Najhlbšie vrty na zemi. "Studňa do pekla": ako bola v Sovietskom zväze vyvŕtaná najhlbšia studňa na svete

Kola Superdeep Well Od konca 19. storočia sa verilo, že Zem pozostáva z kôry, plášťa a jadra. Zároveň nikto nevedel povedať, kde končí jedna vrstva a začína ďalšia. Vedci ani nevedeli, z čoho vlastne tieto vrstvy pozostávajú. Asi pred 30 rokmi si vedci boli istí, že vrstva žuly začína v hĺbke 50 metrov a pokračuje až do troch kilometrov, a potom prídu čadiče. Plášť mal byť v hĺbke 15-18 kilometrov.

Ultra hlboká studňa, ktorá sa začala vŕtať v ZSSR na polostrove Kola, ukázala, že vedci sa mýlili ...

Ponorte sa tri miliardy rokov

Projekty cestovania hlboko do Zeme sa objavili začiatkom 60. rokov vo viacerých krajinách naraz. Američania ako prví vyvŕtali ultrahlboké vrty a pokúsili sa o to na miestach, kde mala byť podľa seizmických štúdií zemská kôra tenšia. Tieto miesta sa podľa výpočtov nachádzali na dne oceánov a za najperspektívnejšiu sa považovala oblasť pri ostrove Maui z havajskej skupiny, kde prastaré horniny ležia pod samotným dnom oceánu a zemský plášť sa nachádza približne na hĺbka päť kilometrov pod štvorkilometrovým vodným stĺpcom. Žiaľ, oba pokusy o prerazenie zemskej kôry na tomto mieste skončili neúspechom v hĺbke troch kilometrov.

Prvé domáce projekty zahŕňali aj podmorské vrty – v Kaspickom mori alebo na Bajkale. V roku 1963 však vrtný vedec Nikolaj Timofeev presvedčil Štátny výbor pre vedu a techniku ​​ZSSR, že na kontinente by mala byť vytvorená studňa. Hoci vŕtanie by trvalo neporovnateľne dlhšie, myslel si, že vrt bude z vedeckého hľadiska oveľa cennejší. Miesto vŕtania bolo vybrané na polostrove Kola, ktorý sa nachádza na takzvanom Baltskom štíte, ktorý pozostáva z najstarších suchozemských hornín, ktoré ľudstvo pozná. Niekoľkokilometrový úsek vrstiev štítu, ako ho vedci skoncipovali, mal ukázať obraz histórie planéty za posledné tri miliardy rokov.

Hlbšie a hlbšie a hlbšie...

Začiatok prác po takmer piatich rokoch príprav bol načasovaný na 100. výročie narodenia V.I. Lenin v roku 1970. Projekt sa začal naplno. Dobre prevádzkovaných 16 výskumných laboratórií, každé o veľkosti priemerného závodu; projekt osobne riadil minister geológie ZSSR Bežní zamestnanci dostávali trojnásobný plat. Každý mal zaručený byt v Moskve alebo Leningrade. Nie je prekvapujúce, že dostať sa do Kola Superdeep bolo oveľa ťažšie ako dostať sa do kozmonautského zboru.

Vzhľad studne bol schopný sklamať vonkajšieho pozorovateľa. Žiadne výťahy a točité schody vedúce hlboko do Zeme. Do podzemia sa dostal len vrták s priemerom niečo vyše 20 centimetrov. Vo všeobecnosti si možno Kolu superhlbokú predstaviť ako tenkú ihlu prerážajúcu hrúbku zeme. Vŕtačka umiestnená na konci tejto ihly s početnými senzormi sa po niekoľkých hodinách práce zdvihla takmer celý deň na kontrolu, čítanie a opravu a potom sa na deň spustila. Rýchlejšie je nemožné: najsilnejší kompozitný kábel (vrtná šnúra) by sa mohol vlastnou váhou zlomiť.

Čo sa dialo v hĺbke v čase vŕtania, nebolo s určitosťou známe. Okolitá teplota, hluk a ďalšie parametre sa prenášali smerom nahor s minútovým oneskorením. Napriek tomu vŕtači hovorili, že aj takýto kontakt s žalárom bol niekedy vážne desivý. Zvuky prichádzajúce zdola boli ako výkriky a vytie. K tomu môžeme pridať dlhý zoznam nehôd, ktoré prenasledovali superhlbinu Kola, keď dosiahla hĺbku 10 kilometrov. Dvakrát bol vrták vybratý roztavený, hoci teploty, z ktorých mohol nadobudnúť túto formu, sú porovnateľné s teplotou povrchu Slnka. Raz sa zdalo, že kábel je vytiahnutý zospodu - a odrezaný. Následne pri vŕtaní na tom istom mieste neboli nájdené žiadne zvyšky kábla. Čo spôsobilo tieto a mnohé ďalšie nehody, je zatiaľ záhadou. Tie však vôbec neboli dôvodom na zastavenie vŕtania útrob Baltického štítu.

V roku 1983, keď hĺbka vrtu dosiahla 12 066 metrov, boli práce dočasne zastavené: bolo rozhodnuté pripraviť materiály o ultrahlbokom vŕtaní pre Medzinárodný geologický kongres, ktorý sa mal konať v roku 1984 v Moskve. Na nej sa zahraniční vedci prvýkrát dozvedeli o samotnej existencii Kola Superdeep, o ktorej boli všetky informácie dovtedy utajované. Práce pokračovali 27.9.1984. Pri prvom zostupe vrtáka však došlo k nešťastiu – vrtná kolóna sa opäť zlomila. Bolo potrebné pokračovať vo vŕtaní z hĺbky 7000 metrov, čím sa vytvoril nový kmeň a do roku 1990 táto nová vetva dosiahla 12 262 metrov, čo bol absolútny rekord pre ultrahlboké vrty, prekonaný až v roku 2008. Vŕtanie bolo zastavené v roku 1992, tentoraz, ako sa ukázalo, navždy. Na ďalšie práce neboli financie.

Objavy a nálezy

Objavy uskutočnené v Kola Superdeep urobili skutočnú revolúciu v našom poznaní štruktúry zemskej kôry. Teoretici sľúbili, že teplota Baltického štítu zostane relatívne nízka do hĺbky najmenej 15 kilometrov. To znamená, že studňu možno navŕtať takmer do 20 kilometrov, len po plášť. Ale už na piatom kilometri teplota presahovala 700°C, na siedmom cez 1200°C a v hĺbke dvanásť pražila viac ako 2200°C.

Kolskí vrtáci spochybnili teóriu o vrstvenej štruktúre zemskej kôry – minimálne v rozsahu do 12 262 metrov. Verilo sa, že existuje povrchová vrstva (mladé skaly), potom by mali ísť žuly, bazalty, plášť a jadro. Ale ukázalo sa, že žuly sú o tri kilometre nižšie, ako sa očakávalo. Čadiče, ktoré mali pod nimi ležať, sa vôbec nenašli. Neuveriteľným prekvapením pre vedcov bolo množstvo trhlín a dutín v hĺbke viac ako 10 kilometrov. V týchto dutinách sa vrták kýval ako kyvadlo, čo viedlo k vážnym ťažkostiam pri práci v dôsledku jej odchýlky od zvislej osi. V dutinách bola zaznamenaná prítomnosť vodnej pary, ktorá sa tam pohybovala veľkou rýchlosťou, akoby ju unášali nejaké neznáme pumpy. Tieto dvojice vytvorili práve zvuky, ktoré vŕtačov nadchli.

Pre všetkých celkom nečakane sa potvrdila hypotéza spisovateľa Alexeja Tolstého o olivínovom páse vyjadrená v románe Hyperboloid inžiniera Garina. V hĺbke viac ako 9,5 kilometra objavili skutočný sklad všetkých druhov nerastov, najmä zlata, ktorých bolo 78 gramov na tonu. Mimochodom, priemyselná výroba sa vykonáva v koncentrácii 34 gramov na tonu.

Ďalšie prekvapenie: život na Zemi vznikol, ukazuje sa, o jeden a pol miliardy rokov skôr, ako sa očakávalo. V hĺbkach, kde, ako sa verilo, nemohla existovať žiadna organická hmota, sa našlo 14 druhov fosílnych mikroorganizmov (vek týchto vrstiev presiahol 2,8 miliardy rokov). V ešte väčších hĺbkach, kde už nie sú sedimentárne horniny, sa metán objavoval vo vysokých koncentráciách, čo napokon vyvrátilo teóriu o biologickom pôvode uhľovodíkov ako je ropa a plyn.

Nemožno nespomenúť objav, ktorý sa dosiahol pri porovnaní lunárnej pôdy dodanej sovietskou vesmírnou stanicou koncom 70. rokov z povrchu Mesiaca a vzoriek odobratých v studni Kola z hĺbky 3 kilometrov. Ukázalo sa, že tieto vzorky sú ako dva hrášky v struku. Niektorí astronómovia to považovali za dôkaz, že Mesiac sa kedysi odtrhol od Zeme v dôsledku kataklizmy (pravdepodobne zrážky planéty s veľkým asteroidom). Podľa iných však táto podobnosť len naznačuje, že Mesiac vznikol z rovnakého oblaku plynu a prachu ako Zem a v počiatočných geologických štádiách sa „vyvinuli“ rovnakým spôsobom.

Kola Superdeep predbehla dobu

Studňa Kola ukázala, že je možné ísť hlboko do Zeme na 14 a dokonca 15 kilometrov. Jedna takáto studňa je však sotva schopná poskytnúť zásadne nové poznatky o zemskej kôre. To si vyžaduje celú sieť vrtov vyvŕtaných na rôznych miestach zemského povrchu. Zdá sa však, že časy, keď sa ultrahlboké vrty robili na čisto vedecké účely, pominuli. Toto potešenie je príliš drahé. Moderné programy ultrahĺbkového vŕtania už nie sú také ambiciózne ako kedysi a sledujú praktické ciele.

Ide najmä o objavovanie a ťažbu nerastných surovín. V Spojených štátoch sa ťažba ropy a plynu z hĺbok 6-7 kilometrov už stáva samozrejmosťou. Z takýchto úrovní začne v budúcnosti čerpať uhľovodíkové suroviny aj Rusko. Aj tie hlboké vrty, ktoré sa teraz vŕtajú, však prinášajú množstvo cenných informácií, ktoré sa geológovia snažia zovšeobecniť, aby získali ucelený obraz aspoň o povrchových vrstvách zemskej kôry. Čo sa však skrýva nižšie, zostane ešte dlho záhadou. Iba vedci pracujúci na ultrahlbokých vrtoch, ako je Kola, ho môžu odhaliť pomocou najmodernejších vedeckých zariadení. V budúcnosti sa takéto studne stanú pre ľudstvo akýmsi ďalekohľadom do tajomného podsvetia planéty, o ktorom nevieme viac ako o vzdialených galaxiách.

Mnohé vedecké a priemyselné práce sú spojené s vŕtaním podzemných studní. Celkový počet takýchto zariadení v samotnom Rusku je len ťažko vyčísliteľný. Ale legendárny Kola Superdeep od 90. rokov 20. storočia zostal neprekonaný a siahal do hrúbky Zeme viac ako 12 kilometrov! Vrtalo sa nie pre ekonomický prospech, ale z čisto vedeckého záujmu – aby sa zistilo, aké procesy prebiehajú vo vnútri planéty.

Kola superhlboká studňa. Vrtná súprava prvej etapy (hĺbka 7600 m), 1974

50 kandidátov na jedno miesto

Najúžasnejšia studňa na svete sa nachádza v regióne Murmansk, 10 kilometrov západne od mesta Zapolyarny. Jeho hĺbka je 12 262 metrov, priemer hornej časti je 92 centimetrov a priemer spodnej časti je 21,5 centimetra.

Studňa bola položená v roku 1970 na počesť 100. výročia narodenia V.I. Lenin. Výber miesta nebol náhodný – práve tu, na území Baltského štítu, vychádzajú na povrch najstaršie horniny, ktorých vek je tri miliardy rokov.

Od konca 19. storočia je známa teória, že naša planéta pozostáva z kôry, plášťa a jadra. Kde presne končí jedna vrstva a začína ďalšia, však vedci mohli len hádať. Podľa najbežnejšej verzie žuly klesajú na tri kilometre, potom bazalty a v hĺbke 15 až 18 kilometrov začína plášť. To všetko bolo potrebné vyskúšať v praxi.

Podzemný výskum v 60. rokoch minulého storočia pripomínal vesmírne preteky – vedúce krajiny sa snažili predbehnúť jeden druhého. Bol vyjadrený názor, že najbohatšie ložiská nerastov vrátane zlata sa nachádzajú vo veľkých hĺbkach.

Američania ako prví vyvŕtali superhlboké vrty. Začiatkom 60. rokov ich vedci prišli na to, že zemská kôra je pod oceánmi oveľa tenšia. Preto bola ako najperspektívnejšie miesto na prácu vybraná oblasť pri ostrove Maui (jeden z Havajských ostrovov), kde sa zemský plášť nachádza v hĺbke asi päť kilometrov (plus 4-kilometrový vodný stĺpec). Oba pokusy výskumníkov zo Spojených štátov však skončili neúspechom.

Sovietsky zväz musel adekvátne reagovať. Naši výskumníci navrhli vytvoriť studňu na kontinente - napriek tomu, že vŕtanie trvalo dlhšie, výsledok sľuboval, že bude úspešný.

Projekt sa stal jedným z najväčších v ZSSR. Na studni pracovalo 16 výskumných laboratórií. Získať prácu tu nebolo o nič menej ťažké ako dostať sa do kozmonautského zboru. Bežní zamestnanci dostávali trojnásobný plat a byt v Moskve či Leningrade. Nie je prekvapením, že vôbec nedošlo k fluktuácii zamestnancov a na každú pozíciu sa prihlásilo minimálne 50 kandidátov.

vesmírny pocit

Až do hĺbky 7263 metrov sa vŕtalo pomocou bežnej sériovej inštalácie, ktorá sa v tom čase používala pri ťažbe ropy alebo plynu. Táto fáza trvala štyri roky. Potom bola ročná prestávka na výstavbu novej veže a inštaláciu výkonnejšej inštalácie Uralmash-15000, vytvorenej vo Sverdlovsku a nazývanej Severyanka. Pri jej práci sa využíval princíp turbíny – kedy sa netočí celá struna, ale iba hlava vŕtačky.

S každým prejdeným metrom sa jazdilo ťažšie. Predtým sa verilo, že teplota horniny ani v hĺbke 15 kilometrov nepresiahne 150 °C. Ukázalo sa však, že v hĺbke osem kilometrov dosiahol 169 ° C a v hĺbke 12 kilometrov to bolo vôbec 220 ° C!

Zariadenie sa rýchlo pokazilo. Ale práca pokračovala bez zastavenia. Úloha dosiahnuť ako prvý na svete 12-kilometrovú hranicu bola politicky dôležitá. Bol vyriešený v roku 1983, práve včas na začiatok Medzinárodného geologického kongresu v Moskve.

Delegátom kongresu ukázali vzorky pôdy odobraté z rekordnej hĺbky 12 kilometrov a zorganizovali pre nich výlet k studni. Fotografie a články o Kola Superdeep boli publikované vo všetkých popredných svetových novinách a časopisoch a na jej počesť boli vydané poštové známky vo viacerých krajinách.

Ale hlavné je, že špeciálne pre kongres bola pripravená poriadna senzácia. Ukázalo sa, že vzorky hornín odobraté v 3-kilometrovej hĺbke vrtu Kola sú úplne totožné s mesačnou pôdou (prvýkrát ju na Zem priviezla sovietska automatická vesmírna stanica Luna-16 v roku 1970).

Vedci dlho predpokladali, že Mesiac bol kedysi súčasťou Zeme a odtrhol sa od nej v dôsledku kozmickej katastrofy. Teraz bolo možné povedať, že odtrhnutá časť našej planéty bola pred miliardami rokov v kontakte s oblasťou súčasného polostrova Kola.

Ultra hlboká studňa sa stala skutočným triumfom sovietskej vedy. Takmer celý rok boli ocenení a ocenení výskumníci, dizajnéri, dokonca aj bežní pracovníci.

Superhlboká studňa Kola, 2007

Zlato v hlbinách

V tomto čase boli práce na Kola Superdeep pozastavené. Obnovené boli až v septembri 1984. A prvé spustenie viedlo k najväčšej nehode. Zamestnanci akoby zabudli, že vo vnútri podzemnej chodby neustále prebiehajú zmeny. Studňa neodpúšťa zastavenie práce - a núti vás začať odznova.

V dôsledku toho praskla vrtná kolóna a v hĺbke zostalo päť kilometrov rúr. Snažili sa ich získať, no po pár mesiacoch bolo jasné, že to nebude možné.

Vŕtacie práce začali opäť od 7-kilometrovej hranice. Hĺbka 12 kilometrov sa po druhý raz dostala až o šesť rokov neskôr. V roku 1990 bolo dosiahnuté maximum – 12 262 metrov.

A potom prácu studne ovplyvnili zlyhania miestneho rozsahu a udalosti, ktoré sa odohrávajú v krajine. Možnosti dostupnej techniky sa vyčerpali, štátne financie prudko klesli. Po niekoľkých vážnych nehodách bolo vŕtanie v roku 1992 zastavené.

Vedecký význam Kola Superdeep je ťažké preceňovať. V prvom rade práce na ňom potvrdili dohady o bohatých ložiskách nerastov vo veľkých hĺbkach. Samozrejme, drahé kovy v ich čistej forme sa tam nenašli. Ale pri značke deväť kilometrov boli objavené vrstvy s obsahom zlata 78 gramov na tonu (aktívna priemyselná ťažba sa vykonáva, keď je tento obsah 34 gramov na tonu).

Rozbor dávnych hlbokých hornín navyše umožnil objasniť vek Zeme – ukázalo sa, že je o jeden a pol miliardy rokov staršia, ako sa bežne predpokladalo.

Verilo sa, že v superhlbine neexistuje a nemôže existovať organický život, ale vo vzorkách pôdy vynesených na povrch, ktorých vek bol tri miliardy rokov, Bolo objavených 14 doteraz neznámych druhov fosílnych mikroorganizmov.

Krátko pred zatvorením, v roku 1989, bola Kola Superdeep opäť v centre medzinárodnej pozornosti. Riaditeľ studne, akademik David Huberman, zrazu dostával telefonáty a listy z celého sveta. Vedcov, novinárov, proste zvedavých občanov zaujímala otázka: je pravda, že zo superhlbokej studne sa stala „studňa do pekla“?

Ukázalo sa, že predstavitelia fínskej tlače hovorili s niektorými zamestnancami Kola Superdeep. A priznali: keď vrták prekročil hranicu 12 kilometrov, z hlbín studne sa začali ozývať zvláštne zvuky. Namiesto vŕtacej hlavy pracovníci spustili žiaruvzdorný mikrofón – a s jeho pomocou nahrávali zvuky pripomínajúce ľudské výkriky. Jeden zo zamestnancov predložil verziu, že toto výkriky hriešnikov v pekle.

Nakoľko sú tieto príbehy pravdivé? Umiestniť mikrofón namiesto vŕtačky je technicky náročné, ale je to možné. Pravda, práce na jej zostupe môžu trvať aj niekoľko týždňov. A sotva by to bolo možné vykonať v citlivom zariadení namiesto vŕtania. Ale na druhej strane mnohí zamestnanci studne naozaj počuli zvláštne zvuky, ktoré pravidelne prichádzali z hlbín. A čo by to mohlo byť, nikto s istotou nevedel.

Svetová tlač zverejnila na návrh fínskych novinárov množstvo článkov, v ktorých tvrdili, že Kola Superdeep je „cestou do pekla“. Mystický význam sa pripisoval aj faktu, že ZSSR sa zrútil, keď vrtáky potápali „nešťastných“ trinásťtisíc metrov.

V roku 1995, keď už bola stanica zakonzervovaná, došlo v hĺbke bane k nepochopiteľnej explózii – už len z toho dôvodu, že tam nebolo čo vybuchnúť. Zahraničné noviny informovali, že démon vyletel z útrob Zeme umelým priechodom na povrch (publikácie boli plné titulkov ako „Satan utiekol z pekla“).

Riaditeľ studne David Guberman vo svojom rozhovore úprimne priznal: neverí v peklo a démonov, ale skutočne došlo k nepochopiteľnému výbuchu a tiež k zvláštnym zvukom pripomínajúcim hlasy. Okrem toho prieskum vykonaný po výbuchu ukázal, že všetko vybavenie bolo v úplnom poriadku.

Superhlboká studňa Kola, 2012

Samotná studňa (zváraná), august 2012

Múzeum za 100 miliónov

Studňa bola dlho považovaná za zakonzervovanú, pracovalo na nej asi 20 zamestnancov (v 80. rokoch ich počet presiahol 500). V roku 2008 bol objekt úplne uzavretý a časť zariadenia bola demontovaná. Prízemná časť studne je budova veľkosti 12-poschodovej budovy, teraz je opustená a postupne sa ničí. Občas sem zavítajú turisti, ktorých prilákajú legendy o hlasoch z pekla.

Podľa pracovníkov Geologického ústavu Kolského vedeckého centra Ruskej akadémie vied, ktorý predtým vrt spravoval, by jeho obnova stála 100 miliónov rubľov.

Ale už nehovoríme o vedeckej práci do hĺbky: na základe tohto objektu môžete otvoriť iba inštitút alebo iný podnik na školenie odborníkov na vŕtanie na mori. Alebo vytvorte múzeum - veď studňa Kola je aj naďalej najhlbšou na svete.

Anastasia BABANOVSKAYA, časopis "Tajomstvá XX storočia" č. 5 2017

Najhlbšie studne na svete 18.3.2015

Sen o preniknutí do útrob našej planéty spolu s plánmi vyslať človeka do vesmíru sa dlhé stáročia zdal absolútne nerealizovateľný. V 13. storočí už Číňania kopali studne hlboké až 1200 metrov a s príchodom vrtných súprav v 30. rokoch 20. storočia sa Európanom podarilo preniknúť do hĺbky troch kilometrov, no boli to len škrabance na tele planéty .

Ako celosvetový projekt sa v 60. rokoch objavil nápad vŕtať do hornej škrupiny Zeme. Hypotézy o štruktúre plášťa boli založené na nepriamych údajoch, ako je seizmická aktivita. A jediný spôsob, ako doslova nahliadnuť do útrob zeme, bolo vyvŕtať ultrahlboké studne. Stovky studní na povrchu a v hlbinách oceánu poskytli odpovede na niektoré otázky vedcov, no časy, keď sa využívali na testovanie rôznych hypotéz, sú dávno preč.

Spomeňme si na zoznam najhlbších studní na Zemi ...

Siljan Ring (Švédsko, 6800 m)

Koncom 80. rokov bol vo Švédsku vyvŕtaný vrt s rovnakým názvom v kráteri Siljan Ring. Podľa hypotézy vedcov mala práve na tom mieste nájsť ložiská zemného plynu nebiologického pôvodu. Výsledok vŕtania sklamal investorov aj vedcov. Uhľovodíky neboli nájdené v priemyselnom meradle.

Zistersdorf UT2A (Rakúsko, 8553 m)

V roku 1977 bol vyvŕtaný vrt Zistersdorf UT1A v oblasti viedenskej ropnej a plynovej panvy, kde sa skrývalo niekoľko malých ropných polí. Keď boli v hĺbke 7544 m objavené nedobytné zásoby plynu, prvý vrt sa nečakane zrútil a OMV musela vyvŕtať druhý. Baníci však tentoraz nenašli žiadne hlbinné zdroje uhľovodíkov.

Hauptbohrung (Nemecko, 9101 m)

Slávna studňa Kola urobila na európsku verejnosť nezmazateľný dojem. Mnoho krajín začalo pripravovať svoje projekty ultrahlbokých vrtov, ale vrt Hauptborung, ktorý sa vyvíjal v rokoch 1990 až 1994 v Nemecku, si zaslúži osobitnú zmienku. Dosahuje iba 9 km a vďaka otvorenosti údajov o vrtoch a vedeckej práci sa stal jedným z najznámejších ultra hlbokých vrtov.

Baden Unit (USA, 9159 m)

Studňa vyvŕtaná Lone Star neďaleko Anadarka. Jeho vývoj začal v roku 1970 a trval 545 dní. Celkovo tento vrt vzal 1700 ton cementu a 150 diamantových bitov. A jeho celkové náklady stáli spoločnosť 6 miliónov dolárov.

Bertha Rogersová (USA, 9583 m)

Ďalší veľmi hlboký vrt vytvorený v ropnej a plynovej panve Anadarko v Oklahome v roku 1974. Celý proces vŕtania trval pracovníkom Lone Star 502 dní. Práce museli byť zastavené, keď baníci narazili v hĺbke 9,5 kilometra na ložisko roztavenej síry.

Kola Superdeep (ZSSR, 12 262 m)

Zapísaná v Guinessovej knihe rekordov ako „najhlbšia ľudská invázia do zemskej kôry“. Keď sa v máji 1970 začalo s vŕtaním v blízkosti jazera s nevysloviteľným názvom Vilgiskoddeoaivinjärvi, predpokladalo sa, že vrt dosiahne hĺbku 15 kilometrov. Ale kvôli vysokým (až 230 °C) teplotám museli byť práce obmedzené. Momentálne je studňa Kola zakonzervovaná.

Už som vám povedal o histórii tejto studne -

BD-04A (Katar, 12 289 m)

Prieskumný vrt BD-04A bol vyvŕtaný pred 7 rokmi v ropnom poli Al-Shaheen v Katare. Je pozoruhodné, že vrtná plošina Maersk dokázala dosiahnuť značku 12 kilometrov za rekordných 36 dní!

OP-11 (Rusko, 12 345 m)

Január 2011 sa niesol v znamení správy od spoločnosti Exxon Neftegas, že vŕtanie vrtu s najdlhším predĺženým dosahom je blízko dokončenia. OR-11, nachádzajúci sa v poli Odoptu, vytvoril rekord aj v dĺžke horizontálneho vrtu - 11 475 metrov. Práce tunelári dokázali dokončiť len za 60 dní.

Celková dĺžka vrtu OP-11 v poli Odoptu bola 12 345 metrov (7,67 míľ), čím sa vytvoril nový svetový rekord vo vŕtaní vrtov s predĺženým dosahom (ERD). OP-11 sa tiež umiestnil na prvom mieste na svete, pokiaľ ide o vzdialenosť medzi dnom a vodorovným bodom vrtu - 11 475 metrov (7,13 míľ). ENL dokončila rekordný vrt len ​​za 60 dní pomocou vysokorýchlostného vŕtania a technológií TQM spoločnosti ExxonMobil, čím dosiahla špičkový výkon pri vŕtaní každej stopy vrtu OP-11.

„Projekt Sachalin-1 naďalej prispieva k vedúcemu postaveniu Ruska v globálnom ropnom a plynárenskom priemysle,“ povedal James Taylor, prezident ENL. — Doteraz bolo v rámci projektu Sachalin-1 vyvŕtaných 6 z 10 najdlhších vrtov ERD vrátane vrtu OP-11 pomocou vrtných technológií spoločnosti ExxonMobil. Počas celej životnosti projektu sa používala špeciálne navrhnutá vrtná súprava Yastreb, ktorá stanovila početné priemyselné rekordy v dĺžke otvoru, rýchlosti vŕtania a výkone smerového vŕtania. Zároveň sme vytvorili nový rekord pri zachovaní vynikajúceho výkonu v oblasti bezpečnosti, zdravia a životného prostredia.“

Pole Odoptu, jedno z troch polí projektu Sachalin-1, sa nachádza na mori, 8-11 km od severovýchodného pobrežia ostrova Sachalin. Technológia ERD umožňuje úspešné vŕtanie vrtov z pobrežia pod morským dnom, aby sa dostali k ložiskám ropy a zemného plynu na mori, bez porušenia zásad bezpečnosti a ochrany životného prostredia, v jednej z najťažších subarktických oblastí sveta na rozvoj.

P.S. A tu je to, čo píšu v komentároch: tim_o_fay: oddeľme muchy od rezňov :) Dlhá studňa ≠ hlboká. Rovnaký BD-04A má zo svojich 12 289 m 10 902 m vodorovnej šachty. http://www.democraticunderground.com/discuss/duboard.php?az=view_all&address=115x150185 Podľa vertikály je zo všetkého kilometer a chvost. Čo to znamená? To znamená nízky (pomerne) tlak a teplotu spodného otvoru, mäkké útvary (s dobrým ROP) atď. a tak ďalej. OP-11 z tej istej opery. Nehovorím, že horizontálne vŕtanie je jednoduché (robím to už ôsmy rok), ale stále je to oveľa jednoduchšie ako ultra hlboké. Bertha Rogers, SG-3 (Kola), Baden Unit a ďalšie s veľkou skutočnou vertikálnou hĺbkou (doslovný preklad z angličtiny True Vertical Depth, TVD) – to je naozaj niečo nad rámec. V roku 1985 sa pri päťdesiatom výročí SOGRT zišli bývalí absolventi z celej únie s príbehmi a darčekmi pre múzeum technickej školy. Potom mi bolo cťou cítiť kúsok žuly-ruly z hĺbky viac ako 11,5 km :)

V zozname „Superhlbokých vrtov sveta“ zaujíma prvé miesta. Bol vyvŕtaný na štúdium štruktúry hlbokých zemských hornín. Na rozdiel od iných dostupných vrtov na planéte, tento bol vyvŕtaný výlučne z výskumného hľadiska a neslúžil na účely ťažby užitočných zdrojov.

Umiestnenie ultrahlbokej stanice Kola

Kde sa nachádza studňa Kola Superdeep Well? O on sa nachádza v regióne Murmansk, neďaleko mesta Zapolyarny (asi 10 kilometrov od neho). Poloha studne je skutočne jedinečná. Bol položený na území v oblasti polostrova Kola. Je to miesto, kde Zem denne vytláča na povrch rôzne starodávne skaly.

V blízkosti studne sa nachádza puklinový žľab Pečenga-Imandra-Varzuga, ktorý vznikol v dôsledku zlomu.

Superhlboká studňa Kola: história vzhľadu

Na počesť stého výročia pri príležitosti narodenia Vladimíra Iľjiča Lenina v prvej polovici roku 1970 sa začalo s vŕtaním studne.

24. mája 1970 po schválení polohy vrtu geologickou expedíciou sa začalo s prácami. Až do hĺbky asi 7000 metrov išlo všetko ľahko a hladko. Po prekročení sedemtisícového míľnika sa práca sťažila a začalo dochádzať k neustálym kolapsom.

V dôsledku neustáleho lámania zdvíhacích mechanizmov a lámania vrtných hláv, ako aj pravidelných kolapsov, steny studne podliehali procesu cementovania. Kvôli neustálym poruchám však práce pokračovali niekoľko rokov a išli extrémne pomaly.

6. júna 1979 hĺbka vrtu prekročila hranicu 9583 metrov, čím prekonal svetový rekord v ťažbe ropy v Spojených štátoch amerických od Berta Rogersa, ktorý sa nachádza v Oklahome. V tom čase v Kolskej studni nepretržite pracovalo asi šestnásť vedeckých laboratórií a proces vŕtania osobne kontroloval minister geológie Sovietskeho zväzu Evgeny Kozlovský.

V roku 1983, keď hĺbka superhlbokého vrtu Kola dosiahla 12 066 metrov, boli práce dočasne zmrazené v súvislosti s prípravami na Medzinárodný geologický kongres v roku 1984. Po jeho dokončení sa práce obnovili.

Obnovenie prác pripadlo na 27.9.1984. No pri prvom zostupe sa vrtná kolóna odrezala a studňa sa opäť zrútila. Práce sa obnovili z hĺbky asi 7-tisíc metrov.

V roku 1990 dosiahla hĺbka vrtného vrtu rekordných 12 262 metrov. Po prerušení ďalšej kolóny bol prijatý príkaz zastaviť vŕtanie studne a dokončiť práce.

Súčasný stav studne Kola

Začiatkom roku 2008 sa ultrahlboká studňa na polostrove Kola považovala za opustenú, zariadenie sa demontovalo a už sa začal projekt demolácie existujúcich budov a laboratórií.

Začiatkom roku 2010 riaditeľ Kolského geologického ústavu Ruskej akadémie vied oznámil, že studňa teraz prešla procesom konzervácie a ničí sa sama. Odvtedy sa tento problém nenastolil.

Hĺbka studne k dnešnému dňu

V súčasnosti je superhlboká studňa Kola, ktorej fotografia je prezentovaná čitateľovi v článku, považovaná za jeden z najväčších vrtných projektov na planéte. Jeho oficiálna hĺbka je 12 263 metrov.

Znie v studni Kola

Keď vrtné súpravy prekročili hranicu 12-tisíc metrov, robotníci začali počuť zvláštne zvuky prichádzajúce z hlbín. Spočiatku tomu neprikladali žiadny význam. Keď sa však všetko vrtné zariadenie zastavilo a v studni viselo smrteľné ticho, ozvali sa nezvyčajné zvuky, ktoré samotní robotníci nazývali „výkriky hriešnikov v pekle“. Keďže zvuky ultrahlbokej studne boli považované za dosť nezvyčajné, rozhodlo sa ich zaznamenať pomocou tepelne odolných mikrofónov. Keď sa nahrávky počúvali, všetci žasli – vyzerali ako výkriky a krik ľudí.

Niekoľko hodín po vypočutí nahrávok našli pracovníci stopy po silnom výbuchu dovtedy neznámeho pôvodu. Do objasnenia okolností boli práce dočasne zastavené. Po niekoľkých dňoch sa však obnovili. Po opätovnom zostupe do studne každý so zatajeným dychom očakával, že bude počuť ľudské výkriky, ale bolo tam skutočne smrteľné ticho.

Keď sa začalo vyšetrovanie pôvodu zvukov, začali sa klásť otázky, kto čo počul. Ohromení a vystrašení pracovníci sa snažili vyhnúť odpovedi na tieto otázky a odmietli iba frázu: „Počul som niečo zvláštne ...“ Až po dlhom čase a po uzavretí projektu bola predložená verzia, že zvuky neznámeho pôvodu sú zvuk pohybu tektonických platní. Táto verzia bola časom vyvrátená.

Tajomstvá, ktoré zahalili studňu

V roku 1989 sa superhlboká studňa Kola, ktorej zvuky vzrušujú ľudskú predstavivosť, nazývala „cestou do pekla“. Legenda vznikla v éteri americkej televíznej spoločnosti, ktorá prebrala prvoaprílový článok vo fínskych novinách o studni Kola za skutočnosť. V článku sa písalo, že každý navŕtaný kilometer na ceste do 13-tky prinášal krajine nepretržité nešťastia. Podľa legendy si pracovníci v hĺbke 12 000 metrov začali predstavovať ľudské výkriky o pomoc, ktoré boli zaznamenané na ultracitlivé mikrofóny.

S každým ďalším kilometrom na ceste k 13. sa v krajine vyskytli kataklizmy, takže ZSSR sa zrútil na vyššie uvedenej ceste.

Poznamenalo sa tiež, že po vyvŕtaní studne do 14,5 tisíc metrov pracovníci narazili na duté „miestnosti“, ktorých teplota dosiahla 1100 stupňov Celzia. Po spustení jedného z žiaruvzdorných mikrofónov do jedného z týchto otvorov zaznamenali stony, škrípanie a výkriky. Tieto zvuky sa nazývali „hlas podsvetia“ a studňa samotná sa začala označovať len ako „cesta do pekla“.

Samotný výskumný tím však túto legendu čoskoro vyvrátil. Vedci uviedli, že hĺbka vrtu v tom čase bola iba 12 263 metrov a maximálna zaznamenaná teplota bola 220 stupňov Celzia. Nevyvrátený zostal len jeden fakt, vďaka ktorému má superhlboká studňa Kola takú pochybnú slávu – zvuky.

Rozhovor s jedným z pracovníkov Kola Superdeep Well

V jednom z rozhovorov venovaných vyvráteniu legendy o studni Kola David Mironovič Huberman povedal: „Keď sa ma pýtajú na pravdivosť tejto legendy a na existenciu démona, ktorého sme tam našli, odpovedám, že je to úplné. nezmysel. Ale ak mám byť úprimný, nemôžem poprieť skutočnosť, že sme sa stretli s niečím nadprirodzeným. Najprv nás začali rušiť zvuky neznámeho pôvodu, potom nastal výbuch. Keď sme sa o niekoľko dní neskôr pozreli do studne v rovnakej hĺbke, všetko bolo úplne normálne ... “

Aký bol prínos vŕtania superhlbokej studne Kola?

Samozrejme, jednu z hlavných výhod vzhľadu tejto studne možno nazvať výrazným pokrokom v oblasti vŕtania. Boli vyvinuté nové metódy a typy vŕtania. Tiež vrtné a vedecké vybavenie bolo vytvorené osobne pre superhlbokú studňu Kola, ktorá sa používa dodnes.

Ďalším plusom bolo objavenie novej lokality cenných prírodných zdrojov vrátane zlata.

Hlavný vedecký cieľ projektu študovať hlboké vrstvy zeme bol dosiahnutý. Mnohé existujúce teórie boli vyvrátené (vrátane tých o čadičovej vrstve zeme).

Počet ultra hlbokých vrtov na svete

Celkovo je na planéte asi 25 ultrahlbokých vrtov.

Väčšina z nich sa nachádza na území bývalého ZSSR, ale asi 8 sa nachádza po celom svete.

Superhlboké vrty nachádzajúce sa na území bývalého ZSSR

Na území Sovietskeho zväzu sa nachádzalo veľké množstvo veľmi hlbokých studní, ale treba zdôrazniť najmä:

1. Muruntauská studňa. V hĺbke studňa dosahuje iba 3 000 metrov. Nachádza sa v Uzbeckej republike, v malej dedinke Muruntau. S vŕtaním vrtu sa začalo v roku 1984 a doteraz nebolo dokončené.
2. Krivoj Rog studňa. V hĺbke dosahuje len 5383 metrov z 12 tisíc koncipovaných. Vŕtanie sa začalo v roku 1984 a skončilo v roku 1993. Za polohu studne sa považuje Ukrajina, okolie mesta Krivoj Rog.
3. Dneper-Doneck dobre. Je to krajanka predchádzajúceho a tiež sa nachádza na Ukrajine, neďaleko Doneckej republiky. Hĺbka vrtu je dnes 5691 metrov. Vŕtanie začalo v roku 1983 a pokračuje dodnes.
4. Uralská studňa. Má hĺbku 6100 metrov. Nachádza sa v regióne Sverdlovsk, neďaleko mesta Verkhnyaya Tura. Práce na softvéri trvali 20 rokov, počnúc rokom 1985 a končiac v roku 2005.
5. Biikzhal dobre. Jeho hĺbka dosahuje 6700 metrov. Vrt bol vŕtaný v rokoch 1962 až 1971. Nachádza sa na Kaspickej nížine.
6. Aralsol dobre. Jeho hĺbka je o sto metrov väčšia ako Biikzhalskaya a je iba 6800 metrov. Rok vŕtania a umiestnenie vrtu sú úplne totožné s vrtom Biizhalskaya.
7. studňa Timan-Pechora. Jeho hĺbka dosahuje 6904 metrov. Nachádza sa v republike Komi. Presnejšie povedané, v regióne Vuktyl. Práce na softvéri trvali približne 10 rokov, od roku 1984 do roku 1993.
8. Tyumen dobre. Hĺbka dosahuje 7502 metrov z 8000 plánovaných. Studňa sa nachádza v blízkosti mesta a dediny Korotchaevo. Vŕtanie prebiehalo v rokoch 1987 až 1996.
9. Ševčenko dobre. Bola vyvŕtaná počas jedného roka v roku 1982 s cieľom ťažby ropy na západnej Ukrajine. Hĺbka vrtu je 7520 metrov. Nachádza sa v karpatskom regióne.
10. En-Yakhinskaya studňa. Má hĺbku asi 8250 metrov. Jediný vrt, ktorý prekročil plán vŕtania (pôvodne sa plánovalo 6000). Nachádza sa na území západnej Sibíri, neďaleko mesta Nový Urengoy. Vŕtanie trvalo od roku 2000 do roku 2006. V súčasnosti to bol posledný prevádzkový ultrahlboký vrt v Rusku.
11. Saatlinskaya dobre. Jeho hĺbka je 8324 metrov. Vŕtanie sa uskutočnilo v rokoch 1977 až 1982. Nachádza sa v Azerbajdžane, 10 kilometrov od mesta Saatly, v Kursk Bulge.

Celosvetové ultra hlboké vrty

Na území iných krajín je tiež množstvo super hlbokých studní, ktoré nemožno ignorovať:

1. Švédsko. Silyan Ring s hĺbkou 6800 metrov.
2. Kazachstan. Tasym South-Eastern s hĺbkou 7050 metrov.
3. USA. Bighorn je hlboký 7583 metrov.
4. Rakúsko. Zisterdorf s hĺbkou 8553 metrov.
5. USA. Univerzita s hĺbkou 8686 metrov.
6. Nemecko. KTB-Oberpfalz s hĺbkou 9101 metrov.
7. USA. Beydat-Unit s hĺbkou 9159 metrov.
8. USA. Bertha Rogers v hĺbke 9583 metrov.

Svetové rekordy pre ultra hlboké studne na svete

V roku 2008 prekonal svetový rekord vrtu Kola ropný vrt Maersk. Jeho hĺbka je 12 290 metrov.

Potom bolo zaznamenaných niekoľko ďalších svetových rekordov pre ultra hlboké vrty:

1. Začiatkom januára 2011 rekord prekonal ropný vrt Sachalin-1, ktorý dosahuje hĺbku 12 345 metrov.
2. V júni 2013 rekord prekonala studňa poľa Chayvinskoye, ktorej hĺbka bola 12 700 metrov.

Hádanky a záhady superhlbokej studne Kola však dodnes neboli odhalené ani vysvetlené. Čo sa týka zvukov prítomných pri jeho vŕtaní, dodnes vznikli nové teórie. Ktovie, možno je to naozaj plod násilnej ľudskej fantázie? Prečo potom toľko očitých svedkov? Možno sa čoskoro nájde človek, ktorý podá vedecké vysvetlenie toho, čo sa deje, alebo možno studňa zostane legendou, ktorá sa bude prerozprávať ešte mnoho storočí...

Dnes už vedecký výskum ľudstva dosiahol hranice slnečnej sústavy: pristáli sme kozmickými loďami na planétach, ich satelitoch, asteroidoch, kométach, vyslali misie do Kuiperovho pásu a prekročili hranicu heliopauzy. Pomocou ďalekohľadov vidíme udalosti, ktoré sa odohrali pred 13 miliardami rokov – keď mal vesmír len niekoľko stoviek miliónov rokov. Na tomto pozadí je zaujímavé posúdiť, ako dobre poznáme našu Zem. Jeho vnútornú štruktúru najlepšie zistíte vyvŕtaním studne: čím hlbšie, tým lepšie. Najhlbšia studňa na Zemi je Kola Superdeep alebo SG-3. V roku 1990 jej hĺbka dosiahla 12 kilometrov 262 metrov. Ak tento údaj porovnáme s polomerom našej planéty, ukáže sa, že je to len 0,2 percenta cesty do stredu Zeme. Ale aj toto sa ukázalo ako dostatočné na to, aby sa predstavy o štruktúre zemskej kôry obrátili.

Ak si studňu predstavíte ako šachtu, cez ktorú sa dá výťahom zísť do samotných útrob zeme, alebo aspoň pár kilometrov, tak to vôbec nie je ono. Priemer vŕtacieho nástroja, ktorým inžinieri vrt vytvorili, bol len 21,4 centimetra. Horný dvojkilometrový úsek studne je trochu širší – bol rozšírený na 39,4 centimetra, no aj tak sa tam človek nemá ako dostať. Pre predstavu o proporciách studne by bola najlepšia analógia 57-metrová šijacia ihla s priemerom 1 milimeter, na jednom konci o niečo hrubšia.

No schéma

Ale táto prezentácia bude zjednodušená. Pri vŕtaní došlo na studni k viacerým nehodám - časť vrtnej kolóny skončila pod zemou bez možnosti jej vyťaženia. Preto bola studňa niekoľkokrát spustená nanovo, od značiek sedem a deväť kilometrov. Existujú štyri hlavné pobočky a asi tucet menších. Hlavné vetvy majú rôzne maximálne hĺbky: dve z nich prekračujú značku 12 kilometrov, ďalšie dve ju nedosahujú len o 200 - 400 metrov. Všimnite si, že hĺbka priekopy Mariana je o jeden kilometer menšia - 10 994 metrov v porovnaní s hladinou mora.

Horizontálne (vľavo) a vertikálne projekcie trajektórií SG-3

Yu.N. Jakovlev a kol. / Bulletin vedeckého centra Kola Ruskej akadémie vied, 2014

Navyše by bolo chybou vnímať studňu ako olovnicu. Vzhľadom na to, že v rôznych hĺbkach majú horniny rôzne mechanické vlastnosti, vrták sa pri práci odchýlil do menej hustých oblastí. Preto vo veľkom meradle vyzerá profil Kola Superdeep ako mierne zakrivený drôt s niekoľkými vetvami.

Pri približovaní sa k studni dnes uvidíme iba hornú časť - kovový poklop priskrutkovaný k ústiu dvanástimi masívnymi skrutkami. Nápis na ňom vznikol omylom, správna hĺbka je 12 262 metrov.

Ako sa vŕtala hlboká studňa?

Na začiatok treba poznamenať, že SG-3 bol pôvodne koncipovaný špeciálne na vedecké účely. Vedci sa vybrali na vŕtanie na miesto, kde sa na povrch zeme dostali staré horniny – staré až tri miliardy rokov. Jedným z argumentov pri prieskume bolo, že mladé sedimentárne horniny boli dobre preštudované počas ťažby ropy a nikto ešte nevŕtal hlboko do starých vrstiev. Okrem toho tu boli aj veľké medenoniklové ložiská, ktorých prieskum by bol užitočným doplnkom vedeckého poslania vrtu.

S vŕtaním sa začalo v roku 1970. Prvá časť vrtu bola vyvŕtaná sériovou súpravou Uralmash-4E - zvyčajne sa používala na vŕtanie ropných vrtov. Úprava inštalácie umožnila dosiahnuť hĺbku 7 kilometrov 263 metrov. Trvalo to štyri roky. Potom sa inštalácia zmenila na "Uralmash-15000", pomenovanú podľa plánovanej hĺbky studne - 15 kilometrov. Nová vrtná súprava bola navrhnutá špeciálne pre Kola Superdeep: vŕtanie v takých veľkých hĺbkach si vyžadovalo seriózne zdokonalenie vybavenia a materiálov. Napríklad hmotnosť samotnej vrtnej kolóny v 15-kilometrovej hĺbke dosahovala 200 ton. Samotná inštalácia mohla zdvihnúť bremená až do 400 ton.

Vŕtacia kolóna pozostáva z rúrok spojených navzájom. Inžinieri s jeho pomocou spúšťajú vrtný nástroj na dno studne a zabezpečuje aj jeho prevádzku. Na konci kolóny boli inštalované špeciálne 46-metrové turbodrily, poháňané prúdom vody z povrchu. Umožnili otáčať nástrojom na drvenie hornín oddelene od celého stĺpa.

Hroty, ktorými sa vrtná kolóna zarezávala do žuly, vyvolávajú asociácie s futuristickými detailmi robota – niekoľkými rotujúcimi ostnatými diskami pripojenými zhora k turbíne. Jeden takýto vrták vystačil len na štyri hodiny práce – to zhruba zodpovedá prejazdu 7-10 metrov, po ktorom treba celú vrtnú kolónu zdvihnúť, rozobrať a potom opäť spustiť. Samotné neustále zostupy a výstupy trvali až 8 hodín.

Dokonca aj potrubia pre stĺp v Kola Superdeep museli použiť neobvyklé. V hĺbke sa teplota a tlak postupne zvyšujú a, ako hovoria inžinieri, pri teplotách nad 150 - 160 stupňov oceľ sériových rúr mäkne a horšie drží niekoľkotonové zaťaženie - z tohto dôvodu existuje pravdepodobnosť nebezpečných deformácií a zlomenia stĺpec sa zvyšuje. Preto vývojári zvolili ľahšie a tepelne odolné hliníkové zliatiny. Každá z rúr mala dĺžku asi 33 metrov a priemer asi 20 centimetrov – o niečo užšiu ako studňa samotná.

Avšak ani špeciálne navrhnuté materiály nevydržali podmienky vŕtania. Po prvom sedemkilometrovom úseku trvalo takmer desať rokov a viac ako 50 kilometrov rúr, kým sa navŕtali do výšky 12 000 metrov. Inžinieri boli konfrontovaní so skutočnosťou, že pod siedmimi kilometrami sa skaly zmenšili a lámali sa – viskózne pre vrták. Okrem toho samotný vrt zdeformoval svoj tvar a stal sa elipsovitým. V dôsledku toho sa struna niekoľkokrát pretrhla a inžinieri, ktorí ju nemohli zdvihnúť späť, boli nútení zabetónovať vetvu vrtu a znova prejsť vrtom, čím stratili roky práce.

Jedna z týchto veľkých havárií prinútila vŕtačov v roku 1984 vybetónovať vetvu studne, ktorá siahala do hĺbky 12 066 metrov. Vŕtanie sa muselo znova začať od 7-kilometrovej hranice. Predchádzala tomu pauza v práci s vrtom – v tom momente bola odtajnená existencia SG-3 a v Moskve sa konal medzinárodný geologický kongres Geoexpo, ktorého delegáti objekt navštívili.

Podľa očitých svedkov nešťastia stĺp po obnovení prác vyvŕtal studňu o deväť metrov nižšie. Po štyroch hodinách vŕtania sa robotníci pripravili na zdvihnutie stĺpa späť, ale „nešlo to“. Vrtári sa rozhodli, že potrubie sa niekde "prilepilo" k stenám studne a zvýšili zdvíhaciu silu. Pracovné zaťaženie sa výrazne znížilo. Postupným rozoberaním struny na 33-metrové sviečky sa robotníci dostali k ďalšiemu segmentu zakončenému nerovným spodným okrajom: turbovrták a ďalších päť kilometrov rúr zostali v studni, nedali sa zdvihnúť.

Hranicu 12 kilometrov sa vŕtačom podarilo opäť dosiahnuť až do roku 1990, v rovnakom čase bol stanovený rekord ponoru - 12 262 metrov. Potom došlo k novej havárii a od roku 1994 boli práce na studni zastavené.

Vedecká misia ultrahlbokého

Vzor seizmických skúšok na SG-3

"Kola superdeep" Ministerstvo geológie ZSSR, vydavateľstvo "Nedra", 1984

Vrt bol skúmaný celým radom geologických a geofyzikálnych metód, od zberu jadra (stĺpec hornín zodpovedajúci danej hĺbke) až po radiačné a seizmologické merania. Napríklad jadro bolo odobraté pomocou jadrových prijímačov so špeciálnymi vrtákmi - vyzerajú ako rúry so zubatými okrajmi. V strede týchto rúr sú 6-7 centimetrové otvory, kadiaľ vstupuje skala.

Ale aj pri tejto zdanlivo jednoduchej (okrem potreby zdvihnúť toto jadro z mnohokilometrovej hĺbky) technike sa objavili ťažkosti. V dôsledku vrtnej kvapaliny - tej istej, ktorá uviedla vrták do pohybu - sa jadro nasýtilo kvapalinou a zmenilo svoje vlastnosti. Navyše, podmienky v hĺbke a na povrchu zeme sú veľmi odlišné - vzorky popraskali z tlakového rozdielu.

V rôznych hĺbkach bol výťažok jadra veľmi odlišný. Ak na piatich kilometroch od 100-metrového segmentu bolo možné počítať s 30 centimetrami jadra, tak v hĺbkach viac ako deväť kilometrov dostali geológovia namiesto stĺpca hornín súpravu podložiek z hustej horniny.

Mikrosnímka hornín vyzdvihnutých z hĺbky 8028 metrov

"Kola superdeep" Ministerstvo geológie ZSSR, vydavateľstvo "Nedra", 1984

Štúdie materiálu vyzdvihnutého zo studne viedli k niekoľkým dôležitým záverom. Po prvé, štruktúru zemskej kôry nemožno zjednodušiť na zloženie niekoľkých vrstiev. Predtým to naznačovali seizmologické údaje - geofyzici videli vlny, ktoré sa zdalo, že sa odrážajú od hladkej hranice. Štúdie na SG-3 ukázali, že takáto viditeľnosť môže nastať aj pri zložitom rozložení hornín.

Tento predpoklad ovplyvnil návrh vrtu - vedci očakávali, že v hĺbke siedmich kilometrov sa šachta dostane do čadičových skál, no nestretli sa ani pri hranici 12 kilometrov. No namiesto čadiča objavili geológovia horniny, ktoré mali veľké množstvo puklín a nízku hustotu, čo sa z mnohokilometrovej hĺbky vôbec nedalo očakávať. Navyše sa v trhlinách našli stopy podzemnej vody – dokonca sa predpokladalo, že vznikli priamou reakciou kyslíka a vodíka v hrúbke Zeme.

Medzi vedeckými výsledkami sa našli aj aplikované - napríklad v malých hĺbkach našli geológovia horizont medenoniklových rúd vhodných na ťažbu. A v hĺbke 9,5 kilometra bola objavená vrstva geochemickej anomálie zlata – v hornine boli prítomné mikrometrové zrnká pôvodného zlata. Koncentrácie dosiahli gram na tonu horniny. Je však nepravdepodobné, že by ťažba z takejto hĺbky bola niekedy zisková. Ale samotná existencia a vlastnosti zlatonosnej vrstvy umožnili objasniť modely vývoja minerálov – petrogenézu.

Samostatne je potrebné hovoriť o štúdiách teplotných gradientov a žiarenia. Na takéto experimenty sa používajú hĺbkové prístroje, ktoré sa spúšťajú na drôtených kábloch. Veľkým problémom bolo zabezpečiť ich synchronizáciu s pozemnými zariadeniami, ako aj zabezpečiť prevádzku vo veľkých hĺbkach. Ťažkosti nastali napríklad s tým, že káble s dĺžkou 12 kilometrov boli natiahnuté asi o 20 metrov, čo mohlo výrazne znížiť presnosť údajov. Aby sa tomu vyhli, geofyzici museli vytvoriť nové metódy na označovanie vzdialeností.

Väčšina komerčných nástrojov nebola navrhnutá na prácu v drsných podmienkach nižších vrstiev vrtu. Na výskum vo veľkých hĺbkach preto vedci použili zariadenia navrhnuté špeciálne pre Kola Superdeep.

Najdôležitejším výsledkom geotermálneho výskumu sú oveľa vyššie teplotné gradienty, ako sa očakávalo. Pri povrchu bola rýchlosť nárastu teploty 11 stupňov na kilometer, do hĺbky dvoch kilometrov - 14 stupňov na kilometer. V intervale od 2,2 do 7,5 kilometra teplota stúpala rýchlosťou blížiacou sa 24 stupňom na kilometer, hoci existujúce modely predpovedali hodnotu jeden a pol krát nižšiu. Výsledkom bolo, že už v päťkilometrovej hĺbke prístroje zaznamenali teplotu 70 stupňov Celzia a o 12 kilometrov táto hodnota dosiahla 220 stupňov Celzia.

Vrt Kola Superdeep sa ukázal byť na rozdiel od iných vrtov - napríklad pri analýze uvoľňovania tepla hornín ukrajinského kryštalického štítu a batolitov Sierra Nevada geológovia ukázali, že uvoľňovanie tepla klesá s hĺbkou. V SG-3 naopak rástla. Okrem toho merania ukázali, že hlavným zdrojom tepla, ktorý poskytuje 45-55 percent tepelného toku, je rozpad rádioaktívnych prvkov.

Napriek tomu, že hĺbka studne pôsobí kolosálne, nedosahuje ani tretinu hrúbky zemskej kôry v Baltskom štíte. Geológovia odhadujú, že základ zemskej kôry v tejto oblasti prebieha asi 40 kilometrov pod zemou. Preto aj keby SG-3 dosiahla plánovanú 15-kilometrovú hranicu, stále by sme nedosiahli plášť.

Takúto ambicióznu úlohu si dali americkí vedci pri vývoji projektu Mohol. Geológovia plánovali dosiahnuť hranicu Mohorovichich - podzemnej oblasti, kde dochádza k prudkej zmene rýchlosti šírenia zvukových vĺn. Predpokladá sa, že súvisí s hranicou medzi kôrou a plášťom. Stojí za zmienku, že vŕtači si ako miesto pre studňu vybrali dno oceánu pri ostrove Guadalupe - vzdialenosť k hraniciam bola len niekoľko kilometrov. Hĺbka samotného oceánu tu však dosahovala 3,5 kilometra, čo výrazne skomplikovalo vrtné práce. Prvé testy v 60. rokoch umožnili geológom vyvŕtať diery len 183 metrov.

Nedávno boli vypracované plány na oživenie projektu vŕtania v hlbokom oceáne pomocou prieskumnej vrtnej lode JOIDES Resolution. Ako nový cieľ si geológovia vybrali bod v Indickom oceáne, neďaleko Afriky. Hĺbka tamojšej Mohorovičovej hranice je len asi 2,5 kilometra. V decembri 2015 - januári 2016 sa geológom podarilo vyvŕtať studňu s hĺbkou 789 metrov - piatu najväčšiu na svete podvodných studní. Ale táto hodnota je len polovica toho, čo bolo požadované v prvej fáze. Tím sa však plánuje vrátiť a dokončiť to, čo začali.

***

0,2 percenta cesty do stredu Zeme nie je také pôsobivé číslo v porovnaní s mierou cestovania vesmírom. Treba si však uvedomiť, že hranica Slnečnej sústavy neprechádza pozdĺž obežnej dráhy Neptúna (či dokonca Kuiperovho pásu). Gravitácia Slnka prevláda nad hviezdnou až do vzdialenosti dvoch svetelných rokov od hviezdy. Ak si teda všetko dôkladne spočítate, vyjde vám, že aj Voyager 2 preletel len desatinu percenta cesty na okraj našej sústavy.

Nebuďte preto naštvaní tým, ako málo poznáme „vnútro“ našej vlastnej planéty. Geológovia majú svoje vlastné teleskopy – seizmický výskum – a vlastné ambiciózne plány na dobytie útrob. A ak sa astronómom už podarilo dotknúť pevnej časti nebeských telies v slnečnej sústave, potom geológovia čakajú na všetko najzaujímavejšie.

Vladimír Korolev