Care este temperatura la adâncimea fântânii Kola. Kola superadânc
În 1990, în partea de sud a Germaniei, un grup de oameni de știință a decis să cerceteze adâncurile planetei noastre la joncțiunea a două plăci tectonice care s-au ciocnit acum mai bine de 300 de milioane de ani, când s-a format continentul. Scopul final al oamenilor de știință a fost să foreze una dintre cele mai adânci puțuri din lume, până la 10 km.
Inițial, s-a presupus că fântâna va deveni un fel de „telescop”, care ar face posibil să aflați mai multe despre adâncurile planetei noastre și să încercați să aflați despre nucleul Pământului. Procesul de foraj a avut loc ca parte a programului Continental Deep Drilling și a durat până în octombrie 1994, când programul a trebuit să fie redus din cauza problemelor financiare.
Fântâna a fost numită Kontinentales Tiefbohrprogramm der Bundesrepublik, prescurtat KTB, iar până când programul a fost închis, a fost forat pe mai mult de 9 km, ceea ce nu a adăugat entuziasm oamenilor de știință. Procesul de foraj în sine nu a fost ușor. Timp de 4 ani, oamenii de știință, inginerii și muncitorii au avut de înfruntat o mulțime de situații dificile și sarcini destul de complexe. De exemplu, burghiul a trebuit să treacă prin roci încălzite la o temperatură de aproximativ 300 de grade Celsius, dar chiar și în astfel de condiții, forătorii au reușit totuși să răcească gaura cu hidrogen lichid.
Cu toate acestea, în ciuda faptului că programul a fost restrâns, experimentele științifice nu s-au oprit și s-au desfășurat până la sfârșitul anului 1995 și este de remarcat faptul că nu au fost efectuate în zadar. În acest timp, s-au putut descoperi fapte noi, destul de neașteptate, despre structura planetei noastre, au fost compilate noi hărți de distribuție a temperaturii și au fost obținute date privind distribuția presiunii seismice, ceea ce a făcut posibilă crearea unor modele ale structurii stratificate a partea superioară a suprafeței Pământului.
Cu toate acestea, oamenii de știință au păstrat cele mai interesante pentru final. Omul de știință olandez Lott Given, care, împreună cu inginerii acuștiști și oamenii de știință de la Centrul de Cercetare Geofizică (Germania), a făcut ceea ce mulți visaseră - aproape în sensul literal al cuvântului, a „auzit bătăile inimii” Pământului. Pentru a face acest lucru, el și echipa sa au avut nevoie să efectueze măsurători acustice, cu ajutorul cărora echipa de cercetare a recreat sunetele pe care le puteam auzi la o adâncime de 9 kilometri. Cu toate acestea, acum puteți auzi și aceste sunete.
În ciuda faptului că KTB este considerat în prezent cea mai adâncă fântână din lume, există mai multe puțuri similare, care, totuși, au fost deja sigilate. Și printre acestea se remarcă o fântână, care pe parcursul existenței sale a reușit să dobândească legende; aceasta este fântâna super-adâncă a Kola, mai cunoscută sub numele de „Drumul spre Iad”. Spre deosebire de alți concurenți ai KTB, fântâna Kola a ajuns la 12,2 km în adâncime și a fost considerată cea mai adâncă sondă din lume.
Forajul său a început în 1970 în regiunea Murmansk (Uniunea Sovietică, în prezent Federația Rusă), la 10 kilometri vest de orașul Zapolyarny. În timpul forajului, puțul a suferit mai multe accidente, în urma cărora muncitorii au fost nevoiți să betoneze puțul și să înceapă forarea de la o adâncime mult mai mică și sub un unghi diferit. Este interesant că tocmai cu o serie de accidente și eșecuri care bântuie grupul este asociat motivul apariției legendei că fântâna a fost forată până la adevăratul Iad.
După cum spune textul legendei, după ce au depășit marcajul de 12 km, oamenii de știință au putut auzi sunetele țipetelor folosind microfoanele. Cu toate acestea, au decis să continue forajul și în timp ce treceau de următorul marcaj (14 km), au dat brusc peste goluri. După ce oamenii de știință au coborât microfoanele, au auzit țipetele și gemetele bărbaților și femeilor. Și după ceva timp, a avut loc un accident, după care s-a decis oprirea lucrărilor de foraj
Și, în ciuda faptului că accidentul s-a întâmplat cu adevărat, oamenii de știință nu au auzit niciun țipăt de oameni, iar toată discuția despre demoni nu a fost altceva decât ficțiune, a spus David Mironovich Guberman, unul dintre autorii proiectului, sub a cărui conducere fântâna a fost forat.
După un alt accident din 1990, la atingerea adâncimii de 12.262 de metri, s-a încheiat forajul, iar în 2008, proiectul a fost abandonat și utilajul a fost demontat. Doi ani mai târziu, în 2010, fântâna a fost blocată.
Să remarcăm că proiecte precum forarea puțurilor precum puțurile KTV și Kola sunt în prezent singura modalitate și oportunitate pentru geologi de a studia interiorul planetei.
Kola
Fântâna superadâncă Kola este cea mai adâncă de pe pământ. Este situat în regiunea Murmansk, la aproximativ 10 km de orașul Zapolyarny. Adâncimea sa este de 12262 m. Cel mai interesant lucru este că, spre deosebire de majoritatea celorlalte fântâni, care au fost create numai pentru minerit, Kola a fost creată inițial pentru a studia litosfera (învelișul solid al planetei).
Conducta Kola Superdeep a fost fondată la aniversarea a 100 de ani de la nașterea lui Vladimir Lenin în 1970. Cercetătorii au fost interesați să studieze rocile vulcanice care sunt rareori forate pentru minerit. Se presupunea că la o adâncime de aproximativ 4-5 km stratul de granit va fi înlocuit cu bazalt. Forajul în sine a început în mai. Este de remarcat faptul că nu au existat probleme speciale în timpul lucrării. Cu toate acestea, după o adâncime de șapte mii de metri, capul de foraj a intrat în roci puternice stratificate, în timp ce trecea prin care sonda a început să se prăbușească. Prin urmare, șirul de foraj a devenit adesea blocat cu piatră, drept urmare capul pur și simplu s-a rupt în timpul ridicării. Și deoarece partea pierdută a coloanei a fost cimentată, forajul a continuat cu o abatere mare de la ținta specificată. Accidente similare au avut loc destul de des. Rețineți că în cei mai buni ani, la fântână au lucrat peste 15 laboratoare de cercetare.
În 1983, adâncimea obiectului era de 12.066 de metri. În acest moment, s-a decis suspendarea lucrărilor pentru a pregăti Congresul Geologic Internațional, care un an mai târziu a avut loc la Moscova. În 1984, forajul a continuat. Și apoi a avut loc un nou accident - garnitura de foraj s-a rupt. S-a decis să foreze o nouă ramură de la o adâncime de șapte mii de metri. Până în 1990, adâncimea ramului era de 12.262 m, iar când coloana s-a spart pentru a enea oară, toate lucrările au fost reduse.
În prezent, instalația este considerată abandonată, fântâna în sine a fost blocată și începe să se prăbușească, toate echipamentele au fost demontate, iar clădirea s-a transformat în ruine. Pentru a restabili totul în jur, veți avea nevoie de aproximativ 100 de milioane de ruble. Dacă acest lucru se va întâmpla vreodată, nimeni nu știe.
În ceea ce privește cercetarea, oamenii de știință au crezut că la o anumită adâncime vor găsi o graniță clar definită între granite și bazalt, dar numai granite au fost găsite pe toată adâncimea. A existat și o problemă cu miezul (proba de rocă extrasă dintr-un puț) - atunci când au fost ridicate, probele s-au prăbușit din cauza eliberării de gaz activ, deoarece nu au putut rezista la schimbarea instantanee a presiunii. Cu toate acestea, în unele cazuri, oamenii de știință au reușit să îndepărteze o bucată solidă de miez, dar numai dacă a fost ridicată foarte încet la suprafață.
Dacă vorbim despre rezultatele activității în general, acestea au fost destul de neașteptate pentru oamenii de știință, deoarece nu au oferit o înțelegere clară a naturii mantalei pământului. În plus, cercetătorii au afirmat ulterior că locul de începere a lucrărilor nu a fost cel mai de succes - acele roci care se aflau la o adâncime de aproximativ 2000 m puteau fi găsite pe suprafața pământului lângă Kola. Temperatura la o adâncime de 5 kilometri a fost de 70 °C, la 7 - 120 °C și la 12 - 220 °C.
Există multe zvonuri despre Kola legate de lumea cealaltă. De exemplu, fântâna este adesea numită „drumul către iad” - conform legendei, la o adâncime de 12 km, echipamentele oamenilor de știință au înregistrat țipete și gemete emanate din intestinele Pământului. Desigur, toate acestea sunt presupuneri stupide, fie și doar pentru că sunetul în sine nu este înregistrat, ci se folosește un receptor seismic.
Apropo, în momentul de față Kola este sigilată și se află în această stare de aproape 20 de ani. În același timp, există o mică probabilitate ca fântâna să fie într-o zi desigilata și lucrările la ea să continue. În acest caz, oamenii vor putea obține noi informații despre ceea ce ascund adâncurile planetei noastre. Adevărat, o sumă fantastică de fonduri trebuie alocată pentru a continua munca.
Ulei Maersk BD-04A
ACTUALIZAȚI! De când acest articol a fost scris cu mult timp în urmă, multe s-au schimbat de-a lungul anilor. Deci, în acest moment, Kola nu este deloc cea mai adâncă fântână de pe pământ. Mai mult, nici măcar nu se află printre primii trei!
Pe locul trei se află sonda de petrol Maersk Oil BD-04A, a cărei adâncime ajunge la 12.290 de metri. Este situat în bazinul petrolier Al Shaheen din Qatar.
Însuși compania Maersk (Danemarca) este mai cunoscută pentru afacerile de transport. În special, cu transportul său container. Istoria sa datează de la începutul secolului al XX-lea.
Odoptu-mare
Premiul de argint este acordat puțului de petrol Odoptu-sea, forat la un unghi ascuțit față de suprafața pământului, a cărui adâncime este de 12.345 de metri.
Sakhalin-1 este un proiect de petrol și gaze care s-a decis să fie implementat pe insula Sakhalin, mai exact, pe raftul său de nord-est. Una dintre ramurile sale este crearea fântânii maritime Odoptu. Se are în vedere dezvoltarea petrolului (peste 2 miliarde de barili) și a gazelor naturale (485 miliarde de metri cubi).
30% din proiect aparține ExxonMobil, aceeași sumă aparține SODECO, iar restul de 40% este împărțit în mod egal între ONGC și Rosneft. În prezent, acesta este unul dintre cele mai mari proiecte rusești, care a primit investiții cu adevărat uriașe din străinătate.
Este de remarcat faptul că liderul astăzi este puțul Z-42, creat ca parte a proiectului Sakhalin-1, care este scris despre câteva rânduri mai sus. Adâncimea Z-42 ajunge la 12.700 de metri. Cel mai interesant lucru este că construcția puțului a durat doar 73 de zile, ceea ce, după standardele mondiale, este pur și simplu un rezultat excelent.
Nu este mai ușor să pătrundem în secretele care se află sub picioarele noastre decât să aflăm toate secretele Universului deasupra capetelor noastre. Și poate și mai dificil, pentru că pentru a privi în adâncurile Pământului este nevoie de o fântână foarte adâncă.
Scopurile forajului sunt diferite (producția de petrol, de exemplu), dar puțurile ultra-adânci (mai mult de 6 km) sunt necesare în primul rând de oamenii de știință care doresc să știe ce lucruri interesante există în interiorul planetei noastre. Unde sunt situate aceste „ferestre” către centrul Pământului și cum se numește cea mai adâncă sondă forată, vă vom spune în acest articol. În primul rând, doar o clarificare.
Forarea se poate face fie vertical în jos, fie în unghi față de suprafața pământului. În al doilea caz, lungimea poate fi foarte mare, dar adâncimea, dacă se apreciază de la gura (începutul puțului la suprafață) până la punctul cel mai adânc din subsol, este mai mică decât cea a celor care se desfășoară perpendicular.
Un exemplu este unul dintre puțurile câmpului Chayvinskoye, a cărui lungime a ajuns la 12.700 m, dar în adâncime este semnificativ inferioară celei mai adânci puțuri.
Această fântână, adâncă de 7520 m, este situată pe teritoriul Ucrainei de Vest moderne. Cu toate acestea, lucrările la acesta au fost efectuate în URSS în 1975 - 1982.
Scopul creării uneia dintre cele mai adânci fântâni din URSS a fost extragerea mineralelor (petrol și gaz), dar și studiul intestinelor pământului a fost o sarcină importantă.
9 Yen-Yakhinskaya bine
Nu departe de orașul Novy Urengoy din districtul Yamalo-Nenets. Scopul forării Pământului a fost de a determina compoziția scoarței terestre la locul de foraj și de a determina rentabilitatea dezvoltării adâncimii mari pentru minerit.
Așa cum se întâmplă de obicei în cazul puțurilor ultra adânci, subsolul le-a oferit cercetătorilor multe „surprize”. De exemplu, la o adâncime de aproximativ 4 km temperatura a ajuns la +125 (peste cea calculată), iar după alți 3 km temperatura era deja de +210 grade. Cu toate acestea, oamenii de știință și-au încheiat cercetările, iar în 2006 fântâna a fost abandonată.
8 Saatli în Azerbaidjan
În URSS, una dintre cele mai adânci fântâni din lume, Saatli, a fost forată pe teritoriul Republicii Azerbaidjan. A fost planificat să-și aducă adâncimea la 11 km și să efectueze diverse studii legate atât de structura scoarței terestre, cât și de dezvoltarea petrolului la diferite adâncimi.
S-ar putea să te intereseze
Cu toate acestea, nu a fost posibil să forați un puț atât de adânc, așa cum se întâmplă foarte, foarte des. În timpul funcționării, mașinile se defectează adesea din cauza temperaturilor și presiunilor extrem de ridicate; fântâna este îndoită deoarece duritatea diferitelor roci nu este uniformă; Adesea, o defecțiune minoră implică astfel de probleme încât rezolvarea lor necesită mai mulți bani decât crearea uneia noi.
Așadar, în acest caz, în ciuda faptului că materialele obținute în urma forajului erau foarte valoroase, lucrul a trebuit să fie oprit la aproximativ 8324 m.
7 Zisterdorf - cel mai adânc din Austria
Un alt puț de adâncime a fost forat în Austria, lângă orașul Zisterdorf. În apropiere erau zăcăminte de gaze și petrol, iar geologii sperau că o fântână ultra-adâncă va face posibilă obținerea de superprofituri în domeniul mineritului.
Într-adevăr, gazele naturale au fost descoperite la o adâncime foarte semnificativă - spre disperarea specialiștilor, a fost imposibil de extras. Alte foraje s-au încheiat cu un accident; pereții puțului s-au prăbușit.
N-avea rost să-l restaureze; au decis să foreze un altul în apropiere, dar nu s-a găsit nimic interesant pentru industriași în el.
6 universități din SUA
Una dintre cele mai adânci fântâni de pe Pământ este Universitatea din SUA. Adâncimea sa este de 8686 m. Materialele obținute în urma forajului prezintă un interes semnificativ, deoarece oferă material nou despre structura planetei pe care trăim.
În mod surprinzător, în consecință, s-a dovedit că nu oamenii de știință au avut dreptate, ci scriitorii de science fiction: în adâncuri sunt straturi de minerale, iar la adâncimi mari există viață - totuși, vorbim despre bacterii!
În anii 90, Germania a început să foreze puțul ultra-profund Hauptborung. Era planificat să-și aducă adâncimea la 12 km, dar, așa cum se întâmplă de obicei în cazul minelor ultra-adânci, planurile nu au fost încununate de succes. Deja la puțin peste 7 metri au început problemele cu mașinile: găurirea vertical în jos a devenit imposibilă, iar arborele a început să se abate din ce în ce mai mult în lateral. Fiecare metru a fost dificil, iar temperatura a crescut extrem de mult.
În cele din urmă, când căldura a ajuns la 270 de grade, iar accidentele și eșecurile nesfârșite i-au epuizat pe toată lumea, s-a decis suspendarea lucrărilor. Acest lucru a avut loc la o adâncime de 9,1 km, făcând fântâna Hauptborung una dintre cele mai adânci.
Materialele științifice obținute în urma forajului au devenit baza pentru mii de studii, iar mina în sine este utilizată în prezent în scop turistic.
Unitatea 4 Baden
În Statele Unite ale Americii, Lone Star a încercat să foreze un puț ultra-profund în 1970. Locația din apropierea orașului Anadarko din Oklahoma nu a fost aleasă întâmplător: aici natura sălbatică și potențialul științific ridicat creează o oportunitate convenabilă atât pentru forarea unui puț, cât și pentru studierea acestuia.
Lucrările au fost efectuate mai bine de un an, iar în acest timp au forat până la o adâncime de 9159 m, ceea ce îi permite să fie inclusă printre cele mai adânci mine din lume.
Și, în final, vă prezentăm cele trei cele mai adânci fântâni din lume. Pe locul trei se află Bertha Rogers - prima fântână ultra-profundă din lume, care, însă, nu a rămas cea mai adâncă multă vreme. La scurt timp mai târziu, a apărut cea mai adâncă fântână din URSS, fântâna Kola.
Bertha Rogers a fost forată de GHK, o companie care dezvoltă resurse minerale, în primul rând gaze naturale. Scopul lucrării a fost căutarea de gaze la adâncimi mari. Lucrările au început în 1970, când se știa foarte puțin despre măruntaiele pământului.
Compania avea mari speranțe în situl din județul Ouachita, deoarece Oklahoma are o mulțime de resurse minerale, iar la acea vreme oamenii de știință credeau că în pământ există straturi întregi de petrol și gaze. Cu toate acestea, 500 de zile de muncă și fonduri uriașe investite în proiect s-au dovedit a fi inutile: burghiul s-a topit într-un strat de sulf lichid, iar gazul sau petrolul nu au putut fi detectate.
În plus, nu s-au efectuat cercetări științifice în timpul forajului, deoarece puțul avea doar importanță comercială.
2 KTB-Oberpfalz
Pe locul doi în clasamentul nostru se află puțul german Oberpfalz, care a atins o adâncime de aproape 10 km.
Această mină deține recordul pentru cea mai adâncă fântână verticală, deoarece fără abateri laterale ajunge la o adâncime de 7500 m! Aceasta este o cifră fără precedent, deoarece minele la adâncimi mari se îndoaie inevitabil, dar echipamentul unic folosit de oamenii de știință din Germania a făcut posibilă deplasarea forajului vertical în jos pentru o perioadă foarte lungă de timp.
Nici diferența de diametru nu este atât de mare. Fântânile ultra-profunde încep pe suprafața pământului cu o gaură cu un diametru destul de mare (la Oberpfalz - 71 cm), apoi se îngustează treptat. În partea de jos, fântâna germană are un diametru de doar aproximativ 16 cm.
Motivul pentru care lucrarea a trebuit să fie oprită este același ca în toate celelalte cazuri - defecțiunea echipamentului din cauza temperaturilor ridicate.
1 Fântâna Kola este cea mai adâncă din lume
Legenda stupidă o datorăm unei „rățe” răspândite în presa occidentală, unde, cu referire la miticul „om de știință de renume mondial” Azzakov, au vorbit despre o „creatură” care a scăpat dintr-o mină, temperatura în care a ajuns la 1000 grade, despre gemetele a milioane de oameni care s-au înscris pentru microfon și așa mai departe.
La prima vedere, este clar că povestea este cusută cu ață albă (și, apropo, a fost publicată în ziua păcălelii): temperatura în mină nu era mai mare de 220 de grade, însă, la această temperatură, așa cum precum și la 1000 de grade, niciun microfon nu poate funcționa; creaturile nu au scăpat, iar omul de știință numit nu există.
Fântâna Kola este cea mai adâncă din lume. Adâncimea sa ajunge la 12262 m, ceea ce depășește semnificativ adâncimea altor mine. Dar nu lungimea! Acum putem numi cel puțin trei fântâni - Qatar, Sakhalin-1 și una dintre fântânile câmpului Chayvinskoye (Z-42) - care sunt mai lungi, dar nu mai adânci.
Kola a oferit oamenilor de știință material colosal, care nu a fost încă procesat și înțeles pe deplin.
Loc | Nume | O tara | Adâncime |
---|---|---|---|
1 | Kola | URSS | 12262 |
2 | KTB-Oberpfalz | Germania | 9900 |
3 | STATELE UNITE ALE AMERICII | 9583 | |
4 | Baden-Unitatea | STATELE UNITE ALE AMERICII | 9159 |
5 | Germania | 9100 | |
6 | STATELE UNITE ALE AMERICII | 8686 | |
7 | Zisterdorf | Austria | 8553 |
8 | URSS (Azerbaidjanul modern) | 8324 | |
9 | Rusia | 8250 | |
10 | Şevcenkovskaia | URSS (Ucraina) | 7520 |
— Doctore Huberman, ce naiba ai săpat acolo jos? - o remarcă a publicului a întrerupt raportul unui om de știință rus la o întâlnire UNESCO din Australia. Cu câteva săptămâni mai devreme, în aprilie 1995, un val de rapoarte despre un accident misterios la fântâna superadâncă Kola a cuprins lumea.
Se presupune că, la apropierea de al 13-lea kilometru, instrumentele au înregistrat un zgomot ciudat venit din măruntaiele planetei - ziarele galbene au asigurat în unanimitate că doar strigătele păcătoșilor din lumea interlopă ar putea suna așa. La câteva secunde după ce a apărut sunetul teribil, a avut loc o explozie...
Spațiu sub picioarele tale
La sfârșitul anilor 70 - începutul anilor 80, obținerea unui loc de muncă la fântâna Kola Superdeep, așa cum locuitorii satului Zapolyarny din regiunea Murmansk numesc cu afecțiune fântâna, a fost mai dificilă decât intrarea în corpul cosmonauților. Din sutele de candidați, unul sau doi au fost aleși. Odată cu ordinul de angajare, norocoșii au primit un apartament separat și un salariu egal cu dublul sau triplul salariului profesorilor moscoviți. La fântână funcționau simultan 16 laboratoare de cercetare, fiecare de mărimea unei fabrici medii. Doar germanii au săpat pământul cu atâta tenacitate, dar, după cum mărturisește Cartea Recordurilor Guinness, cea mai adâncă fântână germană este aproape jumătate mai lungă decât a noastră.
Galaxiile îndepărtate au fost studiate de omenire mult mai bine decât ceea ce se află sub scoarța terestră la câțiva kilometri distanță de noi. Kola Superdeep este un fel de telescop în misterioasa lume interioară a planetei.
De la începutul secolului al XX-lea, se credea că Pământul este format dintr-o crustă, manta și miez. În același timp, nimeni nu ar putea spune cu adevărat unde se termină un strat și începe următorul. Oamenii de știință nici măcar nu știau în ce constau de fapt aceste straturi. În urmă cu aproximativ 40 de ani, erau siguri că stratul de granit începe la o adâncime de 50 de metri și continuă până la 3 kilometri, iar apoi există bazalt. Se aștepta ca mantaua să fie întâlnită la o adâncime de 15-18 kilometri. În realitate, totul s-a dovedit complet diferit. Și deși manualele școlare încă mai scriu că Pământul este format din trei straturi, oamenii de știință de la Kola Superdeep Site au demonstrat că nu este așa.
scut baltic
Proiectele de călătorie în adâncimea Pământului au apărut la începutul anilor 60 în mai multe țări deodată. Au încercat să foreze puțuri în locuri unde crusta ar fi trebuit să fie mai subțire - scopul era să ajungă la manta. De exemplu, americanii au forat în zona insulei Maui, Hawaii, unde, conform studiilor seismice, roci străvechi ies sub fundul oceanului, iar mantaua este situată la o adâncime de aproximativ 5 kilometri sub patru kilometri. strat de apă. Din păcate, nici un loc de foraj oceanic nu a pătruns mai mult de 3 kilometri. În general, aproape toate proiectele de puțuri ultra adânci s-au încheiat în mod misterios la o adâncime de trei kilometri. În acest moment a început să se întâmple ceva ciudat cu exercițiile: fie s-au trezit în zone neașteptate super fierbinți, fie de parcă ar fi fost mușcați de un monstru fără precedent. Doar 5 puțuri au străbătut adâncimea mai mare de 3 kilometri, dintre care 4 au fost sovietice. Și doar Kola Superdeep a fost destinat să depășească marcajul de 7 kilometri.
Proiectele interne inițiale au implicat și foraje subacvatice - în Marea Caspică sau pe lacul Baikal. Dar în 1963, savantul de foraj Nikolai Timofeev a convins Comitetul de Stat al URSS pentru Știință și Tehnologie că este necesar să se creeze o sondă pe continent. Deși forajul va dura mult mai mult, credea el, fântâna va fi mult mai valoroasă din punct de vedere științific, deoarece tocmai în grosimea plăcilor continentale au avut loc cele mai semnificative mișcări ale rocilor pământești în vremuri preistorice. Punctul de foraj nu a fost ales întâmplător în Peninsula Kola. Peninsula este situată pe așa-numitul Scut Baltic, care este compus din cele mai vechi roci cunoscute omenirii.
O secțiune de mai mulți kilometri a straturilor Scutului Baltic este o istorie vizuală a planetei în ultimii 3 miliarde de ani.
Cuceritorul Adâncurilor
Aspectul instalației de foraj Kola poate dezamăgi persoana obișnuită. Fântâna nu este ca mina pe care o imaginează imaginația noastră. Nu există coborâri sub pământ, doar un burghiu cu un diametru de puțin mai mult de 20 de centimetri intră în grosime. Secțiunea imaginară a puțului superadânc Kola arată ca un ac mic care străpunge grosimea pământului. Un burghiu cu numeroși senzori, situat la capătul unui ac, este ridicat și coborât timp de câteva zile. Nu poți merge mai repede: cel mai puternic cablu compozit se poate rupe sub propria greutate.
Ce se întâmplă în adâncuri nu se știe cu siguranță. Temperatura ambientală, zgomotul și alți parametri sunt transmise în sus cu un minut de întârziere. Cu toate acestea, forătorii spun că chiar și un astfel de contact cu subteranul poate fi serios înspăimântător. Sunetele care vin de jos arată într-adevăr ca niște țipete și urlete. La aceasta putem adăuga o listă lungă de accidente care au afectat Kola Superdeep când a ajuns la o adâncime de 10 kilometri. De două ori burghiul a fost scos topit, deși temperaturile la care se poate topi sunt comparabile cu temperatura suprafeței Soarelui. Într-o zi, a fost ca și cum cablul ar fi fost tras de jos și smuls. Ulterior, când au forat în același loc, nu s-au găsit resturi de cablu. Ceea ce a provocat aceste accidente și multe alte accidente rămâne încă un mister. Cu toate acestea, nu au fost motivul pentru oprirea forajelor în Scutul Baltic.
12.000 de metri de descoperiri și puțină diavolitate
„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 a fost 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. „Până la 4 kilometri totul a mers conform teoriei și apoi a început sfârșitul lumii”, spune Huberman. Teoreticienii au promis că temperatura scutului baltic va rămâne relativ scăzută până la o adâncime de cel puțin 15 kilometri. În consecință, va fi posibil să sapi o fântână până la aproape 20 de kilometri, doar până la manta. Dar deja la 5 kilometri temperatura mediului a depășit 700C, la șapte - peste 1200C, iar la adâncimea de 12 a fost mai cald decât 2200C - 1000C mai mare 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. La școală am fost învățați: sunt roci tinere, granite, bazalt, manta și miez. Dar granitele s-au dovedit a fi cu 3 kilometri mai jos decât se aștepta. În continuare ar fi trebuit să fie bazalt. Nu au fost găsite deloc. Toate forajele au avut loc în stratul de granit. Aceasta este o descoperire foarte importantă, deoarece toate ideile noastre despre originea și distribuția mineralelor sunt legate de teoria structurii stratificate a Pământului.
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 gazele
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.
Istoria Superdeep-ului Kola nu este lipsită de misticism. Oficial, după cum sa menționat deja, fântâna s-a oprit din lipsă de fonduri. Coincidență sau nu, în 1995 s-a auzit în adâncul minei o explozie puternică de origine necunoscută. Jurnaliştii unui ziar finlandez au pătruns pe locuitorii din Zapolyarny - iar lumea a fost şocată de povestea unui demon care zboară din măruntaiele planetei.
„Când UNESCO a început să mă întrebe despre această poveste misterioasă, nu știam ce să răspund. Pe de o parte, este o prostie. Pe de altă parte, eu, ca om de știință onest, nu aș putea spune că știu exact ce s-a întâmplat cu noi. S-a înregistrat un zgomot foarte ciudat, apoi a avut loc o explozie... Câteva zile mai târziu, nu s-a găsit nimic de genul acesta la aceeași adâncime”, își amintește academicianul David Guberman.
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. O adevărată centură de olivină, prezisă 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. Poate că în viitorul apropiat umanitatea va putea profita de această bogăție.
Secolul XX a fost marcat de triumful omului în aer și de cucerirea celor mai adânci depresiuni ale Oceanului Mondial. Numai visul de a pătrunde în inima planetei noastre și de a cunoaște viața ascunsă până acum în adâncul ei rămâne încă de neatins. „Călătorie în centrul Pământului” promite a fi extrem de dificilă și incitantă, plină de multe surprize și descoperiri incredibile. Primii pași pe această cale au fost deja făcuți – în întreaga lume au fost forate câteva zeci de puțuri de mare adâncime. Informațiile obținute prin foraje ultra-profunde s-au dovedit a fi atât de uimitoare încât au zguduit ideile stabilite ale geologilor despre structura planetei noastre și au oferit materiale bogate cercetătorilor dintr-o varietate de domenii de cunoaștere.
Atinge halatul
În secolul al XIII-lea, chinezii harnici au săpat fântâni adânci de 1.200 de metri. Europenii au doborât recordul chinez în 1930, învățând să străpungă suprafața pământului cu ajutorul forajului de 3 kilometri. La sfârșitul anilor 1950, fântânile au fost extinse la 7 kilometri. Începuse era forajelor ultra-profunde.
La fel ca majoritatea proiectelor globale, ideea de a foraj în învelișul superior al Pământului a apărut în anii 1960 ai secolului XX, la apogeul zborurilor spațiale și al credinței în posibilitățile nelimitate ale științei și tehnologiei. Americanii plănuiau să treacă prin întreaga scoarță terestră cu o fântână și să obțină mostre de roci din mantaua superioară. Ideile despre manta atunci (ca și acum) se bazau doar pe date indirecte - viteza de propagare a undelor seismice în adâncime, schimbarea căreia a fost interpretată ca limită a straturilor de rocă de diferite vârste și compoziții. Oamenii de știință credeau că scoarța pământului era ca un sandviș: roci tinere deasupra, roci străvechi dedesubt. Cu toate acestea, doar forarea ultra-profundă ar putea oferi o imagine precisă a structurii și compoziției învelișului exterior al Pământului și a mantalei superioare.
Proiectul „Mohol”
În 1958, în Statele Unite a apărut programul de foraj ultraprofund Mohol. Acesta este unul dintre cele mai îndrăznețe și mai misterioase proiecte ale Americii postbelice. La fel ca multe alte programe, Mohol avea scopul de a depăși URSS în competiția științifică prin stabilirea unui record mondial în foraj ultraprofund. Numele proiectului provine de la cuvintele „Mohorovicic” - numele omului de știință croat care a identificat interfața dintre scoarța terestră și manta - limita Moho și „gaura”, care înseamnă „bine” în engleză. Creatorii programului au decis să foreze în ocean, unde, conform geofizicienilor, scoarța terestră este mult mai subțire decât pe continente. A fost necesară coborârea conductelor la câțiva kilometri în apă, acoperirea a 5 kilometri de fundul oceanului și atingerea mantalei superioare.
În aprilie 1961, în largul insulei Guadelupa din Marea Caraibelor, unde coloana de apă atinge 3,5 km, geologii au forat cinci puțuri, dintre care cea mai adâncă a intrat 183 de metri în fund. Conform calculelor preliminare, în acest loc, sub roci sedimentare, se așteptau să întâlnească stratul superior al scoarței terestre - granit. Dar miezul recuperat din sedimente conținea bazalt pur - un fel de antipod al granitelor. Rezultatul forajului i-a descurajat și în același timp inspirat pe oamenii de știință, aceștia au început să pregătească o nouă fază de foraj. Dar când costul proiectului a depășit 100 de milioane de dolari, Congresul SUA a oprit finanțarea. „Mohol” nu a răspuns la niciuna dintre întrebările puse, dar a arătat principalul lucru - forarea ultra-profundă în ocean este posibilă.
Înmormântarea amânată
Forajul ultra-profund a făcut posibilă analiza în adâncime și înțelegerea modului în care se comportă rocile la presiuni și temperaturi ridicate. Ideea că rocile devin mai dense odată cu adâncimea și porozitatea lor scade s-a dovedit a fi incorectă, la fel ca și punctul de vedere despre subsolul uscat. Acest lucru a fost descoperit pentru prima dată la forarea superadâncimei Kola; alte puțuri din straturi cristaline antice au confirmat faptul că, la mulți kilometri adâncime, rocile sunt sparte de fisuri și pătrunse de numeroși pori, iar soluțiile apoase se mișcă liber sub presiunea de câteva sute de atmosfere. Această descoperire reprezintă una dintre cele mai importante realizări ale forajului ultraprofund. Ne-a obligat să revizuim problema depozitării deșeurilor radioactive, care trebuia să fie plasată în puțuri adânci, care păreau complet sigure. Avand in vedere informatiile despre starea subsolului obtinute in timpul forajelor ultra-profunde, proiectele de creare a unor astfel de cimitire par acum foarte riscante.
În căutarea infernului răcit
De atunci, lumea s-a îmbolnăvit de foraje ultra-profunde. În Statele Unite, ei pregăteau un nou program pentru studierea fundului oceanului (Deep Sea Drilling Project). Glomar Challenger, construit special pentru acest proiect, a petrecut câțiva ani în apele diferitelor oceane și mări, forând aproape 800 de puțuri în fundul acestora, atingând o adâncime maximă de 760 m. Până la mijlocul anilor 1980, rezultatele forajelor offshore au confirmat teoria tectonicii plăcilor. Geologia ca știință s-a născut din nou. Între timp, Rusia a urmat propriul drum. Interesul față de problemă, trezit de succesele Statelor Unite, a dus la programul „Studiul interiorului Pământului și foraj ultra-profund”, dar nu în ocean, ci pe continent. În ciuda istoriei sale de secole, forajul continental părea a fi o chestiune complet nouă. La urma urmei, vorbeam despre adâncimi de neatins până acum - mai mult de 7 kilometri. În 1962, Nikita Hrușciov a aprobat acest program, deși a fost ghidat mai mult de motive politice decât de cele științifice. Nu a vrut să rămână în urma Statelor Unite.
Laboratorul nou creat de la Institutul de Tehnologie de Foraj a fost condus de celebrul muncitor petrolier, doctor în științe tehnice Nikolai Timofeev. El a fost însărcinat să justifice posibilitatea forării ultraprofunde în roci cristaline - granite și gneisuri. Cercetarea a durat 4 ani, iar în 1966 experții au dat un verdict - este posibil să forați, și nu neapărat cu tehnologia de mâine, echipamentul care există deja este suficient. Problema principală este căldura la adâncime. Conform calculelor, pe măsură ce pătrunde în rocile care alcătuiesc scoarța terestră, temperatura ar trebui să crească cu 1 grad la fiecare 33 de metri. Aceasta înseamnă că la o adâncime de 10 km ar trebui să ne așteptăm la aproximativ 300°C, iar la 15 km - aproape 500°C. Uneltele și instrumentele de foraj nu vor rezista la o asemenea căldură. A fost necesar să se caute un loc unde adâncurile să nu fie atât de fierbinți...
Un astfel de loc a fost găsit - un străvechi scut cristalin al peninsulei Kola. Un raport pregătit la Institutul de Fizică al Pământului a afirmat: de-a lungul miliardelor de ani de existență, Scutul Kola s-a răcit, temperatura la o adâncime de 15 km nu depășește 150 ° C. Și geofizicienii au pregătit o secțiune aproximativă a subsolului peninsulei Kola. Potrivit acestora, primii 7 kilometri sunt straturi de granit ale părții superioare a scoarței terestre, apoi începe stratul de bazalt. La acea vreme, ideea unei structuri cu două straturi a scoarței terestre era în general acceptată. Dar, după cum sa dovedit mai târziu, atât fizicienii, cât și geofizicienii au greșit. Locul de foraj a fost ales în vârful nordic al peninsulei Kola, lângă lacul Vilgiskoddeoaivinjärvi. În finlandeză înseamnă „Sub Muntele Lupului”, deși nu există nici munți, nici lupi în acel loc. Forarea puțului, a cărei adâncime de proiectare era de 15 kilometri, a început în mai 1970.
Dezamăgirea suedezilor
La sfârșitul anilor 1980, Suedia a forat o sondă la o adâncime de 6,8 km în căutarea gazelor naturale de origine nebiologică. Geologii au decis să testeze ipoteza conform căreia petrolul și gazul nu se formează din plante moarte, așa cum cred majoritatea oamenilor de știință, ci prin fluide ale mantalei - amestecuri fierbinți de gaze și lichide. Fluidele saturate cu hidrocarburi se infiltreaza din manta in scoarta terestra si se acumuleaza in cantitati mari. În acei ani, ideea originii hidrocarburilor nu din materia organică a straturilor sedimentare, ci prin fluide adânci, era nouă și mulți doreau să o testeze. Din această idee rezultă că rezervele de hidrocarburi pot conține nu numai roci sedimentare, ci și roci vulcanice și metamorfice. De aceea, Suedia, aflată în mare parte pe un scut cristalin străvechi, a decis să experimenteze.
Pentru forare a fost ales craterul Silyan Ring cu un diametru de 52 km. Conform datelor geofizice, la o adâncime de 500-600 de metri au existat granite calcinate - o posibilă etanșare pentru rezervorul de hidrocarburi subiacent. Măsurătorile accelerației gravitației, prin modificarea căreia se poate judeca compoziția și densitatea rocilor aflate în adâncime, au indicat prezența rocilor foarte poroase la o adâncime de 5 km - un posibil rezervor de petrol și gaze. Rezultatele forajului i-au dezamăgit pe oamenii de știință și investitorii care au investit 60 de milioane de dolari în această lucrare. Straturile prin care treceau nu conţineau rezerve industriale de hidrocarburi, ci doar manifestări de petrol şi gaze de origine clar biologică din bitumuri antice. În orice caz, nimeni nu a putut dovedi contrariul.
Instrument pentru lumea interlopă
Forarea puțului Kola SG-3 nu a necesitat crearea de dispozitive fundamental noi și mașini uriașe. Am început să lucrăm cu ceea ce aveam deja: o instalație Uralmash 4E cu o capacitate de ridicare de 200 de tone și țevi din aliaj ușor. Ceea ce era cu adevărat necesar la acea vreme erau soluții tehnologice non-standard. La urma urmei, nimeni nu a forat la atât de mari adâncimi în roci cristaline solide, iar ceea ce s-ar întâmpla acolo a fost doar imaginat în termeni generali. Forătorii cu experiență au înțeles însă că, oricât de detaliat ar fi designul, puțul propriu-zis va fi mult mai complex. Cinci ani mai târziu, când adâncimea sondei SG-3 a depășit 7 kilometri, a fost instalată o nouă instalație de foraj Uralmash 15.000 - una dintre cele mai moderne la acea vreme. Puternic, fiabil, cu un mecanism automat de ridicare, ar putea rezista la un șir de țevi de până la 15 km lungime. Instalația de foraj s-a transformat într-un turn complet învelit de 68 m înălțime, sfidând vânturile puternice care dărâmau în Arctica. În apropiere au crescut o mini-fabrică, laboratoare științifice și un centru de depozitare.
Când găuriți la adâncimi mici, la suprafață este instalat un motor care rotește un șir de țevi cu un burghiu la capăt. Burghiul este un cilindru de fier cu dinți din diamante sau aliaje dure - o coroană. Această coroană mușcă în roci și decupează o coloană subțire - un miez. Pentru a răci unealta și a îndepărta resturile mici din puț, fluidul de foraj este pompat în el - argilă lichidă, care circulă constant de-a lungul arborelui, ca sângele în vase. După ceva timp, țevile sunt ridicate la suprafață, eliberate de miez, coroana este schimbată și coloana este din nou coborâtă în față. Acesta este modul în care se realizează găurirea convențională.
Ce se întâmplă dacă lungimea butoiului este de 10-12 kilometri cu un diametru de 215 milimetri? Sforul de țeavă devine un fir subțire coborât în puț. Cum să o gestionezi? Cum poți vedea ce se întâmplă la fața minei? Prin urmare, la fântâna Kola au fost instalate turbine miniaturale în partea de jos a garniturii de foraj, acestea fiind lansate prin fluidul de foraj pompat prin conducte sub presiune. Turbinele au rotit bitul din carbură și au tăiat miezul. Toată tehnologia era bine dezvoltată, operatorul de la panoul de comandă a văzut rotirea coroanei, știa viteza acesteia și putea controla procesul.
La fiecare 8-10 metri, o coloană de țevi de mai mulți kilometri trebuia ridicată în sus. Coborârea și urcarea au durat în total 18 ore.
Visele de diamant la regiunea Volga
Când au fost găsite diamante mici în regiunea Nijni Novgorod, acest lucru i-a nedumerit foarte mult pe geologi. Desigur, cel mai simplu mod a fost să presupunem că pietrele prețioase au fost aduse de un ghețar sau de apele râului de undeva din nord. Dar ce se întâmplă dacă subsolul local ascunde o țeavă de kimberlit - un rezervor de diamante? Ei au decis să testeze această ipoteză la sfârșitul anilor 1980, când programul de foraj științific din Rusia câștiga amploare. Locul de foraj a fost ales la nord de Nijni Novgorod, în centrul unei structuri inelare gigantice care iese clar în relief. Unii îl considerau un crater de meteorit, alții - un tub de explozie sau un crater vulcanic. Forajul a fost oprit când sonda Vorotilovskaya a atins o adâncime de 5.374 m, din care mai mult de un kilometru era în roci cristaline de subsol. Nu s-au găsit kimberliți acolo, dar, în mod corect, trebuie spus că nici disputa cu privire la originea acestei structuri nu a fost soluționată. Faptele extrase din adâncuri au fost la fel de potrivite pentru susținătorii ambelor ipoteze; în final, fiecare a rămas cu părerea lui. Și fântâna a fost transformată într-un geolaborator de adâncime, care funcționează și astăzi.
Înșelăciunea numărului „7”
7 kilometri este marca fatală pentru superadâncul Kola. În spatele ei a început necunoscutul, multe accidente și o luptă continuă cu pietrele. Nu exista nicio modalitate de a menține țeava verticală. Când am parcurs prima dată 12 km, puțul a deviat de la verticală cu 21°. Deși forătorii învățaseră deja să lucreze cu curbura incredibilă a țevii, era imposibil să meargă mai departe. Puțul a trebuit să fie forat de la marcajul de 7 km. Pentru a obține un arbore vertical în roci dure, aveți nevoie de un fund foarte rigid al coardei de foraj, astfel încât să pătrundă în subsol ca untul. Dar apare o altă problemă - puțul se extinde treptat, burghiul atârnă în el, ca într-un pahar, pereții butoiului încep să se prăbușească și pot zdrobi unealta. Soluția la această problemă s-a dovedit a fi originală - a fost folosită tehnologia pendulului. Burghiul a fost legănat artificial în puț și a suprimat vibrațiile puternice. Din această cauză, trunchiul a devenit vertical.
Cel mai obișnuit accident pe orice instalație de foraj este un șir de țeavă spart. De obicei, ei încearcă să capteze din nou țevile, dar dacă acest lucru se întâmplă la adâncimi mari, atunci problema devine ireparabilă. Este inutil să cauți o unealtă într-un puț de 10 kilometri; un astfel de puț a fost abandonat și s-a pornit unul nou, puțin mai sus. Ruperea și pierderea conductelor la SG-3 s-a întâmplat de multe ori. Ca urmare, în partea sa inferioară fântâna arată ca sistemul de rădăcină al unei plante gigantice. Ramificarea puțului i-a supărat pe foratori, dar s-a dovedit a fi o binecuvântare pentru geologi, care au primit în mod neașteptat o imagine tridimensională a unei întinderi impresionante de roci antice arheene formate cu mai bine de 2,5 miliarde de ani în urmă.
În iunie 1990, SG-3 a atins o adâncime de 12.262 m. Au început să pregătească puțul pentru săpat până la 14 km, iar apoi a avut loc din nou un accident - la aproximativ 8.550 m, șirul țevii s-a rupt. Continuarea lucrărilor a necesitat pregătiri îndelungate, modernizarea echipamentelor și noi costuri. În 1994, forajul minei de supraadâncime Kola a fost oprit. După 3 ani, a intrat în Cartea Recordurilor Guinness și rămâne neîntrecută până în prezent. Acum fântâna este un laborator pentru studiul interiorului adânc.
Subsol secret
SG-3 a fost o facilitate secretă de la bun început. Zona de frontieră, depozitele strategice din raion și prioritatea științifică sunt de vină. Primul străin care a vizitat locul de foraj a fost unul dintre liderii Academiei Cehoslovace de Științe. Mai târziu, în 1975, în Pravda a fost publicat un articol despre Kola Superdeep, semnat de ministrul geologiei, Alexander Sidorenko. Încă nu existau publicații științifice despre fântâna Kola, dar unele informații s-au scurs în străinătate. Lumea a început să învețe mai multe din zvonuri - cea mai adâncă fântână era forată în URSS.
Un văl de secret ar fi atârnat probabil peste fântână până la „perestroika”, dacă Congresul Geologic Mondial nu ar fi avut loc în 1984 la Moscova. S-au pregătit cu atenție pentru un astfel de eveniment major din lumea științifică; au construit chiar o nouă clădire pentru Ministerul Geologiei - erau așteptați mulți participanți. Dar colegii străini au fost interesați în primul rând de superadâncul Kola! Americanii nu credeau deloc că o avem. Adâncimea puțului până în acel moment ajunsese la 12.066 de metri. Nu mai avea rost să ascunzi obiectul. La Moscova, participanții la congres au fost tratați cu o expoziție a realizărilor geologiei ruse, unul dintre standuri a fost dedicat puțului SG-3. Experții din întreaga lume s-au uitat uluiți la un cap de burghiu convențional cu dinți uzați de carbură. Și așa forează cel mai adânc puț din lume? Incredibil! O mare delegație de geologi și jurnaliști a mers în satul Zapolyarny. Vizitatorilor li s-a arătat instalația de foraj în acțiune; tronsoane de țevi de 33 de metri au fost îndepărtate și deconectate. De jur împrejur erau grămezi de capete de foraj exact aceleași cu cele care se aflau pe standul din Moscova.
Delegația Academiei de Științe a fost primită de celebrul geolog, academicianul Vladimir Belousov. În timpul conferinței de presă, i s-a adresat o întrebare din partea publicului:
- Care este cel mai important lucru pe care l-a arătat fântâna Kola?
- Domnilor! Principalul lucru este că a arătat că nu știm nimic despre crusta continentală”, a răspuns sincer omul de știință.
Surpriză profundă
Desigur, știau ceva despre scoarța continentelor. Faptul că continentele sunt compuse din roci foarte vechi, cu o vechime între 1,5 și 3 miliarde de ani, nu a fost infirmat nici măcar de fântâna Kola. Cu toate acestea, secțiunea geologică compilată pe baza nucleului SG-3 s-a dovedit a fi exact opusul a ceea ce și-au imaginat oamenii de știință anterior. Primii 7 kilometri au fost formați din roci vulcanice și sedimentare: tufuri, bazalt, brecii, gresii, dolomiți. Mai adânc se afla așa-numita secțiune Conrad, după care viteza undelor seismice în roci a crescut brusc, ceea ce a fost interpretat ca granița dintre granite și bazalt. Această secțiune a fost trecută cu mult timp în urmă, dar bazalții din stratul inferior al scoarței terestre nu au apărut nicăieri. Dimpotrivă, au început să apară granitele și gneisurile.
Secțiunea fântânii Kola a infirmat modelul în două straturi al scoarței terestre și a arătat că secțiunile seismice din subsol nu sunt limitele straturilor de roci de compoziții diferite. Mai degrabă, ele indică o schimbare a proprietăților pietrei cu adâncimea. La presiune și temperatură ridicată, proprietățile rocilor se pot schimba aparent dramatic, astfel încât granitele în caracteristicile lor fizice devin similare cu bazalților și invers. Dar „bazaltul” ridicat la suprafață de la o adâncime de 12 kilometri a devenit imediat granit, deși pe parcurs a suferit un atac sever de „boală cheson” - miezul s-a prăbușit și s-a dezintegrat în plăci plate. Cu cât fântâna mergea mai departe, cu atât mai puține probe de înaltă calitate au căzut în mâinile oamenilor de știință.
Adâncimea a cuprins multe surprize. Anterior, era firesc să ne gândim că odată cu distanța de suprafața pământului, odată cu creșterea presiunii, rocile devin mai monolitice, cu un număr mic de fisuri și pori. SG-3 i-a convins pe oamenii de știință de altfel. Începând de la 9 kilometri, straturile s-au dovedit a fi foarte poroase și literalmente umplute cu fisuri prin care circulau soluții apoase. Acest fapt a fost confirmat ulterior de alte fântâni ultra adânci de pe continente. S-a dovedit a fi mult mai cald la adâncime decât se aștepta: până la 80°! La 7 km temperatura în față era de 120°C, la 12 km ajunsese deja la 230°C. Oamenii de știință au descoperit mineralizarea aurului în probele din fântâna Kola. Inserția metalului prețios a fost găsită în roci antice la o adâncime de 9,5-10,5 km. Cu toate acestea, concentrația de aur a fost prea scăzută pentru a declara un zăcământ - o medie de 37,7 mg pe tonă de rocă, dar suficientă pentru a ne aștepta în alte locuri similare.
Căldura planetei noastre natale
Temperaturile ridicate întâlnite de forătorii din subteran i-au condus pe oamenii de știință la ideea de a folosi această sursă de energie practic inepuizabilă. De exemplu, în munții tineri (cum ar fi Caucaz, Alpi, Pamir) la o adâncime de 4 kilometri, temperatura subsolului va ajunge la 200°C. Această baterie naturală poate fi făcută să funcționeze pentru dvs. Este necesar să forați două puțuri adânci în apropiere și să le conectați cu drifturi orizontale. Apoi apa este pompată într-o fântână și din alta este extras aburul fierbinte, care va fi folosit pentru a încălzi orașul sau a produce un alt tip de energie. O problemă serioasă pentru astfel de întreprinderi poate fi gazele și fluidele corozive, care nu sunt neobișnuite în zonele active din punct de vedere seismic. În 1988, americanii au fost nevoiți să finalizeze forarea unui puț pe raftul Golfului Mexic în largul coastei Alabamei, ajungând la o adâncime de 7.399 m. Motivul a fost temperatura subterană care atingea 232 ° C, presiunea foarte mare și emisiile. a gazelor acide. În acele zone în care există depozite de apă subterană fierbinte, este posibil să o extragă direct din fântâni din orizonturi destul de adânci. Astfel de proiecte sunt potrivite pentru regiunile Caucaz, Pamir și Orientul Îndepărtat. Cu toate acestea, costul ridicat al lucrării limitează adâncimea de exploatare la patru kilometri.
Urmând urmele rusești
Demonstrația fântânii Kola din 1984 a făcut o impresie profundă asupra comunității mondiale. Multe țări au început să pregătească proiecte științifice de foraj pe continente. Un program similar a fost aprobat în Germania la sfârșitul anilor 1980. Sonda ultraprofundă KTB Hauptborung a fost forată din 1990 până în 1994, conform planului trebuia să atingă o adâncime de 12 km, dar din cauza temperaturilor imprevizibil de ridicate a fost posibil să se atingă doar 9,1 km. Datorită deschiderii datelor despre foraj și lucrări științifice, tehnologiei bune și documentației, puțul KTV ultra-profund rămâne unul dintre cele mai faimoase din lume.
Locația pentru forarea acestui puț a fost aleasă în sud-estul Bavariei, pe rămășițele unui lanț muntos străvechi, a cărui vârstă este estimată la 300 de milioane de ani. Geologii credeau că undeva aici exista o zonă de legătură între două plăci care au fost cândva țărmurile oceanului. Oamenii de știință cred că de-a lungul timpului, vârfurile munților au fost uzate, expunând rămășițele crustei oceanice antice. Chiar mai adânc, la zece kilometri de suprafață, geofizicienii au descoperit un corp mare cu o conductivitate electrică anormal de mare. De asemenea, sperau să-i clarifice natura cu ajutorul unei fântâni. Însă scopul principal a fost atingerea unei adâncimi de 10 km pentru a dobândi experiență în forajul ultraprofund. După ce au studiat materialele de la Kola SG-3, forătorii germani au decis să foreze mai întâi un puț de testare la 4 km adâncime pentru a-și face o idee mai precisă a condițiilor de lucru din subsol, a testa echipamentul și a preleva carote. La sfârșitul lucrărilor-pilot, o mare parte din echipamentele de foraj și științifice au trebuit să fie refăcute, iar unele dintre ele au trebuit să fie create din nou.
Fântâna principală, ultra adâncă, KTV Hauptborung a fost așezată la doar două sute de metri de prima. Pentru lucrare, au construit un turn de 83 de metri și au creat cea mai puternică instalație de foraj la acea vreme, cu o capacitate de ridicare de 800 de tone. Multe operațiuni de foraj au fost automatizate, în primul rând mecanismul de coborâre și ridicare a șirurilor de țevi. Sistemul de foraj vertical autoghidat a făcut posibilă realizarea unui arbore aproape vertical. Teoretic, cu un astfel de echipament a fost posibil să se foreze la o adâncime de 12 kilometri. Dar realitatea, ca întotdeauna, s-a dovedit a fi mai complicată, iar planurile oamenilor de știință nu s-au adeverit.
Problemele la puțul KTV au început după o adâncime de 7 km, repetând o mare parte din soarta puțului superadânc Kola. În primul rând, se crede că, din cauza temperaturii ridicate, sistemul de foraj vertical s-a defectat, iar arborele a fost înclinat. La sfârșitul lucrării, fața s-a deviat de la verticală cu 300 m. Apoi au început accidente mai complexe - ruperea șirului de foraj. La fel ca la Kola, a fost necesar să se foreze noi puțuri. Îngustarea puțului a cauzat anumite dificultăți - în partea de sus diametrul său era de 71 cm, în partea de jos - 16,5 cm.Accidentele nesfârșite și temperatura ridicată în fund -270°C i-au forțat pe foratori să nu mai lucreze nu departe de obiectivul prețuit.
Nu se poate spune că rezultatele științifice ale KTV Hauptborung au captat imaginația oamenilor de știință. La adâncime, existau în principal amfibolite și gneisuri - roci metamorfice antice. Zona de convergență oceanică și resturile scoarței oceanice nu au fost găsite nicăieri. Poate că există în alt loc; aici există un mic masiv cristalin, ridicat la o înălțime de 10 km. Un zăcământ de grafit a fost descoperit la un kilometru de suprafață.
În 1996, fântâna KTV, care a costat bugetul german 338 de milioane de dolari, a intrat sub patronajul Centrului de Cercetare Geologică din Potsdam și a fost transformată într-un laborator de observare a subsolului adânc și o facilitate turistică.
De ce nu este Luna făcută din fontă?
„Pentru că nu ar fi suficientă fontă pentru Lună” - probabil așa ar putea răspunde susținătorilor săi oponenții ipotezei că Luna s-a desprins de Pământ. Această ipoteză, însă, nu a apărut din senin, iar oamenii de știință iau în considerare mai multe zone ale Pământului de unde ar fi putut fi eliminată o bucată de planetă de dimensiunea Lunii. Fântâna Kola și-a oferit propria opțiune. În anii 1970, stațiile sovietice au livrat câteva sute de grame de sol lunar pe Pământ. Substanța a fost împărțită între cele mai importante centre științifice ale țării pentru a efectua analize independente. Un eșantion minuscul a fost dat și Centrului de Știință Kola. Oamenii de știință din toată regiunea au venit să privească minunea, inclusiv angajații fântânii, care a devenit ulterior cea mai adâncă din lume. Este o gluma? Atingeți praful nepământesc, priviți-l printr-un microscop. Ulterior, experții au examinat solul lunar și au publicat o monografie pe acest subiect. Până în acel moment, fântâna din Zapolyarny ajunsese la o adâncime decentă, iar stâncile ridicate din puț au fost descrise în detaliu. Si ce? Mostre de sol lunar, pe care foratorii l-au privit cândva cu uimire, s-au dovedit a fi diabază unu la unu din fântâna lor, de la o adâncime de 3 km. Imediat a apărut o ipoteză că Luna s-a desprins de Peninsula Kola cu aproximativ 1,5 miliarde de ani în urmă - aceasta este vârsta diabazelor. Deși a apărut involuntar întrebarea - ce dimensiune avea atunci această peninsulă?...
A găuri sau a nu găuri?
Recordul fântânii Kola rămâne încă nedepășit, deși cu siguranță este posibil să pătrundem la 14 sau chiar 15 km adâncime în Pământ. Cu toate acestea, este puțin probabil ca un astfel de efort unic să ofere cunoștințe fundamental noi despre scoarța terestră, în timp ce forarea ultra-profundă este o întreprindere foarte costisitoare. Vremurile în care era folosit pentru a testa o varietate de ipoteze au trecut de mult. Puțurile mai adânci de 6-7 km în scopuri pur științifice aproape au încetat să mai fie forate. De exemplu, în Rusia au mai rămas doar două obiecte de acest fel - Ural SG-4 și fântâna En-Yakhinskaya din Siberia de Vest. Ele sunt conduse de întreprinderea de stat NPC Nedra, cu sediul în Iaroslavl. Există atât de multe puțuri super adânci și adânci forate în lume încât oamenii de știință nu au timp să analizeze informațiile. În ultimii ani, geologii s-au străduit să studieze și să generalizeze fapte obținute din adâncimi mari. După ce au învățat să foreze la adâncimi mari, oamenii doresc acum să stăpânească mai bine orizontul care le este disponibil și să-și concentreze eforturile asupra sarcinilor practice care le vor fi utile acum. Astfel, în Rusia, după ce a finalizat programul științific de foraj, după ce au forat toate cele 12 puțuri ultra-adânci planificate, acum lucrează la un sistem pentru teritoriul întregului stat, în care datele geofizice obținute prin „scanarea” subsolului cu seismic. valurile vor fi legate de informațiile obținute prin foraj ultraprofund. Fără puțuri, secțiunile scoarței terestre construite de geofizicieni sunt doar modele. Pentru ca anumite roci să apară pe aceste diagrame, sunt necesare date de foraj. Atunci geofizicienii, a căror muncă este mult mai ieftină decât forajul și acoperă o suprafață mai mare, vor putea prezice mult mai precis zăcămintele minerale.
În Statele Unite, ei continuă să se angajeze într-un program de forare adâncă a fundului oceanului și desfășoară mai multe proiecte interesante în zonele de activitate vulcanică și tectonă din scoarța terestră. Așadar, în Insulele Hawaii, cercetătorii au sperat să studieze viața subterană a vulcanului și să se apropie de limba mantalei - penul, despre care se crede că a dat naștere acestor insule. Au plănuit să foreze o sondă la poalele vulcanului Mauna Kea la o adâncime de 4,5 km, dar din cauza temperaturilor extreme au putut să foreze doar 3 km. Un alt proiect este un observator adânc pe falia San Andreas. Forarea unei sonde prin această cea mai mare falie de pe continentul nord-american a început în iunie 2004 și a finalizat 2 din cei 3 kilometri planificați. În laboratorul profund ei intenționează să studieze originea cutremurelor, ceea ce, poate, ne va permite să înțelegem mai bine natura acestor dezastre naturale și să le facem prognoza.
Deși programele moderne de foraj ultra-adânc nu mai sunt la fel de ambițioase ca odinioară, ele au în mod clar un viitor mare în față. Nu este departe ziua în care va veni cotitura marilor adâncimi - vor căuta și descoperi noi zăcăminte minerale acolo. Deja, producția de petrol și gaze din Statele Unite de la adâncimi de 6-7 km devine obișnuită. În viitor, Rusia va trebui, de asemenea, să pompeze hidrocarburi de la astfel de niveluri. După cum a arătat fântâna Tyumen, la 7 kilometri de suprafață există straturi de roci sedimentare care sunt promițătoare pentru câmpurile de gaze.
Nu degeaba forajul ultra-profund este comparat cu cucerirea spațiului. Asemenea programe, cu anvergură globală, încorporând tot ce este mai bun de care dispune umanitatea în prezent, dau impuls dezvoltării multor ramuri ale industriei, tehnologiei și, în cele din urmă, pregătesc terenul pentru o nouă descoperire în știință.
Mașinațiunile diavolului
Cândva, conducta Kola Superdeep s-a aflat în centrul unui scandal global. Într-o bună dimineață din 1989, directorul de bine David Guberman a primit un telefon de la redactorul-șef al ziarului regional, secretarul comitetului regional și o mulțime de alți oameni. Toată lumea dorea să știe despre diavolul, pe care foratorii l-ar fi ridicat din adâncuri, după cum relatează unele ziare și posturi de radio din întreaga lume. Regizorul a fost surprins și din motive întemeiate! „Oamenii de știință au descoperit iadul”, „Satana a scăpat din iad”, se arată în titluri. După cum s-a relatat în presă, geologii care lucrau foarte departe în Siberia, și poate în Alaska sau chiar în Peninsula Kola (jurnaliştii nu aveau o părere comună în acest sens), forau la o adâncime de 14,4 km, când deodată a început forajul. a se clătina violent dintr-o parte în alta. Aceasta înseamnă că există o gaură mare dedesubt, au crezut oamenii de știință, se pare că centrul planetei este gol. Senzorii coborâți adânc au arătat o temperatură de 2.000°C, iar microfoanele super-sensibile au sunat... strigătele milioanelor de suflete suferinde. Ca urmare, forajul a fost oprit din cauza temerilor de a elibera forțe infernale la suprafață. Desigur, oamenii de știință sovietici au respins acest „canard” jurnalistic, dar ecourile acelei povești străvechi au rătăcit mult timp din ziar în ziar, transformându-se într-un fel de folclor. Câțiva ani mai târziu, când poveștile despre iad fuseseră deja uitate, angajații fântânii Kola Superdeep Well au vizitat Australia pentru a susține prelegeri. Au fost invitați la o recepție cu guvernatorul din Victoria, o doamnă cochetă care a salutat delegația rusă cu întrebarea: „Și ce naiba ai ajuns de acolo?”
Cele mai adânci fântâni din lume
1. Aralsor SG-1, câmpie Caspică, 1962-1971, adâncime - 6,8 km. Caută petrol și gaze.
2. Biikzhalskaya SG-2, câmpie Caspică, 1962-1971, adâncime - 6,2 km. Caută petrol și gaze.
3. Kola SG-3, 1970-1994, adâncime - 12.262 m. Adâncime proiectare - 15 km.
4. Saatli, Azerbaidjan, 1977-1990, adâncime - 8.324 m. Adâncime proiectare - 11 km.
5. Kolvinskaya, regiunea Arhangelsk, 1961, adâncime - 7.057 m.
6. Muruntau SG-10, Uzbekistan, 1984, adancime -
3 km. Adâncimea de proiectare - 7 km. Caută aur.
7. Timan-Pechora SG-5, Nord-Estul Rusiei, 1984-1993, adâncime - 6.904 m, adâncime proiectată - 7 km.
8. Tyumen SG-6, Siberia de Vest, 1987-1996, adâncime - 7.502 m. Adâncime de proiectare - 8 km. Caută petrol și gaze.
9. Novo-Elkhovskaya, Tatarstan, 1988, adâncime - 5.881 m.
10. Fântână Vorotilovskaya, regiunea Volga, 1989-1992, adâncime - 5.374 m. Căutarea diamantelor, studiul astroblemei Puchezh-Katunka.
11. Krivoy Rog SG-8, Ucraina, 1984-1993, adâncime - 5.382 m. Adâncime proiectare - 12 km. Caută cuarțite feruginoase.
Ural SG-4, Ural Mijlociu. Înființată în 1985. Adâncimea de proiectare - 15.000 m. Adâncimea actuală - 6.100 m. Căutare minereuri de cupru, studiu al structurii Uralilor. En-Yakhtinskaya SG-7, Siberia de Vest. Adâncimea de proiectare - 7.500 m. Adâncimea actuală - 6.900 m. Căutare petrol și gaze.
Puțuri pentru petrol și gaze
începutul anilor 70
Universitatea, SUA, adâncime - 8.686 m.
Unitatea Bayden, SUA, adâncime - 9.159 m.
Bertha Rogers, SUA, adâncime - 9.583 m.
anii 80
Zisterdorf, Austria, adâncime 8.553 m.
Siljan Ring, Suedia, adâncime - 6,8 km.
Bighorn, SUA, Wyoming, adâncime - 7.583 m.
KTV Hauptbohrung, Germania, 1990-1994, adâncime -
9.100 m. Adâncime de proiectare - 10 km. Foraj stiintific.
La limitele vieții
La limitele vieții Bacteriile extremofile găsite în roci dragate de la o adâncime de câțiva kilometri DOSSIER Una dintre cele mai surprinzătoare descoperiri pe care oamenii de știință le-au făcut prin foraj este prezența vieții adânci în subteran. Și deși această viață este reprezentată doar de bacterii, limitele ei se extind până la adâncimi incredibile. Bacteriile sunt omniprezente. Ei au stăpânit regatul subteran, aparent complet nepotrivit existenței. Presiuni uriașe, temperaturi ridicate, lipsă de oxigen și spațiu de locuit - nimic nu ar putea deveni un obstacol în calea răspândirii vieții. Potrivit unor estimări, masa microorganismelor care trăiesc sub pământ poate depăși masa tuturor viețuitoarelor care locuiesc pe suprafața planetei noastre.
La începutul secolului al XX-lea, omul de știință american Edson Bastin a descoperit bacterii în apă dintr-un orizont purtător de petrol de la o adâncime de câteva sute de metri. Microorganismele care trăiau acolo nu aveau nevoie de oxigen și lumină solară; se hrăneau cu compuși organici ai uleiului. Bastin a sugerat că aceste bacterii trăiesc izolate de suprafață de 300 de milioane de ani - de când s-a format câmpul de petrol. Dar ipoteza lui îndrăzneață a rămas nerevendicată; pur și simplu nu au crezut în ea. La acea vreme se credea că viața era doar o peliculă subțire pe suprafața planetei.
Interesul pentru formele de viață profunde poate fi destul de practic. În anii 1980, Departamentul de Energie al SUA căuta metode sigure pentru eliminarea deșeurilor radioactive. În aceste scopuri, trebuia să folosească mine în roci impenetrabile, unde trăiesc bacteriile care se hrănesc cu radionuclizi. În 1987, în Carolina de Sud a început forarea adâncă a mai multor puțuri. De la o adâncime de o jumătate de kilometru, oamenii de știință au prelevat probe, luând toate măsurile de precauție posibile pentru a nu introduce bacterii și aer de la suprafața Pământului. Mai multe laboratoare independente au studiat probele, iar rezultatele lor au fost pozitive: așa-numitele bacterii anaerobe, care nu necesită acces la oxigen, trăiau în straturile profunde.
Bacteriile au fost găsite și în rocile unei mine de aur din Africa de Sud, la o adâncime de 2,8 km, unde temperatura era de 60°C. De asemenea, trăiesc adânc sub fundul oceanului la temperaturi de peste 100°. După cum a arătat fântâna superadâncă Kola, există condiții pentru ca microorganismele să trăiască chiar și la o adâncime de peste 12 km, deoarece rocile s-au dovedit a fi destul de poroase, saturate cu soluții apoase și acolo unde există apă, viața este posibilă.
Într-o fântână ultra-profundă care a deschis craterul Siljan Ring din Suedia, microbiologii au descoperit și colonii de bacterii. Este curios că microorganismele trăiau în granitele antice. Deși acestea erau roci foarte dense, aflate sub presiune ridicată, apele subterane circulau printr-un sistem de micropori și fisuri. Adevărata senzație a fost grosimea stâncilor la o adâncime de 5,5-6,7 km. A fost saturată cu o pastă de ulei cu cristale de magnetită. O posibilă explicație pentru acest fenomen a fost dată de geologul american Thomas Gold, autorul cărții „The Deep Hot Biosphere”. Gold a sugerat că pasta de magnetită-ulei nu este altceva decât un produs rezidual al bacteriilor care se hrănesc cu metanul provenit din manta.
Cercetările arată că bacteriile se mulțumesc cu condiții cu adevărat spartane. Limitele rezistenței lor rămân un mister, dar se pare că limita inferioară a habitatului bacteriilor este încă stabilită de temperatura subsolului. Se pot reproduce la 110°C și pot rezista la temperaturi de 140°C, deși pentru o perioadă scurtă de timp. Dacă presupunem că pe continente temperatura crește cu 20-25° cu fiecare kilometru, atunci comunități vii pot fi găsite până la o adâncime de 4 km. Sub fundul oceanului, temperaturile nu cresc la fel de repede, iar limita inferioară a vieții se poate afla la o adâncime de 7 km.
Aceasta înseamnă că viața are o marjă colosală de siguranță. În consecință, biosfera Pământului nu poate fi complet distrusă nici în cazul celor mai grave cataclisme și, probabil, pe planete lipsite de atmosferă și hidrosferă, microorganismele pot exista foarte bine în adâncuri.