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 ťažbu užitočných zdrojov.

Umiestnenie ultrahlbokej stanice Kola

Kde je Kolskaya ultrahlboká studňa? O nachádza sa v Murmanská oblasť, neďaleko mesta Zapolyarny (asi 10 kilometrov od neho). Poloha studne je skutočne jedinečná. Rozložená bola na území v areáli polostrov 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. Vo vrte Kola v tom čase nepretržite pracovalo asi šestnásť vedeckých laboratórií a proces vŕtania osobne kontroloval minister geológie Sovietsky zväz Kozlovský Evgeny Alexandrovič.

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 hĺbky. Spočiatku tomu neprikladali žiadnu dôležitosť. 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. Práce boli dočasne zastavené do vyjasnenia okolností. Po niekoľkých dňoch sa však obnovili. Po opätovnom zostupe do studne každý so zatajeným dychom očakával, že bude počuť ľudské výkriky, ale bolo skutočne smrteľné ticho.

Keď sa začalo vyšetrovanie pôvodu zvukov, začali sa klásť otázky, kto čo počul. Ohromení a vystrašení pracovníci sa snažili vyhnúť odpovediam na tieto otázky a iba zmietli vetu: „Počul som niečo zvláštne...“ Až neskôr veľký početčas a na konci projektu bola predložená verzia, že zvuky neznámeho pôvodu sú zvukom pohybu tektonické dosky. Táto verzia bola časom vyvrátená.

Tajomstvá, ktoré zahalili studňu

V roku 1989 bola super hlboká studňa Kola, ktorej zvuky vzrušujú ľudskú predstavivosť, nazývaná „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 hovorilo, 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 stonanie, škrípanie a výkriky. Tieto zvuky sa nazývali „hlas podsvetia“ a samotná studňa sa začala označovať len ako „cesta do pekla“.

Čoskoro však ona výskumná skupina vyvrátil tento mýtus. Vedci uviedli, že hĺbka vrtu v tom čase bola iba 12 263 metrov a maximálna zaznamenaná teplota je 220 stupňov Celzia. Nevyvrátený zostal len jeden fakt, vďaka ktorému má superhlboká studňa Kola takú pochybnú slávu – zvuky.

Rozhovor s jedným z pracovníkov superhlbokej studne Kola

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 úplný nezmysel. Ale ak mám byť úprimný, nemôžem poprieť fakt, 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 zariadenia boli vytvorené osobne pre superhlbokú studňu Kola, ktorá sa používa dodnes.

Ďalším plusom bolo otvorenie nového miesta cenného prírodné zdroje vrátane zlata.

Domov vedecký cieľ výskumný projekt hlboké vrstvy pozemok 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 v bývalý 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. Je v Sverdlovská oblasť, neďaleko mesta Horná Turá. Práce na softvéri trvali 20 rokov, počnúc rokom 1985 a končiac v roku 2005.
5. Biikzhal dobre. Jeho hĺbka dosahuje 6700 metrov. Studňa bola vŕtaná 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. Bol navŕtaný počas jedného roku 1982 s cieľom ťažby ropy z Západná Ukrajina. 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 Západná Sibír, v blízkosti 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 prekonal rekord vrt na ťažbu ropy z projektu Sachalin-1, ktorý dosahuje hĺbku 12 345 metrov.
2. V júni 2013 rekord prekonala studňa poľa Chayvinskoye, ktorej hĺbka bola 12 700 metrov.

Avšak, hádanky a tajomstvá Kola super-hlboká dobre predtým dnes neboli zverejnené 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, a možno studňa zostane legendou, ktorá sa bude prerozprávať ešte mnoho storočí...

dnes vedecký výskumľudstvo dosiahlo 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. Najlepší spôsob, ako ju spoznať vnútorná štruktúra- vyvŕtajte studňu: 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 prevrátenie predstáv o štruktúre zemskej kôry.

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 Kolského vedecké centrum RAS, 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.

Blíži sa k studni dnes, uvidíme len vyššia časť- kovový poklop priskrutkovaný k ústiu dvanástimi masívnymi skrutkami. Nápis na nej 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 staroveké 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 sa tu nachádzali aj rozsiahle medenoniklové ložiská, ktorých prieskum by bol užitočným doplnkom k vedeckému poslaniu 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 bola inštalácia zmenená na "Uralmash-15000", pomenovaná 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 osadené 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.

Podmienky vŕtania však nevydržali ani špeciálne navrhnuté materiály. 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 - 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.

Jeden z týchto veľké havárie prinútili vŕtačov v roku 1984 vybetónovať odbočku vrtu, 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 tom istom 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

Studňa bola skúmaná celým radom geologických a geofyzikálnych metód, počnúc zberom jadra (stĺpca hornín zodpovedajúcich dané hĺbky) a končiac radiačnými a seizmologickými meraniami. 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 nastali 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 zo 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.

Mikrofotografia skál zdvihnutých z hĺbky 8028 metrov

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

Štúdie materiálu vyzdvihnutého zo studne umožnili vyrobiť niekoľko dôležité zistenia. Po prvé, štruktúru zemskej kôry nemožno zjednodušiť na zloženie niekoľkých vrstiev. Predtým to naznačovali seizmologické údaje – geofyzici videli vlny, ktoré sa zdali odrážať od hladkej hranice. Štúdie na SG-3 ukázali, že takáto viditeľnosť môže nastať aj pri zložitom rozložení hornín.

Tento predpoklad ovplyvnil dizajn 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, v trhlinách boli 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 ťažba z takejto hĺbky bude 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 nástroje, ktoré sa spúšťajú na drôtených kábloch. veľký problém bolo potrebné 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 zariadení nebola navrhnutá tak, aby fungovala drsné podmienky nižšie úrovne studne. 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 jedenapolkrát nižšiu. Výsledkom bolo, že už v päťkilometrovej hĺbke prístroje zaznamenali teplotu 70 stupňov Celzia a o 12 kilometrov táto hodnota dosiahla 220 stupňov Celzia.

Ukázalo sa, že superhlboký vrt Kola je 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. Navyše merania ukázali, že hlavným zdrojom tepla je 45-55 percent tepelný tok, 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 zvukové vlny. 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 hranici 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 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 slnečná sústava, potom majú geológovia všetky najzaujímavejšie veci, ktoré ešte len prídu.

Vladimír Korolev

V 50-70 rokoch minulého storočia sa svet menil neuveriteľnou rýchlosťou. Objavili sa veci, bez ktorých je ťažké si predstaviť dnešný svet: internet, počítač, bunkový, prieskum vesmíru a morské hlbiny. Človek rapídne rozširoval sféry svojej prítomnosti vo Vesmíre, no o štruktúre svojho „domova“ – planéty Zem mal stále dosť hrubé predstavy. Hoci aj vtedy nápad ultra hlboké vŕtanie nebol nový: v roku 1958 spustili Američania projekt Mohole. Jeho názov je odvodený z dvoch slov:

Moho povrch pomenovaný po Andrij Mohorovič- chorvátsky geofyzik a seizmológ, ktorý v roku 1909 vyčlenil nižšia hranica zemská kôra, na ktorej dochádza k prudkému zvýšeniu rýchlosti seizmické vlny;
diera- studňa, otvor, otvor. Na základe predpokladu, že hrúbka zemskej kôry pod oceánmi je oveľa menšia ako na súši, bolo pri ostrove Guadelupe vyvŕtaných 5 vrtov s hĺbkou asi 180 metrov (s hĺbkou oceánu do 3,5 km). Za päť rokov vedci vyvŕtali päť vrtov, zozbierali veľa vzoriek z čadičovej vrstvy, no do plášťa sa nedostali. V dôsledku toho bol projekt vyhlásený za neúspešný a práce boli obmedzené.

Loď CUSS, ktorá realizovala projekt Mohole

Jedným z hlavných cieľov expedície „Na cestách Arktídy“ bol superhlboký vrt Kola (alebo objekt SG-3) – najhlbší na svete. Prvýkrát som sa o tom dozvedel ešte v roku 2004, keď som bol študentom prvého ročníka na Geologickej fakulte Ruskej štátnej univerzity ropy a zemného plynu na prednáške zo všeobecnej geológie. A odvtedy som dúfal, že všetko uvidím na vlastné oči.

Časy sa zmenili a kedysi ťažko dostupné územie areálu SG-3 je dnes v tesnej blízkosti ťažobného a spracovateľského závodu Kolskej banskej a hutníckej spoločnosti. A prechod do studne ide cez technologické cesty.

Ak pôjdete navigátorom, potom za mestom Zapolyarny povedie ku kontrolnému bodu ťažobného a spracovateľského závodu. Stráže vás, samozrejme, na územie nepustia, ale údajne som o Kola Superdeep nič nepočul.

Vedenie závodu je podľa očakávania unavené neustálou púťou do Kola Superdeep iný druh neostalkerov, nadšencov geológie a lovcov kovov, preto bola cesta k studni rozkopaná bagrami a pre istotu vysypaná dlažobnými kockami.

Preto sa vraciame na miesto, kde in naposledy mobilný internet fungoval a hľadáme dobre orezanú alternatívnu cestu satelitom. Keď sme našli drahocennú klopu, zdvihneme hydropneumatické odpruženie našej Toyoty Land Cruiser 200 Executive do najvyššej polohy a plazíme sa po kopcoch smerom k studni.

Cesta, ako sa na skutočné dobrodružstvo patrí, oplývala všemožnými prekážkami – brody, kamene, dokonca aj jazerá.

Po návrate do Murmanska a analýze trasy gps (celú trasu sme napísali pomocou služby locme.ru, o tom budem hovoriť neskôr) som si všimol, že sme nešli k studni optimálnou cestou a niekde sme stratili cestu , ale späť prešiel ako má. Čo, neľutujem ani trochu.

Trať bola zaznamenaná pomocou služby LocMe.

A teraz, keď sme vyšli na ďalší kopec, máme výhľad na kedysi majestátny výskumný a výrobný komplex Kola Superdeep Well.

V snahe zaujať vedúce postavenie vo všetkých odvetviach naraz, v roku 1962 ZSSR spustil svoj program ultrahĺbkových vrtov.

Príprava projektu trvala 4 roky: hlavným problémom bolo, že podľa geotermálneho gradientu ( fyzikálne množstvo popisujúci nárast teploty hornín s hĺbkou), teplota v hĺbke 10 km by mala byť asi 300 ° C a v 15 km - takmer 500 ° C. Vŕtací nástroj ani meracie zariadenie neboli konštruované na takúto teplotu. V roku 1970, práve v čase 100. výročia narodenia Lenina, bolo nájdené miesto vŕtania - staroveké krištáľový štít polostrov Kola. Podľa správy Ústavu fyziky Zeme sa Kolský štít za miliardy rokov ochladil, teplota v hĺbke 15 km nemala presiahnuť 150°C. Podľa približného rezu by prvých 7 kilometrov malo pozostávať zo žulových vrstiev hornej časti zemskej kôry a nižšie začínajú bazalty. Miesto vŕtania bolo vybrané dňa severný cíp Polostrov Kola pri jazere Vilgiskoddeoaivinjärvi (vo fínčine to znamená „Pod vlčím vrchom“). Vŕtanie studne, ktorej projektovaná hĺbka bola 15 kilometrov, sa začalo v máji 1970.

Napriek netriviálnej úlohe nebolo vyvinuté žiadne špeciálne vybavenie pre prácu - pracovali s tým, čo mali. V prvých etapách bola použitá vrtná súprava Uralmash 4E s nosnosťou 200 ton a hliníkové rúry z ľahkých zliatin. Drahý hliník bol použitý z viacerých dôvodov: rúry vyrobené z „okrídleného kovu“ majú oveľa menšiu hmotnosť a pri teplotách nad 150 – 160 stupňov oceľ sériových rúr mäkne a horšie drží niekoľkotonové zaťaženie – z tohto dôvodu zvyšuje sa pravdepodobnosť nebezpečných deformácií a zlomenia stĺpika. Keď studňa dosiahla hĺbku 7000 metrov, bola na mieste inštalovaná nová vrtná súprava "Uralmash 15 000"- jeden z najmodernejších v tej dobe. Výkonná, spoľahlivá, s automatickým vypínacím mechanizmom, odolala potrubnej šnúre dlhej až 15 km. Vrtná súprava sa zmenila na 68 m vysoký, plne opláštený vežový žeriav, odolný silné vetry, zúriacej v Arktíde. Hmotnosť samotnej vrtnej kolóny v hĺbke 15 km by dosiahla 200 ton. A samotná inštalácia mohla zdvihnúť bremená až do 400 ton. Neďaleko vyrástla opravárenská a mechanická prevádzka, vedecké laboratóriá a skladisko jadra. : v 70. rokoch bolo najrozšírenejšie rotačné vŕtanie, kedy sa celý potrubný reťazec otáčal rotorom umiestneným na povrchu. Táto metóda bola vynikajúca pre relatívne plytké studne, ale keď sa dĺžka kmeňa priblíži k 7 000 alebo dokonca 10 000 metrom, rotačné vŕtanie sa stáva bezmocným. Na SG-3 sa vŕtalo pomocou turbodrill - hydraulického motora, ktorého rotáciu zabezpečovala energia cirkulujúcej vrtnej kvapaliny. Namontované na spodnom konci struny, 46 metrové časti otáčali vrták. Ani v ZSSR, ani vo svete v tom čase neboli skúsenosti s vŕtaním v horninách kryštalického podložia v takých hĺbkach a navyše čisto technologických problémov, prácu skomplikoval 100% odber jadra. Prienik na jeden výjazd, určený opotrebovaním hlavy vrtáka, je zvyčajne 7-10 m, stúpanie 12-kilometrového stĺpa trvá asi 18 hodín. Pri zdvíhaní sa struna automaticky rozoberá na úseky (sviečky) dlhé 33 m. Priemerne sa za mesiac navŕtalo 60 m. Na navŕtanie posledných 5 km vrtu sa spotrebovalo 50 km rúr. Takto sú opotrebované.

Keď sme sa priblížili k územiu SG-3, uvideli sme „bochník“ a ľudí, ktorí vo vnútri ustarostene skladajú kusy železa. Tento obraz je už dávno známy niekdajšiemu vyspelému vedeckému centru - predpokladalo sa, že superhlboká studňa Kola sa po dokončení vŕtania zmení na jedinečné prírodné laboratórium na výskum pomocou špeciálne zariadenia hlboké procesy prebiehajúce v zemskej kôre. V roku 2008 však bolo zariadenie definitívne opustené a všetko viac či menej cenné vybavenie bolo demontované. Od tohto momentu sa začalo obdobie drancovania všetkého, čo malo aspoň nejakú hodnotu – v prvom rade kovu.

Ukázalo sa však, že zlodeji kovov boli celkom spoločenskí chlapi, boli úprimne prekvapení, prečo sme sem prišli z Moskvy - „tam nič nezostalo!“ a ukázal legendárnu studňu. Teraz je zakonzervovaný a jeho ústie je zakryté oceľovou platňou. Čo sa deje v samotnom kufri - nikto nevie.

Na základe SG-3 okrem samotného vrtného miesta pracovalo niekoľko výskumných ústavov, vlastných konštrukčné oddelenie, sústružníctvo, vyhňa. Najodvážnejšie technické riešenia sa zrodili priamo na mieste, realizovali sa svojpomocne a po niekoľkých dňoch už boli otestované v práci. To všetko si vyžadovalo energiu a Kola Superdeep bola obsluhovaná vlastnou rozvodňou. Teraz pohonná jednotka vyzerá takto, kedysi tu pracovalo 48 ľudí.

Pri vchode sa hromadili prepravky jedinečné vybavenie. Všetko cenné sa vytrháva „s mäsom“:

O niečo ďalej sú stožiare elektrického vedenia. Všetky drôty sú, samozrejme, už dávno odrezané.

Podľa smernice „zhora“ sa v SG-3 používalo iba domáce vybavenie a nemohlo to byť inak: studňa bola spočiatku prísne tajným bezpečnostným zariadením. Do hĺbky 7 km boli použité sériové prístroje. Pracujte vo veľkých hĺbkach a viac vysoké teploty vyžadovalo vytvorenie špeciálnych zariadení odolných voči teplu a tlaku. Osobitné ťažkosti sa vyskytli v posledný krok vŕtanie; keď sa teplota v studni priblížila k 200 ° C a tlak prekročil 1 000 atmosfér, sériové zariadenia už nemohli fungovať. Geofyzikálne projekčné kancelárie a špecializované laboratóriá niekoľkých výskumných ústavov prišli na pomoc a vyrobili jednotlivé kópie zariadení odolných voči tepelnému tlaku. Súťaž o zamestnanie predstavovala desiatky ľudí na miesto a tí, ktorí prešli prísnym výberom, dostali okamžite byt. V čase, keď obyčajný sovietsky inžinier dostával 120 rubľov mesačne, inžinier v Kola Superdeep zarábal neuveriteľných 850 rubľov – tri platy a môžete si kúpiť auto. Celkovo v Kola Superdeep pracovalo asi 300 ľudí.

Hĺbka 7000 metrov sa stala pre kolskú superhlbokú osudnou

Hĺbka v 7000 metrov sa stal osudným pre kolský superhlboký. Vyššie v úseku prebiehalo vŕtanie pomerne pokojne, vrták prechádzal cez homogénne silné žuly. Ale po tejto hĺbke sa vrtná hlava dostala do menej odolných vrstvených hornín a hlaveň sa nedala udržať vo zvislej polohe. Keď vrt prvýkrát prekonal hranicu 12 km, vrt sa odchýlil o 21° od vertikály. Hoci sa vŕtači už naučili pracovať s neskutočným zakrivením kmeňa, ďalej sa už ísť nedalo. Studňu bolo potrebné prevŕtať od značky 7 kilometrov. Ak chcete získať zvislú dieru v tvrdých formáciách, potrebujete veľmi pevné dno vŕtacej kolóny, aby sa dostala do útrob ako nôž maslom. Ale vzniká ďalší problém - studňa sa postupne rozširuje, vrták v nej visí, ako v pohári, steny suda sa začnú rúcať a môžu rozdrviť nástroj. Riešenie tohto problému sa ukázalo ako originálne - bola použitá kyvadlová technológia. Vrták bol v studni umelo rozkývaný a potláčal silné vibrácie. Z tohto dôvodu sa kmeň ukázal vertikálne. 6. júna 1979 sa stala prvá historická udalosť. Vrtači hlásili dosiahnutie značky v 9584 metrov. Vrt Kola sa stal najhlbším vrtom na svete, čím prekonal americkú držiteľku ropného rekordu „Bertha Rogers“ (9583 metrov).

6. júna 1979 urobil majster vŕtania Fedor Atarshchikov triumfálny záznam do denníka: „Celá tvár - 9584 metrov. Bertha Rogers, chao, zbohom.

Začiatok 80. rokov 20. storočia Došlo aj k druhej historickej udalosti. Kola Superdeep prešiel 11 022 metrov obchádzanie Mariánskej priekopy. V takej hĺbke vo vlastnej kolíske ľudstvo ešte nepadlo. Jednou z najčastejších nehôd pri vŕtaní je zaseknutie vŕtacieho nástroja, čo je situácia, keď rozpadávajúce sa steny studne blokujú výplet a neumožňujú otáčanie nástroja. Pokusy vytiahnuť uviaznutý stĺpik často končia jeho zlomením. V 10-kilometrovej studni je zbytočné hľadať náradie, nahodili takú dieru a začali novú, o niečo vyššie. Zlomenie a strata potrubia na SG-3 sa stalo mnohokrát. Výsledkom je, že v jeho spodnej časti studňa vyzerá koreňový systém obrovská rastlina. Rozvetvenie studne rozrušilo vrtákov, ale ukázalo sa, že bolo šťastím pre geológov, ktorí nečakane dostali trojrozmerný obraz pôsobivého segmentu starovekých archejských hornín, ktoré vznikli pred viac ako 2,5 miliardami rokov.

Prechádzajúc sa opustenými chodbami komplexu, napriek všeobecnej monštruóznej skaze, cítite niekdajšiu veľkosť toho, čo sa tu stalo. V jednej z kancelárií je podlaha posiata vzácnou vedeckou literatúrou - niekoľkoročné čísla časopisu Defectoscopy a manuál na výpočet vrtných kolón pre ultrahlboké vrty - jedinečnosť vedecká práca Zhruba porovnateľné s „príručkou pre figuríny na let na Mesiac“, ak by existoval.

V ďalšej je zázračne zachované pracovisko vrtného majstra. Prvý vrt v Rusku bol vyvŕtaný v roku 1864 v Kubani. Odvtedy a doteraz - majster takmer vždy pracuje priamo na mieste vŕtania - aby videl a kontroloval všetko, čo sa deje. Ale na Kola Superdeep to tak nebolo! Operátor sedel až 250 metrov od ústia a všetko na diaľku sledoval, vrátane parametrov vŕtania. Priestor!

Steny sú ošarpané, okná rozbité drsným severným vetrom, no nezanecháva pocit, že do kancelárie sa chystá vstúpiť laborant a vykopnúť nezvaných hostí.

AT septembra 1984 hĺbka bola prvýkrát dosiahnutá v 12 066 metrov a potom došlo k ďalšiemu prerušeniu vŕtacej kolóny. Stalo sa skutočná tragédia pre vrtnú posádku, pretože museli začať odznova, všetko od tých istých 7 kilometrov, znova a znova míňať trhliny a kaverny spodnej vrstvy zemskej kôry. Zároveň boli v rámci Svetového geologického kongresu odtajnené práce realizované v Arktíde. AT vedecký svet dobre SG-3 urobila šplechnutie. Do obce Zápolyarny sa vybrala početná delegácia geológov a novinárov. Návštevníkom predviedli vrtnú súpravu v akcii a vybrali a odpojili 33-metrové časti rúr. Okolo boli desiatky presne rovnakých vrtákov ako ten na stojane v Moskve. ZSSR potvrdil štatút vyspelej veľmoci v oblasti hĺbkových vrtov.

AT júna 1990 keď SG-3 dosiahla hĺbku 12 262 m, začala prípravné práce do razenia tunela do 14 km sa opäť stala nehoda. Vo výške 8550 m sa pretrhla potrubná šnúra. Pokračovanie prác si vyžadovalo dlhú a nákladnú aktualizáciu techniky, takže v roku 1994 bolo vŕtanie superhlbokej Koly zastavené. Všetky možnosti moderná technológia boli vyčerpaní. Po 3 rokoch sa dostala do Guinessovej knihy rekordov a stále zostáva neprekonaná.

Čo dalo ľudstvu ultrahlboké vrty na polostrove Kola?

V prvom rade vyvrátila jednoduchú dvojvrstvovú štruktúru Zeme. Geologická časť zostavená na základe jadra SG-3 sa ukázala byť presne opačná, ako si vedci doteraz predstavovali. Prvých 7 kilometrov tvorili vulkanické a sedimentárne horniny: tufy, bazalty, brekcie, pieskovce, dolomity. Hlbšie ležal takzvaný Conradov úsek, po ktorom sa prudko zvýšila rýchlosť seizmických vĺn v horninách, čo sa interpretovalo ako hranica medzi žulami a bazaltmi. Tento úsek bol prejdený už dávno, ale bazalty spodnej vrstvy zemskej kôry sa nikde neobjavili. Naopak, začali sa žuly a ruly.
Jedným z najdôležitejších cieľov vŕtania bolo získať jadro (valcový stĺp skala) po celej dĺžke studne. Najdlhšie jadro na svete bolo označené ako pravítko v metroch a umiestnené v príslušnom poradí v krabiciach. Číslo krabice a čísla vzoriek sú uvedené v hornej časti. Skladom je takmer 900 takýchto boxov.

Seizmické úseky v útrobách, ako sa ukázalo, nie sú hranicami vrstiev hornín odlišné zloženie. Svedčia skôr o zmene petrofyzikálnych vlastností hornín s hĺbkou. o vysoký tlak a teplotné vlastnosti sa menia natoľko, že žuly v ich fyzicka charakteristika stanú podobnými čadičom a naopak. Verilo sa, že s hĺbkou a rastúcim tlakom klesá pórovitosť a lámavosť hornín. Počnúc hranicou 9 km sa však ukázalo, že vrstvy sú anomálne porézne a rozbité. Cez hustý systém trhlín cirkuloval vodné roztoky. Neskôr túto skutočnosť potvrdili aj ďalšie ultrahlboké vrty na kontinentoch. V hĺbke sa ukázalo, že je oveľa teplejšie, ako sa očakávalo: až o 80 °! Na 7 km bola teplota v tvári 120°C, na 12 km dosahovala 230°C. Vo vzorkách studne Kola vedci objavili mineralizáciu zlata. Inklúzie drahého kovu sa našli v starovekých horninách v hĺbke 9,5-10,5 km. Koncentrácia zlata však bola príliš nízka na to, aby bolo možné vyhlásiť ložisko – v priemere 37,7 mg na tonu horniny, ale postačujúce na to, aby sa dalo očakávať na iných podobných miestach. Superhlbina Kola zostarla Zem až o 1,5 miliardy rokov: život sa na planéte objavil skôr, ako sa očakávalo. V hĺbkach, kde sa verilo, že neexistuje žiadna organická hmota, sa našlo viac ako 17 druhov skamenených mikroorganizmov, mikrofosílií a v skutočnosti vek týchto hlbokých vrstiev presiahol 2,8 miliardy rokov. A viac ako tucet úzko zameraných objavov.

Celkovo bolo v ZSSR vyvŕtaných asi 30 ultrahlbokých vrtov

Málokto vie, ale na území bývalého ZSSR bolo vyvŕtaných viac ako 30 ultrahlbokých vrtov (dnes sú všetky alebo takmer všetky zničené). Špeciálnymi transektmi (meracími čiarami) boli navzájom prepojené, čím sa získali regionálne geologické profily dlhé mnoho tisíc kilometrov. Pozdĺž transektu bolo umiestnené špeciálne geofyzikálne zariadenie, ktoré zaznamenávalo všetky procesy prebiehajúce v črevách naraz. Do roku 1991 sa ako zdroje excitácie používali podzemné jadrové výbuchy (impulz, ktorý bol zaznamenaný vo vrtoch).

Tento zásadne nový technický a metodický prístup k riešeniu regionálnej hlbinnej štruktúry zemskej kôry a vrchného plášťa bol založený na integrácii údajov z ultrahlbokých a hĺbkových vrtov, ako aj seizmických hĺbkových sond a iných geofyzikálnych a geochemických metód. Pre územie ZSSR bol vyvinutý systém vzájomného prepojenia údajov geofyzikálneho profilu na základe superhlbokých referenčných vrtov. To všetko umožnilo v celej krajine vykonať pomerne podrobné zónovanie, predovšetkým perspektívnych zón z hľadiska obsahu ropy, plynu a rúd.

Cena obnovy je 100 miliónov rubľov?

Riaditeľ Geologického ústavu Kolského vedeckého centra Ruskej akadémie vied vo svojich rozhovoroch tvrdí, že za 100 miliónov rubľov je už teraz možné obnoviť komplex superhlbokej studne Kola, otvoriť na nej vedecké a technické centrum. základňu a vyškoliť špecialistov na vŕtanie na mori. Je mi úplne jasné, že to tak nie je. A otázka, žiaľ, nie je o peniazoch. Jedinečný objekt porovnateľný mierou a významom s ľudstvom len s letom človeka do vesmíru sa stratil. A navždy stratený.

Po SG-3 sa vo svete uskutočnilo a robí mnoho pokusov nahliadnuť do hlbokých horizontov útrob Zeme, ale žiaľ, ani jeden projekt sa svojou dôležitosťou nepriblížil k práci vykonávanej v Arktíde. .

- Čo najdôležitejšie ukazuje studňa Kola?
- Pane! Najdôležitejšie je, že ukázala, že o kontinentálnej kôre nič nevieme

Ako sa dostať do superhlbokej studne Kola? Body, súradnice atď.

1. Z Murmanska po ceste A138 presúvame sa smerom k mestu Nikel;
2. V bode 69.479533, 31.824395 bude tam kontrolný bod, kde sa budú kontrolovať dokumenty;
3. Ideme ďalej 69.440422, 30.594060 kde odbočíme doľava;
4. Pokračujeme v pohybe po technologickej ceste do 69.416088, 30.684387 ;
5. Zasypaná cesta by mala byť pravá ruka v bode 69.408826, 30.661051 ;
6. Ideme ďalej a pozorne sa pozrieme na klopu ľavá ruka. Išiel som sem: 69.414850, 30.613894 ;
7. Potom sa pohybujeme po ryhovanej ceste, ale v bode 69.411232, 30.608956 musíte sa držať vpravo.
8. Súradnice samotnej studne 69.396326, 30.609513 .

V hĺbke 410-660 kilometrov pod povrchom Zeme, oceánom archejského obdobia. Takéto objavy by neboli možné bez metód ultrahlbokého vŕtania vyvinutých a používaných v Sovietskom zväze. Jedným z artefaktov tých čias je superhlboká studňa Kola (SG-3), ktorá aj 24 rokov po zastavení vŕtania zostáva najhlbšou na svete. Prečo bola vyvŕtaná a aké objavy pomohla urobiť, uvádza Lenta.ru.

Priekopníkmi ultrahlbokého vŕtania boli Američania. Pravda, v rozľahlosti oceánu: do pilotného projektu zapojili plavidlo Glomar Challenger, určené práve na tento účel. Medzitým sa v Sovietskom zväze aktívne rozvíjala zodpovedajúca teoretická základňa.

V máji 1970 sa na severe Murmanskej oblasti, 10 kilometrov od mesta Zapolyarnyj, začalo vŕtanie na superhlbokej studni Kola. Ako sa dalo očakávať, bolo to načasované tak, aby sa zhodovalo so stým výročím narodenia Lenina. Na rozdiel od iných ultra hlbokých vrtov bol SG-3 vyvŕtaný výlučne na vedecké účely a dokonca zorganizoval špeciálnu prieskumnú expedíciu.

Miesto vŕtania bolo jedinečné: práve na Baltskom štíte v oblasti polostrova Kola vychádzajú na povrch staroveké skaly. Mnohé z nich majú tri miliardy rokov (samotná naša planéta má 4,5 miliardy rokov). Okrem toho je tu puklinový žľab Pečenga-Imandra-Varzug pohárovitá štruktúra vtlačená do prastarých skál, ktorej vznik sa vysvetľuje hlbokým zlomom.

Vedcom trvalo štyri roky, kým vyvŕtali studňu do hĺbky 7263 metrov. Doteraz sa neurobilo nič neobvyklé: použilo sa rovnaké zariadenie ako pri ťažbe ropy a plynu. Potom studňa stála ladom celý rok: Súprava bola upravená pre turbínové vŕtanie. Po modernizácii bolo možné navŕtať asi 60 metrov za mesiac.

Hĺbka siedmich kilometrov priniesla prekvapenia: striedanie tvrdých a nie veľmi hustých skál. Nehody sú čoraz častejšie a vo vrte sa objavilo veľa jaskýň. Vŕtanie pokračovalo až do roku 1983, kedy hĺbka SG-3 dosiahla 12 kilometrov. Potom vedci zhromaždili veľkú konferenciu a hovorili o svojich úspechoch.

Neopatrnou manipuláciou s vrtákom však zostal v bani päťkilometrový úsek. Niekoľko mesiacov sa ho pokúšali získať, no nepodarilo sa im to. Bolo rozhodnuté opäť začať vŕtať z hĺbky siedmich kilometrov. Pre náročnosť operácie sa vŕtala nielen hlavná šachta, ale aj štyri doplnkové. Obnovenie stratených metrov trvalo šesť rokov: v roku 1990 vrt dosiahol hĺbku 12 262 metrov a stal sa tak najhlbším na svete.

O dva roky neskôr bolo vŕtanie zastavené, následne studňa zakonzervovaná, no v skutočnosti bola opustená.

Napriek tomu sa v superhlbokej studni Kola urobilo veľa objavov. Inžinieri vytvorili celý systém ultra hlbokého vŕtania. Náročnosť bola nielen v hĺbke, ale aj vo vysokých teplotách (až 200 stupňov Celzia) kvôli náročnosti práce vrtákov.

Vedci sa nielen presunuli hlboko do Zeme, ale tiež zdvihli vzorky hornín a jadrá na analýzu. Mimochodom, práve oni študovali mesačnú pôdu a zistili, že zložením takmer úplne zodpovedá horninám extrahovaným z kolskej studne z hĺbky asi troch kilometrov.

V hĺbke viac ako deväť kilometrov našli ložiská nerastov vrátane zlata: v olivínovej vrstve je to až 78 gramov na tonu. A to nie je tak málo - ťažba zlata sa považuje za možnú pri 34 gramoch na tonu. Príjemným prekvapením pre vedcov, ako aj pre neďaleký závod, bol objav nového rudného horizontu medenoniklových rúd.

Vedci sa okrem iného dozvedeli, že žuly neprechádzajú do superpevnej čadičovej vrstvy: v skutočnosti sa za ňou nachádzali archejské ruly, ktoré sú tradične klasifikované ako puklinové horniny. To spôsobilo akúsi revolúciu v geologickej a geofyzikálnej vede a úplne zmenilo tradičné predstavy o útrobách Zeme.

Ďalším príjemným prekvapením je objav v hĺbke 9-12 kilometrov vysoko poréznych puklinových hornín nasýtených vysoko mineralizovanými vodami. Podľa predpokladu vedcov sú to práve oni, kto je zodpovedný za vznik rúd, no predtým sa verilo, že k tomu dochádza len v oveľa menších hĺbkach.

Okrem iného sa ukázalo, že teplota útrob je o niečo vyššia, ako sa očakávalo: v hĺbke šiestich kilometrov bol získaný teplotný gradient 20 stupňov Celzia na kilometer namiesto očakávaných 16. Bol stanovený rádiogénny pôvod tepelného toku, čo tiež nesúhlasilo s predchádzajúcimi hypotézami.

V hlbokých vrstvách starých viac ako 2,8 miliardy rokov našli vedci 14 druhov skamenených mikroorganizmov. To umožnilo posunúť dobu vzniku života na planéte o jeden a pol miliardy rokov. Vedci tiež zistili, že v hĺbkach nie sú žiadne sedimentárne horniny a je tam metán, čo navždy pochováva teóriu o biologickom pôvode uhľovodíkov.

"Doktor Huberman, čo ste to tam preboha kopali?" - poznámka z publika prerušila správu ruského vedca na stretnutí UNESCO v Austrálii. Pár týždňov predtým, v apríli 1995, zaplavila svet vlna správ o záhadnej nehode v superhlbokej studni Kola.

Údajne pri priblížení na 13. kilometri prístroje zaznamenali zvláštny hluk vychádzajúci z útrob planéty – žlté noviny svorne ubezpečovali, že takto môžu znieť len výkriky hriešnikov z podsvetia. Niekoľko sekúnd po objavení sa hrozného zvuku zahrmelo výbuch ...

Priestor pod nohami

Koncom 70. a začiatkom 80. rokov bolo získanie práce v Kola Superdeep, ako studňu familiárne nazývajú obyvatelia dediny Zapolyarny v Murmanskej oblasti, ťažšie ako dostať sa do kozmonautského zboru. Zo stoviek uchádzačov bol vybraný jeden alebo dvaja. Spolu s príkazom na zamestnanie dostali šťastlivci samostatný byt a plat rovný dvojnásobku alebo trojnásobku platu moskovských profesorov. 16 výskumné laboratóriá, každý - veľkosť priemernej rastliny. Iba Nemci kopali zem s takou vytrvalosťou, ale ako svedčí Guinessova kniha rekordov, najhlbšia nemecká studňa je takmer o polovicu dlhšia ako naša.

Vzdialené galaxie ľudstvo študovalo oveľa lepšie ako to, čo je pod zemskou kôrou niekoľko kilometrov od nás. Kola Superdeep - druh ďalekohľadu v tajomnom vnútorný svet planét.

Od začiatku 20. 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. Pred nejakými 40 rokmi si boli istí, že vrstva žuly začína v hĺbke 50 metrov a pokračuje až do 3 kilometrov a potom prídu čadiče. Očakávalo sa, že sa stretne s plášťom v hĺbke 15 až 18 kilometrov. V skutočnosti sa všetko ukázalo úplne inak. A hoci v školské učebnice stále píšu, že Zem pozostáva z troch vrstiev, vedci z Kola Superdeep dokázali, že to tak nie je.

Baltický štít

Projekty cestovania hlboko do Zeme sa objavili začiatkom 60. rokov v niekoľkých krajinách naraz. Skúšali vŕtať studne na tých miestach, kde mala byť kôra tenšia – cieľom bolo dosiahnuť plášť. Američania napríklad vŕtali pri ostrove Maui na Havaji, kde sa podľa seizmický výskum, starodávne skaly klesajú oceánske dno a plášť sa nachádza v hĺbke asi 5 kilometrov pod štvorkilometrovým vodným stĺpcom. Žiaľ, ani jedna oceánska vrtná súprava neprenikla hlbšie ako 3 kilometre.

Vo všeobecnosti takmer všetky projekty ultrahlbokých vrtov záhadne skončili v hĺbke troch kilometrov. Práve v tomto momente sa s Búrmi začalo diať niečo zvláštne: buď sa dostali do nečakaných super horúcich oblastí, alebo sa zdalo, že ich uhryzlo nejaké nevídané monštrum. Hlbšie ako 3 kilometre sa prerazilo len 5 studní, z toho 4 sovietske. A iba Kola Superdeep bola predurčená prekonať značku 7 kilometrov.

Prvotné domáce projekty zahŕňali aj podmorské vrty – v Kaspickom mori alebo na Bajkale. Ale v roku 1963 vrtný vedec Nikolaj Timofeev presvedčil Štátny výbor pre vedu a techniku ​​ZSSR, že na kontinente by mala byť vytvorená studňa. Veril, že hoci vŕtanie bude trvať neporovnateľne dlhšie, studňa bude oveľa cennejšia vedecký bod videnia, pretože je v hrúbke kontinentálnych platní v praveku prebiehali najvýznamnejšie pohyby pozemských hornín. Miesto vŕtania nebolo vybrané náhodou na polostrove Kola. Polostrov sa nachádza na takzvanom Baltskom štíte, ktorý sa skladá z najstarších ľudstvu známy plemená.

Niekoľkokilometrový úsek vrstiev Baltického štítu je jasnou históriou planéty za posledné 3 miliardy rokov.

Dobyvateľ hlbín

Vzhľad vrtnej súpravy Kola môže laika sklamať. Studňa nevyzerá ako baňa, ktorú nám kreslí naša fantázia. Pod zemou nie sú žiadne zostupy, do hrúbky ide len vrták s priemerom niečo vyše 20 centimetrov. Imaginárny úsek superhlbokej studne Kola vyzerá ako tenká ihla, ktorá prerazila hrúbku zeme. Vŕtačka s početnými senzormi umiestnenými na konci ihly sa niekoľko dní zdvíha a spúšťa. Rýchlejšie je nemožné: najsilnejší kompozitný kábel sa môže zlomiť vlastnou hmotnosťou.

Čo sa deje v hlbinách, nie je s určitosťou známe. Teplota životné prostredie, hluk a ďalšie parametre sa prenášajú smerom nahor s minútovým oneskorením. Vrtači však tvrdia, že aj takýto kontakt s žalárom môže poriadne vydesiť. Zvuky prichádzajúce zdola sú skutočne ako výkriky a vytie. K tomu môžeme pridať dlhý zoznam nehôd, ktoré prenasledovali Kola Superdeep, keď dosiahol hĺbku 10 kilometrov. Dvakrát bol vrták vybratý roztavený, hoci teploty, z ktorých sa môže roztaviť, 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.

12 226 metrov objavov a nejaké peklo

"Máme najhlbšiu dieru na svete - takto by ste ju mali používať!" - trpko zvolá stály riaditeľ výskumného a výrobného centra "Kola Superdeep" David Guberman. Za prvých 30 rokov existencie Kola Superdeep prerazili sovietski a potom ruskí vedci do hĺbky 12 226 metrov. Od roku 1995 sa však vŕtanie zastavilo: projekt nemal kto financovať. Čo vyniká vo vnútri vedecké programy UNESCO, stačí len na udržanie vrtnej stanice v prevádzkyschopnom stave a na štúdium predtým vyťažených vzoriek hornín.

Huberman s ľútosťou spomína, ako veľmi vedecké objavy sa konal v Kola Superdeep. Doslova každý meter bol zjavením. Studňa ukázala, že takmer všetky naše doterajšie poznatky o stavbe zemskej kôry sú nesprávne. Ukázalo sa, že Zem vôbec nie je ako poschodová torta. „Až do 4 kilometrov išlo všetko podľa teórie a potom sa začal súdny deň,“ hovorí Guberman. Teoretici sľúbili, že teplota Baltického štítu zostane relatívne nízka do hĺbky najmenej 15 kilometrov.

Podľa toho bude možné vykopať studňu až takmer 20 kilometrov, len po plášť. Ale už na 5 kilometroch okolitá teplota prekročila 70 ºC, na siedmych - vyše 120 ºC a v hĺbke 12 pražila o viac ako 220 ºC - o 100 ºC viac, ako sa predpokladalo. Kolskí vrtáci spochybnili teóriu o vrstvenej štruktúre zemskej kôry – minimálne v rozsahu do 12 262 metrov.

V škole nás učili: sú tam mladé horniny, žuly, bazalty, plášť a jadro. Ukázalo sa však, že žuly sú o 3 kilometre nižšie, ako sa očakávalo. Ďalej boli bazalty. Vôbec sa nenašli. Všetky vrty prebiehali v žulovej vrstve. Ide o mimoriadne dôležitý objav, pretože všetky naše predstavy o pôvode a distribúcii minerálov sú spojené s teóriou vrstvenej stavby Zeme.

Ďalšie prekvapenie: život na planéte Zem vznikol, ukazuje sa, o 1,5 miliardy rokov skôr, ako sa očakávalo. V hĺbkach, kde sa verilo, že neexistuje žiadna organická hmota, sa našlo 14 druhov fosílnych mikroorganizmov - vek hlbokých vrstiev presiahol 2,8 miliardy rokov. V ešte väčších hĺbkach, kde už nie sú sedimentárne horniny, sa metán objavil v obrovských koncentráciách. To úplne a úplne zničilo teóriu biologického pôvodu uhľovodíkov ako je ropa a plyn.

Démoni

Nechýbali ani takmer fantastické senzácie. Keď koncom 70. rokov sovietsky automat vesmírna stanica priniesli na Zem 124 gramov mesačnej pôdy, vedci z Kola Science Center zistili, že sú to ako dve kvapky vody podobné vzorkám z hĺbky 3 kilometrov. A vznikla hypotéza: Mesiac sa odtrhol od polostrova Kola. Teraz presne hľadajú kde.

V histórii Kola Superdeep to nebolo bez mystiky. Oficiálne, ako už bolo spomenuté, sa studňa zastavila pre nedostatok financií. Náhoda alebo nie – ale práve v roku 1995 sa v hlbinách bane nachádza silný výbuch neurčitú povahu. Novinári fínskych novín sa prebili k obyvateľom Zapolyarny - a svet šokoval príbeh o démonovi vylietajúcom z útrob planéty.

„Keď ja o tomto tajomná história začal klásť otázky v UNESCO, nevedel som, čo odpovedať. Na jednej strane je to svinstvo. Na druhej strane som ako poctivý vedec nemohol povedať, že viem, čo sa tu presne stalo. Bol zaznamenaný veľmi zvláštny hluk, potom došlo k výbuchu... O niekoľko dní neskôr sa nič také v rovnakej hĺbke nenašlo, “spomína akademik David Huberman.

Celkom nečakane pre všetkých sa potvrdili predpovede Alexeja Tolstého z románu „Hyperboloid inžiniera Garina“. V hĺbke viac ako 9,5 kilometra objavili skutočný sklad všetkých druhov minerálov, najmä zlata. Skutočný olivínový pás, ktorý spisovateľ brilantne predpovedal. Zlato v ňom je 78 gramov na tonu. Mimochodom, priemyselná výroba je možná pri koncentrácii 34 gramov na tonu. Možno v blízkej budúcnosti bude ľudstvo schopné využiť toto bohatstvo.