Den dypeste brønnen i verden. På terskelen til helvete: Kola superdyp brønn

Kola over dyp brønn MED sent XIXårhundrer ble det antatt at jorden består av en skorpe, mantel og kjerne. Samtidig kunne ingen egentlig si hvor det ene laget slutter og det neste begynner. Forskere visste ikke engang hva disse lagene faktisk består av. For bare 30 år siden var forskere sikre på at granittlaget begynner på 50 meters dyp og fortsetter opp til tre kilometer, og så er det basalter. Mantelen ble antatt å være på 15-18 kilometers dyp.

En ultradyp brønn, som begynte å bli boret i Sovjetunionen på Kolahalvøya, viste at forskerne tok feil...

Tre milliarder års dykk

Prosjekter for å reise dypt inn i jorden dukket opp på begynnelsen av 1960-tallet i flere land. Amerikanerne var de første som begynte å bore ultradype brønner, og de prøvde å gjøre det på steder der jordskorpen ifølge seismiske studier burde vært tynnere. Disse stedene lå, ifølge beregninger, på bunnen av havene, og det mest lovende området ble ansett for å være området nær øya Maui fra Hawaii-gruppen, der eldgamle bergarter ligger under selve havbunnen og jordkappen. ligger omtrent på fem kilometers dyp under fire kilometer vann. Akk, begge forsøkene på å bryte gjennom jordskorpen på dette stedet endte i fiasko på tre kilometers dyp.

De første innenlandske prosjektene involverte også undervannsboring - i Det Kaspiske hav eller ved Baikalsjøen. Men i 1963 overbeviste boreforskeren Nikolai Timofeev Statens utvalg i henhold til vitenskap og teknologi i USSR er at det er nødvendig å lage en brønn på kontinentet. Selv om det ville ta mye lengre tid å bore, mente han, ville brønnen være mye mer verdifull fra et vitenskapelig synspunkt. Borestedet ble valgt på Kolahalvøya, som ligger på det såkalte baltiske skjoldet, bestående av de eldste kjent for menneskeheten terrestriske bergarter. Den multikilometer lange delen av skjoldlagene skulle, som planlagt av forskere, vise et bilde av planetens historie de siste tre milliarder årene.

Dypere og dypere og dypere...

Starten på arbeidet etter nesten fem år med forberedelser ble tidsbestemt til å falle sammen med 100-årsjubileet for fødselen til V.I. Lenin i 1970. Prosjektet startet for alvor. Brønnen huset 16 forskningslaboratorier, hver på størrelse med en gjennomsnittlig fabrikk; Prosjektet ble personlig overvåket av geologiministeren i USSR Vanlige ansatte fikk tredoblet lønn. Alle var garantert en leilighet i Moskva eller Leningrad. Det er ikke overraskende at det var mye vanskeligere å komme inn på Kola Superdeep Station enn å bli med i kosmonautkorpset.

Utseende brønner kan skuffe en utenforstående observatør. Ingen heiser eller spiraltrapper som fører inn i jordens dyp. Bare et bor med en diameter på litt over 20 centimeter gikk under jorden. Generelt kan Kola superdeep tenkes som en tynn nål som gjennomborer jordens tykkelse. En drill med mange sensorer plassert i enden av denne nålen, etter flere timers arbeid, ble hevet i nesten en hel dag for inspeksjon, avlesninger og reparasjoner, og deretter senket for en dag. Det kunne ikke vært raskere: den sterkeste komposittkabelen (borestrengen) kan ryke under sin egen vekt.

Hva som skjedde på dypet på boretidspunktet var ikke kjent med sikkerhet. Temperatur miljø, støy og andre parametere ble overført oppover med et minutts forsinkelse. Likevel sa borerne at selv en slik kontakt med undergrunnen noen ganger var alvorlig skremmende. Lydene som kom nedenfra liknet på skrik og hyl. Til dette kan vi legge til en lang rekke ulykker som plaget Kola Superdeep da den nådde en dybde på 10 kilometer. To ganger ble boret tatt ut smeltet, selv om temperaturene der det kunne ta denne formen er sammenlignbare med temperaturen på soloverflaten. En dag var det som om kabelen var trukket nedenfra og revet av. Deretter, da de boret på samme sted, ble det ikke funnet rester av kabelen. Hva som forårsaket disse og mange andre ulykker er fortsatt et mysterium. De var imidlertid ikke grunnen til å stoppe boringen i Baltic Shield.

I 1983, da dybden av brønnen nådde 12 066 meter, ble arbeidet midlertidig stoppet: det ble besluttet å forberede materialer på ultra-dyp boring for den internasjonale geologiske kongressen, som var planlagt avholdt i 1984 i Moskva. Det var der utenlandske forskere først fikk vite om eksistensen av Kola Superdeep, all informasjon om hvilken hadde blitt klassifisert til da. Arbeidet ble gjenopptatt 27. september 1984. Under den første nedstigningen av boret skjedde det imidlertid en ulykke - borestrengen brøt av igjen. Boringen måtte fortsette fra en dybde på 7000 meter, og skape en ny stamme, og i 1990 nådde denne nye grenen 12 262 meter, som var absolutt rekord for ultradype brønner, brutt først i 2008. Boringen ble stoppet i 1992, denne gangen, som det viste seg, for alltid. På videre arbeid det var ingen midler.

Funn og funn

Funnene gjort ved Kola superdeep-reservoaret har gjort en reell revolusjon i vår kunnskap om strukturen jordskorpen. Teoretikere lovet at temperaturen på det baltiske skjoldet ville forbli relativt lav til en dybde på minst 15 kilometer. Det betyr at en brønn kan bores opp til nesten 20 kilometer, helt opp til mantelen. Men allerede på den femte kilometeren oversteg temperaturen 700°C, på den syvende - over 1200°C, og på tolv dyp var det varmere enn 2200°C.

Kola-borere stilte spørsmål ved teorien om den lagdelte strukturen til jordskorpen – i hvert fall i intervallet opp til 12 262 meter. Man trodde at det var et overflatelag (unge bergarter), da skulle det være granitter, basalter, mantelen og kjernen. Men granittene viste seg å være tre kilometer lavere enn forventet. Basaltene som skulle ligge under ble ikke funnet i det hele tatt. En utrolig overraskelse for forskere var overfloden av sprekker og tomrom på over 10 kilometers dyp. I disse hulrommene svingte boret som en pendel, noe som førte til alvorlige vanskeligheter i arbeidet på grunn av dets avvik fra den vertikale aksen. I tomrommene ble det registrert tilstedeværelse av vanndamp, som beveget seg dit med høy hastighet, som om transportert av noen ukjente pumper. Disse dampene skapte selve lydene som begeistret borerne.

Ganske uventet for alle ble hypotesen til forfatteren Alexei Tolstoy om olivinbeltet, uttrykt i romanen "The Hyperboloid of Engineer Garin," bekreftet. På over 9,5 kilometers dyp oppdaget de en ekte skattekiste av alle slags mineraler, spesielt gull, som viste seg å være 78 gram per tonn. Forresten, industriell produksjon utført i en konsentrasjon på 34 gram per tonn.

En annen overraskelse: livet på jorden, viser det seg, oppsto halvannen milliard år tidligere enn forventet. På dyp der det ble antatt at organisk materiale ikke kunne eksistere, ble 14 arter av fossiliserte mikroorganismer oppdaget (alderen på disse lagene oversteg 2,8 milliarder år). På enda større dyp, hvor det ikke lenger er sedimentære bergarter, dukket metan opp i høye konsentrasjoner, noe som til slutt motbeviste teorien biologisk opprinnelse hydrokarboner som olje og gass.

Det er umulig å ikke nevne oppdagelsen som ble gjort ved å sammenligne månejord levert av den sovjetiske romstasjonen på slutten av 70-tallet fra Månens overflate og prøver tatt ved Kola-brønnen fra en dybde på 3 kilometer. Det viste seg at disse prøvene er like like som to dråper vann. Noen astronomer så dette som bevis på at månen en gang hadde brutt seg bort fra jorden som et resultat av en katastrofe (muligens en kollisjon mellom planeten og en stor asteroide). Imidlertid, ifølge andre, indikerer denne likheten bare at Månen ble dannet av den samme gass- og støvskyen som Jorden, og i de innledende geologiske stadiene "utviklet" de seg på samme måte.

Kola Superdeep var forut for sin tid

Kola-brønnen viste at det er mulig å gå 14 eller til og med 15 kilometer dypt ned i jorden. En slik brønn vil imidlertid neppe gi grunnleggende ny kunnskap om jordskorpen. Dette krever et helt nettverk av brønner boret på forskjellige punkter på jordoverflaten. Men tidene da ultradype brønner ble boret for rent vitenskapelige formål ser ut til å være borte. Denne gleden er for dyr. Moderne programmer ultradyp boring er ikke lenger like ambisiøst som før, og forfølger praktiske mål.

Hovedsakelig er det oppdagelse og utvinning av mineraler. I USA er olje- og gassproduksjon fra 6-7 kilometers dyp allerede i ferd med å bli vanlig. I fremtiden vil Russland også begynne å pumpe hydrokarboner fra slike nivåer. Imidlertid bringer de dype brønnene som nå bores mye verdifull informasjon, som geologer streber etter å generalisere for å få et helhetlig bilde av i det minste overflatelagene av jordskorpen. Men hva som ligger under vil forbli et mysterium i lang tid fremover. Bare forskere som jobber i ultradype brønner som Kola kan avsløre det ved å bruke det mest moderne vitenskapelige utstyret. I fremtiden vil slike brønner for menneskeheten bli en slags teleskoper inn i planetens mystiske underjordiske verden, som vi ikke vet mer om enn om fjerne galakser.

I et av de vitenskapelige programmene ga de et enkelt eksempel som lar deg innse hvor stor planeten vår er. Tenk deg stor ballong. Dette er hele planeten. Og de tynneste veggene er sonen der det er liv. Men folk har faktisk bare mestret ett lag med atomer rundt denne veggen.

Men menneskeheten streber hele tiden etter å utvide sin kunnskap om planeten og prosessene som skjer på den. Vi lanserer romskip og satellitter, vi står ubåter, men det vanskeligste er å finne ut hva som er under føttene våre, inne i jorden.

Wells bringer relativ forståelse. Med deres hjelp kan du finne ut sammensetningen av bergarter, studere endringer i fysiske forhold og også utføre mineralutforskning. Og den dypeste brønnen i verden vil selvfølgelig gi mest informasjon. Spørsmålet er bare hvor det er. Det er dette vi skal prøve å finne ut i dag.

OR-11

Det er ikke overraskende at den lengste brønnen ble laget ganske nylig, i 2011. Nye, mer avanserte teknologier, holdbare og pålitelige materialer og nøyaktige beregningsmetoder gjorde det mulig å oppnå dette resultatet.

Du vil sikkert være glad for å vite at den ligger i Russland, og ble boret som en del av Sakhalin-1-prosjektet. Alt arbeid krevde kun 60 dager, noe som langt overgår resultatene fra tidligere undersøkelser.

Den totale lengden på denne rekordbrønnen er 12 kilometer 345 meter, som fortsatt er en uovertruffen rekord. En annen prestasjon er den maksimale lengden på den horisontale stammen, som er 11 kilometer 475 meter. Så langt har ingen klart å overgå dette resultatet. Men det er det for nå.

BD-04A

Denne oljebrønnen i Qatar er kjent for sin rekorddybde på den tiden. Dens totale lengde er 12 kilometer 289 meter, hvorav 10 902 meter er en horisontal stamme. Den ble forresten bygget i 2008, og holdt rekorden i hele tre år.

Men denne dype brønnen er ikke bare kjent for sin imponerende størrelse, men også for et veldig trist faktum. Den ble bygget ved siden av en oljesokkel for geologisk leting, og i 2010 ble den utsatt for en alvorlig ulykke.

Slik ser brønnen ut nå

Boret under USSR, Kola ultra-dyp brønn i 2008 mistet hun ledertittelen. Men det er fortsatt en av de mest kjente gjenstandene av denne typen og fortsetter å holde tredjeplassen.

Forberedende arbeid for boring startet tilbake i 1970. Det var planlagt at denne brønnen skulle bli den dypeste på jorden, og nå 15 kilometer. Riktignok ble et slikt resultat aldri oppnådd. I 1992 ble arbeidet innstilt da dybden nådde imponerende 12 kilometer og 262 meter. Videre forskning måtte stoppes på grunn av manglende finansiering og statlig støtte.

Med dens hjelp var det mulig å skaffe mange interessante vitenskapelige data og få en dypere forståelse av strukturen til jordskorpen. Dette er ikke overraskende, siden prosjektet i utgangspunktet var fullstendig vitenskapelig, ikke relatert til geologisk leting eller studiet av mineralforekomster.

Forresten, den populære legenden om "vel til helvete" er assosiert med Kola superdeep-brønnen. De sier at da de nådde 11-kilometersmerket, hørte forskerne skremmende skrik. Og like etter det brøt boret. I følge legenden indikerer dette eksistensen av helvete under jorden, der syndere blir plaget. Det var skrikene deres som ble hørt av forskere.

Det er sant at legenden ikke tåler kritikk. Om ikke annet fordi intet akustisk utstyr kunne fungere ved trykk og temperatur på disse nivåene. Men på den annen side er det ganske interessant å spekulere i at det dypeste borehullet vil kunne nå, om ikke helvete, så noen andre legendariske og mytiske steder.

Foreløpig hjelper de bare forskere med å forstå hvordan planeten vår lever. Og selv om reisen til jordens sentrum fortsatt er veldig langt unna, streber folk tydelig etter det.

Jordstudier beviser: Månen gikk av Kolahalvøya

Kola superdyp seksjon

Kola superdyp

Angivelig, da instrumentene nærmet seg den 13. kilometeren, registrerte instrumentene en merkelig støy som kom fra innvollene på planeten - de gule avisene forsikret enstemmig at bare ropene fra syndere fra underverdenen kunne høres slik ut. Noen sekunder etter at den forferdelige lyden dukket opp, skjedde det en eksplosjon...

Plass under føttene

På slutten av 70-tallet - begynnelsen av 80-tallet, få en jobb ved Kola Superdeep Well, som innbyggerne i landsbyen Zapolyarny kjærlig kaller brønnen Murmansk-regionen, det var vanskeligere enn å komme inn i kosmonautkorpset. Av hundrevis av søkere ble en eller to valgt. Sammen med ansettelsesordren mottok de heldige en egen leilighet og en lønn som tilsvarer det dobbelte eller tredoblet av lønnen til professorer i Moskva. Det var 16 forskningslaboratorier som opererte ved brønnen samtidig, hver på størrelse med en gjennomsnittlig fabrikk. Bare tyskerne gravde jorden med en slik iherdighet, men som Guinness rekordbok vitner om, er den dypeste tyske brønnen nesten halvparten så lang som vår.

Fjerne galakser har blitt studert av menneskeheten mye bedre enn det som ligger under jordskorpen noen få kilometer unna oss. Kola Superdeep er et slags teleskop inn i det mystiske indre verden planeter.

Siden begynnelsen av 1900-tallet ble det antatt at jorden består av en skorpe, mantel og kjerne. Samtidig kunne ingen egentlig si hvor det ene laget slutter og det neste begynner. Forskere visste ikke engang hva disse lagene faktisk består av. For rundt 40 år siden var de sikre på at granittlaget begynner på en dybde på 50 meter og fortsetter opp til 3 kilometer, og så er det basalter. Mantelen var forventet å bli påtruffet på en dybde på 15–18 kilometer. I virkeligheten ble alt helt annerledes. Og selv om skolebøkene fortsatt skriver at jorden består av tre lag, har forskere fra Kola Superdeep Site bevist at det ikke er slik.

Baltisk skjold

Prosjekter for å reise dypt inn i jorden dukket opp på begynnelsen av 60-tallet i flere land samtidig. De forsøkte å bore brønner på steder der skorpen burde vært tynnere – målet var å nå mantelen. For eksempel boret amerikanerne i området på øya Maui, Hawaii, hvor, ifølge seismiske studier, eldgamle bergarter dukker opp under havbunnen og mantelen ligger på en dybde på omtrent 5 kilometer under en fire kilometer lag med vann. Akk, ikke et eneste havborested har penetrert dypere enn 3 kilometer. Generelt endte nesten alle prosjekter med ultradype brønner på mystisk vis på tre kilometers dyp. Det var i dette øyeblikket noe merkelig begynte å skje med øvelsene: enten befant de seg i uventede supervarme områder, eller som om de ble bitt av et enestående monster. Bare 5 brønner brøt gjennom dypere enn 3 kilometer, hvorav 4 var sovjetiske. Og bare Kola Superdeep var bestemt til å overvinne 7-kilometersmerket.

Innledende innenlandske prosjekter involverte også undervannsboring - i Det Kaspiske hav eller ved Baikalsjøen. Men i 1963 overbeviste boreforsker Nikolai Timofeev USSR State Committee for Science and Technology om at det var nødvendig å lage en brønn på kontinentet. Selv om det ville ta mye lengre tid å bore, mente han, ville brønnen være mye mer verdifull fra et vitenskapelig synspunkt, fordi det er i tykkelsen på kontinentalplatene som forhistorisk tid de viktigste bevegelsene av jordbergarter skjedde. Borepunktet ble ikke tilfeldig valgt på Kolahalvøya. Halvøya ligger på det såkalte baltiske skjoldet, som er sammensatt av de eldste bergarter kjent for menneskeheten.

En multi-kilometer del av lagene til det baltiske skjoldet er en visuell historie om planeten de siste 3 milliarder årene.

Erobreren av dypet

Utseendet til Kola-boreriggen kan skuffe gjennomsnittsmennesket. Brønnen er ikke som gruven som fantasien vår bilder. Det er ingen utforkjøringer under jorden, bare et bor med en diameter på litt mer enn 20 centimeter går inn i tykkelsen. Den imaginære delen av den superdype Kola-brønnen ser ut som en bitteliten nål som gjennomborer jordens tykkelse. En drill med mange sensorer, plassert ved enden av en nål, heves og senkes over flere dager. Du kan ikke gå raskere: Den sterkeste komposittkabelen kan gå i stykker under sin egen vekt.

Hva som skjer i dypet er ikke kjent med sikkerhet. Omgivelsestemperatur, støy og andre parametere overføres oppover med et minutts forsinkelse. Borere sier imidlertid at selv en slik kontakt med undergrunnen kan være alvorlig skremmende. Lydene som kommer nedenfra ser virkelig ut som skrik og hyl. Til dette kan vi legge til en lang rekke ulykker som plaget Kola Superdeep da den nådde en dybde på 10 kilometer. To ganger ble boret tatt ut smeltet, selv om temperaturene der det kan smelte er sammenlignbare med temperaturen på overflaten til solen. En dag var det som om kabelen var trukket nedenfra og revet av. Deretter, da de boret på samme sted, ble det ikke funnet rester av kabelen. Hva som forårsaket disse og mange andre ulykker er fortsatt et mysterium. De var imidlertid ikke grunnen til å stoppe boringen i Baltic Shield.

12 000 meter med funn og litt djevelskap

"Vi har det dypeste hullet i verden - så vi må bruke det!" — David Guberman, den faste direktøren for Kola Superdeep Research and Production Center, utbryter bittert. I de første 30 årene av Kola Superdeep brøt sovjetiske og deretter russiske forskere gjennom til en dybde på 12 262 meter. Men siden 1995 har boringen vært stoppet: det var ingen som finansierte prosjektet. Det som tildeles innenfor rammen av UNESCOs vitenskapelige programmer er bare nok til å holde borestasjonen i stand og studere tidligere utvunne bergartsprøver.

Huberman husker med beklagelse hvor mange vitenskapelige funn fant sted på Kola Superdeep. Bokstavelig talt hver meter var en åpenbaring. Brønnen viste at nesten all vår tidligere kunnskap om strukturen til jordskorpen er feil. Det viste seg at Jorden slett ikke er som en lagkake. "Opptil 4 kilometer gikk alt etter teorien, og så begynte verdens undergang," sier Huberman. Teoretikere lovet at temperaturen på det baltiske skjoldet ville forbli relativt lav til en dybde på minst 15 kilometer. Følgelig vil det være mulig å grave en brønn opp til nesten 20 kilometer, like opp til mantelen. Men allerede ved 5 kilometer oversteg omgivelsestemperaturen 700C, ved syv - over 1200C, og på en dybde på 12 var det varmere enn 2200C - 1000C høyere enn spådd. Kola-borere stilte spørsmål ved teorien om den lagdelte strukturen til jordskorpen – i hvert fall i intervallet opp til 12 262 meter. På skolen ble vi lært: det er unge bergarter, granitter, basalter, mantel og kjerne. Men granittene viste seg å være 3 kilometer lavere enn forventet. Neste skulle det ha vært basalter. De ble ikke funnet i det hele tatt. All boring foregikk i granittlaget. Dette er en veldig viktig oppdagelse, fordi alle våre ideer om opprinnelsen og distribusjonen av mineraler er knyttet til teorien om jordens lagdelte struktur.

En annen overraskelse: livet på planeten Jorden viser seg å ha oppstått 1,5 milliarder år tidligere enn forventet. På dyp der det ble antatt at det ikke fantes organisk materiale, ble 14 arter av fossiliserte mikroorganismer oppdaget - alderen på de dype lagene oversteg 2,8 milliarder år. På enda større dyp, hvor det ikke lenger er sedimenter, dukket metan opp i enorme konsentrasjoner. Dette ødela fullstendig og fullstendig teorien om den biologiske opprinnelsen til hydrokarboner som olje og gass.

Demoner

Det var nesten fantastiske sensasjoner. Da på slutten av 70-tallet den sovjetiske automaten romstasjon brakte 124 gram månejord til jorden, sier Kola-forskere vitenskapelig senter De fant ut at det er akkurat som prøver fra en dybde på 3 kilometer. Og en hypotese oppsto: Månen brøt bort fra Kolahalvøya. Nå leter de etter nøyaktig hvor. Forresten, amerikanerne, som brakte et halvt tonn jord fra Månen, gjorde ikke noe meningsfullt med det. De ble plassert i lufttette beholdere og overlatt til forskning av fremtidige generasjoner.

Historien til Kola Superdeep er ikke uten mystikk. Offisielt, som allerede nevnt, stoppet brønnen på grunn av mangel på midler. Tilfeldighet eller ikke, det var nettopp i 1995 at en kraftig eksplosjon av ukjent opprinnelse ble hørt i dypet av gruven. Journalister fra en finsk avis slo gjennom til innbyggerne i Zapolyarny - og verden ble sjokkert over historien om en demon som flyr ut av planetens innvoller.

«Når jeg snakker om dette mystisk historie De begynte å stille spørsmål på UNESCO, jeg visste ikke hva jeg skulle svare. På den ene siden er det tull. På den annen side kunne jeg, som ærlig vitenskapsmann, ikke si at jeg vet nøyaktig hva som skjedde med oss. Det ble registrert en veldig merkelig støy, så kom det en eksplosjon... Noen dager senere ble det ikke funnet noe slikt på samme dybde,” minnes akademiker David Guberman.

Ganske uventet for alle ble Alexei Tolstoys spådommer fra romanen "Engineer Garin's Hyperboloid" bekreftet. På en dybde på over 9,5 kilometer ble det oppdaget en ekte skattekiste av alle slags mineraler, spesielt gull. Et ekte olivinlag, briljant spådd av forfatteren. Den inneholder 78 gram gull per tonn. Forresten, industriell produksjon er mulig ved en konsentrasjon på 34 gram per tonn. Kanskje i nær fremtid vil menneskeheten kunne dra nytte av denne rikdommen.

Du vet at folk har løst opp planetens mysterier i århundrer? De prøvde å finne svar under føttene. TravelAsk vil fortelle deg om de største brønnene i verden.

Hva historien sier

De prøvde å gå ned til jordens dyp mange ganger. Kineserne var blant de første. På 1200-tallet gravde de en 1200 meter dyp brønn.

I 1930 ble denne rekorden slått av europeere: de boret jordens overflate til tre kilometers dybde.

Tiden gikk, og dette tallet fortsatte å vokse. Så på slutten av 1950-tallet nådde brønnene allerede 7 kilometer.

Den dypeste brønnen i verden

Faktisk lages de fleste brønner under gruvedrift. I dag tilhører rekorden brønnen til Chayvinskoye-feltet Z-42. Det tok mye penger å bygge den korte sikter: litt over 70 dager. Det tilhører Sakhalin-1-prosjektet og er et oljeprosjekt.

Dens dybde er 12 700 meter. Tenk deg, mest høyt fjell på jorden - Everest. Den går nesten 9 kilometer opp i himmelen. Og den dypeste grøften er Mariana-graven. Det er ca 11 kilometer. Det vil si at vel Z-42 overgikk alle indikatorer på Mother Nature.

Vel i Murmansk-regionen

Men vi ønsker å fortelle deg mer detaljert om en spesiell brønn. Det ligger i Murmansk-regionen, omtrent 10 kilometer fra byen Zapolyarny. Den kalles Kola-superdype brønnen. Dens dybde er 12 262 meter. Det er interessant fordi det opprinnelig ikke ble opprettet for gruvedrift, men for å studere litosfæren.

Diameteren på brønnen på jordoverflaten er 92 centimeter, og diameteren på den nedre delen er 21,5 centimeter.

Temperaturen under boring på en dybde på 5 kilometer var 70 grader, på en dybde på 7 kilometer - 120 grader, og på en dybde på 12 kilometer - 220 grader.

Den superdype brønnen Kola ble lagt i 1970 på 100-årsdagen for Vladimir Lenins fødsel. Hovedmålet var å studere vulkanske bergarter, som sjelden bores for gruvedrift. Mer enn 15 forskningslaboratorier opererte her.

De innskrenket virksomheten i 1990, ettersom mange ulykker skjedde her: Borestrenger brøt ofte av.

I dag er anlegget forlatt, og selve brønnen er møllkule og begynner å kollapse.

Naturligvis ble alt utstyr demontert, og bygningen, som lang tid ikke brukt, forvandles sakte til ruiner.

For å gjenoppta arbeidet er det nødvendig med et betydelig beløp - omtrent 100 millioner rubler, så ingen vet om brønnen noen gang vil bli åpnet.

Forskningsresultater

Forskere trodde at de på en viss dybde ville finne en klart definert grense mellom granitt og basalt. Men dessverre, alle verkene ga ikke en klar forståelse av naturen til jordens kappe. Og så uttalte forskerne til og med at stedet å begynne å jobbe på ikke var det mest vellykkede.

Veien til helvete

Det er det de kaller det Kola vel. Dessuten er det fortsatt mange rykter om henne relatert til den andre verdenen. Så det er historier om at på en dybde på 12 kilometer registrerte forskernes utstyr skrik og stønn som kom fra jordens tarm.

Amerikansk TV kunngjorde til og med offisielt denne legenden: i 1989 fortalte TV-selskapet Trinity Broadcasting Network denne historien til seerne. Vel, så er det mer: i datidens tabloidaviser kunne man også finne interessante historier. For eksempel at forskere hørte skrik og stønn, men ikke stoppet forskningen. Og hver kilometer var preget av ulykke på landet. Så da borerne nådde 13-kilometersmerket, kollapset Sovjetunionen. Og på 14,5 kilometers dyp oppdaget de generelt tomrom. Interessert av denne uventede oppdagelsen senket forskerne en mikrofon der som kunne fungere ved ekstremt høye temperaturer. høye temperaturer, og andre sensorer. Temperaturen inne nådde 1100 grader – vel, en skikkelig helvetesild. Og de hørte menneskeskrik.

Faktisk registrerer ikke akustiske metoder for å studere brønner selve lyden og ikke på en mikrofon. De registrerer på seismiske mottakere bølgemønsteret til reflekterte elastiske vibrasjoner som eksiteres av emitterenheten med en frekvens på 10 - 20 kHz og 20 kHz - 2 MHz. Vel, vi skrev allerede om dybden: ingen nådde 13-kilometersmerket.

En av forfatterne av prosjektet D.M. Huberman sa senere: «Når folk spør meg om denne mystiske historien, vet jeg ikke hva jeg skal svare. På den ene siden er historier om "demonen" tull. På den annen side, som en ærlig vitenskapsmann, kan jeg ikke si at jeg vet nøyaktig hva som skjedde her. Det ble faktisk registrert en veldig merkelig støy, så ble det en eksplosjon... Noen dager senere ble det ikke funnet noe lignende på samme dybde.».

Kanskje vi avslutter historien på en så mystisk tone. Tenk selv, bestem selv om dette virkelig er veien til helvete.

I dag har menneskehetens vitenskapelige forskning nådd grensene til solsystemet: vi har landet romfartøyer på planeter, deres satellitter, asteroider, kometer, sendt oppdrag til Kuiperbeltet og krysset heliopausegrensen. Ved hjelp av teleskoper ser vi hendelser som fant sted for 13 milliarder år siden – da universet bare var noen hundre millioner år gammelt. På denne bakgrunn er det interessant å vurdere hvor godt vi kjenner vår jord. Den beste måten bli kjent med henne indre struktur- bor en brønn: jo dypere, jo bedre. Den dypeste brønnen på jorden er Kola Superdeep Well, eller SG-3. I 1990 nådde dybden 12 kilometer 262 meter. Hvis du sammenligner denne figuren med radiusen til planeten vår, viser det seg at dette bare er 0,2 prosent av veien til jordens sentrum. Men selv dette var nok til å endre ideer om strukturen til jordskorpen.

Hvis du ser for deg en brønn som en sjakt som du kan gå ned gjennom med heis ned i jordens dyp, eller i det minste et par kilometer, så er ikke dette tilfellet i det hele tatt. Diameteren på boreverktøyet som ingeniørene laget brønnen med var bare 21,4 centimeter. Den øvre to kilometer lange delen av brønnen er litt bredere - den ble utvidet til 39,4 centimeter, men det er fortsatt ingen måte for en person å komme dit. For å forestille seg proporsjonene til brønnen, ville den beste analogien være en 57 meter lang synål med en diameter på 1 millimeter, litt tykkere i den ene enden.

Brønndiagram

Men denne fremstillingen vil også bli forenklet. Under boring skjedde det flere ulykker ved brønnen - en del av borestrengen havnet under bakken uten mulighet til å fjerne den. Derfor ble brønnen startet på nytt flere ganger, fra merker på syv og ni kilometer. Det er fire store grener og omtrent et dusin små. Hovedgrenene har forskjellige maksimale dybder: to av dem krysser 12-kilometersmerket, to til når det ikke med bare 200-400 meter. Legg merke til at dybden på Marianergraven er én kilometer mindre - 10 994 meter i forhold til havnivået.

Horisontale (venstre) og vertikale projeksjoner av SG-3-baner

Yu.N. Yakovlev et al. / Bulletin fra Kola Scientific Center ved det russiske vitenskapsakademiet, 2014

Dessuten ville det være en feil å oppfatte brønnen som en loddlinje. På grunn av at bergarter har ulike mekaniske egenskaper på ulike dyp, avvek boret mot mindre tette områder under arbeidet. Derfor, i stor skala, ser profilen til Kola Superdeep ut som en lett buet ledning med flere grener.

Når vi nærmer oss brønnen i dag, får vi bare se øverste del- en metallluke skrudd til munningen med tolv massive bolter. Inskripsjonen på den ble laget med en feil, riktig dybde er 12 262 meter.

Hvordan ble en superdyp brønn boret?

Til å begynne med bør det bemerkes at SG-3 opprinnelig ble unnfanget spesielt for vitenskapelige formål. Forskerne valgte å bore et sted der eldgamle bergarter – opptil tre milliarder år gamle – kom til jordoverflaten. Et av argumentene under leting var at unge sedimentære bergarter ble godt studert under oljeproduksjon, og ingen hadde noen gang boret dypt ned i eldgamle lag. I tillegg var det store kobber-nikkelforekomster, hvis utforskning ville være et nyttig tillegg til brønnens vitenskapelige oppdrag.

Boringen begynte i 1970. Den første delen av brønnen ble boret med en seriell Uralmash-4E rigg - den ble vanligvis brukt til å bore oljebrønner. Endring av installasjonen gjorde det mulig å nå en dybde på 7 kilometer 263 meter. Det tok fire år. Deretter ble installasjonen endret til Uralmash-15000, oppkalt etter den planlagte dybden av brønnen - 15 kilometer. Den nye boreriggen ble designet spesielt for Kola superdeep: boring på så store dyp krevde alvorlige modifikasjoner av utstyr og materialer. For eksempel nådde vekten av borestrengen alene på en dybde på 15 kilometer 200 tonn. Selve installasjonen kunne løfte laster på opptil 400 tonn.

Borestrengen består av rør forbundet med hverandre. Med dens hjelp senker ingeniører boreverktøyet til bunnen av brønnen, og det sikrer også driften. På enden av kolonnen ble det installert spesielle 46-meters turbobor, drevet av vannstrømmen fra overflaten. De gjorde det mulig å rotere steinknusingsverktøyet separat fra hele søylen.

Bitene som borestrengen biter inn i granitten med fremkaller futuristiske deler fra en robot - flere roterende piggskiver koblet til en turbin på toppen. En slik bit var nok til kun fire timers arbeid - dette tilsvarer omtrent en passasje på 7-10 meter, hvoretter hele borestrengen må løftes, demonteres og deretter senkes ned igjen. Konstante nedstigninger og oppstigninger tok opptil 8 timer.

Selv rørene til søylen i Kola Superdeep Pipe måtte brukes på uvanlige måter. På dybden øker temperaturen og trykket gradvis, og, som ingeniører sier, ved temperaturer over 150-160 grader, mykner stålet i serierør og er mindre i stand til å motstå belastninger på flere tonn - på grunn av dette er sannsynligheten for farlige deformasjoner og søylebrudd øker. Derfor valgte utviklerne lettere og varmebestandige aluminiumslegeringer. Hvert av rørene hadde en lengde på cirka 33 meter og en diameter på cirka 20 centimeter – noe smalere enn selve brønnen.

Men selv spesialutviklede materialer tålte ikke boreforhold. Etter den første sju kilometer lange strekningen tok videre boring til 12.000-meteren nesten ti år og mer enn 50 kilometer med rør. Ingeniører ble møtt med det faktum at under syv kilometer ble bergartene mindre tette og sprukne - viskøse for boret. I tillegg forvrengte selve brønnboringen sin form og ble elliptisk. Som et resultat brøt søylen flere ganger, og fordi de ikke var i stand til å løfte den tilbake, ble ingeniørene tvunget til å betonge grenen til brønnen og bore akselen igjen, og mistet mange års arbeid.

En av disse store ulykkene tvang borere i 1984 til å betonge en gren av brønnen som nådde en dybde på 12 066 meter. Boringen måtte starte på nytt fra 7-kilometersmerket. Dette ble innledet av en pause i arbeidet med brønnen - i det øyeblikket ble eksistensen av SG-3 avklassifisert, og den internasjonale geologiske kongressen Geoexpo ble holdt i Moskva, hvis delegater besøkte stedet.

Ifølge øyenvitner til ulykken boret kolonnen etter gjenopptatt arbeid en brønn ytterligere ni meter ned. Etter fire timers boring forberedte arbeiderne seg på å løfte kolonnen tilbake, men det «fungerte ikke». Borerne bestemte at røret satt fast et sted til brønnens vegger, og økte løftekraften. Belastningen har gått kraftig ned. Gradvis demonterte søylen til 33 meter stearinlys, arbeiderne nådde neste seksjon, og endte med en ujevn nedre kant: turboboret og ytterligere fem kilometer med rør forble i brønnen, de kunne ikke løftes.

Borerne klarte å nå 12-kilometersmerket igjen først i 1990, da dykkerrekorden ble satt - 12.262 meter. Så skjedde det ny ulykke, og siden 1994 har arbeidet med brønnen vært stanset.

Superdeep Scientific Mission

Bilde av seismiske tester ved SG-3

"Kola Superdeep" Ministry of Geology of the USSR, Nedra Publishing House, 1984

Brønnen ble studert ved hjelp av en hel rekke geologiske og geofysiske metoder, alt fra kjernesamling (en søyle av bergarter tilsvarende gitte dybder) til stråling og seismologiske målinger. For eksempel ble kjernen tatt ved hjelp av kjernemottakere med spesielle bor - de ser ut som rør med taggete kanter. I midten av disse rørene er det 6-7 centimeter hull der steinen faller.

Men selv med dette tilsynelatende enkle (bortsett fra behovet for å løfte denne kjernen fra mange kilometers dyp) oppsto det vanskeligheter. På grunn av borevæsken, den samme som satte boret i bevegelse, ble kjernen mettet med væske og endret egenskapene. I tillegg er forholdene i dypet og på jordoverflaten svært forskjellige - prøvene sprakk på grunn av trykkendringer.

På ulike dyp varierte kjerneavlingen mye. Hvis man på fem kilometer fra et 100-meters segment kunne regne med 30 centimeter kjerne, fikk geologer på dybder på mer enn ni kilometer, i stedet for en steinsøyle, et sett med skiver laget av tett stein.

Mikrofotografi av steiner gjenvunnet fra en dybde på 8028 meter

"Kola Superdeep" Ministry of Geology of the USSR, Nedra Publishing House, 1984

Studier av materiale utvunnet fra brønnen har ført til flere viktige konklusjoner. For det første kan strukturen til jordskorpen ikke forenkles til en sammensetning av flere lag. Dette ble tidligere indikert av seismologiske data - geofysikere så bølger som så ut til å bli reflektert fra en jevn grense. Studier ved SG-3 har vist at slik sikt også kan forekomme med en kompleks fordeling av bergarter.

Denne antagelsen påvirket utformingen av brønnen - forskerne forventet at på en dybde på syv kilometer ville akselen gå inn i basaltbergarter, men de møttes ikke engang ved 12-kilometersmerket. Men i stedet for basalt, oppdaget geologer bergarter som hadde et stort antall sprekker og lav tetthet, som overhodet ikke kunne forventes fra mange kilometers dyp. Dessuten var det spor i sprekkene grunnvann- Det var til og med forslag om at de ble dannet ved en direkte reaksjon av oksygen og hydrogen i jordens tykkelse.

Blant de vitenskapelige resultatene var det også anvendte resultater - for eksempel på grunne dyp fant geologer en horisont av kobber-nikkelmalm som var egnet for gruvedrift. Og på en dybde på 9,5 kilometer ble det oppdaget et lag med geokjemisk gullanomali - mikrometerstore korn av naturlig gull var til stede i bergarten. Konsentrasjonene nådde opp til ett gram per tonn stein. Det er imidlertid lite sannsynlig at gruvedrift fra slike dyp noen gang vil være lønnsomt. Men selve eksistensen og egenskapene til det gullbærende laget gjorde det mulig å klargjøre modellene for mineralutvikling - petrogenese.

Hver for seg bør vi snakke om studier av temperaturgradienter og stråling. For denne typen eksperimenter brukes nedihullsinstrumenter, senket på ståltau. Det store problemet var å sikre deres synkronisering med bakkebasert utstyr, samt å sikre drift på store dyp. For eksempel oppsto det vanskeligheter med at kablene, med en lengde på 12 kilometer, strakte seg med rundt 20 meter, noe som kunne redusere nøyaktigheten av dataene sterkt. For å unngå dette måtte geofysikere lage nye metoder for å merke avstander.

De fleste kommersielle enheter var ikke designet for å fungere i tøffe forhold nedre lag av brønnen. Derfor, for forskning på store dyp, brukte forskere utstyr utviklet spesielt for Kola Superdeep.

Det viktigste resultatet av geotermisk forskning er mye høyere temperaturgradienter enn forventet. Nær overflaten var temperaturøkningshastigheten 11 grader per kilometer, til en dybde på to kilometer - 14 grader per kilometer. I intervallet fra 2,2 til 7,5 kilometer økte temperaturen med en hastighet som nærmet seg 24 grader per kilometer, selv om eksisterende modeller spådde en verdi halvannen ganger lavere. Som et resultat, allerede på en dybde på fem kilometer, registrerte instrumentene en temperatur på 70 grader Celsius, og med 12 kilometer nådde denne verdien 220 grader Celsius.

Den superdype brønnen Kola viste seg å være ulik andre brønner - for eksempel, da de analyserte varmeavgivelsen av bergarter i det ukrainske krystallskjoldet og Sierra Nevada-badolitter, viste geologer at varmeavgivelsen avtar med dybden. I SG-3 vokste den tvert imot. Dessuten har målinger vist at hovedkilden til varme, som gir 45-55 prosent av varmestrømmen, er nedbrytning av radioaktive grunnstoffer.

Til tross for at dybden av brønnen virker kolossal, når den ikke engang en tredjedel av tykkelsen på jordskorpen i det baltiske skjoldet. Geologer anslår at bunnen av jordskorpen i dette området går omtrent 40 kilometer under jorden. Derfor, selv om SG-3 hadde nådd den planlagte 15-kilometeren, ville vi fortsatt ikke ha nådd mantelen.

Dette er den ambisiøse oppgaven som amerikanske forskere satte for seg selv da de utviklet Mohol-prosjektet. Geologer planla å nå grensen til Mohorovicic - en underjordisk region der det er en skarp endring i forplantningshastigheten til lydbølger. Det antas å være assosiert med grensen mellom skorpen og mantelen. Det er verdt å merke seg at borerne valgte havbunnen nær øya Guadalupe som plassering for brønnen - avstanden til grensen var bare noen få kilometer. Imidlertid nådde selve havets dybde 3,5 kilometer her, noe som kompliserte boreoperasjonene betydelig. De første testene på 1960-tallet tillot geologer å bore brønner bare til 183 meter.

Nylig ble det kjent om planer om å gjenopplive dyphavsboreprosjektet ved hjelp av forskningsborefartøyet JOIDES Resolution. Geologer valgte et punkt kl Det indiske hav, nær Afrika. Dybden av Mohorovicic-grensen der er bare omtrent 2,5 kilometer. I desember 2015 – januar 2016 klarte geologer å bore en brønn på 789 meter dyp – den femte største undervannsbrønnen i verden. Men denne verdien er bare halvparten av det som var påkrevd i det første trinnet. Imidlertid planlegger teamet å returnere og fullføre det de startet.

***

0,2 prosent av banen til jordens sentrum er ikke en så imponerende verdi sammenlignet med skalaen romfart. Imidlertid bør det tas i betraktning at grensen til solsystemet ikke passerer langs Neptuns bane (eller til og med Kuiper-beltet). Solens tyngdekraft råder over stjernetyngdekraften opp til avstander på to lysår fra stjernen. Så hvis du nøye beregner alt, viser det seg at Voyager 2 bare fløy en tidel prosent av veien til utkanten av systemet vårt.

Derfor bør vi ikke bli opprørt over hvor dårlig vi kjenner "innsiden" av vår egen planet. Geologer har sine egne teleskoper – seismisk forskning – og egne ambisiøse planer om å erobre undergrunnen. Og hvis astronomer allerede har klart å røre en solid del himmellegemer V solsystemet, så for geologer er de mest interessante tingene fortsatt foran seg.

Vladimir Korolev