Putovanje do centra Zemlje. Kola Superdeep Well
U 50-70-im godinama prošlog vijeka svijet se mijenjao nevjerovatnom brzinom. Pojavile su se stvari bez kojih je današnji svijet teško zamisliti: pojavile su se internet, kompjuter, mobilne komunikacije, osvajanje svemira i morskih dubina. Čovjek je ubrzano širio sfere svog prisustva u Univerzumu, ali je i dalje imao prilično grube ideje o strukturi svog "doma" - planete Zemlje. Iako ni tada ideja o ultradubokom bušenju nije bila nova: Amerikanci su još 1958. pokrenuli projekat Mohole. Njegovo ime potiče od dvije riječi:
Moho površina nazvana po Andriy Mohorovichich- hrvatski geofizičar i seizmolog, koji je 1909. godine izdvojio donju granicu zemljine kore, na kojoj dolazi do naglog povećanja brzine seizmičkih valova;
rupa- pa, rupa, otvor. Na osnovu pretpostavke da je debljina zemljine kore ispod okeana mnogo manja nego na kopnu, u blizini ostrva Guadelupe izbušeno je 5 bušotina sa dubinom od oko 180 metara (sa dubinom okeana do 3,5 km). U pet godina istraživači su izbušili pet bušotina, prikupili mnogo uzoraka iz bazaltnog sloja, ali nisu stigli do plašta. Kao rezultat toga, projekat je proglašen neuspjelim i radovi su obustavljeni.
Brod CUSS, koji je izveo projekat Mohole
Jedan od glavnih ciljeva ekspedicije "Na putevima Arktika" bio je super-duboki bunar Kola (ili objekat SG-3) - najdublji na svijetu. Prvi put sam o tome saznao 2004. godine, kada sam bio student prve godine Geološkog fakulteta Ruskog državnog univerziteta za naftu i gas, na predavanju iz opšte geologije. I od tada sam se nadao da ću sve vidjeti svojim očima.
Vremena su se promenila i, nekada teško dostupna, teritorija objekta SG-3 sada je u neposrednoj blizini rudarsko-prerađivačkog pogona Rudarsko-metalurškog preduzeća Kola. A prolaz do bunara ide tehnološkim putevima.
Ako idete navigatorom, onda će nakon grada Zapolarny dovesti do kontrolnog punkta rudarsko-prerađivačkog pogona. Stražari vas, naravno, neće pustiti na teritoriju, ali navodno nisam čuo ništa o Kola Superdeep.
Menadžment fabrike je bio očekivano umoran od stalnog hodočašća u super-dubinu Kole svakojakih neo-stalkera, zaljubljenika u geologiju i lovaca na metal, pa su bagerima iskopali put do bunara i, zarad vernosti, pokrio ga kaldrmom.
Stoga se vraćamo na mjesto gdje je posljednji put proradio mobilni internet i tražimo dobro uređen alternativni put preko satelita. Nakon što smo pronašli dragi rever, podižemo hidropneumatski ovjes našeg Toyota Land Cruisera 200 Executive na najvišu poziciju i puzimo uz brda prema bunaru.
Put je, kako i priliči pravoj avanturi, obilovao svakojakim preprekama - brodovima, kamenjem, čak i jezerima.
Nakon što sam se već vratio u Murmansk i analizirao gps stazu (cijelu rutu smo napisali pomoću servisa locme.ru, o tome ću kasnije), primijetio sam da ne idemo do bunara optimalnom rutom i negdje smo zalutali , ali nazad prošao kako treba. Šta, ni malo ne žalim.
Pjesma je snimljena pomoću usluge LocMe.
A sada, nakon što smo se popeli na još jedno brdo, imamo pogled na nekada veličanstveni istraživačko-proizvodni kompleks Kola Superdeep Well.
U nastojanju da zauzme vodeću poziciju u svim industrijama odjednom, SSSR je 1962. pokrenuo svoj program ultra-dubokog bušenja.
Za pripremu projekta bilo je potrebno 4 godine: glavna poteškoća je bila u tome što bi prema geotermalnom gradijentu (fizičkoj veličini koja opisuje povećanje temperature stijena s dubinom), temperatura na dubini od 10 km trebala biti oko 300 °C, i na 15 km - skoro 500° SO. Ni alat za bušenje niti mjerna oprema nisu dizajnirani za takvu temperaturu. Do 1970. godine, baš na vrijeme za 100. godišnjicu Lenjinovog rođenja, pronađeno je mjesto bušenja - drevni kristalni štit poluostrva Kola. Prema izvještaju Instituta za fiziku Zemlje, štit Kola hladio se milijardama godina, temperatura na dubini od 15 km nije trebala preći 150°C. Prema približnom presjeku, prvih 7 kilometara bi trebalo da čine granitni slojevi gornjeg dijela zemljine kore, a bazalti počinju ispod. Lokacija za bušenje odabrana je na sjevernom dijelu poluostrva Kola u blizini jezera Vilgiskoddeoaivinjärvi (na finskom znači „Pod planinom Vuka“). Bušenje bušotine, čija je projektna dubina bila 15 kilometara, počelo je u maju 1970. godine.
Unatoč netrivijalnom zadatku, za rad nije razvijena posebna oprema - radili su s onim što su imali. U prvim fazama korištena je platforma za bušenje Uralmash 4E nosivosti 200 tona i cijevi od lake legure aluminija. Skuplji aluminij je korišten iz više razloga: cijevi od "krilatog metala" imaju mnogo manju težinu, a na temperaturama iznad 150-160 stepeni čelik serijskih cijevi omekšava i lošije podnosi višetonska opterećenja - zbog toga povećava se vjerovatnoća opasnih deformacija i loma stuba. Kada je bunar dostigao dubinu 7000 metara, na gradilištu je postavljena nova oprema za bušenje "Uralmash 15000"- jedan od najmodernijih u to vreme. Snažan, pouzdan, sa mehanizmom za automatsko okidanje, mogao je izdržati cijev dugu do 15 km. Postrojenje za bušenje pretvorilo se u potpuno obloženi toranj visok 68 metara, nepokolebljiv na jake vjetrove koji bjesne na Arktiku. Težina same bušaće kolone na dubini od 15 km dostigla bi 200 tona. A sama instalacija mogla bi podići terete do 400 tona. U blizini je izrasla remontno-mehanička fabrika, naučne laboratorije i osnovna prodavnica. : 70-ih godina najrasprostranjenije je bilo rotaciono bušenje, kada je čitav niz cijevi okretao rotor smješten na površini. Ova metoda je bila odlična za relativno plitke bušotine, ali kada se dužina debla približi 7.000 ili čak 10.000 metara, rotaciono bušenje postaje nemoćno. Na SG-3 bušenje je izvedeno pomoću turbobušilice - hidrauličnog motora, čiju je rotaciju osiguravala energija cirkulirajuće tekućine za bušenje. Postavljeni na donjem kraju niza, 46 metara sekcije su rotirale svrdlo. Ni u SSSR-u, a ni u svijetu u to vrijeme nije bilo iskustva bušenja u stijenama kristalnog podruma na takvim dubinama, a pored čisto tehnoloških problema, posao je bio kompliciran i 100% uzorkovanjem jezgra. Prodor u jednom putu, određen istrošenošću glave bušilice, obično je 7-10 m, a uspon stuba od 12 kilometara traje oko 18 sati. Prilikom podizanja, struna se automatski rastavlja na sekcije (svijeće) dužine 33 m. U prosjeku se mjesečno buši 60 m. Za bušenje zadnjih 5 km bušotine utrošeno je 50 km cijevi. Tako su istrošene.
Približavajući se teritoriji SG-3, ugledali smo "veknu" i ljude kako nemirno sklapaju komade gvožđa unutra. Ova slika je odavno postala poznata nekada naprednom naučnom centru - pretpostavljalo se da će superduboka Kola, nakon završetka bušenja, biti pretvorena u jedinstvenu prirodnu laboratoriju za proučavanje dubokih procesa koji se dešavaju u zemljinoj kori uz pomoć specijalnih instrumenata. Međutim, 2008. godine objekat je konačno napušten, a sva manje-više vredna oprema je demontirana. Od tog trenutka počinje period pljačke svega što je imalo bar neku vrijednost - prvenstveno metala.
Kradljivci metala su se, međutim, ispostavili kao prilično druželjubivi momci, bili su iskreno iznenađeni zašto smo došli iz Moskve - "tamo nije ostalo ništa!" i pokazao legendarni dobro. Sada je naftalin, a usta su mu pokrivena čeličnom pločom. Šta se dešava u samom prtljažniku - niko ne zna.
Na bazi SG-3, pored samog mjesta bušenja, radilo je nekoliko istraživačkih instituta, vlastiti projektantski biro, tokarnica i kovačnica. Najhrabrija tehnička rješenja rođena su na samom mjestu, implementirana sama od sebe, a nakon nekoliko dana već su testirana u radu. Za sve je to bila potrebna energija, a Kola Superdeep je opsluživala sopstvena trafostanica. Sada agregat izgleda ovako, nekada je ovdje radilo 48 ljudi.
Na ulazu su nagomilani sanduci sa unikatnom opremom. Sve vredno se iščupa "sa mesom":
Malo dalje su stubovi dalekovoda. Sve žice su, naravno, odavno odsječene.
Prema direktivi „odozgo“, na SG-3 je korišćena samo domaća oprema, a drugačije nije moglo biti: u početku je bunar bio strogo tajni objekat obezbeđenja. Na dubini od 7 km korišteni su serijski instrumenti. Rad na većim dubinama i na višim temperaturama zahtijevao je stvaranje posebnih instrumenata otpornih na toplinu i pritisak. Posebne poteškoće nastale su tokom posljednje faze bušenja; kada se temperatura u bušotini približila 200 ° C, a pritisak premašio 1000 atmosfera, serijski uređaji više nisu mogli raditi. U pomoć su priskočili geofizički projektni biroi i specijalizirane laboratorije nekoliko istraživačkih instituta, koji su proizveli pojedinačne primjerke opreme otporne na toplinski pritisak. Konkurs za zapošljavanje iznosio je na desetine ljudi po mjestu, a oni koji su prošli rigoroznu selekciju odmah su dobili stan. U vreme kada je običan sovjetski inženjer primao 120 rubalja mesečno, inženjer na Kola Superdeep-u je zarađivao neverovatnih 850 rubalja - tri plate i možete kupiti automobil. Ukupno je u Kola Superdeep radilo oko 300 ljudi.
Dubina od 7000 metara pokazala se kobnom za superdubinu Kola
Dubina u 7000 metara ispostavilo se kobno za super-dubinu Kola. Više na dionici bušenje je teklo relativno mirno, bušotina je prolazila kroz homogene čvrste granite. Ali nakon ove dubine, glava bušotine je ušla u manje izdržljive slojevite stijene, a cijev se nije mogla držati okomito. Kada je bunar prvi put prešao oznaku od 12 km, bušotina je odstupila za 21° od vertikale. Iako su bušači već naučili da rade sa neverovatnom zakrivljenošću debla, dalje se nije moglo ići. Bušotina je morala biti ponovo izbušena od oznake od 7 kilometara. Da biste napravili vertikalnu rupu u tvrdim formacijama, potrebno vam je vrlo kruto dno bušaće žice tako da uđe u crijeva poput noža kroz puter. Ali javlja se još jedan problem - bunar se postupno širi, bušilica visi u njemu, kao u čaši, zidovi cijevi počinju se urušavati i mogu zgnječiti alat. Rješenje ovog problema pokazalo se originalnim - primijenjena je tehnologija klatna. Bušilica je umjetno zamahnuta u bušotini i potiskivala jake vibracije. Zbog toga je deblo ispalo okomito. 6. juna 1979 desio se prvi istorijski događaj. Bušači su izvijestili o postizanju oznake u 9584 metara. Bušotina Kola postala je najdublja bušotina na svijetu, nadmašivši američku naftnu rekorderku Berthu Rogers (9583 metra).
6. juna 1979. godine, bušač Fedor Atarščikov je trijumfalno upisao u dnevnik: „Puno lice - 9584 metra. Bertha Rogers, cao, doviđenja.
Ranih 1980-ih Došao je i drugi istorijski događaj. Kola Superdeep Passed 11.022 metara zaobilazeći Marijanski rov. Na takvu dubinu u svojoj kolijevci, čovječanstvo još nije palo. Jedna od najčešćih nesreća pri bušenju je zaglavljivanje alata za bušenje, situacija u kojoj trošni zidovi bušotine blokiraju traku i ne dozvoljavaju rotaciju alata. Često se pokušaji izvlačenja zaglavljenog stupa završavaju njegovim lomom. Beskorisno je tražiti alat u bunaru od 10 kilometara, bacili su takvu rupu i pokrenuli novu, malo više. Puknuće i gubici cijevi na SG-3 dešavali su se mnogo puta. Kao rezultat toga, u svom donjem dijelu bunar izgleda kao korijenski sistem džinovske biljke. Grananje bunara uznemirilo je bušaće, ali se pokazalo srećom za geologe, koji su neočekivano dobili trodimenzionalnu sliku impresivnog segmenta drevnih arhejskih stijena koje su nastale prije više od 2,5 milijarde godina.
Šetajući pustim hodnicima kompleksa, uprkos opštoj monstruoznoj devastaciji, osećate nekadašnju veličinu onoga što se ovde dešavalo. U jednoj od kancelarija, pod je zatrpan rijetkom naučnom literaturom - višegodišnjim izdanjima časopisa Defectoscopy i priručnikom za proračun bušaćih konopa za ultra-duboke bušotine - jedinstvenost naučnog rada otprilike je uporediva sa "uputstvom za letenje na mjesec za lutke", ako je postojao.
U drugom se nalazi čudesno očuvano radno mjesto majstora za bušenje. Prva bušotina u Rusiji izbušena je 1864. na Kubanu. Od tada pa do sada - majstor gotovo uvijek radi direktno na mjestu bušenja - da vidi i kontrolira sve što se događa. Ali nije bilo tako na Kola Superdeep! Operater je sjedio čak 250 metara od ušća i gledao sve na daljinu, uključujući i parametre bušenja. Svemir!
Zidovi su otrcani, prozori razbijeni od oštrog sjeverca, ali ne ostavlja osjećaj da će laboratorijski asistent ući u kancelariju i izbaciti nezvane goste.
AT septembra 1984 dubina je prvi put dostignuta u 12.066 metara, a zatim se dogodio još jedan prekid bušaće žice. Ovo je bila prava tragedija za posadu za bušenje, jer su morali početi ispočetka, sve sa istih 7 kilometara, iznova i iznova prolazeći kroz pukotine i kaverne u donjem sloju zemljine kore. Istovremeno, u okviru Svjetskog geološkog kongresa, skinuta je tajnost s radova na Arktiku. U naučnom svetu, bunar SG-3 je napravio odjek. Velika delegacija geologa i novinara otišla je u selo Zapolarny. Posjetiocima je prikazana oprema za bušenje u akciji, a dijelovi cijevi od 33 metra su izvađeni i otkačeni. Okolo je bilo na desetine potpuno istih burgija kao ono na štandu u Moskvi. SSSR je potvrdio status napredne sile u oblasti dubokog bušenja.
AT juna 1990 kada je SG-3 dostigao dubinu 12.262 m, počeli pripremni radovi za potonuće do 14 km, ponovo se dogodila nesreća. Na koti od 8550 m pukao je cijev. Za nastavak radova bilo je potrebno dugo i skupo ažuriranje tehnike, pa je 1994. godine obustavljeno bušenje superdubine Kola. Sve mogućnosti moderne tehnologije su iscrpljene. Nakon 3 godine ušla je u Ginisovu knjigu rekorda i još uvijek ostaje neprevaziđena.
Šta je ultraduboko bušenje na poluostrvu Kola dalo čovečanstvu?
Prije svega, opovrgnula je jednostavnu dvoslojnu strukturu Zemlje. Sastavljen na osnovu jezgra SG-3, geološki presek se pokazao potpuno suprotnim od onoga što su naučnici ranije zamišljali. Prvih 7 kilometara bilo je sastavljeno od vulkanskih i sedimentnih stijena: tufova, bazalta, breča, pješčenjaka, dolomita. Dublje je ležao takozvani Conradov odsjek, nakon čega je naglo porasla brzina seizmičkih valova u stijenama, što je protumačeno kao granica između granita i bazalta. Ova dionica je davno prošla, ali bazalti donjeg sloja zemljine kore se nigdje nisu pojavili. Naprotiv, počeli su graniti i gnajsovi. 
Jedan od najvažnijih ciljeva bušenja bio je da se dobije jezgra (cilindrični stub stijene) cijelom dužinom bušotine. Najduže jezgro na svijetu označeno je kao ravnalo u metrima i postavljeno odgovarajućim redoslijedom u kutije. Broj kutije i brojevi uzoraka navedeni su na vrhu. Na zalihama ima skoro 900 takvih kutija.
Seizmički presjeci u utrobi, kako se pokazalo, nisu granice slojeva stijena različitog sastava. Umjesto toga, oni ukazuju na promjenu petrofizičkih svojstava stijena s dubinom. Pri visokom pritisku i temperaturi svojstva se toliko mijenjaju da graniti po svojim fizičkim karakteristikama postaju slični bazaltima, i obrnuto. Vjerovalo se da se s dubinom i povećanjem pritiska smanjuje poroznost i lomljenost stijena. Međutim, počevši od oznake od 9 km, slojevi su se pokazali anomalno poroznim i slomljenim. Vodeni rastvori su cirkulisali kroz gust sistem pukotina. Kasnije su ovu činjenicu potvrdile i druge ultra-duboke bušotine na kontinentima. Na dubini se pokazalo mnogo toplije nego što se očekivalo: za čak 80°! Na oznaci od 7 km temperatura u licu je bila 120°C, na 12 km dostigla je 230°C. U uzorcima bunara Kola naučnici su otkrili mineralizaciju zlata. Inkluzije plemenitog metala pronađene su u drevnim stijenama na dubini od 9,5-10,5 km. Međutim, koncentracija zlata bila je preniska za proglašenje ležišta - u prosjeku 37,7 mg po toni stijene, ali dovoljna da se to očekuje na drugim sličnim mjestima. Superduboko Kola je dobro ostarilo Zemlju za čak 1,5 milijardi godina: život se na planeti pojavio ranije nego što se očekivalo. Na dubinama gdje se vjerovalo da nema organske tvari, pronađeno je više od 17 vrsta fosiliziranih mikroorganizama, mikrofosila, a zapravo je starost ovih dubokih slojeva premašila 2,8 milijardi godina. I više od deset usko ciljanih otkrića.
Ukupno je u SSSR-u izbušeno oko 30 ultra-dubokih bušotina
Malo ljudi zna, ali na teritoriji bivšeg SSSR-a izbušeno je više od 30 ultra-dubokih bušotina (danas su sve ili skoro sve uništene). Posebnim transektima (mjernim linijama) oni su međusobno povezani, dobijajući regionalne geološke profile duge više hiljada kilometara. Duž transekta je postavljena specijalna geofizička oprema koja je u jednom trenutku snimala sve procese koji se odvijaju u utrobi. Do 1991. godine podzemne nuklearne eksplozije korištene su kao izvori pobude (impuls koji je zabilježen u bušotinama).
Ovaj fundamentalno novi tehnički i metodološki pristup rješavanju regionalne dubinske strukture Zemljine kore i gornjeg omotača temeljio se na integraciji podataka ultra-dubokog i dubokog bušenja, kao i seizmičkih dubinskih sondiranja i drugih geofizičkih i geohemijskih metoda. Za teritoriju SSSR-a razvijen je sistem za međusobno povezivanje podataka geofizičkog profila na osnovu superdubokih referentnih bušotina. Sve ovo je omogućilo da se izvrši prilično detaljno zoniranje, prvenstveno perspektivnih zona u pogledu sadržaja nafte, gasa i rude, širom zemlje. 
Cijena restauracije je 100 miliona rubalja?
U svojim intervjuima, direktor Geološkog instituta Kolskog naučnog centra Ruske akademije nauka tvrdi da je za 100 miliona rubalja moguće čak i sada obnoviti kompleks superdubokog bunara Kola, otvoriti naučno-tehnički centar na njegovom baziraju i obučavaju stručnjake za bušenje na moru. Sasvim mi je jasno da to nije tako. A pitanje, nažalost, nije u novcu. Izgubljen je jedinstveni objekat po veličini i značaju za čovečanstvo uporediv samo sa letom čoveka u svemir. I izgubljen zauvek.
Nakon SG-3, u svijetu je učinjeno i čini se mnogo pokušaja da se zaviri u duboke horizonte utrobe Zemlje, ali nažalost, niti jedan projekat se nije približio po važnosti poslovima koji se izvode na Arktiku. .
- Šta je najvažnije pokazao bunar Kola?
- Gospode! Ono što je najvažnije, pokazala je da ne znamo ništa o kontinentalnoj kori
Kako doći do Kola Superdeep bunara? Tačke, koordinate itd.
- Iz Murmanska cestom A138 krećemo se prema gradu Nikel;
- U tački 69.479533, 31.824395 postojat će kontrolni punkt na kojem će se provjeravati dokumenti;
- Idemo dalje do 69.440422, 30.594060 gdje skrećemo lijevo;
- Nastavljamo se kretati tehnološkim putem do 69.416088, 30.684387 ;
- Zatrpani put treba da bude sa desne strane na tački 69.408826, 30.661051 ;
- Idemo dalje i pažljivo gledamo rever na lijevoj ruci. išao sam ovdje: 69.414850, 30.613894 ;
- Zatim se krećemo nazubljenom stazom, ali na tački 69.411232, 30.608956 morate se držati desne strane.
- Koordinate samog bunara 69.396326, 30.609513 .
U jednoj od naučnih emisija dat je jednostavan primjer koji je omogućio da se shvati kolika je naša planeta. Zamislite veliki balon. Ovo je cela planeta. A najtanji zidovi su zona za koju ima života. A ljudi su zapravo savladali samo jedan sloj atoma koji okružuje ovaj zid.
Ali čovječanstvo neprestano nastoji proširiti svoje znanje o planeti i procesima koji se na njoj odvijaju. Lansiramo svemirske brodove i satelite, stojimo na podmornicama, ali najteže je otkriti šta je pod našim nogama, unutar zemlje.
Wells donosi relativno razumijevanje. Uz njihovu pomoć možete saznati sastav stijena, proučavati promjene u fizičkim uvjetima, a također provoditi istraživanje minerala. A većina informacija će, naravno, donijeti najdublji bunar na svijetu. Pitanje je samo gdje se to tačno nalazi. To je ono što ćemo danas pokušati da shvatimo.
ILI-11
Nije iznenađujuće da je najduža bušotina napravljena tek 2011. godine. Ovaj rezultat je postignut zahvaljujući novim, naprednijim tehnologijama, izdržljivim i pouzdanim materijalima, te preciznim metodama proračuna.
Sigurno će vam biti drago saznati da se nalazi u Rusiji i da je izbušena u sklopu projekta Sahalin-1. Za sav posao bilo je potrebno samo 60 dana, što je daleko više od rezultata prethodnih istraživanja.
Ukupna dužina ovog rekordnog bunara je 12 kilometara 345 metara, što je do sada nenadmašan rekord. Još jedno dostignuće je maksimalna dužina horizontalnog okna, koja iznosi 11 kilometara 475 metara. Do sada niko nije uspeo da nadmaši ovaj rezultat. Ali to je za sada.
BD-04A
Ova naftna bušotina u Kataru poznata je po svojoj rekordnoj dubini u to vrijeme. Njegova ukupna dužina je 12 kilometara 289 metara, od čega je 10.902 metara horizontalno okno. Inače, izgrađena je 2008. godine i pune tri godine držala je rekord.
Ali ovaj duboki bunar poznat je ne samo po svojoj impresivnoj veličini, već i po vrlo tužnoj činjenici. Izgrađena je pored naftne police radi istraživanja, a 2010. godine na njoj se dogodila teška nesreća.
Ovako sada izgleda bunar
Izbušena još u vrijeme SSSR-a, superduboka Kola 2008. izgubila je titulu čelnika. Ipak, ostaje jedan od najpoznatijih objekata ove vrste i nastavlja da drži nagrađeno treće mjesto.
Radovi na pripremi bušenja počeli su 1970. godine. Planirano je da ovaj bunar postane najdublji na Zemlji, dostižući oznaku od 15 kilometara. Međutim, nije bilo moguće postići takav rezultat. 1992. godine radovi su obustavljeni kada je dubina dostigla impresivnu vrijednost od 12 kilometara 262 metra. Dalja istraživanja su morala biti prekinuta zbog nedostatka sredstava i državne podrške.
Uz njegovu pomoć bilo je moguće dobiti mnogo zanimljivih naučnih podataka, kako bi se bolje razumjela struktura zemljine kore. To jednostavno nije iznenađujuće, jer je projekt prvobitno bio potpuno znanstveni, nije bio vezan za geološka istraživanja ili proučavanje mineralnih naslaga.
Inače, popularna legenda o „bunaru u pakao“ vezana je za superduboki bunar Kola. Kažu da su naučnici, dostigavši oznaku od 11 kilometara, čuli zastrašujuće krike. I ubrzo nakon toga, bušilica se pokvarila. Prema legendi, ovo svjedoči o postojanju pakla pod zemljom, u kojem se muče grešnici. Naučnici su čuli njihove povike.
Istina, legenda ne podnosi kritiku. Makar samo zato što niti jedna akustična oprema ne bi mogla raditi pri pritisku i temperaturi na ovim nivoima. Ali, s druge strane, prilično je zanimljiva tvrdnja da najdublja bušotina može doseći, ako ne pakao, onda neka druga legendarna i mitska mjesta.
Za sada samo pomažu naučnicima da bolje razumiju kako naša planeta živi. I iako je putovanje do centra Zemlje još uvijek jako daleko, ljudi očigledno teže tome.
Na dubini od 410-660 kilometara ispod površine Zemlje, okean arhejskog perioda. Takva otkrića ne bi bila moguća bez metoda ultra-dubokog bušenja razvijenih i korištenih u Sovjetskom Savezu. Jedan od artefakata tog vremena je super-duboka bušotina Kola (SG-3), koja je i 24 godine nakon obustave bušenja ostala najdublja na svijetu. Zašto je izbušena i do kojih otkrića je pomogla, kaže Lenta.ru.
Pioniri ultra-dubokog bušenja bili su Amerikanci. Istina, u prostranstvu okeana: u pilot projekat uključili su brod Glomar Challenger, dizajniran upravo za tu svrhu. U međuvremenu se u Sovjetskom Savezu aktivno razvijala odgovarajuća teorijska baza.
U maju 1970. godine, na severu Murmanske oblasti, 10 kilometara od grada Zapolarnog, počelo je bušenje superduboke bušotine Kola. Kao što se i očekivalo, ovo je bilo tempirano da se poklopi sa stogodišnjicom rođenja Lenjina. Za razliku od drugih ultra-dubokih bušotina, SG-3 je izbušen isključivo u naučne svrhe i čak je organiziran specijalna istražna ekspedicija.
Mjesto bušenja bilo je jedinstveno: upravo na Baltičkom štitu na području poluotoka Kola na površinu izbijaju drevne stijene. Mnogi od njih su stari tri milijarde godina (sama naša planeta je stara 4,5 milijardi godina). Osim toga, ovdje je pukotina Pechenga-Imandra-Varzug čašasta struktura utisnuta u drevne stijene, čije se porijeklo objašnjava dubokim rasjedom.
Naučnicima je trebalo četiri godine da izbuše bunar do dubine od 7263 metra. Do sada nije urađeno ništa neobično: korišćena je ista instalacija kao i pri vađenju nafte i gasa. Zatim je bušotina mirovala cijelu godinu: instalacija je modificirana za turbinsko bušenje. Nakon nadogradnje bilo je moguće bušiti oko 60 metara mjesečno.
Dubina od sedam kilometara donijela je iznenađenja: smjenjivanje tvrdih i ne baš gustih stijena. Nesreće su učestale, a u bušotini su se pojavile mnoge kaverne. Bušenje je nastavljeno do 1983. godine, kada je dubina SG-3 dostigla 12 kilometara. Nakon toga, naučnici su okupili veliku konferenciju i razgovarali o svojim uspjesima.
Međutim, zbog neopreznog rukovanja bušilicom, dionica od pet kilometara ostala je u rudniku. Nekoliko mjeseci su pokušavali da ga dobiju, ali nisu uspjeli. Odlučeno je da se ponovo počne sa bušenjem sa dubine od sedam kilometara. Zbog složenosti operacije nije izbušena samo glavna, već i četiri dodatna. Bilo je potrebno šest godina da se obnove izgubljeni metri: 1990. godine bunar je dostigao dubinu od 12.262 metra, postavši najdublji na svijetu.
Dvije godine kasnije, bušenje je obustavljeno, potom je bušotina zaustavljena, ali je zapravo napuštena.
Ipak, mnoga otkrića su napravljena na superdubokom Kola. Inženjeri su kreirali čitav sistem ultra-dubokog bušenja. Poteškoća nije bila samo u dubini, već i u visokim temperaturama (do 200 stepeni Celzijusa) zbog intenziteta rada bušilica.
Naučnici ne samo da su se preselili duboko u Zemlju, već su i podigli uzorke stijena i jezgra za analizu. Inače, upravo su oni proučavali mjesečevo tlo i otkrili da po sastavu gotovo u potpunosti odgovara stijenama izvađenim iz bunara Kola sa dubine od oko tri kilometra.
Na dubini većoj od devet kilometara pronašli su naslage minerala, uključujući i zlato: u sloju olivina ima čak 78 grama po toni. I to nije tako malo - iskopavanje zlata smatra se mogućim sa 34 grama po toni. Prijatno iznenađenje za naučnike, kao i za obližnju tvornicu, bilo je otkriće novog rudnog horizonta ruda bakra i nikla.
Između ostalog, istraživači su saznali da graniti ne prelaze u super-jak bazaltni sloj: u stvari, arhejski gnajsovi, koji se tradicionalno klasifikuju kao pukotine, nalazili su se iza njega. To je napravilo svojevrsnu revoluciju u geološkoj i geofizičkoj nauci i potpuno promijenilo tradicionalne ideje o utrobi Zemlje.
Još jedno ugodno iznenađenje je otkriće na dubini od 9-12 kilometara visoko poroznih pukotinskih stijena zasićenih visoko mineraliziranim vodama. Prema pretpostavci naučnika, upravo su oni zaslužni za stvaranje ruda, ali se prije vjerovalo da se to događa samo na mnogo manjim dubinama.
Između ostalog, pokazalo se da je temperatura crijeva nešto viša od očekivane: na dubini od šest kilometara dobijen je temperaturni gradijent od 20 stepeni Celzijusa po kilometru umjesto očekivanih 16. Utvrđeno je radiogeno porijeklo toplotnog toka, što se također nije slagalo s prethodnim hipotezama.
U dubokim slojevima starim više od 2,8 milijardi godina, naučnici su pronašli 14 vrsta okamenjenih mikroorganizama. To je omogućilo da se vrijeme nastanka života na planeti pomjeri prije milijardu i po godina. Istraživači su također otkrili da u dubinama nema sedimentnih stijena i da postoji metan, koji je zauvijek zatrpao teoriju biološkog porijekla ugljovodonika.
Studije tla dokazuju: mjesec se odvojio od poluostrva Kola
Kola superduboko u sekciji
Kola Superdeep
Navodno, na prilazu 13. kilometru instrumenti su zabilježili čudnu buku koja je dolazila iz utrobe planete - žute novine jednoglasno su uvjeravale da ovako mogu zvučati samo vapaji grešnika iz podzemlja. Nekoliko sekundi nakon pojave strašnog zvuka, odjeknula je eksplozija...
Prostor ispod vaših nogu
Krajem 70-ih i ranih 80-ih, dobiti posao u Kola Superdeep, kako stanovnici sela Zapoljarni u Murmanskoj oblasti poznato zovu bunar, bilo je teže nego ući u kosmonautski korpus. Od stotina kandidata izabran je jedan ili dva. Zajedno sa nalogom za zapošljavanje, srećnici su dobili poseban stan i platu koja je duplo ili trostruko veća od plate moskovskih profesora. Na bušotini je istovremeno radilo 16 istraživačkih laboratorija, svaka veličine prosječne biljke. Samo su Nemci kopali zemlju sa takvom upornošću, ali, kako svedoči Ginisova knjiga rekorda, najdublji nemački bunar je skoro upola duži od našeg.
Daleke galaksije je čovečanstvo proučavalo mnogo bolje od onoga što se nalazi ispod zemljine kore nekoliko kilometara od nas. Kola Superdeep je svojevrsni teleskop u misteriozni unutrašnji svet planete.
Od početka 20. vijeka vjerovalo se da se Zemlja sastoji od kore, omotača i jezgra. U isto vrijeme, niko zaista nije mogao reći gdje završava jedan sloj, a počinje sljedeći. Naučnici nisu ni znali od čega se, zapravo, sastoje ovi slojevi. Prije 40-ak godina bili su sigurni da sloj granita počinje na dubini od 50 metara i nastavlja se do 3 kilometra, a zatim dolaze bazalti. Očekivalo se da će se susresti s plaštom na dubini od 15-18 kilometara. U stvarnosti je sve ispalo potpuno drugačije. I iako školski udžbenici i dalje pišu da se Zemlja sastoji od tri sloja, naučnici iz Kola Superdeep-a su dokazali da to nije tako.
Baltic Shield
Projekti za putovanje duboko u Zemlju pojavili su se početkom 60-ih u nekoliko zemalja odjednom. Pokušali su da buše bunare na onim mestima gde je kora trebalo da bude tanja - cilj je bio da dođu do plašta. Na primjer, Amerikanci su bušili na području ostrva Maui na Havajima, gdje, prema seizmičkim studijama, drevne stijene idu ispod okeanskog dna, a plašt se nalazi na dubini od oko 5 kilometara ispod četiri kilometra vodeni stupac. Nažalost, nijedna okeanska bušaća platforma nije prodrla dublje od 3 kilometra. Općenito, gotovo svi projekti ultra-dubokih bušotina misteriozno su završili na dubini od tri kilometra. U tom trenutku se Burima počelo događati nešto čudno: ili su pali u neočekivana supervruća područja, ili se činilo da ih je ugrizlo neko čudovište bez presedana. Dublje od 3 kilometra probilo je samo 5 bunara, od kojih su 4 bile sovjetske. I samo je Kola Superdeep bila predodređena da savlada oznaku od 7 kilometara.
Početni domaći projekti uključivali su i podvodno bušenje - u Kaspijskom moru ili na Bajkalu. Ali 1963. godine, naučnik bušenja Nikolaj Timofejev uvjerio je Državni komitet za nauku i tehnologiju SSSR-a da na kontinentu treba stvoriti bunar. Iako bi bušenje trajalo neuporedivo duže, smatrao je, bušotina bi bila mnogo vrednija sa naučnog stanovišta, jer su se upravo u debljini kontinentalnih ploča u pretpovijesnim vremenima događala najznačajnija kretanja kopnenih stijena. Tačka za bušenje izabrana je na poluostrvu Kola ne slučajno. Poluotok se nalazi na takozvanom Baltičkom štitu, koji se sastoji od najstarijih stijena poznatih čovječanstvu.
Višekilometarski presek slojeva Baltičkog štita jasna je istorija planete u protekle 3 milijarde godina.
Osvajač dubina
Izgled bušaće platforme Kola sposoban je razočarati laika. Bunar ne liči na rudnik koji nam mašta crta. Pod zemljom nema spuštanja, u debljinu ide samo bušilica prečnika nešto više od 20 centimetara. Zamišljeni dio super-dubokog bunara Kola izgleda kao tanka igla koja je probila debljinu zemlje. Bušilica sa brojnim senzorima, koja se nalazi na kraju igle, se podiže i spušta nekoliko dana. Brže je nemoguće: najjači kompozitni kabel može puknuti pod vlastitom težinom.
Šta se dešava u dubini nije poznato sa sigurnošću. Temperatura okoline, buka i drugi parametri se prenose naviše sa minutnom zakašnjenjem. Međutim, bušači kažu da čak i takav kontakt sa tamnicom može biti ozbiljno zastrašujući. Zvukovi koji dopiru odozdo su zaista poput vriska i urlika. Ovome možemo dodati dugu listu nesreća koje su proganjale Kola Superdeep kada je dostigla dubinu od 10 kilometara. Dva puta je bušilica izvađena rastopljena, iako su temperature od kojih se može istopiti uporedive sa temperaturom površine Sunca. Jednom se činilo da je kabel povučen odozdo - i odsječen. Nakon toga, prilikom bušenja na istom mjestu, nisu pronađeni ostaci kabla. Šta je izazvalo ove i mnoge druge nesreće još uvijek je misterija. Međutim, oni uopće nisu bili razlog za zaustavljanje bušenja utrobe Baltičkog štita.
12.000 metara otkrića i neki pakao
“Imamo najdublju rupu na svijetu – ovako treba da je koristite!” - ogorčeno uzvikuje stalni direktor istraživačko-proizvodnog centra "Kola Superdeep" David Huberman. U prvih 30 godina postojanja Kola Superdeep, sovjetski, a potom i ruski naučnici probili su se do dubine od 12.262 metra. Ali od 1995. godine bušenje je zaustavljeno: nije bilo ko da finansira projekat. Ono što je izdvojeno u okviru UNESCO-vih naučnih programa dovoljno je samo za održavanje bušaće stanice u radnom stanju i proučavanje prethodno izvađenih uzoraka stijena.
Huberman se sa žaljenjem prisjeća koliko se naučnih otkrića dogodilo na Kola Superdeep. Bukvalno svaki metar bio je otkrovenje. Bunar je pokazao da su skoro sva naša dosadašnja saznanja o strukturi zemljine kore netačna. Ispostavilo se da Zemlja uopće nije poput kolača. „Do 4 kilometra sve je išlo po teoriji, a onda je počeo sudnji dan“, kaže Huberman. Teoretičari su obećali da će temperatura Baltičkog štita ostati relativno niska do dubine od najmanje 15 kilometara. Shodno tome, biće moguće iskopati bunar do skoro 20 kilometara, samo do plašta. Ali već na 5 kilometara temperatura okoline je prešla 700C, na sedam - preko 1200C, a na dubini od 12 pržilo se jače od 2200C - 1000C više od predviđenog. Bušači Kola doveli su u pitanje teoriju slojevite strukture zemljine kore - barem u rasponu do 12.262 metra. U školi su nas učili: ima mladih stijena, granita, bazalta, plašta i jezgra. Ali pokazalo se da su graniti 3 kilometra niži od očekivanog. Sljedeći su bazalti. Uopšte nisu pronađeni. Sva bušenja su obavljena u sloju granita. Ovo je izuzetno važno otkriće, jer su sve naše ideje o poreklu i distribuciji minerala povezane sa teorijom slojevite strukture Zemlje.
Još jedno iznenađenje: život na planeti Zemlji nastao je, ispostavilo se, 1,5 milijardi godina ranije nego što se očekivalo. Na dubinama gdje se vjerovalo da nema organske tvari pronađeno je 14 vrsta fosiliziranih mikroorganizama - starost dubokih slojeva premašila je 2,8 milijardi godina. Na još većim dubinama, gdje više nema sedimentnih stijena, metan se pojavio u ogromnim koncentracijama. Ovo je potpuno i potpuno uništilo teoriju o biološkom porijeklu ugljikovodika poput nafte i plina.
Demoni
Bilo je i skoro fantastičnih senzacija. Kada je kasnih 70-ih sovjetska automatska svemirska stanica donijela 124 grama mjesečevog tla na Zemlju, istraživači Kola naučnog centra otkrili su da je to poput dvije kapi vode slične uzorcima sa dubine od 3 kilometra. I pojavila se hipoteza: mjesec se odvojio od poluostrva Kola. Sada traže tačno gde. Inače, Amerikanci, koji su sa Mjeseca donijeli pola tone zemlje, s tim nisu uradili ništa razumno. Stavlja se u zatvorene kontejnere i ostavlja na istraživanje budućim generacijama.
U istoriji Kola Superdeep nije bilo bez misticizma. Zvanično, kao što je već rečeno, bušotina je stala zbog nedostatka sredstava. Slučajnost ili ne - ali upravo se te 1995. godine u dubinama rudnika začula snažna eksplozija nepoznate prirode. Novinari finskih novina probili su se do stanovnika Zapolarnog - i svijet je bio šokiran pričom o demonu koji je izletio iz utrobe planete.
“Kada su me u UNESCO-u pitali o ovoj misterioznoj priči, nisam znao šta da odgovorim. S jedne strane, to je sranje. S druge strane, ja kao pošten naučnik ne bih mogao reći da znam šta se tačno ovdje dogodilo. Snimljena je vrlo čudna buka, zatim je došlo do eksplozije... Nekoliko dana kasnije ništa od toga nije pronađeno na istoj dubini”, prisjeća se akademik David Huberman.
Sasvim neočekivano za sve, potvrđena su predviđanja Alekseja Tolstoja iz romana "Hiperboloid inženjera Garina". Na dubini od preko 9,5 kilometara otkrili su pravo skladište svih vrsta minerala, posebno zlata. Pravi sloj olivina, koji je pisac sjajno predvidio. Zlato u njemu je 78 grama po toni. Inače, industrijska proizvodnja je moguća u koncentraciji od 34 grama po toni. Možda će u bliskoj budućnosti čovječanstvo moći iskoristiti ovo bogatstvo.
Stotine hiljada bunara izbušeno je u zemljinoj kori tokom poslednjih decenija prošlog veka. I to nije iznenađujuće, jer je traženje i vađenje minerala u naše vrijeme neizbježno povezano s dubokim bušenjem. Ali među svim ovim bunarima postoji samo jedan na planeti - legendarni Kola Superdeep (SG), čija je dubina i dalje neprevaziđena - više od dvanaest kilometara. Osim toga, SG je jedan od rijetkih koji je izbušen ne radi istraživanja ili rudarenja, već u čisto naučne svrhe: proučavanje najstarijih stijena naše planete i upoznavanje tajni procesa koji se u njima odvijaju.
Danas se na Kola Superdeep ne vrši bušenje, obustavljeno je 1992. godine. SG nije bio prvi i ne jedini u programu proučavanja dubinske strukture Zemlje. Od stranih bunara, tri su dostigla dubine od 9,1 do 9,6 km. Planirano je da jedan od njih (u Njemačkoj) nadmaši Kolu. Međutim, bušenje na sva tri, kao i na SG, obustavljeno je zbog nesreća i iz tehničkih razloga se još ne može nastaviti.
Vidi se da se ne uzalud zadaci bušenja ultradubokih bunara po složenosti porede sa letom u svemir, sa dugotrajnom svemirskom ekspedicijom na drugu planetu. Uzorci stijena izvađeni iz unutrašnjosti Zemlje nisu ništa manje zanimljivi od uzoraka lunarnog tla. Tlo koje je isporučio sovjetski lunarni rover proučavano je na raznim institutima, uključujući naučni centar Kola. Pokazalo se da sastav mjesečevog tla gotovo u potpunosti odgovara stijenama izvađenim iz bunara Kola sa dubine od oko 3 km.
IZBOR MJESTA I PROGNOZA
Za bušenje SG stvorena je posebna istražna ekspedicija (Kola GRE). Mjesto bušenja također, naravno, nije slučajno odabrano - Baltički štit na području poluotoka Kola. Ovdje na površinu izlaze najstarije magmatske stijene stare oko 3 milijarde godina (a Zemlja je stara samo 4,5 milijardi godina). Zanimljivo je bilo bušiti najstarije magmatske stijene, jer su sedimentne stijene do dubine od 8 km već dobro proučene u proizvodnji nafte. A u magmatskim stijenama tokom rudarenja obično dobiju samo 1-2 km. Odabir mjesta za SG olakšala je i činjenica da se ovdje nalazi pečeneško korito - ogromna zdjelasta struktura, kao da je utisnuta u drevne stijene. Njegovo porijeklo je povezano s dubokim rasjedom. I tu se nalaze velika nalazišta bakra i nikla. A zadaci koji su dodijeljeni geološkoj ekspediciji Kola uključivali su utvrđivanje niza karakteristika geoloških procesa i fenomena, uključujući formiranje rude, određivanje prirode granica koje razdvajaju slojeve u kontinentalnoj kori i prikupljanje podataka o materijalnom sastavu i fizičkom stanju stijena. .
Prije bušenja napravljen je dio zemljine kore na osnovu seizmoloških podataka. Služio je kao prognoza za pojavu onih slojeva zemlje koje je bunar prelazio. Pretpostavljalo se da se niz granita proteže do dubine od 5 km, nakon čega su se očekivale čvršće i drevnije bazaltne stijene.
Dakle, za mjesto bušenja odabran je sjeverozapad poluotoka Kola, 10 km od grada Zapolarnog, nedaleko od naše granice sa Norveškom. Zapolarny je mali grad koji je izrastao pedesetih godina pored fabrike nikla. Među brdovitom tundrom na brežuljku koje su raznijeli svi vjetrovi i snježne mećave, nalazi se "kvadrat" čija se svaka strana sastoji od sedam petospratnica. Unutra se nalaze dvije ulice, na njihovoj raskrsnici je trg na kojem se nalaze Dom kulture i hotel. Kilometar od grada, iza jaruge, vide se zgrade i visoki dimnjaci niklare, iza nje, uz planinsku padinu, tamne se deponije kamena iz najbližeg kamenoloma. U blizini grada vodi se autoput do grada Nikel i do malog jezera, na čijoj je drugoj strani već Norveška.
Zemlja tih mjesta u izobilju čuva tragove proteklog rata. Kada putujete autobusom od Murmanska do Zapolarnog, otprilike na pola puta prelazite malu rijeku Zapadnu Licu, na njenoj obali nalazi se spomen-obelisk. Ovo je jedino mjesto u cijeloj Rusiji gdje je front stajao nepomično tokom rata od 1941. do 1944. godine, naslonjen na Barencovo more. Iako su se sve vreme vodile žestoke borbe i gubici na obe strane bili su ogromni. Nijemci su bezuspješno pokušavali da se probiju do Murmanska, jedine luke na našem sjeveru bez leda. U zimu 1944. sovjetske trupe su uspjele probiti front.
Na ovoj udici, niz cijevi se spuštao i podizao. S lijeve strane - u korpi - nalaze se cijevi od 33 metra pripremljene za spuštanje - "svijeće".
Kola super dubok bunar. Na slici desno: A. Prognoza geološkog presjeka. B. Geološki presek konstruisan na osnovu podataka SG bušenja (strelice od kolone A do kolone B pokazuju na kojoj dubini se nailaze predviđene stene). U ovoj dionici gornji dio (do 7 km) je proterozojski niz sa slojevima vulkanskih (dijabaz) i sedimentnih stijena (pješčari, dolomiti). Ispod 7 km nalazi se arhejski sloj sa ponavljajućim jedinicama stijena (uglavnom gnajsima i amfibolitima). Njegova starost je 2,86 milijardi godina. C. Bušotina sa mnogo izbušenih i izgubljenih bušotina (ispod 7 km) oblikovana je poput razgranatog korijena džinovske biljke. Bušotina kao da vijuga, jer se bušotina stalno odstupa prema manje izdržljivim stijenama.
Od Zapolarnog do Superdeep-a - 10 km. Cesta ide pored fabrike, pa uz rub kamenoloma pa se penje uzbrdo. Iz prolaza se otvara mali bazen u koji je ugrađena bušaća oprema. Njegova visina je od dvadesetospratnice. "Smjenski radnici" su dolazili ovamo iz Zapolarnog u svaku smjenu. Ukupno je na ekspediciji radilo oko 3.000 ljudi, živeli su u gradu u dve kuće. Rompanje nekih mehanizama čulo se danonoćno sa opreme za bušenje. Tišina je značila da je iz nekog razloga došlo do prekida u bušenju. Zimi, tokom duge polarne noći - a ona tamo traje od 23. novembra do 23. januara - cijela bušaća platforma bila je osvijetljena svjetlima. Često im je dodavana svjetlost aurore.
Malo o osoblju. Dobar, visokokvalifikovan tim radnika okupljen u geološko-istraživačkoj ekspediciji Kola, stvorenoj za bušenje. D. Huberman je skoro uvijek bio na čelu GRE, talentovan vođa koji je birao tim. Za bušenje je bio odgovoran glavni inženjer I. Vasilchenko. Postrojenjem je komandovao A. Batishchev, koga su svi zvali jednostavno Lekha. V. Laney je bio zadužen za geologiju, a Yu. Kuznetsov za geofiziku. Ogroman posao na obradi jezgra i stvaranju skladišta jezgra obavio je geolog Yu. Smirnov - onaj koji je imao "dragi ormarić", o kojem ćemo kasnije pričati. Više od 10 istraživačkih instituta učestvovalo je u istraživanju SG. Tim je imao i svoje "kulibine" i "ljevoruke" (posebno se istakao S. Cerikovsky), koji su izmišljali i proizvodili razne uređaje, ponekad im omogućavajući da se izvuku iz najtežih, naizgled beznadežnih situacija. Oni su sami stvorili mnoge od potrebnih mehanizama ovdje u dobro opremljenim radionicama.
ISTORIJA BUŠENJA
Bušenje bunara počelo je 1970. godine. Potonuće na dubinu od 7263 m trajalo je 4 godine. Pokrenuta je serijska instalacija, koja se obično koristi u vađenju nafte i plina. Zbog stalnog vjetra i hladnoće cijela kula je morala biti do vrha ograđena drvenim štitovima. Inače, jednostavno je nemoguće da radi neko ko mora da stoji na vrhu tokom podizanja cijevnog niza.
Zatim je uslijedila jednogodišnja pauza povezana s izgradnjom nove dizalice i ugradnjom posebno dizajnirane opreme za bušenje - "Uralmash-15000". Uz njenu pomoć izvršena su sva daljnja ultraduboka bušenja. Nova instalacija ima snažniju automatizovanu opremu. Korišteno je turbinsko bušenje - to je kada se ne okreće cijela kolona, već samo glava bušilice. Tečnost za bušenje je dovođena kroz kolonu pod pritiskom, rotirajući višestepenu turbinu koja je stajala ispod. Ukupna dužina joj je 46 m. Turbina se završava bušaćom glavom prečnika 214 mm (često se naziva krunom), koja ima prstenasti oblik, pa u sredini ostaje nebušeni stub stene - jezgro. prečnika 60 mm. Kroz sve sekcije turbine prolazi cijev - prijemnik jezgra, gdje se skupljaju stupovi minirane stijene. Zdrobljena stijena se zajedno sa bušaćim fluidom nosi uzduž bušotine na površinu.
Na uzorcima jezgre sa desne strane jasno su vidljive kose pruge, što znači da je ovdje bunar prošao kroz slojeve smještene ukoso.
Masa kolone uronjene u bušotinu sa bušaćim fluidom je oko 200 tona. Ovo unatoč činjenici da su korištene posebno dizajnirane cijevi od lakih legura. Ako je stup napravljen od običnih čeličnih cijevi, slomit će se od vlastite težine.
Mnogo je poteškoća, ponekad potpuno neočekivanih, u procesu bušenja na velikim dubinama i odabiru jezgara.
Proboj u jednom izletu, određen istrošenošću bušaće glave, obično je 7-10 m. (Izlet ili ciklus je spuštanje niza sa turbinom i alatom za bušenje, stvarno bušenje i potpuni uspon niza.) Samo bušenje traje 4 sata. A spuštanje i uspon 12-kilometarske kolone traje 18 sati. Prilikom podizanja, struna se automatski rastavlja na sekcije (svijeće) dužine 33 m. U prosjeku se mjesečno buši 60 m. Za bušenje zadnjih 5 km bušotine utrošeno je 50 km cijevi. Tako su istrošene.
Do dubine od oko 7 km, bušotina je prelazila jake, relativno homogene stijene, pa je stoga bušotina bila ravna, skoro odgovara promjeru glave bušotine. Rad je napredovao, moglo bi se reći, mirno. Međutim, na dubini od 7 km otišla je manje izdržljiva pukotina, protkana malim vrlo tvrdim slojevima stijena - gnajsima, amfibolitima. Bušenje je postalo teže. Deblo je dobilo ovalni oblik, pojavile su se mnoge šupljine. Nesreće su učestale.
Na slici je prikazana početna prognoza geološkog presjeka i ona napravljena na osnovu podataka bušenja. Zanimljivo je napomenuti (kolona B) da je nagib formacije duž bušotine oko 50 stepeni. Dakle, jasno je da stijene ispresijecane bunarom izlaze na površinu. Tu se može prisjetiti već spomenutog "njegovanog ormarića" geologa Y. Smirnova. Tamo je sa jedne strane imao uzorke dobijene iz bušotine, a sa druge uzete na površini na toj udaljenosti od bušaće platforme, gde se odgovarajući sloj uzdiže. Podudarnost pasmina je skoro potpuna.
1983. godinu obilježio je dosad nenadmašan rekord: dubina bušenja premašila je 12 km. Radovi su obustavljeni.
Bližio se Međunarodni geološki kongres koji je, prema planu, održan u Moskvi. Za to se pripremala izložba Geoexpo. Odlučeno je ne samo da se pročitaju izvještaji o postignutim rezultatima na SG, već i da se učesnicima kongresa pokažu radovi u naturi i izvučeni uzorci stijena. Za kongres je objavljena monografija "Kola Superdeep".
Na izložbi Geoexpo bio je veliki štand posvećen radu SG i najvažnijem - postizanju rekordne dubine. Postojali su impresivni grafikoni koji govore o tehnici i tehnologiji bušenja, uzorci miniranih stijena, fotografije opreme i tima na radu. No, najveću pažnju sudionika i gostiju kongresa privukao je jedan netradicionalni detalj za izložbeni šou: najobičnija i već pomalo zarđala glava burgije sa istrošenim karbidnim zubima. Na etiketi je pisalo da je upravo ona korištena prilikom bušenja na dubini većoj od 12 km. Ova glava bušilice zadivila je čak i stručnjake. Vjerovatno su svi nehotice očekivali da će vidjeti nekakvo čudo tehnologije, možda s dijamantskom opremom... A još nisu znali da je na SG pored bušaće platforme sastavljena velika gomila potpuno istih već zarđalih glava za bušenje: na kraju krajeva, morali su biti zamijenjeni novima na svakih 7-8 metara izbušenih.
Mnogi kongresni delegati su hteli da svojim očima vide jedinstvenu platformu za bušenje na poluostrvu Kola i uvere se da je u Uniji zaista postignuta rekordna dubina bušenja. Takav odlazak se desio. Tamo je na licu mjesta održan sastanak kongresne sekcije. Delegatima je prikazana oprema za bušenje, dok su podizali konopac iz bušotine, odvajajući od nje 33-metarske dionice. Fotografije i članci o SG objavljeni su u novinama i časopisima u gotovo svim zemljama svijeta. Izdata je poštanska marka, organizovano posebno poništavanje koverata. Neću navoditi imena dobitnika raznih nagrada i nagrađenih za svoj rad...
Ali praznici su prošli, morali smo da nastavimo sa bušenjem. A počelo je najvećom nesrećom na prvom letu 27. septembra 1984. - "crnog datuma" u istoriji SG-a. Bunar ne prašta kada je dugo ostavljen bez nadzora. Za vrijeme dok nije izvršeno bušenje, na zidovima su se neizbježno dešavale promjene, one koje nisu bile pričvršćene čeličnom cementnom cijevi.
U početku je sve išlo glatko. Bušači su obavljali uobičajene operacije: jedan po jedan spuštali su se dijelovi bušaće kolone, cijev za dovod bušaćeg fluida spojena na posljednju, gornju, a pumpe su uključene. Počeli smo da bušimo. Instrumenti na konzoli ispred operatera su pokazivali normalan način rada (broj obrtaja bušaće glave, njen pritisak na stenu, protok fluida za rotaciju turbine itd.).
Izbušivši još jedan segment od 9 metara na dubini većoj od 12 km, što je trajalo 4 sata, došli su do dubine od 12.066 km. Pripremite se za podizanje kolone. Pokušali smo. Ne ide. Na takvim dubinama, "sljepljivanje" je uočeno više puta. Tada se čini da se neki dio stupa zalijepi za zidove (možda se nešto srušilo odozgo, pa se malo zaglavilo). Da bi se stub pomerio sa svog mesta, potrebna je sila koja prelazi njegovu težinu (oko 200 tona). Tako je i ovaj put, ali kolona se nije pomjerila. Dodali smo malo truda, a strelica uređaja naglo je usporila očitavanja. Kolona je postala mnogo lakša, nije moglo doći do takvog gubitka težine tokom normalnog toka operacije. Počeli smo da se dižemo: jedan po jedan, dijelovi su se odvrtali jedan za drugim. Prilikom posljednjeg uspona o kuku je visio skraćeni komad cijevi s neravnim donjim rubom. To je značilo da je u bušotini ostalo ne samo turbobušotina, već i 5 km bušaćih cijevi...
Sedam meseci pokušavam da ih dobijem. Uostalom, izgubili smo ne samo 5 km cijevi, već i rezultate petogodišnjeg rada.
Tada su obustavljeni svi pokušaji povratka izgubljenog i ponovo su počeli bušiti sa dubine od 7 km. Moram reći da su upravo nakon sedmog kilometra ovdašnji geološki uslovi posebno teški za rad. Tehnologija bušenja svakog koraka razrađena je pokušajima i greškama. A počevši od dubine od oko 10 km - još teže. Bušenje, rad opreme i opreme su na granici.
Stoga se nesreće ovdje moraju očekivati svakog trenutka. Spremaju se za njih. Unaprijed se promišljaju metode i sredstva za njihovo uklanjanje. Tipična složena nesreća je lom bušaćeg sklopa zajedno sa dijelom bušaće kolone. Glavni način eliminacije je da se napravi izbočina neposredno iznad izgubljenog dijela i da se sa tog mjesta izbuši nova rupa za obilaznicu. U bušotini je izbušeno ukupno 12 takvih obilaznih rupa. Četiri od njih su dugačke od 2200 do 5000 m. Glavni trošak ovakvih nesreća su godine izgubljenog rada.
Samo u svakodnevnom pogledu, bunar je vertikalna "rupa" od površine zemlje do dna. U stvarnosti, to je daleko od slučaja. Pogotovo ako je bunar ultra dubok i prelazi nagnute šavove različite gustoće. Tada se čini da vijuga, jer burgija stalno odstupa prema manje izdržljivim stijenama. Nakon svakog mjerenja, koje pokazuje da je nagib bunara veći od dozvoljenog, mora se pokušati "vratiti na svoje mjesto". Da biste to učinili, zajedno s alatom za bušenje, spuštaju se posebni "deflektori" koji pomažu u smanjenju kuta nagiba bušotine tijekom bušenja. Nezgode se često dešavaju gubitkom alata za bušenje i dijelova cijevi. Nakon toga treba napraviti novi prtljažnik, kao što smo već rekli, odmaknuti se. Zato zamislite kako bunar izgleda u zemlji: nešto poput korijena divovske biljke razgranate u dubini.
To je razlog posebnog trajanja posljednje faze bušenja.
Nakon najveće nesreće - "crnog datuma" 1984. godine - ponovo su se približili dubini od 12 km tek nakon 6 godina. Godine 1990. dostignut je maksimum - 12.262 km. Nakon još nekoliko nezgoda, bili smo uvjereni da ne možemo dublje. Sve mogućnosti moderne tehnologije su iscrpljene. Činilo se kao da Zemlja više ne želi da otkriva svoje tajne. Bušenje je prekinuto 1992. godine.
ISTRAŽIVANJE. CILJEVI I METODE
Jedan od vrlo važnih ciljeva bušenja bio je da se dobije jezgro uzoraka stijena duž cijele dužine bušotine. I ovaj zadatak je završen. Najduže jezgro na svijetu označeno je kao ravnalo u metrima i postavljeno odgovarajućim redoslijedom u kutije. Broj kutije i brojevi uzoraka navedeni su na vrhu. Na zalihama ima skoro 900 takvih kutija.
Sada ostaje samo proučiti jezgro, koje je zaista neophodno u određivanju strukture stijene, njenog sastava, svojstava i starosti.
Ali uzorak stijene podignut na površinu ima drugačija svojstva nego u masivu. Ovdje, na vrhu, on je oslobođen ogromnih mehaničkih naprezanja koji postoje na dubini. Tokom bušenja je napukao i postao zasićen isplakom. Čak i ako se duboki uslovi ponovo kreiraju u posebnoj komori, parametri izmereni na uzorku i dalje se razlikuju od onih u nizu. I još jedan mali "hack": na svakih 100 m izbušenog bunara ne dobije se 100 m jezgra. Na SG sa dubina većih od 5 km, prosječni oporavak jezgre iznosio je samo oko 30%, a sa dubina većih od 9 km to su ponekad bili samo pojedinačni plakovi debljine 2-3 cm, što odgovara najtrajnijim međuslojevima.
Dakle, jezgro uzeto iz bušotine na SG ne daje potpune informacije o dubokim stijenama.
Bušotine su bušene u naučne svrhe, pa je korišćen čitav niz savremenih metoda istraživanja. Osim vađenja jezgra, nužno su se provodila istraživanja svojstava stijena u njihovoj prirodnoj pojavi. Tehničko stanje bunara je stalno praćeno. Izmjerena je temperatura u cijeloj bušotini, prirodna radioaktivnost - gama zračenje, indukovana radioaktivnost nakon pulsnog neutronskog zračenja, električna i magnetska svojstva stijena, brzina širenja elastičnog talasa i sastav gasova u fluidu bušotine.
Na dubini od 7 km korišteni su serijski instrumenti. Rad na većim dubinama i na višim temperaturama zahtijevao je stvaranje posebnih instrumenata otpornih na toplinu i pritisak. Posebne poteškoće nastale su tokom posljednje faze bušenja; kada se temperatura u bušotini približila 200°C, a pritisak prešao 1000 atmosfera, serijski instrumenti više nisu mogli da rade. U pomoć su priskočili geofizički projektni biroi i specijalizirane laboratorije nekoliko istraživačkih instituta, koji su proizveli pojedinačne primjerke instrumenata otpornih na termički pritisak. Tako su sve vrijeme radili samo na domaćoj opremi.
Jednom riječju, bunar je dovoljno detaljno istražen do cijele dubine. Studije su rađene u fazama, otprilike jednom godišnje, nakon produbljivanja bunara za 1 km. Svaki put nakon toga ocjenjivana je pouzdanost primljenih materijala. Odgovarajući proračuni omogućili su određivanje parametara određene pasmine. Otkrili smo određenu izmjenu slojeva i već smo znali na koje stijene su pećine ograničene i djelomični gubitak informacija povezanih s njima. Naučili smo identificirati stijene doslovno po "mrvicama" i na osnovu toga stvoriti potpunu sliku onoga što je bunar "sakrio". Ukratko, uspjeli smo izgraditi detaljan litološki stup – da prikažemo smjenjivanje stijena i njihova svojstva.
IZ VLASTITOG ISKUSTVA
Otprilike jednom godišnje, kada je završena sledeća faza bušenja - produbljivanje bunara za 1 km, odlazio sam i u SG da izvršim merenja koja su mi bila poverena. Bunar je u to vrijeme obično bio ispran i davan za istraživanje na mjesec dana. Vrijeme planiranog zaustavljanja uvijek se znalo unaprijed. Unaprijed je stigao i telegram-poziv na posao. Oprema je provjerena i upakovana. Završene su formalnosti vezane za zatvoren rad u pograničnom pojasu. Konačno je sve sređeno. Idemo.
Naša grupa je mali prijateljski tim: programer alata za bušotine, programer nove zemaljske opreme, a ja sam metodolog. Stižemo 10 dana prije mjerenja. Upoznajemo se sa podacima o tehničkom stanju bunara. Izrađujemo i odobravamo detaljan mjerni program. Montiramo i kalibriramo opremu. Čekamo poziv - poziv iz bunara. Treći je red na "ronjenjanje", ali ako prethodnici odbiju, bunar će nam biti obezbeđen. Ovaj put su dobro, kažu da će sutra ujutro završiti. Sa nama u istom timu geofizičara - operatera koji registruju signale primljene sa opreme u bušotini i komanduju svim operacijama spuštanja i podizanja bušotinskog alata, kao i mehaničari na liftu, kontrolišu namotavanje iz bubnja i namotavanje na njemu onih istih 12 km sajle na kojoj se alat spušta u bunar. Dežuraju i bušači.
Radovi su počeli. Uređaj se spušta u bunar nekoliko metara. Poslednja provera. Idi. Spuštanje je sporo - oko 1 km/h, uz kontinuirano praćenje signala koji dolazi odozdo. Zasada je dobro. Ali na osmom kilometru signal se trznuo i nestao. Znači nešto nije u redu. Full lift. (Za svaki slučaj, pripremili smo drugi set opreme.) Počinjemo provjeravati sve detalje. Ovaj put je kabl bio neispravan. On je smijenjen. Ovo traje više od jednog dana. Novo spuštanje je trajalo 10 sati. Konačno, posmatrač signala je rekao: "Stigao na jedanaesti kilometar." Komanda operaterima: "Pokreni snimanje". Šta i kako je unaprijed zakazano prema programu. Sada morate nekoliko puta spustiti i podići alat u zadatom intervalu kako biste izvršili mjerenja. Ovaj put je oprema dobro radila. Sada puni lift. Penjali smo se do 3 km, i odjednom se oglasio zov vitla (on je naš čovjek sa humorom): "Uže je gotovo." Kako?! Šta?! Jao, sajla je pukla... Alat za bušotinu i 8 km kabla su ostali da leže na dnu... Na sreću, dan kasnije, bušači su uspeli da sve to pokupe metodologijom i uređajima koje su razvili domaći majstori. eliminisati takve hitne slučajeve.
REZULTATI
Zadaci postavljeni u projektu ultradubokog bušenja su ispunjeni. Razvijena je i kreirana specijalna oprema i tehnologija za ultraduboko bušenje, kao i za proučavanje bušotina izbušenih do velike dubine. Dobili smo informacije, reklo bi se, "iz prve ruke" o fizičkom stanju, svojstvima i sastavu stijena u njihovoj prirodnoj pojavi i od jezgre do dubine od 12.262 m.
Bunar je dao odličan poklon domovini na maloj dubini - u rasponu od 1,6-1,8 km. Tu su otkrivene industrijske rude bakra i nikla - otkriven je novi rudni horizont. I vrlo zgodno, jer lokalnoj fabrici nikla već ponestaje rude.
Kao što je gore navedeno, geološka prognoza dionice bunara nije se ostvarila (vidi sliku na strani 39.). Slika koja se očekivala tokom prvih 5 km u bušotini protezala se na 7 km, a onda su se pojavile potpuno neočekivane stijene. Bazalti predviđeni na dubini od 7 km nisu pronađeni, čak ni kada su pali na 12 km.
Očekivalo se da je granica koja daje najveći odraz u seizmičkom sondiranju nivo na kojem graniti prelaze u trajniji bazaltni sloj. U stvarnosti se pokazalo da se tamo nalaze manje izdržljive i manje guste pukotine - arhejski gnajsi. Ovo se uopšte nije očekivalo. A ovo je fundamentalno nova geološka i geofizička informacija koja vam omogućava da interpretirate podatke dubokih geofizičkih istraživanja na drugačiji način.
Podaci o procesu formiranja rude u dubokim slojevima zemljine kore također su se pokazali neočekivanim i suštinski novim. Tako su na dubinama od 9-12 km naišle visoko porozne pukotine zasićene podzemnim visoko mineralizovanim vodama. Ove vode su jedan od izvora stvaranja rude. Ranije se vjerovalo da je to moguće samo na mnogo manjim dubinama. U tom intervalu je pronađen povećan sadržaj zlata u jezgri - do 1 g po 1 toni stijene (koncentracija koja se smatra pogodnom za industrijski razvoj). Ali hoće li ikada biti isplativo kopati zlato sa takve dubine?
Promijenile su se i ideje o toplinskom režimu unutrašnjosti zemlje, o dubokoj distribuciji temperatura u područjima bazaltnih štitova. Na dubini većoj od 6 km dobijen je temperaturni gradijent od 20°C na 1 km umjesto očekivanih (kao u gornjem dijelu) 16°C na 1 km. Otkriveno je da je polovina toplotnog toka radiogenog porijekla.
Izbušivši jedinstvenu superduboku bušotinu Kola, naučili smo mnogo i ujedno shvatili koliko još malo znamo o strukturi naše planete.
Kandidat tehničkih nauka A. OSADCHI.
LITERATURA
Kola superdeep. Moskva: Nedra, 1984.
Kola superdeep. Naučni rezultati i istraživačka iskustva. M., 1998.
Kozlovsky E. A. Svjetski forum geologa. "Nauka i život" br. 10, 1984.
Kozlovsky E. A. Kola superdeep. "Nauka i život" br. 11, 1985.
Sredao.ru vikendica iz STANIŠTA
Sredao.ru gradske kuće od agencije za nekretnine HABITAT