Найглибша свердловина у світі: Таємниця Кольської свердловини

СРСР - це країна, яка здивувала світ багатьма проектами, грандіозними як за масштабами, так і за вартістю. Один із таких проектів носив назву «Кільська надглибока свердловина» (СГ-3). Його реалізація почалася в Мурманській області, за 10 км на захід від міста Заполярний.

Вчені хотіли більше дізнатися про земні надра, і «втерти ніс» американським ученим, які відмовилися від свого проекту «Мохол» через брак коштів. На питання про те, яка найглибша свердловина у світі, радянські геологи мріяли з гордістю відповісти: наша!

Про те, чи вдався такий амбітний задум і яка доля чекала на Кольську свердловину ми докладно розповімо в цій статті.

Подорож до центру Землі

Ще в 50-х роках ХХ століття більшість матеріалу про структуру Землі була теоретичною. Все змінилося на початку 60-х і в 70-ті роки, коли США та Радянський Союз розпочали нову версію «космічних перегонів» — перегонів у центр Землі, якщо можна так висловитися.

Кольська надглибока свердловина була унікальним проектом, що фінансується СРСР, а згодом Росією в період з 1970 по 1995 роки. Її бурили не для видобутку «чорного золота» чи «блакитного палива», а суто з науково-дослідними цілями.

• Насамперед радянських учених цікавило, чи підтвердиться припущення про будову нижніх (гранітного та базальтового) верств земної кори.
• Також вони хотіли знайти та дослідити кордони між цими шарами та мантією – одним із «двигунів», які забезпечують постійну еволюцію планети.
• У той період геологи та геофізики мали лише непрямі докази того, що відбувалося в земній корі, а надглибока свердловина була необхідна для кращого розуміння процесів, що лежать в основі геології. Причому найнадійнішим шляхом прямого спостереження.

Місце буріння було обрано у північно-східній частині Балтійського щита. Там залягають маловивчені вивержені породи, вік яких приблизно становить три мільярди років. А ще на території Кольського півострова знаходиться Печенська структура, яка формою нагадує чашу. Там знаходяться родовища міді та нікелю. Однією із завдань вчених було вивчення процесу рудоутворення.

Навіть досі інформація, зібрана в рамках цього проекту, все ще аналізується та інтерпретується.

Як пробурили надглибоку свердловину

Перші чотири роки, доки йшла прохідка до глибини 7263 метрів, використовувалася стандартна бурова установка під назвою «Уралмаш-4Е». Але потім її можливостей стало бракувати.

Тому дослідники вирішили використати потужну установку «Уралмаш-15000» із 46-метровим турбобуром. Він обертався завдяки тиску бурового розчину.

Установку «Уралмаш-15000» було спроектовано так, щоб зразки видобутої породи збиралися в керноприймачі — трубі, що проходить через усі секції бура. На поверхню подрібнена порода потрапляла разом із буровим розчином. Так геологи отримували найсвіжішу інформацію про склад свердловини, у міру того, як бурова установка йшла все глибше вниз.

У результаті було пробурено кілька свердловин, які розгалужувалися з однієї центральної свердловини. Найглибша гілка була названа СГ-3.

Як сказав один із учених у складі Кольської ГРЕ: «Щоразу, починаючи бурити, ми знаходимо несподіване. Це захоплююче та тривожно одночасно».

Цікавий факт

Першим сюрпризом, з яким зіткнулися бурильники, була відсутність базальтового шару на глибині близько 7 км. Раніше найактуальніша геологічна інформація про глибші частини земної кори виходила від аналізу сейсмічних хвиль. І, виходячи з неї, вчені очікували знайти гранітний шар, а в міру поглиблення — базальтовий. Але, на превеликий подив, коли вони рушили глибше в надра Землі, то знайшли там більше граніту, а до базальтового шару не дісталися зовсім. Все буріння йшло саме у гранітному шарі.

Це дуже важливо, оскільки пов'язані з теорією пошарової будови Землі. А з нею, у свою чергу, пов'язані уявлення про те, як виникають та розміщуються корисні копалини.

Нерозгадана Таємниця Кольської свердловини

Кольська надглибока свердловина — джерело як цінних знань, а й страшної міської легенди.

Дійшовши до глибини 14,5 тисячі метрів буровики нібито виявили порожнечі. Спустивши туди апаратуру, здатну витримувати екстремально високі температури, вони з'ясували, що температура в порожнинах досягає 1100 градусів Цельсія. А мікрофон, перед тим як розплавитися, записав 17-секундне аудіо, яке охрестили «звуками пекла». Це були крики проклятих душ.

Перша поява цієї історії зафіксована у 1989 році, а її перша великомасштабна публікація відбулася в американській телемережі Trinity Broadcasting Network. А вона запозичила матеріал із фінського християнського видання під назвою Ammennusastia.

Потім історія була широко передрукована в невеликих християнських виданнях, інформаційних бюлетенях і т. д., але практично не набула популярності з боку головних ЗМІ. Деякі євангелісти цитували цей інцидент як доказ існування фізичного пекла.

• Люди, знайомі з принципами роботи акустичних засобів дослідження свердловин, лише посміялися з цієї байки. Адже при цьому використовуються зонди акустичного каротажу, що ловлять хвильову картину відбитих пружних коливань.
• Максимальна глибина СГ-3 - 12 262 метри. Це глибше, ніж навіть найглибша частина океану — «Бездна Челленджера» (10 994 метри).
• Найвища температура у ній не піднімалася вище 220 °C.

• І ще один важливий факт: навряд чи мікрофон чи бурове обладнання змогли б витримати пекельний жар понад тисячу градусів.

У 1992 році американська газета Weekly World News опублікувала альтернативну версію історії, яка відбувалася на Алясці, де 13 шахтарів було вбито після того, як сатана вирвався з пекла.

Якщо вас зацікавила ця легенда, на Youtube можна легко знайти відео з відповідними розслідуваннями. Тільки не ставтеся до них надто серйозно, частину (якщо не всі) аудіо з нібито криками мучеників у Пекло взято з кінострічки Baron Blood 1972 року.

Що знайшли вчені на дні

• По-перше, на глибині 9 км було виявлено воду. Вважалося, що вона просто не повинна існувати на цій глибині — і все ж таки була там. Тепер ми розуміємо, що навіть у граніті, що глибоко залягає в землі, можуть утворитися тріщини, які заповняться водою. Технічно кажучи, вода - це просто атоми гідрогену та оксигену, витіснені величезним тиском, викликаним глибиною, і захоплені в шари породи.

• По-друге, дослідники повідомили про вилучення бруду, який кипів воднем. Така велика кількість водню на великій глибині була несподіваним явищем.
• По-третє, дно Кольської свердловини виявилося неймовірно гарячим – 220 °C.
• Безперечно, найбільшим сюрпризом було відкриття життя. На глибині понад 6000 метрів було виявлено мікроскопічні скам'янілості планктону, які там протягом трьох мільярдів років. Усього було виявлено близько 24 стародавніх видів мікроорганізмів, які якимось чином пережили екстремальний тиск та високі температури під земною поверхнею. Це викликало безліч питань щодо потенційної виживання форм життя на великих глибинах. Сучасні дослідження показали, що життя може існувати навіть в океанічній корі, але тоді виявлення цих скам'янілостей стало шоком.

Незважаючи на всі зусилля бурильників та десятиліття напруженої роботи Кольська надглибока свердловина пройшла всього 0,181 TP3T шляху до центру Землі. Вчені вважають, що відстань до нього становить близько 6400 км.

Чому було закрито проект СГ-3

Нині на СГ-3 немає ні персоналу, ні устаткування. Це один із найцікавіших занедбаних об'єктів часів СРСР. І лише іржавий люк у землі нагадує про грандіозний проект, занесений до Книги рекордів Гіннеса як найглибше вторгнення людини в кору планети.

Проект було закрито у 1995 році через (як ви вже здогадалися) відсутність фінансування. Ще раніше, 1992 року було згорнуто бурові роботи у свердловині, оскільки геологи зіткнулися з вищими, ніж очікувалося, температурами — 220 градусів. Тепло завдає шкоди обладнанню. І чим вище температура, тим складніше бурити. Це схоже на спробу створити та утримувати яму у центрі каструлі з гарячим супом.

До 2008 року повністю скасовано науково-виробничий центр, що діє при свердловині. А все бурове та дослідницьке обладнання було утилізовано.

Кінцева мета

Доблесні зусилля учасників Кольської ГРЕ тривали кілька десятиліть. Проте кінцевої мети — позначки 15 тисяч метрів — так і не було досягнуто. Зате робота, виконана в СРСР, а потім у Росії, надала безліч інформації про те, що лежить прямо під земною поверхнею, і вона, як і раніше, залишається науково корисною.

• Було розроблено та успішно апробовано унікальну апаратуру та технологію надглибокого буріння.
• Була отримана цінна інформація про те, з чого складаються та які властивості мають гірські породи на різній глибині.
• На глибині 1,6-1,8 км було знайдено мідно-нікелеві поклади промислового значення.
• Не було підтверджено теоретичну картину, що очікується на позначці 5000 метрів. Жодних базальтів ні на цій, ні на глибших ділянках свердловини не знайшли. Натомість несподівано виявили не надто міцні породи під назвою граніто-гнейси.
• В інтервалі від 9 до 12 тисячі метрів знайшли золото. Однак видобувати його з такої глибини не стали нерентабельно.

• Було внесено зміни до теорії тепловому режимі земних надр.
• З'ясувалося, що походження теплового потоку 50% пов'язане з розпадом радіоактивних речовин.

СГ-3 відкрила геологам багато секретів. І заразом породила безліч питань, які поки що залишаються без відповіді. Можливо, частина з них буде дано в ході експлуатації інших надглибоких свердловин.

10 найглибших свердловин на Землі (таблиця)