În anii 50-70 ai secolului trecut, lumea se schimba cu o viteză incredibilă. Au apărut lucruri fără de care este greu să ne imaginăm lumea de astăzi: internetul, un computer, celular, cucerirea spațiului și a adâncurilor mării. Omul își extindea rapid sferele prezenței sale în Univers, dar încă avea idei destul de grosolane despre structura „căminului” lui - planeta Pământ. Deși nici atunci ideea forajului ultra-profund nu era nouă: în 1958, americanii au lansat proiectul Mohole. Numele său este derivat din două cuvinte:
Moho- o suprafață numită după Andriy Mohorovichich, geofizician și seismolog croat, care în 1909 a identificat limita inferioară a scoarței terestre, pe care are loc o creștere bruscă a vitezei undelor seismice;
gaură- bine, gaură, orificiu. Pornind de la presupunerea că grosimea scoarței terestre sub oceane este mult mai mică decât pe uscat, în apropierea insulei Guadelupe au fost forate 5 puțuri cu o adâncime de aproximativ 180 de metri (cu o adâncime a oceanului de până la 3,5 km). În cinci ani, cercetătorii au forat cinci puțuri, au colectat multe probe din stratul de bazalt, dar nu au ajuns la manta. Drept urmare, proiectul a fost declarat eșec și lucrările au fost întrerupte.
Vreau să vă spun despre faimoasa fântână super-profundă Kolskaya. Este puțin probabil ca mulți oameni să fi știut (ca mine, până când tatăl meu mi-a spus) că sonda Kola SG-3 este cea mai adâncă sondă forată din lume (până în 2008). În timp ce studiau încă la institut, profesorii au purtat legende despre fântâna Kolskaya din colț în colț, deși mulți dintre profesorii noștri nu aveau nimic de-a face cu forajul etc.
Revizuire generală:
Kola Superdeep Well ( SG-3) este cel mai adânc foraj din lume. Este situat în regiunea Murmansk, la 10 kilometri vest de orașul Zapolyarny, pe teritoriul scutului geologic Baltic. Adâncimea sa este de 12.262 de metri. Spre deosebire de alte sonde ultra-adânci care au fost făcute pentru producția sau explorarea petrolului, SG-3 a fost forată exclusiv pentru studiul litosferei în locul în care limita Mohorovichic se apropie de suprafața Pământului.
A fost, de asemenea, cea mai adâncă sondă până în 2008, când a fost ocolită de puțul de petrol Maersk Oil BD-04A de 12.290 de metri forat la un unghi ascuțit față de sol (situat în bazinul petrolier Al Shaheen, Qatar), după care în ianuarie 2011 acesta Sonda a fost ocolită și de puțul de petrol al câmpului Odoptu-Sea al proiectului Sakhalin-1, forat tot în unghi ascuțit față de suprafața pământului, cu o lungime de 12.345 metri.
Ei bine, din punct de vedere al științei:
Când, la sfârșitul secolului trecut, s-a început forarea celebrei fântâni super-profunde Kola, mass-media a scris că chiar în grosimea pământului, microfoanele oamenilor de știință înregistrau țipete și gemete... Este iadul cu adevărat Acolo? Îți place sau nu, dar ceea ce au văzut cercetătorii a schimbat radical ideile tradiționale despre structura stratului superior al Pământului.
Multă vreme, oamenii au încercat să înțeleagă cum sunt aranjate intestinele planetei noastre. Cu toate acestea, pentru o lungă perioadă de timp nu a fost posibil să forați firmamentul pământului mai mult de câteva sute de metri - nu a existat echipamentul necesar. Prin urmare, toate ideile despre structura internă a Pământului se bazează în principal pe calcule teoretice, care nu au fost încă confirmate de date experimentale.
Conform punctului de vedere general acceptat, Pământul este format din trei straturi mari: miezul, mantaua și scoarța terestră. În centru se află miezul, împărțit într-o regiune solidă interioară (cu o rază de aproximativ 1300 km) și un miez exterior lichid cu o rază de aproximativ 2200 km, între care se distinge uneori o zonă de tranziție. Se crede că această regiune a planetei este compusă dintr-un aliaj fier-nichel.
Urmează mantaua - un strat format din silicați de magneziu, fier, calciu și alte metale. Se întinde de la adâncimi de 5-70 de kilometri sub limita cu scoarța terestră, până la limita cu miezul la o adâncime de 2900 km. Se crede că mantaua este destul de fierbinte și în unele dintre straturile sale substanța este în stare topită.
Straturile superioare ale mantalei sunt în contact cu scoarța terestră - chiar stratul pe care, de fapt, trăim. Grosimea acestui înveliș exterior variază de la câțiva kilometri (în regiunile oceanice) la câteva zeci de kilometri (în regiunile muntoase ale continentelor). Sfera scoarței terestre este foarte mică, reprezentând doar aproximativ 0,5% din masa totală a planetei. Compoziția principală a crustei este oxizi de siliciu, aluminiu, fier și metale alcaline.
Se crede că în compoziția crustei continentale, care conține straturile superioare (granit) și inferioare (bazalt) sub stratul sedimentar, se află cele mai vechi roci ale Pământului, a căror vârstă este estimată la peste 3 miliarde de ani. . Crusta oceanică este mai tânără și mai subțire - sub acumularea de sedimente (vârsta lor nu depășește 100-150 de milioane de ani) există un singur strat, apropiat ca compoziție de bazalt.
Se dovedește că, pe tot parcursul existenței lor, oamenii nu au fost cu adevărat capabili să exploreze nici măcar scoarța terestră și, timp de mulți ani, niciunul dintre oamenii de știință nici măcar nu a îndrăznit să viseze că „simt” mantaua sau miezul. Cu toate acestea, la mijlocul secolului al XX-lea, echipamentul necesar unei astfel de cercetări a fost în sfârșit dezvoltat, iar visul a început să devină realitate.
Proiectele de călătorie adânc în Pământ au apărut la începutul anilor 60 ai secolului trecut în mai multe țări deodată. Au încercat să foreze puțuri în acele locuri în care scoarța terestră ar fi trebuit să fie mai subțire, întrucât scopul unui astfel de foraj era să ajungă la manta, pe care, de fapt, urmau să o exploreze în detaliu.
De exemplu, americanii au forat în zona insulei Maui, Hawaii, unde, conform studiilor seismice, roci antice trec sub fundul oceanului, iar mantaua este situată la o adâncime de aproximativ cinci kilometri (sub un kilometru coloană de apă). Cu toate acestea, nicio platformă de foraj oceanic la o adâncime mai mare de 3 kilometri nu ar putea pătrunde.
În general, aproape toate proiectele de puțuri ultra-profunde s-au încheiat în mod misterios la o adâncime de trei kilometri. În acest moment a început să se întâmple ceva ciudat cu boeri: fie cădeau în zone neașteptate, cu temperaturi ridicate, fie păreau mușcați de vreun misterios demon subteran. Deci, în majoritatea cazurilor, nici măcar nu a fost posibil să se studieze compoziția straturilor adânci ale scoarței terestre, ca să nu mai vorbim de manta, al cărei studiu a fost, de fapt, scopul real al unor astfel de studii.
Începeți forarea:
Foraj Kolskaya. Oraș rezidențial și ateliere auxiliare
Și astfel, în 1970, a început forajul faimosului puț Kola în Peninsula Kola. Punctul de foraj a fost ales în acest loc al peninsulei nu întâmplător - peninsula este situată pe așa-numitul Scut Baltic, care este compus din cele mai vechi roci cunoscute omenirii. Lucrările la acest obiect au fost efectuate din 1970 până în 1992, timp în care a fost posibilă „să străpunge” scoarța terestră cu 12.262 de metri.
Interesant este că, când a avut loc la Moscova Congresul Geologic Internațional în 1984, la care au fost prezentate primele rezultate ale cercetării puțului, mulți oameni de știință au sugerat în glumă ca acesta să fie imediat îngropat, deoarece distruge toate ideile despre structura scoarței terestre. Într-adevăr, ciudateniile au început chiar în primele etape de penetrare. Așadar, de exemplu, teoreticienii promiseseră chiar înainte de începerea forajului că temperatura scutului baltic va rămâne relativ scăzută până la o adâncime de cel puțin 15 kilometri. În consecință, va fi posibil să sapi o fântână până la aproape 20 de kilometri, doar până la manta.
Cu toate acestea, deja la o adâncime de cinci kilometri, temperatura ambiantă a depășit 700C, la șapte - peste 1200C, iar la o adâncime de 12 kilometri, senzorii au înregistrat cu până la 2200C - 1000C mai mult decât se prevedea. Oamenii de știință nu au găsit încă o explicație pentru acest fenomen.
De asemenea, fântâna nu a confirmat ideea structurii scoarței terestre asemănătoare cu o turtă stratificată - mai întâi roci sedimentare, apoi granite și bazalt în partea de jos. Cu toate acestea, conform forătorilor, granitele s-au dovedit a fi cu 3 kilometri mai jos decât se așteptau oamenii de știință. Și nu a existat deloc strat de bazalt - ultimii 6 kilometri și-au făcut drum exclusiv prin granit. Oamenii de știință cred că foratorii Kola, fără să-și dea seama, au făcut o descoperire extrem de importantă pentru întreaga omenire.
Fântâna superadâncă Kola le-a oferit cercetătorilor o altă surpriză: viața pe planeta Pământ a apărut, se pare, cu 1,5 miliarde de ani mai devreme decât se aștepta. La adâncimi unde se credea că nu există materie organică, au fost găsite 14 tipuri de microorganisme fosilizate, iar de fapt vârsta acestor straturi adânci a depășit 2,8 miliarde de ani. Dar, cel mai surprinzător, la adâncimi și mai mari, unde nu există roci sedimentare, s-a găsit metan din gaz natural în concentrații uriașe. Acest lucru a distrus complet și complet teoria originii biologice a hidrocarburilor precum petrolul și gazele.
Nu numai senzațiile științifice au fost asociate cu fântâna Kola, ci și legende misterioase, majoritatea dintre care, la testare, s-a dovedit a fi o ficțiune a jurnaliștilor. Potrivit unuia dintre ei (născut de autorii relatărilor unui ziar finlandez), chiar în grosimea pământului, la o adâncime de peste 12 mii de metri, microfoanele oamenilor de știință înregistrau strigăte și gemete.
Mituri sau realitate:
Jurnaliștii, fără să se gândească măcar la faptul că pur și simplu nu este posibil să lipiți un microfon la o asemenea adâncime (ce dispozitiv de înregistrare a sunetului poate funcționa la temperaturi de peste două sute de grade?), au scris că foratorii au auzit o „voce din lumea interlopă”. ." După aceste publicații, fântâna superadâncă Kola a început să fie numită „drumul spre iad”, argumentând că fiecare nou kilometru forat aducea nenorociri țării.
Se spunea că atunci când foratorii forau a treisprezecea mie de metri, URSS s-a prăbușit. Ei bine, când puțul a fost forat la o adâncime de 14,5 km (ceea ce de fapt nu s-a întâmplat), s-au împiedicat brusc de goluri neobișnuite. Intrigați de această descoperire neașteptată, foratorii au coborât un microfon capabil să funcționeze sub extrem temperaturi mari, și alți senzori. Temperatura din interior ar fi atins 1.100 ° C - era căldura camerelor de foc, în care, se presupune că, se auzeau țipete umane.
Această legendă încă cutreieră vastele întinderi ale Internetului, supraviețuind chiar vinovatului acestor bârfe - fântâna Kola. Lucrările la acesta au fost oprite în 1992 din cauza lipsei de finanțare. Până în 2008, a fost într-o stare de naftalină. Și în urmă cu doi ani, s-a luat decizia finală de a abandona continuarea cercetărilor și de a demonta întregul complex de cercetare și de a „îngropa” fântâna. Lichidarea finală a puțului a avut loc în această vară.
Deci, după cum puteți vedea, de data aceasta oamenii de știință nu au reușit să ajungă la manta și să o exploreze. Cu toate acestea, acest lucru nu înseamnă că fântâna Kola nu a dat nimic științei - dimpotrivă, le-a dat peste cap toate ideile despre structura scoarței terestre. Este posibil ca cercetătorii actualei sonde petroliere Maersk Oil (12.290 de metri adâncime - care este cu 28 de metri mai adânc decât Kola), care se află în bazinul petrolier Al Shahin, în Qatar, să poată urca și mai adânc.
________________________________________ ________________________________________ ________________
Materiale: Alexey Voskoboinik (alex_oil), Wikipedia și surse de pe Internet despre fântâna Kola
Astăzi, cercetarea științifică a omenirii a ajuns la granițele sistemului solar: am aterizat nava spatiala către planete, sateliții lor, asteroizi, comete, au trimis misiuni în centura Kuiper și au trecut granița heliopauzei. Cu ajutorul telescoapelor, vedem evenimente care au avut loc acum 13 miliarde de ani - când universul avea doar câteva sute de milioane de ani. În acest context, este interesant să evaluăm cât de bine ne cunoaștem Pământul. Cel mai bun mod să învețe structura sa internă - să foreze o sondă: cu cât mai adânc, cu atât mai bine. Cea mai adâncă fântână de pe Pământ este Kola Superdeep, sau SG-3. În 1990, adâncimea sa a ajuns la 12 kilometri 262 de metri. Dacă comparăm această cifră cu raza planetei noastre, se dovedește că aceasta este doar 0,2% din drumul până la centrul Pământului. Dar chiar și acest lucru s-a dovedit a fi suficient pentru a transforma ideile despre structura scoarței terestre.
Dacă vă imaginați o fântână ca un puț prin care puteți coborî cu liftul în chiar măruntaiele pământului, sau cel puțin câțiva kilometri, atunci nu este deloc așa. Diametrul instrumentului de foraj cu care inginerii au creat puțul a fost de numai 21,4 centimetri. Secțiunea superioară de doi kilometri a puțului este puțin mai largă - a fost extinsă la 39,4 centimetri, dar totuși nu există nicio modalitate ca o persoană să ajungă acolo. Pentru a ne imagina proporțiile fântânii, cea mai bună analogie ar fi un ac de cusut de 57 de metri cu un diametru de 1 milimetru, puțin mai gros la un capăt.
Ei bine aspectul
Dar această prezentare va fi simplificată. În timpul forajului, la sondă au avut loc mai multe accidente - o parte din garnitura de foraj a ajuns în subteran fără posibilitatea extragerii acesteia. Prin urmare, de mai multe ori fântâna a fost reluată, de la semnele de șapte și nouă kilometri. Există patru ramuri majore și aproximativ o duzină de altele mai mici. Ramurile principale au adâncimi maxime diferite: două dintre ele trec marcajul de 12 kilometri, încă două nu ajung la el cu doar 200-400 de metri. Rețineți că adâncimea șanțului Marianei este cu un kilometru mai mică - 10.994 de metri față de nivelul mării.
Proiecții orizontale (stânga) și verticale ale traiectoriilor SG-3
Yu.N. Yakovlev și colab. / Buletinul Centrului Științific Kola al Academiei Ruse de Științe, 2014
Mai mult, ar fi o greșeală să percepi puțul ca pe un plumb. Datorită faptului că la diferite adâncimi rocile au proprietăți mecanice diferite, burghiul în timpul lucrului a deviat către zone mai puțin dense. Prin urmare, la scară largă, profilul Kola Superdeep arată ca un fir ușor curbat cu mai multe ramuri.
Apropiindu-ne astăzi de fântână, vom vedea doar partea superioară - o trapă de metal înșurubată la gură cu douăsprezece șuruburi masive. Inscripția de pe ea a fost făcută cu o greșeală, adâncimea corectă este de 12.262 de metri.
Cum a fost forat un puț adânc?
Pentru început, trebuie remarcat faptul că SG-3 a fost inițial conceput special pentru scopuri științifice. Cercetătorii au ales să foreze un loc în care roci străvechi au ieșit la suprafața pământului - vechi de până la trei miliarde de ani. Unul dintre argumentele explorării a fost că rocile sedimentare tinere au fost bine studiate în timpul producției de petrol și nimeni nu a forat încă adânc în straturile antice. În plus, au existat și zăcăminte mari de cupru-nichel, a căror explorare ar fi un plus util misiunii științifice a puțului.
Forajul a început în 1970. Prima parte a sondei a fost forată cu o instalație în serie Uralmash-4E - era de obicei folosită pentru forarea puțurilor de petrol. Modificarea instalației a făcut posibilă atingerea unei adâncimi de 7 kilometri 263 de metri. A durat patru ani. Apoi instalația a fost schimbată în „Uralmash-15000”, numită după adâncimea planificată a puțului - 15 kilometri. Noua instalație de foraj a fost concepută special pentru Kola Superdeep: forarea la adâncimi atât de mari a necesitat o rafinare serioasă a echipamentelor și a materialelor. De exemplu, greutatea șirului de foraj singur la o adâncime de 15 kilometri a ajuns la 200 de tone. Instalația în sine ar putea ridica sarcini de până la 400 de tone.
Garnitura de foraj este formată din țevi conectate între ele. Cu ajutorul acestuia, inginerii coboară instrumentul de foraj pe fundul puțului și, de asemenea, asigură funcționarea acestuia. La capatul coloanei au fost montate turboforatoare speciale de 46 de metri, actionate de un curent de apa de la suprafata. Au făcut posibilă rotirea instrumentului de zdrobire a pietrei separat de întreaga coloană.
Bucățile cu care șirul de foraj tăiat în granit evocă asocieri cu detalii futuriste de la robot - mai multe discuri cu țepi care se rotesc conectate la turbină de sus. Un astfel de bit a fost suficient pentru doar patru ore de lucru - aceasta corespunde aproximativ unui pasaj de 7-10 metri, după care întreaga garnitură de foraj trebuie ridicată, demontată și apoi coborâtă din nou. Coborârile și ascensiunile constante au durat până la 8 ore.
Chiar și țevile pentru coloana din Kola Superdeep au trebuit să folosească unele neobișnuite. La adâncime, temperatura și presiunea cresc treptat și, după cum spun inginerii, la temperaturi de peste 150-160 de grade, oțelul țevilor în serie se înmoaie și ține mai rău încărcăturile de mai multe tone - din această cauză, probabilitatea deformațiilor periculoase și ruperii coloana crește. Prin urmare, dezvoltatorii au ales aliaje de aluminiu mai ușoare și rezistente la căldură. Fiecare dintre țevi avea o lungime de aproximativ 33 de metri și un diametru de aproximativ 20 de centimetri - puțin mai îngust decât fântâna în sine.
Cu toate acestea, chiar și materialele special concepute nu au putut rezista la condițiile de foraj. După prima secțiune de șapte kilometri, a fost nevoie de aproape zece ani și de peste 50 de kilometri de țevi pentru a fora în continuare până la marca de 12.000 de metri. Inginerii s-au confruntat cu faptul că sub șapte kilometri rocile au devenit mai puțin dense și s-au fracturat - vâscoase pentru burghiu. În plus, sonda în sine și-a distorsionat forma și a devenit eliptică. Drept urmare, sfoara s-a rupt de mai multe ori și, neputând să o ridice înapoi, inginerii au fost nevoiți să betoneze ramura sondei și să treacă din nou prin sondă, irosind ani de muncă.
Unul dintre aceste accidente majore i-a forțat pe foratori în 1984 să betoneze o ramură de sondă care a atins o adâncime de 12.066 de metri. Forajul a trebuit să fie reluat de la marcajul de 7 kilometri. Aceasta a fost precedată de o pauză în lucrul cu fântâna - în acel moment, existența SG-3 a fost desecretizată, iar la Moscova a avut loc congresul geologic internațional Geoexpo, ai cărui delegați au vizitat obiectul.
Potrivit martorilor oculari ai accidentului, după reluarea lucrărilor, coloana a forat o sondă la nouă metri mai jos. După patru ore de foraj, muncitorii s-au pregătit să ridice coloana înapoi, dar aceasta „nu a mers”. Forătorii au decis că țeava undeva „s-a lipit” de pereții puțului și au crescut puterea de ridicare. Volumul de muncă a fost redus drastic. Demontând treptat sfoara în lumânări de 33 de metri, muncitorii au ajuns la următorul segment, terminând cu o margine inferioară neuniformă: turboforamatorul și încă cinci kilometri de țevi au rămas în puț, nu au putut fi ridicate.
Foratorii au reușit să atingă din nou marcajul de 12 kilometri abia în 1990, în același timp a fost stabilit recordul de scufundare - 12.262 de metri. Apoi a avut loc un nou accident, iar din 1994, lucrările la fântână au fost oprite.
Misiunea științifică a ultra-adâncului
Model de teste seismice pe SG-3
„Kola superdeep” Ministerul Geologiei al URSS, editura „Nedra”, 1984
Fântâna a fost investigată printr-o gamă întreagă de metode geologice și geofizice, de la colectarea miezului (o coloană de roci corespunzătoare adâncimii date) și terminând cu măsurători de radiații și seismologice. De exemplu, miezul a fost luat folosind receptori de miez cu burghie speciale - arată ca țevi cu margini zimțate. În centrul acestor conducte există găuri de 6-7 centimetri în care pătrunde stânca.
Dar chiar și cu această tehnică aparent simplă (cu excepția necesității de a ridica acest nucleu de la mulți kilometri adâncime), au apărut dificultăți. Datorită fluidului de foraj - același care a pus în mișcare burghiul - miezul a fost saturat cu lichid și și-a schimbat proprietățile. În plus, condițiile în profunzime și pe suprafața pământului sunt foarte diferite - probele au crăpat din diferența de presiune.
La diferite adâncimi, randamentul miezului a fost foarte diferit. Dacă la cinci kilometri de un segment de 100 de metri era posibil să se bazeze pe 30 de centimetri de miez, atunci la adâncimi de peste nouă kilometri, în loc de o coloană de roci, geologii au primit un set de șaibe din rocă densă.
Micrografie de roci ridicate de la o adâncime de 8028 metri
„Kola superdeep” Ministerul Geologiei al URSS, editura „Nedra”, 1984
Studiile materialului ridicat din fântână au condus la câteva concluzii importante. În primul rând, structura scoarței terestre nu poate fi simplificată la o compoziție de mai multe straturi. Acest lucru a fost indicat anterior de datele seismologice - geofizicienii au văzut unde care păreau a fi reflectate de la o graniță netedă. Studiile la SG-3 au arătat că o astfel de vizibilitate poate apărea și cu o distribuție complexă a rocilor.
Această presupunere a afectat proiectarea fântânii - oamenii de știință se așteptau ca la o adâncime de șapte kilometri puțul să intre în roci de bazalt, dar nu s-au întâlnit nici la marca de 12 kilometri. Dar în loc de bazalt, geologii au descoperit roci care aveau cantitate mare fisuri și densitate scăzută, la care nu se putea aștepta deloc de la mulți kilometri de adâncime. Mai mult, în fisuri au fost găsite urme de apă subterană - chiar s-a sugerat că acestea s-au format printr-o reacție directă a oxigenului și hidrogenului în grosimea Pământului.
Printre rezultatele științifice au fost și cele aplicate - de exemplu, la adâncimi mici, geologii au găsit un orizont de minereuri de cupru-nichel potrivite pentru minerit. Și la o adâncime de 9,5 kilometri, a fost descoperit un strat de anomalie geochimică a aurului - granule micrometrice de aur nativ au fost prezente în rocă. Concentrațiile au ajuns la grame pe tonă de rocă. Cu toate acestea, este puțin probabil ca mineritul de la o asemenea adâncime să fie vreodată profitabilă. Dar însăși existența și proprietățile stratului purtător de aur au făcut posibilă clarificarea modelelor de evoluție a mineralelor - petrogeneza.
Separat, este necesar să vorbim despre studiile gradienților de temperatură și radiațiilor. Pentru astfel de experimente se folosesc instrumente de fund, care sunt coborâte pe cabluri de sârmă. Marea problemă a fost asigurarea sincronizării acestora cu echipamentele de la sol, precum și asigurarea funcționării la adâncimi mari. De exemplu, au apărut dificultăți cu faptul că cablurile, cu o lungime de 12 kilometri, au fost întinse cu aproximativ 20 de metri, ceea ce ar putea reduce foarte mult acuratețea datelor. Pentru a evita acest lucru, geofizicienii au fost nevoiți să creeze noi metode de marcare a distanțelor.
Majoritatea instrumentelor comerciale nu au fost concepute pentru a funcționa în condițiile dure ale nivelurilor inferioare ale puțului. Prin urmare, pentru cercetarea la mare adâncime, oamenii de știință au folosit echipamente concepute special pentru Kola Superdeep.
Cel mai important rezultat al cercetării geotermale sunt gradienții de temperatură mult mai mari decât se aștepta să fie observați. Aproape de suprafață, rata de creștere a temperaturii a fost de 11 grade pe kilometru, până la o adâncime de doi kilometri - 14 grade pe kilometru. În intervalul de la 2,2 la 7,5 kilometri, temperatura a crescut cu un ritm apropiat de 24 de grade pe kilometru, deși modelele existente preconizau o valoare de o ori și jumătate mai mică. Drept urmare, deja la o adâncime de cinci kilometri, instrumentele au înregistrat o temperatură de 70 de grade Celsius, iar cu 12 kilometri această valoare a ajuns la 220 de grade Celsius.
Fântâna super-profundă Kola s-a dovedit a fi diferită de alte fântâni - de exemplu, la analiza degajării de căldură a rocilor scutului cristalin ucrainean și a batoliților din Sierra Nevada, geologii au arătat că eliberarea de căldură scade odată cu adâncimea. În SG-3, dimpotrivă, a crescut. Mai mult, măsurătorile au arătat că principala sursă de căldură, care asigură 45-55 la sută din fluxul de căldură, este dezintegrarea elementelor radioactive.
În ciuda faptului că adâncimea fântânii pare colosală, aceasta nu atinge nici măcar o treime din grosimea scoarței terestre din Scutul Baltic. Geologii estimează că baza scoarței terestre din această zonă se află la aproximativ 40 de kilometri sub pământ. Prin urmare, chiar dacă SG-3 ar fi atins limita planificată de 15 kilometri, tot nu am fi ajuns la manta.
O sarcină atât de ambițioasă a fost stabilită de oamenii de știință americani la dezvoltarea proiectului Mohol. Geologii au planificat să ajungă la granița Mohorovichich - o zonă subterană în care există o schimbare bruscă a vitezei de propagare a undelor sonore. Se crede că are legătură cu granița dintre crustă și manta. Este de remarcat faptul că foratorii au ales fundul oceanului de lângă insula Guadalupe ca loc pentru fântână - distanța până la graniță era de doar câțiva kilometri. Cu toate acestea, adâncimea oceanului în sine a ajuns aici la 3,5 kilometri, ceea ce a complicat semnificativ lucrările de foraj. Primele teste din anii 1960 au permis geologilor să foreze găuri de doar 183 de metri.
Recent s-au făcut planuri pentru a reînvia proiectul de foraj în adâncime cu ajutorul navei de foraj de explorare JOIDES Resolution. Ca nou obiectiv, geologii au ales un punct din Oceanul Indian, nu departe de Africa. Adâncimea graniței Mohorovichic acolo este de numai aproximativ 2,5 kilometri. În decembrie 2015 - ianuarie 2016, geologii au reușit să foreze o sondă cu o adâncime de 789 de metri - a cincea ca mărime din lume a puțurilor subacvatice. Dar această valoare este doar jumătate din ceea ce era necesar la prima etapă. Cu toate acestea, echipa plănuiește să se întoarcă și să finalizeze ceea ce a început.
***
0,2% din drumul către centrul Pământului nu este o cifră atât de impresionantă în comparație cu scara călătoriilor în spațiu. Cu toate acestea, trebuie avut în vedere faptul că granița sistemului solar nu trece de-a lungul orbitei lui Neptun (sau chiar a centurii Kuiper). Gravitația Soarelui predomină asupra celei stelare până la distanțe de doi ani lumină de stea. Deci, dacă calculezi totul cu atenție, se dovedește că și Voyager 2 a zburat doar cu o zecime dintr-un procent din calea către periferia sistemului nostru.
Prin urmare, nu vă supărați cât de puțin cunoaștem „interiorul” propriei noastre planete. Geologii au propriile telescoape - cercetare seismică - și propriile lor planuri ambițioase de a cuceri intestinele. Și dacă astronomii au reușit deja să atingă o parte solidă a corpurilor cerești sistem solar, atunci geologii au toate cele mai interesante lucruri de urmat.
Vladimir Korolev
Ocupă primele poziții în lista „Fântânilor super-profunde ale lumii”. A fost forat pentru a studia structura rocilor de pământ adânc. Spre deosebire de alte sonde disponibile pe planetă, aceasta a fost forată exclusiv din punct de vedere al cercetării și nu a fost folosită în scopul extragerii resurselor utile.
Locația stației ultradeep Kola
Unde se află puțul Kola Superdeep? O on este situat în regiunea Murmansk, lângă orașul Zapolyarny (la aproximativ 10 kilometri de acesta). Locația fântânii este cu adevărat unică. A fost amplasat pe teritoriul din zona peninsulei Kola. Este locul în care pământul împinge zilnic diferite roci antice la suprafață.
În apropierea fântânii se află jgheabul de ruptură Pechenga-Imandra-Varzuga, care s-a format în urma unei falii.
Fântână superprofundă Kola: istoria apariției
În cinstea aniversării centenarului cu ocazia nașterii lui Vladimir Ilici Lenin în prima jumătate a anului 1970, a început forarea unui puț.
Pe 24 mai 1970, după ce amplasarea puțului a fost aprobată de expediția geologică, au început lucrările. Până la o adâncime de aproximativ 7.000 de metri, totul a mers ușor și fără probleme. După trecerea jalonului șapte mii, lucrarea a devenit mai dificilă și au început să apară prăbușiri constante.
Ca urmare a spargerii constante a mecanismelor de ridicare și a capetelor de foraj, precum și a prăbușirilor regulate, pereții puțului au fost supuși procesului de cimentare. Cu toate acestea, din cauza unor defecțiuni constante, lucrările au continuat câțiva ani și au mers extrem de încet.
Pe 6 iunie 1979, adâncimea puțului a depășit linia de 9583 de metri, doborând astfel recordul mondial pentru producția de petrol din Statele Unite ale Americii de către Bert Rogers, situat în Oklahoma. La acel moment, aproximativ șaisprezece laboratoare științifice lucrau continuu în puțul Kola, iar procesul de foraj era controlat personal de ministrul geologiei. Uniunea Sovietică Kozlovski Evgheni Alexandrovici.
În 1983, când adâncimea puțului superadânc Kola a atins 12.066 de metri, lucrările au fost temporar înghețate în legătură cu pregătirile pentru Congresul Geologic Internațional din 1984. La finalizarea acestuia, lucrările au fost reluate.
Reluarea lucrărilor a căzut la 27 septembrie 1984. Dar în timpul primei coborâri, șirul de foraj a fost tăiat și din nou puțul s-a prăbușit. Lucrările au fost reluate de la o adâncime de aproximativ 7 mii de metri.
În 1990, adâncimea sondei de foraj a atins un record de 12.262 de metri. După întreruperea coloanei următoare, s-a primit ordin de oprire a forării puțului și finalizarea lucrării.
Starea actuală a fântânii Kola
La începutul anului 2008, fântâna ultraadâncă de pe Peninsula Kola a fost considerată abandonată, echipamentul era în curs de demontare, iar un proiect de demolare a clădirilor și laboratoarelor existente începuse deja.
La începutul anului 2010, directorul Institutului Geologic Kola al Academiei Ruse de Științe a anunțat că fântâna a trecut acum printr-un proces de conservare și este distrusă de la sine. De atunci, problema nu a mai fost pusă.
Ei bine profunzime până în prezent
În prezent, puțul superadânc Kola, a cărui fotografie este prezentată cititorului în articol, este considerat unul dintre cele mai mari proiecte de foraj de pe planetă. Adâncimea sa oficială este de 12.263 de metri.
Sună în fântâna Kola
Când instalațiile de foraj au depășit linia de 12 mii de metri, muncitorii au început să audă sunete ciudate care veneau din adâncuri. La început nu au acordat nicio importanță acestui lucru. Cu toate acestea, când toate echipamentele de foraj s-au oprit și în fântână s-a lăsat o liniște de moarte, s-au auzit sunete neobișnuite, pe care lucrătorii înșiși le-au numit „strigătele păcătoșilor din iad”. Deoarece sunetele fântânii ultra-profunde erau considerate destul de neobișnuite, s-a decis să le înregistreze folosind microfoane rezistente la căldură. Când au fost ascultate înregistrările, toată lumea a rămas uimită – arătau ca țipetele și țipetele oamenilor.
La câteva ore după ce au ascultat înregistrările, muncitorii au găsit urme ale unei explozii puternice de origine necunoscută anterior. Lucrările au fost oprite temporar până la clarificarea împrejurărilor. Au reluat însă după câteva zile. După ce au coborât din nou în fântână, toată lumea cu răsuflarea tăiată se aștepta să audă strigăte omenești, dar era o liniște cu adevărat de moarte.
Când a început ancheta despre originea sunetelor, au început să se pună întrebări despre cine a auzit ce. Muncitorii uimiți și speriați au încercat să evite să răspundă la aceste întrebări și au respins doar fraza: „Am auzit ceva ciudat...” Abia după mult timp și după ce proiectul a fost închis, a fost prezentată o versiune conform căreia sunetele de origine necunoscută sunt sunetul mișcării plăcilor tectonice. Această versiune a fost respinsă în timp.
Secretele care învăluiau fântâna
În 1989, fântâna super-profundă Kola, sunetele din care excită imaginația umană, a fost numită „drumul spre iad”. Legenda a apărut în emisiunea unei companii americane de televiziune, care a luat drept realitate un articol al lui April Fool dintr-un ziar finlandez despre fântâna Kola. Articolul spunea că fiecare kilometru forat în drumul spre 13 a adus nenorociri continue țării. Potrivit legendei, la o adâncime de 12.000 de metri, muncitorii au început să-și imagineze strigătele umane de ajutor, care erau înregistrate pe microfoane ultra-sensibile.
Cu fiecare nou kilometru pe drumul spre data de 13, în țară au avut loc cataclisme, așa că URSS s-a prăbușit pe calea de mai sus.
De asemenea, s-a remarcat că, după ce au forat o sondă de până la 14,5 mii de metri, muncitorii au dat peste „încăperi” goale, la care temperatura a ajuns la 1100 de grade Celsius. După ce au coborât unul dintre microfoanele rezistente la căldură într-una dintre aceste găuri, au înregistrat gemete, scrâșnituri și țipete. Aceste sunete au fost numite „vocea lumii interlope”, iar fântâna în sine a început să fie numită doar „drumul către iad”.
Cu toate acestea, echipa de cercetare însăși a infirmat curând această legendă. Oamenii de știință au raportat că adâncimea sondei în acel moment era de doar 12.263 de metri, iar temperatura maximă înregistrată a fost de 220 de grade Celsius. Un singur fapt a rămas nerefutat, datorită căruia fântâna super-profundă Kola are o faimă atât de dubioasă - sunete.
Interviu cu unul dintre lucrătorii puțului Kola Superdeep
Într-unul dintre interviurile dedicate infirmării legendei fântânii Kola, David Mironovich Huberman a spus: „Când mă întreabă despre veridicitatea acestei legende și despre existența demonului pe care l-am găsit acolo, răspund că aceasta este completă. Prostii. Dar, să fiu sincer, nu pot nega faptul că am întâlnit ceva supranatural. La început, sunete de origine necunoscută au început să ne tulbure, apoi a avut loc o explozie. Când ne-am uitat în fântână, la aceeași adâncime, câteva zile mai târziu, totul era absolut normal...”
Care a fost beneficiul forării puțului foarte adânc Kola?
Desigur, unul dintre principalele avantaje ale aspectului acestui puț poate fi numit un progres semnificativ în domeniul forajului. Au fost dezvoltate noi metode și tipuri de foraj. De asemenea, echipamentele de foraj și științifice au fost create personal pentru puțul superadânc Kola, care este folosit și astăzi.
Un alt plus a fost descoperirea unei noi locații de resurse naturale valoroase, inclusiv aur.
Scopul științific principal al proiectului de a studia straturile adânci ale pământului a fost atins. Multe teorii existente au fost infirmate (inclusiv cele despre stratul de bazalt al pământului).
Numărul de puțuri ultra adânci din lume
În total, există aproximativ 25 de fântâni ultra adânci pe planetă.
Cele mai multe dintre ele sunt situate în fosta URSS, dar aproximativ 8 sunt situate în întreaga lume.
Fântâni superdeep situate pe teritoriul fostei URSS
Pe teritoriul Uniunii Sovietice au fost prezente un număr mare de fântâni super adânci, dar trebuie subliniate în special următoarele:
- bine Muruntau. În adâncime, fântâna ajunge la doar 3 mii de metri. Este situat în Republica Uzbekistan, în micul sat Muruntau. Forajul sondei a început în 1984 și nu a fost încă finalizat.
- Krivoy Rog bine. În adâncime ajunge la doar 5383 de metri din 12 mii concepute. Forajul a început în 1984 și s-a încheiat în 1993. Locația fântânii este considerată a fi Ucraina, în vecinătatea orașului Krivoy Rog.
- Nipru-Donețk bine. Este o compatriotă a precedentei și se află tot în Ucraina, lângă Republica Donețk. Adâncimea puțului de astăzi este de 5691 de metri. Forajul a început în 1983 și continuă până în prezent.
- Fântâna Uralului. Are o adâncime de 6100 de metri. Este situat în regiunea Sverdlovsk, lângă orașul Verkhnyaya Tura. Lucrările la software au durat 20 de ani, începând din 1985 și s-au încheiat în 2005.
- Biikzhal bine. Adâncimea sa ajunge la 6700 de metri. Sonda a fost forată între 1962 și 1971. Este situat pe câmpia Caspică.
- Aralsol bine. Adâncimea sa este cu o sută de metri mai mare decât Biikzhalskaya și este de numai 6800 de metri. Anul de foraj și locația puțului sunt complet identice cu puțul Biizhalskaya.
- bine Timan-Pechora. Adâncimea sa atinge 6904 metri. Situat în Republica Komi. Mai precis, în regiunea Vuktyl. Lucrarea la software a durat aproximativ 10 ani, din 1984 până în 1993.
- bine Tyumen. Adâncimea ajunge la 7502 metri din 8000 planificați. Fântâna este situată lângă orașul și satul Korotchaevo. Forajul a avut loc între 1987 și 1996.
- Shevchenko bine. A fost forat timp de un an în 1982 cu scopul de a extrage petrol în vestul Ucrainei. Adâncimea puțului este de 7520 de metri. Situat în regiunea Carpaților.
- En-Yakhinskaya bine. Are o adâncime de aproximativ 8250 de metri. Singurul puț care a depășit planul de foraj (6000 a fost planificat inițial). Este situat pe teritoriul Siberiei de Vest, lângă orașul Novy Urengoy. Forajul a durat din 2000 până în 2006. În prezent, a fost ultima fântână ultra-adâncă care funcționează în Rusia.
- Saatlinskaya bine. Adâncimea sa este de 8324 metri. Forajul a fost efectuat între 1977 și 1982. Este situat în Azerbaidjan, la 10 kilometri de orașul Saatly, în interiorul Bulgei Kursk.
Fântâni ultra adânci la nivel mondial
Pe teritoriul altor țări există și o serie de fântâni super adânci care nu pot fi ignorate:
- Suedia. Silyan Ring cu o adâncime de 6800 de metri.
- Kazahstan. Tasym Sud-Est cu o adâncime de 7050 de metri.
- STATELE UNITE ALE AMERICII. Bighorn are 7583 de metri adâncime.
- Austria. Zisterdorf cu o adâncime de 8553 metri.
- STATELE UNITE ALE AMERICII. Universitatea cu o adâncime de 8686 metri.
- Germania. KTB-Oberpfalz cu o adâncime de 9101 metri.
- STATELE UNITE ALE AMERICII. Beydat-Unitate cu o adâncime de 9159 metri.
- STATELE UNITE ALE AMERICII. Bertha Rogers la o adâncime de 9583 de metri.
Recorduri mondiale pentru puțuri ultra adânci din lume
În 2008, recordul mondial al sondei Kola a fost doborât de sonda de petrol Maersk. Adâncimea sa este de 12.290 de metri.
După aceea, au fost înregistrate mai multe recorduri mondiale pentru puțurile ultra-adânci:
- La începutul lunii ianuarie 2011, recordul a fost doborât de sonda de petrol Sakhalin-1, care atinge o adâncime de 12.345 de metri.
- În iunie 2013, recordul a fost doborât de puțul câmpului Chayvinskoye, a cărui adâncime era de 12.700 de metri.
Cu toate acestea, ghicitorile și misterele fântânii super-profunde Kola nu au fost dezvăluite sau explicate până în prezent. În ceea ce privește sunetele prezente în timpul forajului acestuia, au apărut noi teorii până astăzi. Cine știe, poate că acesta este cu adevărat rodul unei fantezii umane violente? Ei bine, atunci de ce atât de mulți martori oculari? Poate că în curând va exista o persoană care va da o explicație științifică a ceea ce se întâmplă și poate fântâna va rămâne o legendă care va fi repovestită pentru multe secole...
La o adâncime de 410-660 de kilometri sub suprafața Pământului, oceanul perioadei arheice. Astfel de descoperiri nu ar fi fost posibile fără metodele de foraj ultra-profunde dezvoltate și utilizate în Uniunea Sovietică. Unul dintre artefactele acelor vremuri este fântâna superadâncă Kola (SG-3), care, chiar și la 24 de ani de la oprirea forajului, rămâne cea mai adâncă din lume. De ce a fost forat și ce descoperiri a ajutat să facă, spune Lenta.ru.
Pionierii forajului ultra-profund au fost americanii. Adevărat, în imensitatea oceanului: într-un proiect pilot, au implicat nava Glomar Challenger, concepută tocmai în acest scop. Între timp, baza teoretică corespunzătoare a fost dezvoltată activ în Uniunea Sovietică.
În mai 1970, în nordul regiunii Murmansk, la 10 kilometri de orașul Zapolyarny, a început forajul puțului superadânc Kola. După cum era de așteptat, aceasta a fost programată să coincidă cu centenarul nașterii lui Lenin. Spre deosebire de alte sonde ultra-adânci, SG-3 a fost forat exclusiv în scopuri științifice și chiar a organizat o expediție specială de explorare.
Locul de foraj a fost unic: pe Scutul Baltic din zona peninsulei Kola ies la suprafață rocile antice. Multe dintre ele au trei miliarde de ani (planeta noastră însăși are 4,5 miliarde de ani). În plus, aici jgheabul rupturii Pechenga-Imandra-Varzug este o structură asemănătoare cupei presată în roci antice, a cărei origine este explicată printr-o falie adâncă.
Oamenii de știință au avut nevoie de patru ani pentru a fora un puț la o adâncime de 7263 de metri. Până acum nu s-a făcut nimic neobișnuit: s-a folosit aceeași instalație ca și la extracția petrolului și gazelor. Apoi puțul a stat inactiv un an întreg: instalația a fost modificată pentru forarea cu turbină. După modernizare, a fost posibil să forați aproximativ 60 de metri pe lună.
O adâncime de șapte kilometri a adus surprize: alternanța stâncilor dure și nu foarte dense. Accidentele au devenit mai dese, iar în sondă au apărut multe caverne. Forajul a continuat până în 1983, când adâncimea SG-3 a ajuns la 12 kilometri. După aceea, oamenii de știință au adunat o mare conferință și au vorbit despre succesele lor.
Cu toate acestea, din cauza manipulării neglijente a forajului, în mină a rămas o secțiune de cinci kilometri. Timp de câteva luni au încercat să-l obțină, dar nu au reușit. S-a decis să se reia forajul de la o adâncime de șapte kilometri. Datorită complexității operațiunii, a fost forat nu numai arborele principal, ci și patru suplimentari. A fost nevoie de șase ani pentru a restaura metrii pierduți: în 1990, fântâna a atins o adâncime de 12.262 de metri, devenind cea mai adâncă din lume.
Doi ani mai târziu, forajul a fost oprit, ulterior fântâna a fost oprită, dar de fapt a fost abandonată.
Cu toate acestea, multe descoperiri au fost făcute la fântâna superadâncă Kola. Inginerii au creat un întreg sistem de foraj ultra-profund. Dificultatea nu a fost doar în profunzime, ci și în temperaturile ridicate (până la 200 de grade Celsius) din cauza intensității muncii burghiilor.
Oamenii de știință nu numai că s-au mutat adânc în Pământ, dar au ridicat și mostre de rocă și miezuri pentru analiză. Apropo, ei au fost cei care au studiat solul lunar și au descoperit că în compoziție corespunde aproape în totalitate rocilor extrase din fântâna Kola de la o adâncime de aproximativ trei kilometri.
La o adâncime de peste nouă kilometri, au găsit zăcăminte de minerale, inclusiv aur: în stratul de olivină este de până la 78 de grame pe tonă. Și acest lucru nu este atât de puțin - exploatarea aurului este considerată posibilă la 34 de grame pe tonă. O surpriză plăcută pentru oamenii de știință, precum și pentru uzina din apropiere, a fost descoperirea unui nou orizont de minereuri de cupru-nichel.
Printre altele, cercetătorii au aflat că granitele nu trec într-un strat de bazalt super-puternic: de fapt, gneisurile arheene, care sunt clasificate în mod tradițional drept roci fracturate, au fost localizate în spatele acestuia. Acest lucru a făcut un fel de revoluție în știința geologică și geofizică și a schimbat complet ideile tradiționale despre intestinele Pământului.
O altă surpriză plăcută este descoperirea la o adâncime de 9-12 kilometri a unor roci fracturate extrem de poroase saturate cu ape foarte mineralizate. Potrivit oamenilor de știință, ei sunt cei responsabili pentru formarea minereurilor, dar anterior se credea că acest lucru are loc doar la adâncimi mult mai mici.
Printre altele, s-a dovedit că temperatura intestinelor este puțin mai mare decât se aștepta: la o adâncime de șase kilometri s-a obținut un gradient de temperatură de 20 de grade Celsius pe kilometru în loc de 16 așteptați. S-a stabilit originea radiogenă a fluxului de căldură, ceea ce, de asemenea, nu a fost de acord cu ipotezele anterioare.
În straturile profunde vechi de peste 2,8 miliarde de ani, oamenii de știință au descoperit 14 tipuri de microorganisme pietrificate. Acest lucru a făcut posibilă schimbarea timpului de origine a vieții pe planetă cu un miliard și jumătate de ani în urmă. Cercetătorii au descoperit, de asemenea, că nu există roci sedimentare în adâncuri și că există metan, îngropând pentru totdeauna teoria originii biologice a hidrocarburilor.