Fântână ultra-profundă pe Peninsula Kola: istorie și secrete. Misterele superadâncului Kola

Cea mai mare mină din lume din îndepărtata Peninsula Kola, în nordul Rusiei. Pe fundalul ruinelor ruginite ale unei stații de cercetare abandonate se află cea mai adâncă gaură din lume.

Acum închisă și sigilată cu o placă de metal sudată, Kola Superdeep Well este o rămășiță a pariurilor uitate în mare parte ale rasei umane, care vizează nu stele, ci adâncurile Pământului.
Au existat zvonuri că o fântână adâncă ar fi fost forată în iad: din prăpastie se auzeau țipete și gemete de oameni – de parcă acesta ar fi fost motivul închiderii stației și a fântânii. De fapt, motivul a fost altul.

Orașul Mirny este cunoscut pentru cea mai mare mină din lume: o fântână adâncă din Peninsula Kola este cea mai mare gaură artificială din lume. 1722 m - adâncime, atât de adânc încât toate zborurile deasupra ei au fost interzise deoarece prea multe elicoptere s-au prăbușit din cauza aspirației în gaură.

Cea mai adâncă gaură făcută vreodată în numele științei, dovezi ale vieții precambriene au fost găsite aici. Rasa umană știe despre galaxiile îndepărtate, dar puțin știe ce se află sub picioarele ei. Desigur, proiectul a produs o cantitate imensă de date geologice, dintre care majoritatea au arătat cât de puține știm despre planeta noastră.

SUA și URSS s-au întrecut pentru supremația explorării spațiale în cursa spațială, iar o altă competiție a fost între cei mai mari foratori ai celor două țări: „Proiectul Mohole” american de pe coasta Pacificului din Mexic – a fost întrerupt în 1966 din cauza lipsei de finanțare; Councils, un proiect al Consiliului Științific Interdepartamental pentru Studiul Interiorului Pământului și Forajelor Ultra-Adânci, din 1970 până în 1994 în Peninsula Kola. Studiul Pământului se limitează la observații la sol și studii seismice, dar fântâna Kola a oferit o privire directă asupra structurii scoarței terestre.

Kola Super Deep Well forat to Hell

Forajul de pe Kola nu a întâlnit niciodată un strat de bazalt. În schimb, stânca de granit s-a dovedit a fi dincolo de al doisprezecelea kilometru. Este destul de surprinzător că stâncile de mulți kilometri sunt saturate cu apă. Anterior se credea că apa liberă nu ar trebui să existe la atât de mari adâncimi.

Dar cea mai intrigantă descoperire este descoperirea activității biologice în roci care au mai mult de două miliarde de ani. Cele mai izbitoare dovezi ale vieții au provenit din fosilele microscopice: rămășițele conservate a douăzeci și patru de specii de plante marine unicelulare, altfel cunoscute sub numele de plancton.

Fosilele se găsesc de obicei în roci de calcar și depozite de silice, dar aceste „microfosile” au fost încorporate în compuși organici care au rămas remarcabil de intacți în ciuda presiunilor și temperaturilor extreme ale mediului.

Forajul Kola a fost forțat să se oprească din cauza temperaturilor neașteptat de ridicate întâlnite. În timp ce gradientul de temperatură în intestinele pământului. La o adâncime de aproximativ 10.000 de picioare, temperatura a crescut într-un ritm rapid, ajungând la 180 °C (sau 356 °F) în partea de jos a găurii, spre deosebire de 100 °C (212 °F). De asemenea, neașteptată a fost scăderea densității rocii.
Dincolo de acest punct, rocile aveau porozitate și permeabilitate mai mari: combinate cu temperaturile ridicate, au început să se comporte ca plasticul. Acesta este motivul pentru care forarea a devenit practic imposibilă.

Un depozit de probe de miez poate fi găsit în orașul miner de nichel Zapolyarny, la aproximativ zece kilometri sud de gaură. Cu misiunea sa ambițioasă și contribuțiile la geologie și biologie, fântâna Kola Superdeep rămâne cea mai importantă relicvă a științei sovietice.

Astăzi, cercetările științifice ale omenirii au ajuns la granițele sistemului solar: am aterizat nave spațiale pe planete, sateliții lor, asteroizi, comete, am trimis misiuni în centura Kuiper și am trecut granița heliopauzei. Cu ajutorul telescoapelor, vedem evenimente care au avut loc acum 13 miliarde de ani - când Universul avea doar câteva sute de milioane de ani. În acest context, este interesant să evaluăm cât de bine ne cunoaștem Pământul. Cea mai bună modalitate de a-i afla structura internă este să forați un puț: cu cât mai adânc, cu atât mai bine. Cea mai adâncă fântână de pe Pământ este Kola Superdeep Well, sau SG-3. În 1990, adâncimea sa a ajuns la 12 kilometri 262 de metri. Dacă comparați această cifră cu raza planetei noastre, se dovedește că aceasta este doar 0,2% din drumul până la centrul Pământului. Dar chiar și acest lucru a fost suficient pentru a schimba ideile despre structura scoarței terestre.

Dacă vă imaginați o fântână ca un puț prin care puteți coborî cu liftul în chiar adâncurile pământului, sau cel puțin câțiva kilometri, atunci nu este deloc așa. Diametrul instrumentului de foraj cu care inginerii au creat puțul a fost de numai 21,4 centimetri. Secțiunea superioară de doi kilometri a puțului este puțin mai largă - a fost extinsă la 39,4 centimetri, dar totuși nu există nicio modalitate ca o persoană să ajungă acolo. Pentru a ne imagina proporțiile fântânii, cea mai bună analogie ar fi un ac de cusut de 57 de metri cu un diametru de 1 milimetru, puțin mai gros la un capăt.

Ei bine diagrama

Dar și această reprezentare va fi simplificată. În timpul forajului, la sondă au avut loc mai multe accidente - o parte a șirului de foraj a ajuns în subteran fără a fi capabilă să o scoată. Prin urmare, fântâna a fost reluată de mai multe ori, de la semne de șapte și nouă kilometri. Sunt patru ramuri mari și vreo duzină de mici. Ramurile principale au adâncimi maxime diferite: două dintre ele trec marcajul de 12 kilometri, alte două nu ajung la el cu doar 200-400 de metri. Rețineți că adâncimea șanțului Marianei este cu un kilometru mai mică - 10.994 de metri față de nivelul mării.

Proiecții orizontale (stânga) și verticale ale traiectoriilor SG-3

Yu.N. Yakovlev și colab. / Buletinul Centrului Științific Kola al Academiei Ruse de Științe, 2014

Mai mult, ar fi o greșeală să percepi puțul ca pe un plumb. Datorită faptului că rocile au proprietăți mecanice diferite la adâncimi diferite, burghiul a deviat spre zone mai puțin dense în timpul lucrului. Prin urmare, la scară largă, profilul Kola Superdeep arată ca un fir ușor curbat cu mai multe ramuri.

Apropiindu-ne astăzi de fântână, vom vedea doar partea superioară - o trapă de metal, înșurubat la gură cu douăsprezece șuruburi masive. Inscripția de pe ea a fost făcută cu o eroare, adâncimea corectă este de 12.262 de metri.

Cum a fost forat un puț foarte adânc?

Pentru început, trebuie menționat că SG-3 a fost inițial conceput special pentru scopuri științifice. Cercetătorii au ales pentru foraj un loc în care roci antice - vechi de până la trei miliarde de ani - au ajuns la suprafața pământului. Unul dintre argumentele în timpul explorării a fost că rocile sedimentare tinere au fost bine studiate în timpul producției de petrol și nimeni nu a forat vreodată adânc în straturi antice. În plus, existau zăcăminte mari de cupru-nichel, a căror explorare ar fi un plus util misiunii științifice a puțului.

Forajul a început în 1970. Prima parte a puțului a fost forată cu o instalație în serie Uralmash-4E - era de obicei folosită pentru forarea puțurilor de petrol. Modificarea instalației a făcut posibilă atingerea unei adâncimi de 7 kilometri 263 de metri. A durat patru ani. Apoi, instalația a fost schimbată în Uralmash-15000, numită după adâncimea planificată a puțului - 15 kilometri. Noua instalație de foraj a fost proiectată special pentru superdeep-ul Kola: forarea la adâncimi atât de mari a necesitat modificări serioase ale echipamentelor și materialelor. De exemplu, greutatea șirului de foraj singur la o adâncime de 15 kilometri a ajuns la 200 de tone. Instalația în sine ar putea ridica sarcini de până la 400 de tone.

Garnitura de foraj este formată din țevi conectate între ele. Cu ajutorul acestuia, inginerii coboară instrumentul de foraj pe fundul puțului și, de asemenea, asigură funcționarea acestuia. La capatul coloanei au fost montate turboforatoare speciale de 46 de metri, actionate de curgerea apei de la suprafata. Au făcut posibilă rotirea instrumentului de zdrobire a pietrei separat de întreaga coloană.

Bițile cu care șnurul de foraj în granit evocă părți futuriste de la un robot - mai multe discuri rotative cu vârf conectate la o turbină deasupra. Un astfel de bit a fost suficient pentru doar patru ore de lucru - aceasta corespunde aproximativ unui pasaj de 7-10 metri, după care întreaga garnitură de foraj trebuie ridicată, dezasamblată și apoi coborâtă din nou. Coborârile și ascensiunile constante au durat până la 8 ore.

Chiar și țevile pentru coloana din Kola Superdeep Pipe au trebuit să fie folosite în moduri neobișnuite. La adâncime, temperatura și presiunea cresc treptat și, după cum spun inginerii, la temperaturi peste 150-160 de grade, oțelul țevilor în serie se înmoaie și este mai puțin capabil să reziste la sarcini de mai multe tone - din această cauză, probabilitatea deformațiilor periculoase și ruperea coloanei crește. Prin urmare, dezvoltatorii au ales aliaje de aluminiu mai ușoare și rezistente la căldură. Fiecare dintre țevi avea o lungime de aproximativ 33 de metri și un diametru de aproximativ 20 de centimetri - puțin mai îngustă decât fântâna în sine.

Cu toate acestea, chiar și materialele special dezvoltate nu au putut rezista la condițiile de foraj. După prima secțiune de șapte kilometri, forarea suplimentară până la 12.000 de metri a durat aproape zece ani și mai mult de 50 de kilometri de țevi. Inginerii s-au confruntat cu faptul că sub șapte kilometri rocile au devenit mai puțin dense și s-au fracturat - vâscoase pentru burghiu. În plus, sonda în sine și-a distorsionat forma și a devenit eliptică. Drept urmare, coloana s-a rupt de mai multe ori și, neputând să o ridice înapoi, inginerii au fost nevoiți să betoneze ramura puțului și să foreze din nou puțul, pierzând ani de muncă.

Unul dintre aceste accidente majore i-a obligat pe foratori în 1984 să betoneze o ramură a sondei care a atins o adâncime de 12.066 de metri. Forajul a trebuit să înceapă din nou de la marcajul de 7 kilometri. Aceasta a fost precedată de o pauză în lucrul cu fântâna - în acel moment, existența SG-3 a fost desecretizată, iar la Moscova a avut loc congresul geologic internațional Geoexpo, ai cărui delegați au vizitat situl.

Potrivit martorilor oculari ai accidentului, după reluarea lucrărilor, coloana a forat o sondă cu încă nouă metri mai jos. După patru ore de foraj, muncitorii s-au pregătit să ridice coloana înapoi, dar „nu a funcționat”. Forătorii au decis că țeava era „lipită” undeva de pereții puțului și au crescut puterea de ridicare. Sarcina a scăzut brusc. Demontând treptat coloana în lumânări de 33 de metri, muncitorii au ajuns la următoarea secțiune, terminând cu o margine inferioară neuniformă: turbofororul și încă cinci kilometri de țevi au rămas în puț, nu au putut fi ridicate.

Foratorii au reușit să atingă din nou marcajul de 12 kilometri abia în 1990, moment în care a fost stabilit recordul de scufundări - 12.262 de metri. Atunci a avut loc un nou accident, iar din 1994, lucrările la fântână au fost oprite.

Misiune științifică superdeep

Imagine cu testele seismice la SG-3

„Kola Superdeep” Ministerul Geologiei al URSS, Editura Nedra, 1984

Fântâna a fost studiată folosind o gamă întreagă de metode geologice și geofizice, de la colectarea miezului (o coloană de roci corespunzătoare adâncimii date) până la măsurători de radiații și seismologice. De exemplu, miezul a fost luat folosind receptori de miez cu burghie speciale - arată ca țevi cu margini zimțate. În centrul acestor conducte există găuri de 6-7 centimetri unde cade stânca.

Dar chiar și cu acest lucru aparent simplu (cu excepția necesității de a ridica acest nucleu de la mulți kilometri adâncime) au apărut dificultăți. Din cauza fluidului de foraj, același care a pus în mișcare burghiul, miezul s-a saturat cu lichid și și-a schimbat proprietățile. În plus, condițiile în adâncime și pe suprafața pământului sunt foarte diferite - probele s-au fisurat din cauza schimbărilor de presiune.

La diferite adâncimi, randamentul miezului a variat foarte mult. Dacă la cinci kilometri de un segment de 100 de metri se putea conta pe 30 de centimetri de miez, atunci la adâncimi de peste nouă kilometri, în loc de o coloană de rocă, geologii au primit un set de șaibe din rocă densă.

Microfotografie cu roci recuperate de la o adâncime de 8028 de metri

„Kola Superdeep” Ministerul Geologiei al URSS, Editura Nedra, 1984

Studiile materialelor recuperate din fântână au condus la câteva concluzii importante. În primul rând, structura scoarței terestre nu poate fi simplificată la o compoziție de mai multe straturi. Acest lucru a fost indicat anterior de datele seismologice - geofizicienii au văzut valuri care păreau să fie reflectate dintr-o graniță netedă. Studiile la SG-3 au arătat că o astfel de vizibilitate poate apărea și cu o distribuție complexă a rocilor.

Această presupunere a afectat proiectarea puțului - oamenii de știință se așteptau ca la o adâncime de șapte kilometri puțul să intre în roci de bazalt, dar nu s-au întâlnit nici măcar la marca de 12 kilometri. Dar în loc de bazalt, geologii au descoperit roci care aveau un număr mare de fisuri și densitate redusă, la care nu se putea aștepta deloc de la mulți kilometri adâncime. Mai mult, în fisuri au fost găsite urme de apă subterană - chiar s-a sugerat că acestea s-au format printr-o reacție directă a oxigenului și hidrogenului în grosimea Pământului.

Printre rezultatele științifice au fost și cele aplicate - de exemplu, la adâncimi mici, geologii au găsit un orizont de minereuri de cupru-nichel potrivite pentru minerit. Și la o adâncime de 9,5 kilometri, a fost descoperit un strat de anomalie geochimică de aur - granule de aur nativ de mărimea unui micrometru au fost prezente în rocă. Concentrațiile au ajuns până la un gram pe tonă de rocă. Cu toate acestea, este puțin probabil ca mineritul de la astfel de adâncimi să fie vreodată profitabil. Dar însăși existența și proprietățile stratului purtător de aur au făcut posibilă clarificarea modelelor de evoluție minerală - petrogeneza.

Separat, ar trebui să vorbim despre studii de gradienți de temperatură și radiații. Pentru acest gen de experimente se folosesc instrumente de fund, coborâte pe cabluri de sârmă. Marea problemă a fost asigurarea sincronizării acestora cu echipamentele de la sol, precum și asigurarea funcționării la adâncimi mari. De exemplu, au apărut dificultăți cu faptul că cablurile, cu o lungime de 12 kilometri, s-au întins cu aproximativ 20 de metri, ceea ce ar putea reduce foarte mult acuratețea datelor. Pentru a evita acest lucru, geofizicienii au fost nevoiți să creeze noi metode de marcare a distanțelor.

Majoritatea instrumentelor comerciale nu au fost concepute pentru a funcționa în condițiile dure ale nivelurilor inferioare ale puțului. Prin urmare, pentru cercetarea la mare adâncime, oamenii de știință au folosit echipamente dezvoltate special pentru Kola Superdeep.

Cel mai important rezultat al cercetării geotermale sunt gradienții de temperatură mult mai mari decât se aștepta. Aproape de suprafață, rata de creștere a temperaturii a fost de 11 grade pe kilometru, la o adâncime de doi kilometri - 14 grade pe kilometru. În intervalul de la 2,2 la 7,5 kilometri, temperatura a crescut într-un ritm apropiat de 24 de grade pe kilometru, deși modelele existente au prezis o valoare de o dată și jumătate mai mică. Drept urmare, deja la o adâncime de cinci kilometri, instrumentele au înregistrat o temperatură de 70 de grade Celsius, iar cu 12 kilometri această valoare a ajuns la 220 de grade Celsius.

Fântâna superadâncă Kola s-a dovedit a fi diferită de alte fântâni - de exemplu, la analizarea degajării de căldură a rocilor din scutul cristalin ucrainean și a batoliților din Sierra Nevada, geologii au arătat că eliberarea de căldură scade odată cu adâncimea. În SG-3, dimpotrivă, a crescut. Mai mult, măsurătorile au arătat că principala sursă de căldură, care asigură 45-55 la sută din fluxul de căldură, este dezintegrarea elementelor radioactive.

În ciuda faptului că adâncimea fântânii pare colosală, nu atinge nici măcar o treime din grosimea scoarței terestre din Scutul Baltic. Geologii estimează că baza scoarței terestre din această zonă se află la aproximativ 40 de kilometri sub pământ. Prin urmare, chiar dacă SG-3 ar fi atins limita planificată de 15 kilometri, tot nu am fi ajuns la manta.

Aceasta este sarcina ambițioasă pe care și-au stabilit-o oamenii de știință americani atunci când au dezvoltat proiectul Mohol. Geologii plănuiau să ajungă la granița Mohorovicic - o regiune subterană în care are loc o schimbare bruscă a vitezei de propagare a undelor sonore. Se crede că este asociat cu granița dintre crustă și manta. Este de remarcat faptul că foratorii au ales fundul oceanului de lângă insula Guadalupe ca locație pentru sondă - distanța până la graniță era de doar câțiva kilometri. Cu toate acestea, adâncimea oceanului în sine a ajuns aici la 3,5 kilometri, ceea ce a complicat semnificativ operațiunile de foraj. Primele teste din anii 1960 au permis geologilor să foreze puțuri doar la 183 de metri.

Recent s-a aflat despre planurile de a resuscita proiectul de foraj în adâncime cu ajutorul navei de foraj de cercetare JOIDES Resolution. Geologii au ales ca nouă țintă un punct din Oceanul Indian, nu departe de Africa. Adâncimea graniței Mohorovicic acolo este de numai aproximativ 2,5 kilometri. În decembrie 2015 - ianuarie 2016, geologii au reușit să foreze un puț de 789 de metri adâncime - al cincilea cel mai mare puț subacvatic din lume. Dar această valoare este doar jumătate din ceea ce era necesar la prima etapă. Cu toate acestea, echipa plănuiește să se întoarcă și să termine ceea ce a început.

***

0,2% din drumul către centrul Pământului nu este atât de impresionant în comparație cu amploarea călătoriilor în spațiu. Cu toate acestea, trebuie luat în considerare faptul că granița sistemului solar nu trece de-a lungul orbitei lui Neptun (sau chiar a centurii Kuiper). Gravitația Soarelui prevalează asupra gravitației stelare până la distanțe de doi ani lumină de stea. Deci, dacă calculezi totul cu atenție, se dovedește că Voyager 2 a zburat doar o zecime dintr-un procent din calea către periferia sistemului nostru.

Prin urmare, nu ar trebui să fim supărați de cât de puțin cunoaștem „interiorul” propriei noastre planete. Geologii au propriile telescoape - cercetare seismică - și propriile lor planuri ambițioase de a cuceri subsolul. Și dacă astronomii au reușit deja să atingă o parte semnificativă a corpurilor cerești din sistemul solar, atunci pentru geologi lucrurile cele mai interesante sunt încă înainte.

Vladimir Korolev

La o adâncime de 410-660 de kilometri sub suprafața Pământului, există un ocean din perioada arheică. Astfel de descoperiri nu ar fi fost posibile fără metodele de foraj ultra-profund dezvoltate și utilizate în Uniunea Sovietică. Unul dintre artefactele acelor vremuri este fântâna superadâncă Kola (SG-3), care, chiar și la 24 de ani de la încetarea forajului, rămâne cea mai adâncă din lume. De ce a fost forat și ce descoperiri a ajutat să facă, spune Lenta.ru.

Americanii au fost pionierii forajului ultraprofund. Adevărat, în imensitatea oceanului: în proiectul pilot au folosit nava Glomar Challenger, concepută tocmai în aceste scopuri. Între timp, Uniunea Sovietică dezvolta în mod activ un cadru teoretic adecvat.

În mai 1970, în nordul regiunii Murmansk, la 10 kilometri de orașul Zapolyarny, a început forarea puțului superadânc Kola. După cum era de așteptat, aceasta a fost programată să coincidă cu centenarul nașterii lui Lenin. Spre deosebire de alte sonde ultra-adânci, SG-3 a fost forat exclusiv în scopuri științifice și chiar a organizat o expediție specială de explorare geologică.

Locul de foraj ales a fost unic: pe Scutul Baltic din zona peninsulei Kola ies la suprafață rocile antice. Vârsta multora dintre ei ajunge la trei miliarde de ani (planeta noastră însăși are 4,5 miliarde de ani). În plus, există jgheabul de ruptură Pechenga-Imandra-Varzuga - o structură asemănătoare cupei presată în roci antice, a cărei origine este explicată printr-o falie adâncă.

Oamenii de știință au avut nevoie de patru ani pentru a fora un puț la o adâncime de 7263 de metri. Până acum, nu s-a făcut nimic neobișnuit: a fost folosită aceeași instalație ca și pentru producția de petrol și gaze. Apoi puțul a stat inactiv un an întreg: instalația a fost modificată pentru forarea cu turbină. După modernizare, a fost posibil să forați aproximativ 60 de metri pe lună.

Adâncimea de șapte kilometri a adus surprize: alternanță de stânci dure și nu foarte dense. Accidentele au devenit mai frecvente și multe cavități au apărut în sondă. Forajul a continuat până în 1983, când adâncimea SG-3 a ajuns la 12 kilometri. După aceasta, oamenii de știință au adunat o mare conferință și au vorbit despre succesele lor.

Cu toate acestea, din cauza manipulării neglijente a forajului, în mină a rămas o secțiune de cinci kilometri. Au încercat să o prindă câteva luni, dar nu au reușit. S-a decis să se reia forajul de la o adâncime de șapte kilometri. Datorită complexității operațiunii, nu numai trunchiul principal a fost forat, ci și patru în plus. A fost nevoie de șase ani pentru a restaura metrii pierduți: în 1990, fântâna a atins o adâncime de 12.262 de metri, devenind cea mai adâncă din lume.

Doi ani mai târziu, forajul a fost oprit, putul a fost ulterior blocat și, de fapt, abandonat.

Cu toate acestea, multe descoperiri au fost făcute la fântâna superadâncă Kola. Inginerii au creat un întreg sistem de foraj ultra-profund. Dificultatea consta nu numai în adâncime, ci și în temperaturile ridicate (până la 200 de grade Celsius) din cauza intensității forajelor.

Oamenii de știință nu numai că s-au mutat mai adânc în Pământ, dar au ridicat și mostre de rocă și miezuri pentru analiză. Apropo, ei au studiat solul lunar și au descoperit că compoziția acestuia corespunde aproape în totalitate cu rocile extrase din fântâna Kola de la o adâncime de aproximativ trei kilometri.

La o adâncime de peste nouă kilometri au dat peste zăcăminte de minerale, inclusiv aur: în stratul de olivină există până la 78 de grame pe tonă. Și acest lucru nu este atât de puțin - exploatarea aurului este considerată posibilă la 34 de grame pe tonă. O surpriză plăcută pentru oamenii de știință, precum și pentru uzina din apropiere, a fost descoperirea unui nou orizont de minereuri de cupru-nichel.

Printre altele, cercetătorii au aflat că granitele nu se transformă într-un strat de bazalt super-puternic: de fapt, în spatele lui se aflau gneisurile arheene, care sunt clasificate în mod tradițional drept roci fracturate. Acest lucru a produs un fel de revoluție în știința geologică și geofizică și a schimbat complet ideile tradiționale despre interiorul Pământului.

O altă surpriză plăcută este descoperirea la o adâncime de 9-12 kilometri a unor roci fracturate foarte poroase, saturate cu ape foarte mineralizate. Potrivit oamenilor de știință, ei sunt responsabili pentru formarea minereurilor, dar anterior se credea că acest lucru are loc doar la adâncimi mult mai mici.

Printre altele, s-a dovedit că temperatura subsolului a fost puțin mai mare decât se aștepta: la o adâncime de șase kilometri s-a obținut un gradient de temperatură de 20 de grade Celsius pe kilometru în locul celor 16 așteptați. S-a stabilit originea radiogenă a fluxului de căldură, ceea ce, de asemenea, nu a fost de acord cu ipotezele anterioare.

În straturi adânci de peste 2,8 miliarde de ani, oamenii de știință au descoperit 14 specii de microorganisme fosilizate. Acest lucru a făcut posibilă schimbarea timpului de apariție a vieții pe planetă în urmă cu un miliard și jumătate de ani. Cercetătorii au mai descoperit că la adâncimi nu există roci sedimentare și există metan, îngropând pentru totdeauna teoria originii biologice a hidrocarburilor.

Fântâna superadâncă Kola este cea mai adâncă foră din lume (din 1979 până în 2008) este situată în regiunea Murmansk, la 10 kilometri vest de orașul Zapolyarny, pe teritoriul scutului geologic baltic. Adâncimea sa este de 12.262 de metri. Spre deosebire de alte sonde ultra-adânci care au fost făcute pentru producția de petrol sau explorarea geologică, SG-3 a fost forată exclusiv pentru a studia litosfera în locul unde se află limita Mohorovicic. (limita abreviată Moho) este limita inferioară a scoarței terestre, la care are loc o creștere bruscă a vitezelor undelor seismice longitudinale.

Fântâna superadâncă Kola a fost înființată în onoarea a 100 de ani de la nașterea lui Lenin, în 1970. Straturile de roci sedimentare până în acel moment fuseseră bine studiate în timpul producției de petrol. A fost mai interesant să forezi acolo unde ies la suprafață roci vulcanice de aproximativ 3 miliarde de ani (pentru comparație: vârsta Pământului este estimată la 4,5 miliarde de ani). Pentru a extrage minerale, astfel de roci sunt rareori forate la o adâncime mai mare de 1-2 km. Se presupunea că deja la o adâncime de 5 km stratul de granit va fi înlocuit cu unul de bazalt.La 6 iunie 1979, sonda a doborât recordul de 9583 metri, deținut anterior de sonda Bertha-Rogers (un puț de petrol din Oklahoma). În cei mai buni ani, 16 laboratoare de cercetare au lucrat la fântâna superadâncă Kola, ele fiind supravegheate personal de ministrul geologiei al URSS.

Deși era de așteptat să fie descoperită o graniță clară între granite și bazalt, în miez s-au găsit doar granite pe toată adâncimea. Cu toate acestea, din cauza presiune ridicata granitele comprimate și-au schimbat foarte mult proprietățile fizice și acustice.De regulă, miezul ridicat s-a prăbușit din eliberarea gazului activ în suspensie, deoarece nu a putut rezista la o schimbare bruscă a presiunii. A fost posibilă îndepărtarea unei piese puternice de miez doar cu o ridicare foarte lentă a burghiului, când gazul „exces”, încă presat la presiune mare, a reușit să scape din stâncă.Densitatea fisurilor la adâncimi mari, contrar așteptările, crescute. Era și apă la adâncime care umplea crăpăturile.

Este interesant că atunci când a avut loc la Moscova Congresul Geologic Internațional în 1984, la care au fost prezentate primele rezultate ale cercetării asupra fântânii, mulți oameni de știință au propus în glumă să-l îngroape imediat, deoarece distruge toate ideile despre structura scoarței terestre. . Într-adevăr, lucruri ciudate au început chiar în primele etape de pătrundere. De exemplu, teoreticienii, chiar înainte de începerea forajului, au promis că temperatura scutului baltic va rămâne relativ scăzută până la o adâncime de cel puțin 5 kilometri, temperatura ambiantă a depășit 70 de grade Celsius, la șapte - peste 120 de grade, iar la la o adâncime de 12 era cald mai puternic de 220 de grade - cu 100 de grade mai mult decât se prevedea. Foratorii Kola au pus sub semnul întrebării teoria structurii stratificate a scoarței terestre - cel puțin în intervalul de până la 12.262 de metri.

„Avem cea mai adâncă gaură din lume – așa că trebuie să o folosim!” - exclamă cu amărăciune David Guberman, directorul permanent al Centrului de cercetare și producție Kola Superdeep. În primii 30 de ani ai superadâncului Kola, oamenii de știință sovietici și apoi ruși au pătruns până la o adâncime de 12.262 de metri. Dar din 1995, forajul a fost oprit: nu există nimeni care să finanțeze proiectul. Ceea ce este alocat în cadrul programelor științifice ale UNESCO este suficient doar pentru menținerea stației de foraj în stare de funcționare și studierea probelor de rocă extrase anterior.

Huberman își amintește cu regret câte descoperiri științifice au avut loc la Kola Superdeep. Literal, fiecare metru a fost o revelație. Fântâna a arătat că aproape toate cunoștințele noastre anterioare despre structura scoarței terestre sunt incorecte. S-a dovedit că Pământul nu este deloc ca un tort stratificat.

O altă surpriză: viața pe planeta Pământ se dovedește a fi apărut cu 1,5 miliarde de ani mai devreme decât se aștepta. La adâncimi în care se credea că nu există materie organică, au fost descoperite 14 specii de microorganisme fosilizate - vârsta straturilor profunde a depășit 2,8 miliarde de ani. La adâncimi și mai mari, unde nu mai sunt sedimente, metanul a apărut în concentrații uriașe. Acest lucru a distrus complet și complet teoria originii biologice a hidrocarburilor precum petrolul și gazul.Au fost senzații aproape fantastice. Când, la sfârșitul anilor 70, stația spațială automată sovietică a adus pe Pământ 124 de grame de sol lunar, cercetătorii de la Centrul de Știință Kola au descoperit că era ca două bob de mazăre într-o păstăi la probe de la o adâncime de 3 kilometri. Și a apărut o ipoteză: Luna s-a desprins de Peninsula Kola. Acum ei caută unde anume. Apropo, americanii, care au adus o jumătate de tonă de pământ de pe Lună, nu au făcut nimic semnificativ cu el. Au fost plasate în recipiente etanșe și lăsate pentru cercetare de către generațiile viitoare.

În mod destul de neașteptat pentru toată lumea, au fost confirmate predicțiile lui Alexei Tolstoi din romanul „Hiperboloidul inginerului Garin”. La o adâncime de peste 9,5 kilometri, a fost descoperită o adevărată comoară de tot felul de minerale, în special aur. Un adevărat strat de olivină, prezis cu brio de scriitor. Conține 78 de grame de aur pe tonă.Apropo, producția industrială este posibilă la o concentrație de 34 de grame pe tonă.Dar, ceea ce este cel mai surprinzător, la adâncimi și mai mari, unde nu mai există roci sedimentare, gazul metan natural a fost găsite în concentrații uriașe. Acest lucru a distrus complet și complet teoria originii biologice a hidrocarburilor precum petrolul și gazele

Nu numai senzațiile științifice, ci și legende misterioase au fost, de asemenea, asociate cu fântâna Kola, dintre care majoritatea s-au dovedit a fi ficțiuni ale jurnaliștilor atunci când au fost verificate. Potrivit unuia dintre ei, sursa principală de informare (1989) a fost compania americană de televiziune Trinity Broadcasting Network, care, la rândul său, a preluat povestea dintr-un reportaj al unui ziar finlandez. Se presupune că, la forarea unui puț, la o adâncime de 12 mii de metri, microfoanele oamenilor de știință înregistrau țipete și gemete.) Jurnaliştii, fără să se gândească măcar că era pur și simplu imposibil să introduci un microfon la o asemenea adâncime (ce fel de dispozitiv de înregistrare a sunetului). poate lucra la temperaturi de peste două sute de grade?) a scris că foratorii au auzit o „voce din lumea interlopă”.

După aceste publicații, fântâna superadâncă Kola a început să fie numită „drumul spre iad”, susținând că fiecare nou kilometru forat aducea nenorociri țării, spunând că atunci când foratorii forau a treisprezecea mie de metri, URSS s-a prăbușit. Ei bine, când puțul a fost forat la o adâncime de 14,5 km (ceea ce de fapt nu s-a întâmplat), au dat brusc peste goluri neobișnuite. Intrigați de această descoperire neașteptată, foratorii au trimis un microfon capabil să funcționeze la temperaturi extrem de ridicate și alți senzori. Temperatura din interior ar fi atins 1.100 °C - era căldura camerelor de foc, în care s-ar fi auzit țipete umane.

Această legendă încă cutreieră vastele întinderi ale Internetului, după ce a supraviețuit chiar vinovatului acestor bârfe - fântâna Kola. Lucrările la acesta au fost oprite în 1992 din cauza lipsei de finanțare. Până în 2008, a fost într-o stare de naftalină. Un an mai târziu, s-a luat decizia finală de a abandona continuarea cercetărilor și de a demonta întregul complex de cercetare și de a „îngropa” fântâna. Abandonarea finală a puțului a avut loc în vara anului 2011.
Deci, după cum puteți vedea, de data aceasta oamenii de știință nu au reușit să ajungă la manta și să o examineze. Cu toate acestea, acest lucru nu înseamnă că fântâna Kola nu a dat nimic științei - dimpotrivă, le-a dat peste cap toate ideile despre structura scoarței terestre.

REZULTATE

Obiectivele stabilite în proiectul de foraj ultraprofund au fost finalizate. Au fost dezvoltate și create echipamente și tehnologie speciale pentru foraj ultraprofund, precum și pentru studiul puțurilor forate la adâncimi mari. Am primit informații, s-ar putea spune, „de primă mână” despre starea fizică, proprietățile și compoziția rocilor în apariția lor naturală și de la miez până la o adâncime de 12.262 m. Fântâna a oferit un cadou excelent patriei la adâncimi mici - în intervalul 1,6-1.8 kilometri. Acolo au fost deschise minereuri industriale de cupru-nichel - a fost descoperit un nou orizont de minereu. Și este util, pentru că uzina locală de nichel este deja fără minereu.

După cum sa menționat mai sus, prognoza geologică a secțiunii puțului nu s-a adeverit. Poza care era așteptată în primii 5 km în fântână s-a extins pe 7 km, iar apoi au apărut stânci complet neașteptate. Bazalturile prezise la o adâncime de 7 km nu au fost găsite, chiar și atunci când au scăzut la 12 km. Era de așteptat ca limita care dă cea mai mare reflexie în timpul sondajului seismic să fie nivelul la care granitele se transformă într-un strat de bazalt mai durabil. În realitate, s-a dovedit că acolo se află roci fracturate mai puțin puternice și mai puțin dense - gneisurile arheene. Acest lucru nu a fost niciodată de așteptat. Și aceasta este în mod fundamental informații geologice și geofizice noi, care ne permite să interpretăm diferit datele cercetării geofizice profunde.

Datele despre procesul de formare a minereului în straturile adânci ale scoarței terestre s-au dovedit, de asemenea, a fi neașteptate și fundamental noi. Astfel, la adâncimi de 9-12 km au fost întâlnite roci fracturate foarte poroase, saturate cu ape subterane foarte mineralizate. Aceste ape sunt una dintre sursele de formare a minereului. Anterior, se credea că acest lucru era posibil doar la adâncimi mult mai mici. În acest interval s-a găsit un conținut crescut de aur în miez - până la 1 g la 1 tonă de rocă (o concentrație considerată potrivită pentru dezvoltarea industrială). Dar va fi vreodată profitabil să extragi aur din asemenea adâncimi?

S-au schimbat și ideile despre regimul termic al interiorului pământului și distribuția profundă a temperaturilor în zonele scuturilor de bazalt. La o adâncime mai mare de 6 km, s-a obținut un gradient de temperatură de 20°C la 1 km în locul așteptărilor (ca în partea superioară) de 16°C la 1 km. S-a dezvăluit că jumătate din fluxul de căldură este de origine radiogenă.

Adâncurile pământului conţin tot atâtea mistere cât întinderile vaste ale Universului. Este exact ceea ce cred unii oameni de știință și au parțial dreptate, pentru că oamenii încă nu știu exact ce se află sub picioarele noastre, în adâncul pământului. De-a lungul întregii existențe a civilizației pământești, am reușit să pătrundem mai adânc în planetă. putin mai mult de 10 kilometri. Acest record a fost stabilit în 1990 și a durat până în 2008, după care a fost actualizat de mai multe ori. În 2008, a fost forat Maersk Oil BD-04A, un puț de petrol înclinat de 12.290 de metri lungime (bazinul petrolier Al Shaheen din Qatar). În ianuarie 2011, la câmpul Odoptu-Sea (proiectul Sakhalin-1) a fost forată o sondă de petrol înclinată cu o adâncime de 12.345 de metri. Recordul pentru adâncimea de foraj aparține în prezent puțului Z-42 al câmpului Chayvinskoye, a cărui adâncime este de 12.700 de metri.

În 1970, chiar la 100 de ani de naștere a lui Lenin, oamenii de știință sovietici au început unul dintre cele mai ambițioase proiecte ale timpului nostru. Pe Peninsula Kola, la zece kilometri de satul Zapolyarny, a început forarea unui puț, care s-a dovedit a fi cel mai adânc din lume și a intrat în Cartea Recordurilor Guinness.

Proiectul științific grandios se desfășoară de mai bine de douăzeci de ani. A adus o mulțime de descoperiri interesante, a intrat în istoria științei și, în final, a dobândit atât de multe legende, zvonuri și bârfe încât ar fi suficient pentru mai mult de un film de groază.

URSS. Peninsula Kola. 1 octombrie 1980. Foroare de sonde avansate care au atins o adâncime record de 10.500 de metri

Intrarea în iad

În perioada sa de glorie, locul de foraj din Peninsula Kola era o structură ciclopică de înălțimea unei clădiri de 20 de etaje. Aici lucrau până la trei mii de oameni pe tură. Echipa a fost condusă de cei mai importanți geologi ai țării. Instalația de foraj a fost construită în tundra la zece kilometri de satul Zapolyarny, iar în noaptea polară a strălucit cu lumini ca o navă spațială.

Când toată această splendoare s-a închis brusc și luminile s-au stins, zvonurile au început imediat să se răspândească. În orice măsură, forajul a avut un succes extraordinar. Nimeni din lume nu a reușit vreodată să atingă o asemenea adâncime - geologii sovietici au coborât forajul mai mult de 12 kilometri.

Sfârșitul brusc al unui proiect de succes părea la fel de absurd ca și faptul că americanii au închis programul de zboruri către Lună. Extratereștrii au fost acuzați de prăbușirea proiectului lunar. Există diavoli și demoni în problemele Superadâncului Kola.

O legendă populară spune că burghiul a fost scos în mod repetat din adâncimi mari topit. Nu au existat motive fizice pentru aceasta - temperatura subterană nu a depășit 200 de grade Celsius, iar burghiul a fost proiectat pentru o mie de grade. Apoi, senzorii audio au început să capteze câteva gemete, țipete și suspine. Dispecerii care monitorizează citirile instrumentelor s-au plâns de sentimente de panică și anxietate.

Potrivit legendei, s-a dovedit că geologii au forat până la iad. Gemetele păcătoșilor, temperaturile extrem de ridicate, atmosfera de groază la instalația de foraj - toate acestea au explicat de ce toate lucrările la superadâncul Kola au fost brusc întrerupte.

Mulți au fost sceptici cu privire la aceste zvonuri. Cu toate acestea, în 1995, după oprirea lucrărilor, a avut loc o explozie puternică la instalația de foraj. Nimeni nu a înțeles ce ar putea exploda acolo, nici măcar liderul întregului proiect, proeminentul geolog David Guberman.

Astăzi, se fac excursii la instalația de foraj abandonată, iar turiștilor li se spune o poveste fascinantă despre modul în care oamenii de știință au făcut o gaură în regatul subteran al morților. Este ca și cum fantome gemete rătăcesc în jurul instalației, iar seara demonii se târăsc la suprafață și se străduiesc să-l împingă pe sportivul extrem neprevăzut în abis.

Luna subterană

De fapt, toată povestea „bine la naiba” a fost inventată de jurnaliştii finlandezi până la 1 aprilie. Articolul lor comic a fost republicat de ziarele americane, iar rața a zburat către mase. Forarea pe termen lung a rezervorului superadânc Kola s-a desfășurat fără niciun misticism. Dar ceea ce s-a întâmplat acolo în realitate a fost mai interesant decât orice legendă.

Pentru început, forajele ultra-profunde au fost sortite numeroase accidente. Sub jugul presiunii enorme (până la 1000 de atmosfere) și temperaturilor ridicate, burghiile nu au rezistat, puțul s-a înfundat, iar conductele folosite pentru întărirea orificiului de ventilație s-au rupt. De nenumărate ori fântâna îngustă a fost îndoită astfel încât a trebuit să se foreze tot mai multe ramuri.

Cel mai grav accident a avut loc la scurt timp după principalul triumf al geologilor. În 1982, au reușit să depășească marcajul de 12 kilometri. Aceste rezultate au fost anunțate solemn la Moscova în cadrul Congresului Geologic Internațional. Geologi din întreaga lume au fost aduși în Peninsula Kola, li s-a arătat o instalație de foraj și mostre de rocă extrase la adâncimi fantastice la care omenirea nu a atins niciodată până atunci.

După sărbătoare, forajul a continuat. Cu toate acestea, pauză în muncă s-a dovedit a fi fatală. În 1984, a avut loc cel mai grav accident de foraj. Câte cinci kilometri de țevi s-au desprins și au înfundat fântâna. A fost imposibil să continui forarea. Cinci ani de muncă s-au pierdut peste noapte.

A trebuit să reluăm forajul de la marcajul de 7 kilometri. Abia în 1990 geologii au reușit să traverseze din nou 12 kilometri. 12.262 de metri - aceasta este adâncimea finală a puțului Kola.

Dar, paralel cu accidentele teribile, au avut loc și descoperiri incredibile. Găurirea adâncă este ca o mașină a timpului. Pe Peninsula Kola, cele mai vechi roci se apropie de suprafata, vechimea lor depasind 3 miliarde de ani. Mergând mai adânc, oamenii de știință au dobândit o înțelegere clară a ceea ce s-a întâmplat pe planeta noastră în timpul tinereții sale.

În primul rând, s-a dovedit că diagrama tradițională a secțiunii geologice elaborată de oameni de știință nu corespunde realității. „Până la 4 kilometri totul a mers conform teoriei și apoi a început sfârșitul lumii”, a spus Huberman mai târziu.

Conform calculelor, forând printr-un strat de granit, ar fi trebuit să ajungă la roci bazaltice și mai dure. Dar nu era bazalt. După granit au apărut pietre în straturi, care s-au prăbușit în mod constant și au făcut dificilă deplasarea mai adânc.

Dar printre rocile vechi de 2,8 miliarde de ani au fost găsite microorganisme fosilizate. Acest lucru a făcut posibilă clarificarea timpului originii vieții pe Pământ. La adâncimi și mai mari s-au găsit zăcăminte uriașe de metan. Acest lucru a clarificat problema apariției hidrocarburilor - petrol și gaze.

Și la o adâncime de peste 9 kilometri, oamenii de știință au descoperit un strat de olivină purtătoare de aur, descris atât de viu de Alexei Tolstoi în „Hiperboloidul inginerului Garin”.

Dar cea mai fantastică descoperire a avut loc la sfârșitul anilor 1970, când stația lunară sovietică a adus înapoi mostre de sol lunar. Geologii au fost uimiți să vadă că compoziția sa coincide complet cu compoziția rocilor pe care le-au extras la o adâncime de 3 kilometri. Cum a fost posibil acest lucru?

Cert este că una dintre ipotezele pentru originea Lunii sugerează că în urmă cu câteva miliarde de ani Pământul s-a ciocnit cu un corp ceresc. În urma coliziunii, o bucată s-a desprins de pe planeta noastră și s-a transformat într-un satelit. Poate că această piesă s-a desprins în zona actualei Peninsulei Kola.

Finala

Deci, de ce au închis conducta superdeep Kola?

În primul rând, au fost îndeplinite principalele obiective ale expediției științifice. Au fost create echipamente unice pentru găurirea la adâncimi mari, testate în condiții extreme și îmbunătățite semnificativ. Probele de rocă colectate au fost examinate și descrise în detaliu. Fântâna Kola a ajutat la înțelegerea mai bună a structurii scoarței terestre și a istoriei planetei noastre.

În al doilea rând, timpul în sine nu a fost propice unor proiecte atât de ambițioase. În 1992, finanțarea expediției științifice a fost întreruptă. Angajații au renunțat și au plecat acasă. Dar chiar și astăzi clădirea grandioasă a instalației de foraj și misterioasa fântână sunt impresionante prin amploarea lor.

Uneori se pare că Kola Superdeep nu și-a epuizat încă întreaga rezervă de minuni. De asta era și șeful celebrului proiect. „Avem cea mai adâncă gaură din lume – așa că trebuie să o folosim!” - a exclamat David Huberman.