti operacije nije bušeno samo glavno deblo, već i četiri dodatna. Bilo je potrebno šest godina da se obnove izgubljeni metri: 1990. godine bušotina je dosegla dubinu od 12.262 metra, postavši najdublja na svijetu.

Dvije godine kasnije bušenje je prekinuto, bušotina je naknadno zatvorena i zapravo napuštena.

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

Znanstvenici ne samo da su otišli dublje u Zemlju, već su i podigli uzorke stijena i jezgre za analizu. Usput, oni su proučavali lunarno tlo i otkrili da njegov sastav gotovo u potpunosti odgovara stijenama izvađenim iz bušotine Kola s dubine od oko tri kilometra.

Na dubini od preko devet kilometara naišli su na naslage minerala, uključujući i zlato: u sloju olivina ima ga čak 78 grama po toni. A to i nije tako malo - iskopavanje zlata smatra se mogućim s 34 grama po toni. Ugodno iznenađenje za znanstvenike, kao i za obližnje postrojenje, bilo je otkriće novog rudnog horizonta bakreno-nikalnih ruda.

Između ostalog, istraživači su saznali da se graniti ne pretvaraju u super-jak bazaltni sloj: zapravo, iza njega su bili arhejski gnajsi, koji se tradicionalno klasificiraju kao razlomljene stijene. To je proizvelo svojevrsnu revoluciju u geološkoj i geofizičkoj znanosti i potpuno promijenilo tradicionalne predodžbe o unutrašnjosti Zemlje.

Još jedno ugodno iznenađenje je otkriće na dubini od 9-12 kilometara visoko poroznih razlomljenih stijena, zasićenih visoko mineraliziranim vodama. Prema znanstvenicima, oni su odgovorni za nastanak ruda, no prije se vjerovalo da se to događa samo na puno manjim dubinama.

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

U dubokim slojevima starim više od 2,8 milijardi godina znanstvenici su pronašli 14 vrsta fosiliziranih mikroorganizama. To je omogućilo pomicanje vremena nastanka života na planetu prije jednu i pol milijardu godina. Istraživači su također otkrili da na dubinama nema sedimentnih stijena i da postoji metan, čime je zauvijek pokopana teorija o biološkom podrijetlu ugljikovodika.

Superduboka bušotina Kola je najdublja bušotina na svijetu (od 1979. do 2008.) Nalazi se u regiji Murmansk, 10 kilometara zapadno od grada Zapolyarny, na području geološkog Baltičkog štita. Dubina mu je 12.262 metra. Za razliku od drugih ultradubokih bušotina koje su rađene za proizvodnju nafte ili geološka istraživanja, SG-3 je bušena isključivo radi proučavanja litosfere u području gdje je Mohorovičićeva granica. (skraćeno Moho granica) je donja granica zemljine kore, na kojoj dolazi do naglog porasta brzina longitudinalnih seizmičkih valova.

Superduboka bušotina Kola položena je u čast 100. godišnjice Lenjinova rođenja 1970. godine. Slojevi sedimentnih stijena do tada su bili dobro proučeni tijekom proizvodnje nafte. Zanimljivije je bilo bušiti tamo gdje na površinu izlaze vulkanske stijene stare oko 3 milijarde godina (za usporedbu: starost Zemlje procjenjuje se na 4,5 milijardi godina). Za potrebe rudarenja, takve se stijene rijetko buše dublje od 1-2 km. Pretpostavljalo se da će već na dubini od 5 km granitni sloj biti zamijenjen bazaltnim.Bušotina je 6. lipnja 1979. oborila rekord od 9583 metra, koji je prethodno držala bušotina Bertha-Rogers (naftna bušotina u Oklahoma). U najboljim godinama na superdubokoj bušotini Kola radilo je 16 istraživačkih laboratorija, koje je osobno nadzirao ministar geologije SSSR-a.

Iako se očekivalo da će se otkriti jasna granica između granita i bazalta, u jezgri su po cijeloj dubini pronađeni samo graniti. Međutim, zbog visokotlačni komprimirani graniti uvelike su promijenili svoja fizikalna i akustička svojstva.U pravilu se podignuta jezgra raspala od aktivnog ispuštanja plina u kašu, jer nije mogla izdržati naglu promjenu tlaka. Čvrsti komad jezgre bilo je moguće izvaditi samo vrlo polaganim podizanjem svrdla, kada je “višak” plina, još pod visokim tlakom, uspio pobjeći iz stijene.Gustoća pukotina na velikim dubinama, za razliku od očekivanja, povećana. Na dubini je također bila prisutna voda koja je ispunjavala pukotine.

Zanimljivo je da su mnogi znanstvenici, kada je 1984. godine u Moskvi održan Međunarodni geološki kongres, na kojem su predstavljeni prvi rezultati istraživanja bušotine, u šali predlagali da se ona odmah zatrpa jer uništava sve ideje o strukturi zemljine kore. . Doista, neobičnosti su počele već u prvim fazama prodiranja. Na primjer, teoretičari su, čak i prije početka bušenja, obećavali da će temperatura Baltičkog štita ostati relativno niska do dubine od najmanje 5 kilometara, temperatura okoline prelazi 70 stupnjeva Celzijevih, na sedam - preko 120 stupnjeva, a na na dubini od 12 bilo je vruće jače od 220 stupnjeva - 100 stupnjeva više od predviđenog. Bušači Kola doveli su u pitanje teoriju o slojevitoj strukturi zemljine kore – barem u intervalu do 12.262 metra.

"Imamo najdublju rupu na svijetu - ovako je treba iskoristiti!" - gorko uzvikuje David Guberman, stalni direktor Centra za istraživanje i proizvodnju Kola Superdeep. U prvih 30 godina Kola Superdeep, sovjetski, a potom i ruski znanstvenici probili su se do dubine od 12.262 metra. Ali od 1995. bušenje je zaustavljeno: nije bilo tko financirati projekt. Ono što je dodijeljeno u okviru UNESCO-vih znanstvenih programa dovoljno je samo za održavanje stanice za bušenje u radnom stanju i proučavanje prethodno izvađenih uzoraka stijena.

Huberman se sa žaljenjem prisjeća koliko se znanstvenih otkrića dogodilo u Kola Superdeepu. Doslovno svaki metar bio je otkriće. Bušotina je pokazala da su gotovo sva naša dosadašnja znanja o građi zemljine kore netočna. Ispostavilo se da Zemlja uopće nije poput kolača.

Još jedno iznenađenje: ispostavilo se da je život na planeti Zemlji nastao 1,5 milijardi godina ranije nego što se očekivalo. Na dubinama za koje se vjerovalo da nema organske tvari otkriveno je 14 vrsta fosiliziranih mikroorganizama - starost dubokih slojeva premašila je 2,8 milijardi godina. Na još većim dubinama, gdje više nema sedimenata, metan se pojavio u ogromnim koncentracijama. Time je potpuno i potpuno uništena teorija o biološkom podrijetlu ugljikovodika kao što su nafta i plin.Bilo je gotovo fantastičnih senzacija. Kada je kasnih 70-ih godina sovjetska automatska svemirska postaja donijela 124 grama Mjesečevog tla na Zemlju, istraživači Znanstvenog centra Kola otkrili su da je ono bilo kao dva graška u mahuni za uzorke s dubine od 3 kilometra. I pojavila se hipoteza: mjesec se odvojio od poluotoka Kola. Sada se traži gdje točno. Inače, Amerikanci, koji su s Mjeseca donijeli pola tone zemlje, s tim nisu učinili ništa smisleno. Stavljeni su u hermetičke spremnike i ostavljeni za istraživanje budućim generacijama.

Sasvim neočekivano za sve, potvrdila su se predviđanja Alekseja Tolstoja iz romana “Hiperboloid inženjera Garina”. Na dubini od preko 9,5 kilometara otkrivena je prava riznica svih vrsta minerala, a posebno zlata. Pravi olivinski sloj, koji je pisac sjajno predvidio. Sadrži 78 grama zlata po toni. Inače, industrijska proizvodnja moguća je u koncentraciji od 34 grama po toni. No, što je najiznenađujuće, na još većim dubinama, gdje više nema sedimentnih stijena, prirodni plin metan bio je nalaze u ogromnim koncentracijama. Time je potpuno i potpuno uništena teorija o biološkom podrijetlu ugljikovodika poput nafte i plina

Uz bušotinu Kola bile su povezane ne samo znanstvene senzacije, već i misteriozne legende, od kojih se većina nakon provjere pokazala kao izmišljotina novinara. Prema jednom od njih, primarni izvor informacija (1989.) bila je američka televizijska kuća Trinity Broadcasting Network, koja je pak priču preuzela iz izvješća finskih novina. Navodno su prilikom bušenja bušotine, na dubini od 12 tisuća metara, mikrofoni znanstvenika snimili vriske i jauke.) Novinari, ni ne razmišljajući da je jednostavno nemoguće umetnuti mikrofon na toliku dubinu (kakav uređaj za snimanje zvuka može raditi na temperaturama iznad dvjesto stupnjeva?) pisao o tome da su bušilice čule "glas iz podzemlja".

Nakon ovih publikacija, superduboku bušotinu Kola počeli su nazivati ​​"putem u pakao", tvrdeći da je svaki novi izbušeni kilometar zemlji donosio nesreću, a kada su bušilice bušile trinaest tisuća metara, SSSR se raspao. Pa, kada je bušotina izbušena do dubine od 14,5 km (što se zapravo nije dogodilo), odjednom su naišli na neobične praznine. Zaintrigirani ovim neočekivanim otkrićem, bušači su poslali mikrofon koji može raditi na ekstremno visokim temperaturama i druge senzore. Temperatura unutra je navodno dosezala 1100 °C - vladala je vrelina vatrenih komora, u kojima su se navodno čuli ljudski krici.

Ova legenda još uvijek luta beskrajnim prostranstvima interneta, nadživjevši i samog krivca ovih tračeva - bunar Kola. Radovi na njemu obustavljeni su još 1992. godine zbog nedostatka financijskih sredstava. Do 2008. godine bio je u stanju naftalina. Godinu dana kasnije donesena je konačna odluka da se odustane od nastavka istraživanja te da se cijeli istraživački kompleks demontira i bušotina “zatrpa”. Konačno napuštanje bunara dogodilo se u ljeto 2011. godine.
Dakle, kao što vidite, ovaj put znanstvenici nisu uspjeli doći do plašta i ispitati ga. Međutim, to ne znači da bušotina Kola nije ništa dala znanosti - naprotiv, okrenula je sve njihove ideje o strukturi zemljine kore naglavačke.

REZULTATI

Zadaci postavljeni u projektu ultradubokog bušenja su ispunjeni. Razvijena je i stvorena posebna oprema i tehnologija za ultraduboko bušenje, kao i za proučavanje bušotina izbušenih na velikim dubinama. Dobili smo podatke, reklo bi se, “iz prve ruke” o agregatnom stanju, svojstvima i sastavu stijena u njihovoj prirodnoj pojavi i to od jezgre do dubine od 12.262 m. Bušotina je dala izvrstan dar domovini na malim dubinama - u rasponu od 1,6-1,8 kilometara. Tamo su otvorene industrijske rude bakra i nikla - otkriven je novi rudni horizont. I vrlo zgodno, jer lokalna tvornica nikla već ostaje bez rude.

Kao što je gore navedeno, geološka prognoza dijela bušotine nije se ostvarila. Očekivana slika prvih 5 km u bušotini protezala se čak 7 km, a onda su se pojavile potpuno neočekivane stijene. Bazalti predviđeni na dubini od 7 km nisu pronađeni, čak ni kad su pali na 12 km. Očekivalo se da je granica koja daje najveću refleksiju tijekom seizmičkog sondiranja razina na kojoj se graniti pretvaraju u izdržljiviji bazaltni sloj. U stvarnosti se pokazalo da se tu nalaze manje čvrste i manje guste razlomljene stijene - arhejski gnajsovi. Ovo se uopće nije očekivalo. A to je temeljno nova geološka i geofizička informacija, koja nam omogućuje drugačije tumačenje podataka dubokih geofizičkih istraživanja.

Podaci o procesu stvaranja rude u dubokim slojevima zemljine kore također su se pokazali neočekivanim i fundamentalno novim. Tako su na dubinama od 9-12 km naišle na visoko porozne raspucane stijene zasićene visokomineraliziranim podzemnim vodama. Ove vode su jedan od izvora stvaranja ruda. Ranije se vjerovalo da je to moguće samo na znatno manjim dubinama. U tom je intervalu pronađen povećani sadržaj zlata u jezgri - do 1 g po 1 toni stijene (koncentracija koja se smatra pogodnom za industrijski razvoj). Ali hoće li ikada biti isplativo vaditi zlato iz tolike dubine?

Također su se promijenile ideje o toplinskom režimu zemljine unutrašnjosti i dubokoj raspodjeli temperatura u područjima bazaltnih štitova. Na dubini većoj od 6 km dobiven je temperaturni gradijent od 20°C po 1 km umjesto očekivanih (kao u gornjem dijelu) 16°C po 1 km. Otkriveno je da je polovica toplinskog toka radiogenog podrijetla.

Dubine zemlje sadrže isto toliko misterija koliko i golema prostranstva svemira. Upravo to misle neki znanstvenici i djelomično su u pravu, jer ljudi još uvijek ne znaju točno što nam je pod nogama, duboko pod zemljom.Tijekom čitavog postojanja zemaljske civilizacije uspjeli smo otići dublje u planetu nešto više od 10 kilometara. Ovaj rekord postavljen je davne 1990. godine i trajao je do 2008. godine, nakon čega je više puta ažuriran. Godine 2008. izbušena je Maersk Oil BD-04A, nagnuta naftna bušotina duga 12.290 metara (naftni bazen Al Shaheen u Kataru). U siječnju 2011. na polju Odoptu-Sea (projekt Sahalin-1) izbušena je nagnuta naftna bušotina dubine 12 345 metara. Rekord dubine bušenja trenutno pripada bušotini Z-42 polja Chayvinskoye, čija je dubina 12.700 metara.

Godine 1970., točno na Lenjinov 100. rođendan, sovjetski znanstvenici započeli su jedan od najambicioznijih projekata našeg vremena. Na poluotoku Kola, deset kilometara od sela Zapolyarny, započelo je bušenje bunara, koji se kao rezultat pokazao najdubljim na svijetu i ušao u Guinnessovu knjigu rekorda.

Grandiozni znanstveni projekt traje već više od dvadeset godina. Donio je mnoga zanimljiva otkrića, ušao u povijest znanosti i na kraju skupio toliko legendi, glasina i tračeva da bi bilo dovoljno za više od jednog horor filma.

SSSR. poluotok Kola. 1. listopada 1980. godine. Napredne bušilice koje su dosegle rekordnu dubinu od 10 500 metara

ulaz u pakao

Tijekom svog vrhunca, mjesto bušenja na poluotoku Kola bilo je kiklopska građevina visoka kao zgrada od 20 katova. Ovdje je radilo do tri tisuće ljudi po smjeni. Tim su vodili vodeći geolozi zemlje. Bušilica je izgrađena u tundri deset kilometara od sela Zapolyarny, au polarnoj noći blistala je svjetlima poput svemirskog broda.

Kad se sav taj sjaj odjednom zatvorio i svjetla ugasila, odmah su se počele širiti glasine. Po svim mjerama, bušenje je bilo izvanredno uspješno. Nitko na svijetu nikada nije uspio dosegnuti takvu dubinu - sovjetski geolozi spustili su bušilicu više od 12 kilometara.

Iznenadni kraj uspješnog projekta činio se apsurdnim kao i činjenica da su Amerikanci zatvorili program letova na Mjesec. Vanzemaljci su okrivljeni za propast lunarnog projekta. U problemima Kola Superdeep-a postoje đavoli i demoni.

Popularna legenda kaže da je bušilica više puta izvučena iz velikih dubina rastopljena. Za to nije bilo fizičkih razloga - temperatura pod zemljom nije prelazila 200 stupnjeva Celzijusa, a bušilica je bila projektirana za tisuću stupnjeva. Zatim su audio senzori navodno počeli hvatati neke jauke, krike i uzdahe. Dispečeri koji su pratili očitanja instrumenata žalili su se na osjećaje panike i tjeskobe.

Prema legendi, pokazalo se da su geolozi bušili do pakla. Uzdisaji grešnika, ekstremno visoke temperature, atmosfera užasa na bušotini - sve je to objasnilo zašto su svi radovi na Kola superdeepu iznenada prekinuti.

Mnogi su bili skeptični prema ovim glasinama. Međutim, 1995. godine, nakon prekida radova, na bušilici je došlo do snažne eksplozije. Nitko nije shvaćao što bi tamo moglo eksplodirati, čak ni voditelj cijelog projekta, ugledni geolog David Guberman.

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

Podzemni mjesec

Zapravo, cijelu priču s “bunarom do vraga” izmislili su finski novinari do 1. travnja. Njihov komični članak ponovno su objavile američke novine, a patka je odletjela u mase. Dugotrajno bušenje superdubokog rezervoara Kola odvijalo se bez imalo mistike. Ali ono što se tamo dogodilo u stvarnosti bilo je zanimljivije od bilo koje legende.

Za početak, ultraduboko bušenje po definiciji je bilo osuđeno na brojne nesreće. Pod jarmom golemog pritiska (do 1000 atmosfera) i visokih temperatura, bušilice nisu mogle izdržati, bušotina je bila začepljena, cijevi koje su ojačavale 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 granicu od 12 kilometara. Ti su rezultati svečano objavljeni u Moskvi na Međunarodnom geološkom kongresu. Geolozi iz cijelog svijeta dovedeni su na poluotok Kola, pokazana im je bušilica i uzorci stijena iskopani na fantastičnoj dubini kakvu čovječanstvo nikada prije nije doseglo.

Nakon slavlja nastavljeno je bušenje. No, prekid rada pokazao se kobnim. Godine 1984. dogodila se najveća nesreća prilikom bušenja. Čak pet kilometara cijevi otkačilo se i začepilo bunar. Bilo je nemoguće nastaviti s bušenjem. Pet godina rada izgubljeno je preko noći.

Morali smo nastaviti s bušenjem od oznake 7 kilometara. Tek 1990. godine geolozi su ponovno uspjeli prijeći 12 kilometara. 12.262 metra - ovo je konačna dubina bušotine Kola.

Ali paralelno sa strašnim nesrećama, događala su se i nevjerojatna otkrića. Duboko bušenje je poput vremeplova. Na poluotoku Kola, najstarije stijene se približavaju površini, njihova starost prelazi 3 milijarde godina. Idući dublje, znanstvenici su stekli jasno razumijevanje onoga što se dogodilo na našem planetu tijekom njegove mladosti.

Prije svega, pokazalo se da tradicionalni dijagram geološkog presjeka koji su sastavili znanstvenici ne odgovara stvarnosti. “Do 4 kilometra sve je išlo po teoriji, a onda je počeo smak svijeta”, rekao je kasnije Huberman

Prema izračunima, bušenjem sloja granita trebalo se doći do još tvrđih, bazaltnih stijena. Ali bazalta nije bilo. Nakon granita dolazilo je rastresito slojevito kamenje, koje se neprestano mrvilo i otežavalo dublje kretanje.

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

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

Ali najfantastičnije otkriće dogodilo se kasnih 1970-ih, kada je sovjetska lunarna postaja donijela uzorke Mjesečevog tla. Geolozi su bili zaprepašteni kada su vidjeli da se njegov sastav potpuno poklapa sa sastavom stijena koje su iskopali na dubini od 3 kilometra. Kako je ovo moguće?

Činjenica je da jedna od hipoteza o postanku Mjeseca sugerira da se prije nekoliko milijardi godina Zemlja sudarila s nekim nebeskim tijelom. Kao rezultat sudara, komad se odlomio od našeg planeta i pretvorio u satelit. Možda je ovaj komad nastao na području sadašnjeg poluotoka Kola.

Konačni

Pa zašto su zatvorili superduboki naftovod Kola?

Prvo su ispunjeni glavni ciljevi znanstvene ekspedicije. Stvorena je jedinstvena oprema za bušenje na velikim dubinama, testirana u ekstremnim uvjetima i značajno poboljšana. Prikupljeni uzorci stijena su detaljno pregledani i opisani. Bunar Kola pomogao je boljem razumijevanju strukture zemljine kore i povijesti našeg planeta.

Drugo, samo vrijeme nije bilo pogodno za tako ambiciozne projekte. Godine 1992. obustavljeno je financiranje znanstvene ekspedicije. Zaposlenici su dali otkaz i otišli kući. Ali čak i danas, grandiozna zgrada bušilice i tajanstveni bunar impresivni su svojim razmjerima.

Ponekad se čini da Kola Superdeep još nije iscrpio svu zalihu svojih čuda. U to je bio siguran i šef poznatog projekta. "Imamo najdublju rupu na svijetu - moramo je iskoristiti!" - uzviknuo je David Huberman.