Najgłębsza studnia na świecie: Tajemnica Studni Kola

ZSRR to kraj, który zaskoczył świat wieloma projektami, imponującymi zarówno pod względem skali, jak i kosztów. Jeden z takich projektów został nazwany „Supergłęboka studnia Kola” (SG-3). Jego realizacja rozpoczęła się w obwodzie murmańskim, 10 km na zachód od miasta Zapolyarny.

Naukowcy chcieli dowiedzieć się więcej o głębinach ziemi i „wytrzeć nos” amerykańskim naukowcom, którzy z powodu braku funduszy porzucili projekt Mohol. Na pytanie o jaka jest najgłębsza studnia na świecie, radzieccy geolodzy marzyli o tym, by z dumą odpowiedzieć: nasi!

O tym, czy tak ambitny pomysł okazał się sukcesem i jaki los czekał Kolę, porozmawiamy szczegółowo w tym artykule.

Podróż do wnętrza Ziemi

Jeszcze w latach 50. XX wieku większość materiału na temat budowy Ziemi miała charakter teoretyczny. Wszystko zmieniło się na początku lat 60. i 70., kiedy Stany Zjednoczone i Związek Radziecki rozpoczęły nową wersję „wyścigu kosmicznego” - że tak powiem, wyścigu do środka Ziemi.

Odwiert Kola był wyjątkowym projektem finansowanym przez ZSRR, a następnie Rosję w latach 1970–1995. Nie wiercono go w celu wydobycia „czarnego złota” czy „niebieskiego paliwa”, ale wyłącznie do celów badań naukowych.

• Przede wszystkim naukowców radzieckich interesowało, czy potwierdzą się założenia dotyczące budowy dolnych (granitowych i bazaltowych) warstw skorupy ziemskiej.
• Chcieli także znaleźć i zbadać granice między tymi warstwami a płaszczem – jednym z „silników” zapewniających ciągłą ewolucję planety.
• W tamtym czasie geolodzy i geofizycy mieli jedynie pośrednie dowody na to, co dzieje się w skorupie ziemskiej, dlatego potrzebne były ultragłębokie studnie, aby lepiej zrozumieć procesy leżące u podstaw geologii. Ponadto najbardziej niezawodnym sposobem jest bezpośrednia obserwacja.

Miejsce wierceń wybrano w północno-wschodniej części tarczy bałtyckiej. Występują tam słabo zbadane skały magmowe, których wiek szacuje się na trzy miliardy lat. A na terenie Półwyspu Kolskiego znajduje się budowla Pechenga w kształcie miski. Znajdują się tam złoża miedzi i niklu. Jednym z zadań naukowców było zbadanie procesu powstawania rudy.

Nawet do dziś informacje zebrane w ramach tego projektu są nadal analizowane i interpretowane.

Jak wiercono bardzo głęboką studnię

Przez pierwsze cztery lata, gdy prace wykopaliskowe trwały do głębokości 7263 metrów, korzystano ze standardowej wiertnicy „Uralmash-4E”. Ale potem jej możliwości zaczęły spadać.

Dlatego naukowcy postanowili wykorzystać potężną instalację Uralmash-15000 z 46-metrową turbowiertarką. Obrócił się pod wpływem ciśnienia płuczki wiertniczej.

Instalacja Uralmash-15000 została zaprojektowana w taki sposób, że próbki urobku pobierane były do odbiornika rdzeniowego – rury przechodzącej przez wszystkie sekcje odwiertu. Rozdrobniona skała wraz z płuczką wydostała się na powierzchnię. W ten sposób geolodzy otrzymywali najświeższe informacje na temat składu odwiertu, gdy wiertnica schodziła coraz głębiej.

W efekcie wykonano kilka odwiertów, które wychodziły z jednego centralnego odwiertu. Najgłębsza gałąź została nazwana SG-3.

Jak powiedział jeden z naukowców z zespołu Kola Exploration Exploration: „Za każdym razem, gdy rozpoczynamy wiercenia, znajdujemy coś nieoczekiwanego. To ekscytujące i niepokojące jednocześnie.”

Interesujący fakt

Pierwszą niespodzianką, na jaką natknęli się wiertnicy, był brak tzw. warstwy bazaltu na głębokości około 7 km. Wcześniej najbardziej aktualne informacje geologiczne o głębszych partiach skorupy ziemskiej pochodziły z analiz fal sejsmicznych. Na tej podstawie naukowcy spodziewali się znaleźć warstwę granitu, a w miarę pogłębiania się warstwę bazaltu. Jednak ku ich wielkiemu zdziwieniu, gdy zagłębili się w wnętrzności Ziemi, znaleźli tam więcej granitu, ale w ogóle nie dotarli do warstwy bazaltu. Wszystkie wiercenia odbywały się w warstwie granitu.

Jest to niezwykle ważne, gdyż wiąże się z teorią budowy Ziemi warstwa po warstwie. A to z kolei wiąże się z pomysłami na temat powstawania i lokalizacji minerałów.

Nierozwiązana tajemnica studni Kola

Studnia Kola jest źródłem nie tylko cennej wiedzy, ale także straszliwej miejskiej legendy.

Po osiągnięciu głębokości 14,5 tys. metrów wiertnicy rzekomo odkryli puste przestrzenie. Po obniżeniu sprzętu zdolnego wytrzymać ekstremalnie wysokie temperatury odkryli, że temperatura w pustych przestrzeniach sięga 1100 stopni Celsjusza. Mikrofon przed stopieniem nagrał 17 sekund dźwięku, który natychmiast nazwano „dźwiękami piekła”. To były krzyki potępionych dusz.

Pierwsze pojawienie się tej historii odnotowano w 1989 roku, a jej pierwsza publikacja na dużą skalę miała miejsce w amerykańskiej sieci telewizyjnej Trinity Broadcasting Network. Zapożyczyła także materiały z fińskiej publikacji chrześcijańskiej zatytułowanej Ammennusastia.

Historia ta była następnie szeroko przedrukowywana w małych chrześcijańskich publikacjach, biuletynach itp., ale praktycznie nie była omawiana w mediach głównego nurtu. Niektórzy ewangeliści przytaczali to wydarzenie jako dowód na istnienie fizycznego piekła.

• Osoby zaznajomione z zasadą działania narzędzi do eksploracji odwiertów akustycznych tylko się z tej historii śmieją. Przecież w tym przypadku stosuje się akustyczne sondy rejestrujące, które wyłapują wzór falowy odbitych drgań sprężystych.
• Maksymalna głębokość SG-3 – 12 262 metrów. Jest to głębsze niż nawet najgłębsza część oceanu, Głębia Challengera (10 994 metrów).
• Najwyższa temperatura w nim nie wzrosła powyżej 220 C.

• I jeszcze jeden ważny fakt: jest mało prawdopodobne, aby mikrofon lub sprzęt wiertniczy był w stanie wytrzymać piekielny upał powyżej tysiąca stopni.

W 1992 roku amerykańska gazeta Weekly World News opublikowała alternatywną wersję historii, która miała miejsce na Alasce, gdzie po wyjściu Szatana z piekła zginęło 13 górników.

Jeśli interesuje Cię ta legenda, możesz łatwo znaleźć filmy z odpowiednimi dochodzeniami na Youtube. Tylko nie bierz ich zbyt poważnie, część (jeśli nie całość) nagrań rzekomo przedstawiających krzyki cierpiących w Zaświatach pochodzi z filmu Baron Blood z 1972 roku.

Co naukowcy odkryli na dnie

• Najpierw odkryto wodę na głębokości 9 km. Uważano, że na tej głębokości po prostu nie powinien istnieć – a jednak tam był. Teraz rozumiemy, że nawet głęboko leżący w ziemi granit może powodować pęknięcia, które wypełniają się wodą. Technicznie rzecz biorąc, woda to po prostu atomy wodoru i tlenu wypychane przez ogromne ciśnienie spowodowane głębokością i uwięzione w warstwach skał.

• Po drugie, badacze donieśli o odzyskiwaniu błota „wrzącego z wodorem”. Tak duża ilość wodoru na dużych głębokościach była zjawiskiem zupełnie nieoczekiwanym.
• Po trzecie, dno studni Kola okazało się niewiarygodnie gorące – 220°C.
• Bez wątpienia największą niespodzianką było odkrycie życia. Na głębokości ponad 6000 metrów odkryto mikroskopijne skamieniałości planktonu, które leżały tam od trzech miliardów lat. W sumie odkryto około 24 starożytnych gatunków mikroorganizmów, które jakimś cudem przetrwały ekstremalne ciśnienie i wysokie temperatury pod powierzchnią ziemi. Zrodziło to wiele pytań dotyczących potencjalnego przetrwania form życia na dużych głębokościach. Współczesne badania wykazały, że życie może istnieć nawet w skorupie oceanicznej, ale wówczas odkrycie tych skamieniałości było szokiem.

Pomimo wszystkich wysiłków wiertaczy i dziesięcioleci ciężkiej pracy, supergłęboka studnia Kola przebyła zaledwie 0,18% do centrum Ziemi. Naukowcy uważają, że odległość do niego wynosi około 6400 kilometrów.

Dlaczego projekt SG-3 został zamknięty?

Obecnie na SG-3 nie ma personelu ani sprzętu. To jeden z najciekawszych opuszczonych obiektów z czasów ZSRR. I tylko zardzewiały właz w ziemi przypomina o wspaniałym projekcie, wymienionym w Księdze Rekordów Guinnessa jako najgłębsza inwazja człowieka na skorupę planety.

Projekt został zamknięty w 1995 roku z powodu (jak się domyślacie) braku funduszy. Już wcześniej, w 1992 r., prace wiertnicze w odwiercie zostały ograniczone, gdyż geolodzy musieli zmierzyć się z wyższą niż oczekiwano temperaturą - 220 stopni. Ciepło powoduje uszkodzenie sprzętu. Im wyższa temperatura, tym trudniej jest wiercić. To jakby próbować zrobić i utrzymać dziurę w środku garnka z gorącą zupą.

Do 2008 roku całkowicie zlikwidowano działający przy odwiercie ośrodek badawczo-produkcyjny. Zutylizowano cały sprzęt wiertniczy i badawczy.

Ostateczny cel

Dzielne wysiłki uczestników Kola GRE trwały kilka dekad. Jednak ostatecznego celu – 15 tysięcy metrów – nigdy nie udało się osiągnąć. Jednak prace wykonane w ZSRR, a następnie w Rosji dostarczyły wielu informacji na temat tego, co znajduje się tuż pod powierzchnią ziemi, i są one nadal przydatne z naukowego punktu widzenia.

• Opracowano i pomyślnie przetestowano unikalny sprzęt i technologię bardzo głębokich wierceń.
• Uzyskano cenne informacje na temat tego, z czego zbudowane są skały i jakie mają właściwości na różnych głębokościach.
• Na głębokości 1,6-1,8 km odkryto złoża miedzi i niklu o znaczeniu przemysłowym.
• Teoretyczny obraz oczekiwany na głębokości 5000 metrów nie potwierdził się. Ani w tym, ani w głębszych partiach studni nie stwierdzono bazaltów. Ale nieoczekiwanie odkryli niezbyt mocne skały zwane gnejsami granitowymi.
• Złoto znaleziono w przedziale od 9 do 12 tysięcy metrów. Nie wydobywano go jednak z takiej głębokości – było to nieopłacalne.

• Zmieniono teorie dotyczące reżimu termicznego wnętrza Ziemi.
• Okazało się, że pochodzenie strumienia ciepła 50% jest związane z rozpadem substancji radioaktywnych.

SG-3 ujawniła geologom wiele tajemnic. A jednocześnie postawiło wiele pytań, które wciąż pozostają bez odpowiedzi. Być może część z nich zostanie wydobyta podczas eksploatacji innych ultragłębokich odwiertów.

10 najgłębszych studni na Ziemi (tabela)