XX amžius buvo pažymėtas žmogaus triumfu ore ir giliausių Pasaulio vandenyno įdubimų užkariavimu. Tik svajonė įsiskverbti į mūsų planetos širdį ir pažinti iki šiol paslėptą jos vidurių gyvenimą lieka nepasiekiama. „Kelionė į Žemės centrą“žada būti nepaprastai sunki ir jaudinanti, kupina daugybės netikėtumų ir neįtikėtinų atradimų. Pirmieji žingsniai šiuo keliu jau žengti - pasaulyje išgręžtos kelios dešimtys supergilių šulinių. Itin gilių gręžinių pagalba gauta informacija pasirodė tokia didžiulė, kad sugriovė nusistovėjusias geologų mintis apie mūsų planetos struktūrą ir pateikė turtingiausių medžiagų įvairių žinių sričių tyrinėtojams.
Palieskite mantiją
Darbštūs kinai XIII amžiuje iškasė 1200 metrų gylio šulinius. Europiečiai sumušė Kinijos rekordą 1930 m., Išmokę perverti žemę gręžimo įrenginiais 3 kilometrus. 1950-ųjų pabaigoje šuliniai buvo pratęsti iki 7 kilometrų. Prasidėjo ypač gilių gręžinių era.
Kaip ir daugumos pasaulinių projektų atveju, idėja gręžti viršutinį Žemės apvalkalą kilo praėjusio amžiaus septintajame dešimtmetyje, kelionių į kosmosą aukštumoje ir tikint beribėmis mokslo ir technologijų galimybėmis. Amerikiečiai pastojo ne mažiau kaip per šulinį perėję visą žemės plutą ir gaudami viršutinės mantijos uolienų pavyzdžius. Tuomet mantijos (kaip, beje, ir dabar) sąvokos buvo grindžiamos tik netiesioginiais duomenimis - seisminių bangų sklidimo gilumoje greičiu, kurio kitimas buvo aiškinamas kaip skirtingo amžiaus ir kompozicijų uolienų sluoksnių riba. Mokslininkai manė, kad žemės pluta yra tarsi sumuštinis: viršuje - jaunos uolos, apačioje - senovinės. Tačiau tik labai giliai gręžiant galima tiksliai suprasti Žemės išorinio apvalkalo ir viršutinės mantijos struktūrą ir sudėtį.
„Mokhol“projektas
1958 m. JAV pasirodė „Mohol superdeep“gręžimo programa. Tai vienas iš drąsiausių ir paslaptingiausių projektų pokario Amerikoje. Kaip ir daugelis kitų programų, „Mohol“buvo sukurtas aplenkti SSRS mokslinių varžybų srityje ir užfiksavo ultradeep gręžimo pasaulio rekordą. Projekto pavadinimas kilęs iš žodžių „Mohorovicić“- tai Kroatijos mokslininko, išskyrusio žemės plutos ir mantijos sąsają, pavardė - Moho riba ir „skylė“, kuri angliškai reiškia „šulinys“. Programos kūrėjai nusprendė išgręžti vandenyną, kur, pasak geofizikų, žemės pluta yra daug plonesnė nei žemynuose. Reikėjo kelis kilometrus nuleisti vamzdžius į vandenį, įveikti 5 kilometrus vandenyno dugno ir pasiekti viršutinę mantiją.
Reklaminis vaizdo įrašas:
1961 m. Balandžio mėn. Prie Gvadelupos salos Karibų jūroje, kur vandens stulpelis siekia 3,5 km, geologai išgręžė penkis šulinius, kurių giliausias į dugną pateko 183 metrų aukštyje. Preliminariais skaičiavimais, šioje vietoje, po nuosėdinėmis uolienomis, buvo tikimasi sutikti viršutinį žemės plutos sluoksnį - granitą. Bet iš po nuosėdų iškeltoje šerdyje buvo grynų bazaltų - tam tikro antipodo iš granitų. Gręžimo rezultatas atgrasė ir tuo pačiu įkvėpė mokslininkus, jie pradėjo rengti naują gręžimo etapą. Bet kai projekto kaina viršijo 100 milijonų dolerių, JAV Kongresas nutraukė finansavimą. Moholas neatsakė nė į vieną iš iškeltų klausimų, tačiau tai parodė svarbiausią dalyką - galima giliai gręžti vandenyną.
Laidotuvės atidedamos
Itin gilus gręžimas leido pažvelgti į žarnyną ir suprasti, kaip uolos elgiasi esant aukštam slėgiui ir temperatūrai. Idėja, kad uolienos su gyliu tampa tankesnės, o jų poringumas mažėja, pasirodė esanti neteisinga, taip pat požiūris į sausą podirvį. Tai pirmą kartą buvo atrasta gręžiant Kola supergilį, kiti senovės kristalinių sluoksnių šuliniai patvirtino faktą, kad daugelio kilometrų gylyje uolos lūžta plyšiais ir prasiskverbė per daugybę porų, o vandens tirpalai laisvai juda kelių šimtų atmosferų slėgiu. Šis atradimas yra vienas iš svarbiausių ypač gilių gręžinių laimėjimų. Tai privertė mus vėl kreiptis į radioaktyviųjų atliekų šalinimo problemą, kuri turėjo būti dedama į gilius šulinius, kurie atrodė visiškai saugūs. Atsižvelgiant į supergiliųjų gręžinių metu gautą informaciją apie žemės gelmių būklę, tokių saugyklų kūrimo projektai dabar atrodo labai rizikingi.
Ieškant atvėsusio pragaro
Nuo to laiko pasaulis susirgo itin giliais gręžiniais. Jungtinėse Valstijose buvo ruošiama nauja vandenyno dugno tyrimo programa („Deep Sea Drilling Project“). Specialiai šiam projektui sukurtas „Glomar Challenger“keletą metų praleido įvairių vandenynų ir jūrų vandenyse, jų dugne gręždamas beveik 800 šulinių, pasiekdamas maksimalų 760 m gylį. Iki devintojo dešimtmečio vidurio gręžimo jūroje rezultatai patvirtino plokščių tektonikos teoriją. Geologija kaip mokslas atgimė. Tuo tarpu Rusija nuėjo savo keliu. Susidomėjimas šia problema, pažadintas JAV sėkmės, lėmė programą „Žemės vidaus tyrimai ir gręžiniai supergiliai“, bet ne vandenyne, o žemyne. Nepaisant šimtmečių senumo, kontinentiniai gręžiniai buvo visiškai naujas verslas. Juk kalbėjome apie anksčiau nepasiekiamą gylį - daugiau nei 7 kilometrus. 1962 m. Nikita Chruščiovas patvirtino šią programą,nors jis vadovavosi politiniais, o ne moksliniais motyvais. Jis nenorėjo atsilikti nuo JAV.
Naujai sukurtai gręžimo technologijos instituto laboratorijai vadovavo garsus naftos meistras, technikos mokslų daktaras Nikolajus Timofejevas. Jam pavesta pagrįsti itin gilaus gręžimo galimybę kristalinėse uolienose - granituose ir gneisuose. Tyrimas užtruko 4 metus, o 1966 m. Ekspertai paskelbė nuosprendį - jūs galite gręžti, ir nebūtinai su rytojaus įranga, pakanka jau esamos įrangos. Pagrindinė problema yra šiluma gylyje. Remiantis skaičiavimais, kai ji prasiskverbia į uolas, kurios sudaro žemės plutą, temperatūra turėtų padidėti kas 33 metrus po 1 laipsnį. Tai reiškia, kad 10 km gylyje reikia tikėtis apie 300 ° С, o 15 km - beveik 500 ° С. Gręžimo įrankiai ir prietaisai neatlaikys tokio šildymo. Reikėjo ieškoti vietos, kur viduriai nebūtų tokie karšti …
Buvo rasta tokia vieta - senovinis Kolos pusiasalio kristalinis skydas. Žemės fizikos institute parengtoje ataskaitoje rašoma: per milijardus savo gyvavimo metų Kolos skydas atvėso, temperatūra 15 km gylyje neviršija 150 ° C. Geofizikai paruošė apytikslę Kolos pusiasalio atkarpą. Anot jų, pirmieji 7 kilometrai yra viršutinės žemės plutos dalies granito sluoksniai, tada prasideda bazalto sluoksnis. Tada visuotinai pritarta dviejų sluoksnių žemės plutos struktūros idėjai. Bet kaip vėliau paaiškėjo, tiek fizikai, tiek geofizikai klydo. Gręžimo vieta pasirinkta šiauriniame Kolos pusiasalio gale prie Vilgiskoddeoayvinjärvi ežero. Suomių kalba tai reiškia „Po vilko kalnu“, nors toje vietoje nėra nei kalnų, nei vilkų. Gręžinį, kurio projektinis gylis siekė 15 kilometrų, gręžti pradėta 1970 m. Gegužės mėn.
Nuviliantys švedai
Devintojo dešimtmečio pabaigoje Švedijoje buvo išgręžtas šulinys iki 6,8 km gylio, ieškant ne biologinės kilmės gamtinių dujų. Geologai nusprendė patikrinti hipotezę, kad nafta ir dujos susidaro ne iš negyvų augalų, kaip mano dauguma mokslininkų, bet per mantijos skysčius - karštus dujų ir skysčių mišinius. Angliavandeniliais prisotinti skysčiai iš mantijos patenka į žemės plutą ir kaupiasi dideliais kiekiais. Tais metais angliavandenilių kilmės idėja ne iš organinių nuosėdinių sluoksnių medžiagų, bet per gilius skysčius buvo naujiena, daugelis norėjo tai išbandyti. Iš šios idėjos išplaukia, kad angliavandenilių atsargose gali būti ne tik nuosėdinių, bet ir vulkaninių bei metamorfinių uolienų. Štai kodėl Švedija, daugiausia įsikūrusi ant senovinio kristalinio skydo, ėmėsi eksperimentuoti.
Gręžimui buvo pasirinktas 52 km skersmens krateris „Silyan Ring“. Pagal geofizinius duomenis 500–600 metrų gylyje buvo kalcinuoti granitai - galimas požeminio angliavandenilių rezervuaro sandariklis. Gravitacijos pagreičio matavimai, atlikus pokytį, pagal kurį galima spręsti apie požeminių uolienų sudėtį ir tankį, parodė, kad 5 km gylyje yra labai porėtų uolienų - galimas naftos ir dujų rezervuaras. Gręžimo rezultatai nuvylė mokslininkus ir investuotojus, kurie į šį darbą investavo 60 mln. Pravažiuotuose sluoksniuose nebuvo komercinių angliavandenilių atsargų, buvo tik aiškiai biologinės kilmės senovės bitumo naftos ir dujų apraiškos. Bet kokiu atveju niekas nesugebėjo įrodyti priešingai.
Priemonė nusikalstamam pasauliui
Gręžiant Kolos šulinį SG-3 nereikėjo kurti iš esmės naujų prietaisų ir milžiniškų mašinų. Pradėjome dirbti su tuo, ką jau turėjome: „Uralmash 4E“agregatu, kurio keliamoji galia siekia 200 tonų, ir lengvojo lydinio vamzdžiais. Tuo metu labai reikėjo nestandartinių technologinių sprendimų. Iš tiesų, niekas negręžė kietų kristalinių uolienų iki tokio didelio gylio, o kas ten nutiks, jie įsivaizdavo tik bendrai. Tačiau patyrę gręžėjai suprato, kad ir koks detalus projektas būtų, tikras šulinys bus daug sudėtingesnis. Praėjus penkeriems metams, kai SG-3 gylis gerokai viršijo 7 kilometrus, buvo sumontuota nauja „Uralmash 15 000“gręžimo įranga, viena tuo metu moderniausių. Galingas, patikimas, su automatiniu paleidimo mechanizmu jis galėjo atlaikyti iki 15 km ilgio vamzdžių virvelę. Gręžimo platforma virto visiškai padengtu 68 m aukščio derricku, atspariu stipriems vėjams, siautėjantiems Arktyje. Netoliese išaugo mini gamykla, mokslinės laboratorijos ir pagrindinė saugykla.
Gręžiant iki mažo gylio, ant paviršiaus yra sumontuotas variklis, kuris vamzdžio virvę sukasi su grąžtu gale. Sėjamoji yra geležinis cilindras su deimantiniais arba kietojo lydinio dantimis - šiek tiek. Šis vainikas įkando į uolas ir išpjauna iš jų ploną koloną - šerdį. Norint atvėsinti įrankį ir iš šulinio išgauti mažas šiukšles, į jį pumpuojamas gręžimo purvas - skystas molis, kuris visą laiką cirkuliuoja išilgai statinės, tarsi kraujas induose. Po kurio laiko vamzdžiai pakeliami į paviršių, atlaisvinami nuo šerdies, keičiama karūna ir kolona vėl nuleidžiama į dugno skylę. Taip veikia įprastas gręžimas.
O jei statinės ilgis yra 10–12 kilometrų, o skersmuo 215 milimetrai? Vamzdžių virvelė tampa ploniausiu siūlu, nuleidžiamu į šulinį. Kaip tai valdyti? Kaip pamatyti, kas vyksta veide? Todėl Kolos šulinyje, gręžimo stygos apačioje, buvo sumontuotos miniatiūrinės turbinos, jos buvo pradėtos gręžiant purvą, pumpuojamą per vamzdžius esant slėgiui. Turbinos suko karbido antgalį ir šerdį. Visa technologija buvo gerai išvystyta, operatorius valdymo pulte matė antgalio sukimąsi, žinojo jo greitį ir galėjo valdyti procesą.
Kas 8–10 metrų tekdavo kelti kelių kilometrų ilgio vamzdžių virvelę. Nusileidimas ir pakilimas iš viso užtruko 18 valandų.
Deimantiniai sapnai apie Volgos regioną
Kai Nižnij Novgorodo regione buvo rasti maži deimantai, tai labai glumino geologus. Žinoma, lengviausia buvo manyti, kad brangakmenius ledynas ar upių vandenys atvežė iš kažkur šiaurėje. Bet kas, jei vietinės žarnos paslėps kimberlito vamzdį - deimantų rezervuarą? Jie nusprendė išbandyti šią hipotezę devintojo dešimtmečio pabaigoje, kai mokslinė gręžimo programa Rusijoje įsibėgėjo. Gręžimo vieta pasirinkta į šiaurę nuo Nižnij Novgorodo, milžiniškos žiedinės konstrukcijos centre, kuris gerai išsiskiria reljefu. Vieni tai laikė meteorito krateriu, kiti - sprogimo vamzdžiu ar vulkanine ventiliacija. Gręžimas buvo nutrauktas, kai Vorotilovskajos šulinys pasiekė 5374 m gylį, iš kurio daugiau nei kilometras nukrito ant kristalinių rūsio uolų. Kimberlitų ten nerasta, tačiau teisingumo dėlei reikėtų pasakyti:kad ginčas dėl šios struktūros kilmės taip pat nebuvo nutrauktas. Iš gelmių gauti faktai buvo vienodai tinkami abiejų hipotezių šalininkams, galų gale, kiekvienas liko neįtikinamas. Šulinys buvo paverstas gilia geolaboratorija, kuri vis dar veikia.
Skaičiaus „7“gudrumas
7 kilometrai - kolos supergylio ženklas. Už jo prasidėjo nežinomybė, daugybė avarijų ir nuolatinė kova su uolomis. Statinės nebuvo galima laikyti vertikalia. Kai pirmą kartą įveikėme 12 km, šulinys nuo vertikalės nukrypo 21 °. Nors gręžėjai jau išmoko dirbti su neįtikėtinu gręžinio išlenkimu, toliau eiti buvo neįmanoma. Šulinį reikėjo išgręžti nuo 7 km žymos. Norėdami gauti vertikalų gręžinį kietose uolienose, jums reikia labai kieto gręžimo virvelės dugno, kad jis kaip aliejus patektų į vidurius. Tačiau iškyla dar viena problema - šulinys palaipsniui plečiasi, gręžtuvas jame kabo kaip stiklinėje, šulinio sienos ima griūti ir gali spausti įrankį. Šios problemos sprendimas pasirodė originalus - pritaikyta švytuoklės technologija. Sėjamoji buvo dirbtinai sukama šulinyje ir slopino stiprią vibraciją. Dėl to bagažinė buvo vertikali.
Dažniausia bet kurios platformos avarija yra vamzdžių stygų lūžis. Paprastai jie bando vėl užfiksuoti vamzdžius, tačiau jei tai atsitinka dideliame gylyje, problema tampa nebepataisoma. 10 kilometrų šulinyje nenaudinga ieškoti įrankio, jie išmetė tokią skylę ir pradėjo naują, šiek tiek aukščiau. Vamzdžių trūkimas ir praradimas SG-3 įvyko daug kartų. Todėl apatinėje jo dalyje šulinys atrodo kaip milžiniško augalo šaknų sistema. Šulinio išsišakojimas susierzino gręžėjus, tačiau pasirodė esąs laimė geologams, kurie netikėtai gavo trimatį vaizdą apie įspūdingą senovės Archėjos uolų segmentą, susiformavusį daugiau nei prieš 2,5 milijardo metų.
1990 m. Birželio mėn. SG-3 pasiekė 12 262 m gylį. Šulinį pradėta ruošti gręžti iki 14 km, o tada vėl įvyko avarija - ties 8550 m žyma nutrūko vamzdžio stygos. Tęsiant darbus reikėjo ilgai ruoštis, atnaujinti įrangą ir reikėjo naujų išlaidų. 1994 m. Buvo nutrauktas „Kola Superdeep“gręžimas. Po 3 metų ji pateko į Gineso rekordų knygą ir vis dar lieka nepralenkiama. Dabar šulinys yra giliųjų žarnų tyrimo laboratorija.
Slapti viduriai
SG-3 nuo pat pradžių buvo slaptas objektas. Kalta pasienio zona, strateginiai rajone esantys indėliai ir mokslo prioritetas. Pirmasis gręžimo vietą aplankęs užsienietis buvo vienas iš Čekoslovakijos mokslų akademijos vadovų. Vėliau, 1975 m., „Pravdoje“buvo paskelbtas straipsnis apie „Kola Superdeep“, kurį pasirašė geologijos ministras Aleksandras Sidorenko. Kolos šulinyje vis dar nebuvo mokslinių publikacijų, tačiau dalis informacijos nutekėjo užsienyje. Remiantis gandais, pasaulis pradėjo mokytis daugiau - giliausias gręžinys gręžiamas SSRS.
Paslapties šydas tikriausiai būtų pakibęs virš šulinio iki „perestroikos“, jei 1984 m. Maskvoje nebūtų įvykęs Pasaulio geologijos kongresas. Jie kruopščiai ruošėsi tokiam svarbiam mokslo pasaulio renginiui, net Geologijos ministerijai buvo pastatytas naujas pastatas - laukta daug dalyvių. Tačiau užsienio kolegas pirmiausia domino Kolos supergylis! Amerikiečiai visiškai netikėjo, kad mes jį turime. Šulinio gylis tuo metu buvo pasiekęs 12 066 metrus. Nebebuvo prasmės slėpti objekto. Kongreso dalyvių Maskvoje laukė Rusijos geologijos pasiekimų paroda, vienas iš stendų buvo skirtas SG-3 šuliniui. Viso pasaulio ekspertai suglumę žiūrėjo į įprastą grąžto galvutę su susidėvėjusiais karbido dantimis. Ir tuo jie gręžia giliausią šulinį pasaulyje? Neįtikėtina!Į Zapolyarny gyvenvietę vyko didelė geologų ir žurnalistų delegacija. Lankytojams buvo parodytas įrenginys, veikiantis, o 33 metrų ilgio vamzdžių dalys buvo pašalintos ir atjungtos. Stūksojo krūvos lygiai tokių pat gręžimo galvų, kokios gulėjo ant stovo Maskvoje.
Iš Mokslų akademijos delegaciją priėmė garsus geologas, akademikas Vladimiras Belousovas. Spaudos konferencijos metu auditorijai buvo užduotas klausimas:
- Kas buvo svarbiausia, ką Kolos šulinys parodė?
- Ponai! Svarbiausia, kad tai parodė, kad nieko nežinome apie žemyno plutą, - sąžiningai atsakė mokslininkas.
Gilus siurprizas
Žinoma, jie kažką žinojo apie žemynų žemės plutą. Tai, kad žemynai susideda iš labai senovinių uolų, kurių amžius nuo 1,5 iki 3 milijardų metų, nepaneigė net Kolos šulinys. Tačiau geologinis skyrius, sudarytas remiantis SG-3 šerdimi, pasirodė esąs visiškai priešingas, nei mokslininkai įsivaizdavo anksčiau. Pirmuosius 7 kilometrus sudarė vulkaninės ir nuosėdinės uolienos: tufai, bazaltai, brecijos, smiltainiai, dolomitai. Giliau klojo vadinamąjį Konrado ruožą, po kurio smarkiai padidėjo seisminių bangų greitis uolose, kuris buvo aiškinamas kaip riba tarp granitų ir bazaltų. Ši atkarpa buvo praėjusi seniai, tačiau žemutinės žemės plutos sluoksnio bazaliai niekur nepasirodė. Priešingai, prasidėjo granitai ir gneisai.
Kolos atkarpa gerai paneigė dviejų sluoksnių žemės plutos modelį ir parodė, kad seisminiai pjūviai žarnyne nėra skirtingos sudėties uolienų sluoksnių ribos. Greičiau jie rodo akmens savybių pasikeitimą su gyliu. Esant aukštam slėgiui ir temperatūrai, uolienų savybės, matyt, gali dramatiškai pasikeisti, todėl granitai savo fizinėmis savybėmis tampa panašūs į bazaltus ir atvirkščiai. Tačiau iš 12 kilometrų gylio į paviršių iškeltas „bazaltas“iš karto tapo granitu, nors pakeliui patyrė sunkų „kesoninės ligos“priepuolį - šerdis subyrėjo ir išsiskirstė į plokščias plokšteles. Kuo toliau šulinys, tuo mažiau kokybiškų pavyzdžių pateko į mokslininkų rankas.
Gylis apėmė daug netikėtumų. Anksčiau buvo natūralu manyti, kad atstumas nuo žemės paviršiaus, padidėjus slėgiui, uolienos tampa monolitiškesnės, jose yra nedaug įtrūkimų ir porų. SG-3 įtikino mokslininkus kitaip. Pradėjus nuo 9 kilometrų, sluoksniai pasirodė esąs labai akyti ir pažodžiui prigrūsti plyšių, per kuriuos cirkuliavo vandeniniai tirpalai. Vėliau šį faktą patvirtino kiti supergiluminiai šuliniai žemynuose. Pasirodė, kad gelmėje daug karščiau nei tikėtasi: net 80 °! Prie 7 km žymos dugno skylės temperatūra siekė 120 ° С, 12 km - 230 ° С. Kolos šulinio mėginiuose mokslininkai atrado aukso mineralizaciją. Tauriųjų metalų intarpai buvo rasti senovės uolienose 9,5–10,5 km gylyje. Tačiau aukso koncentracija buvo per maža deklaruoti nuosėdas - vidutiniškai 37,7 mg už toną uolienosbet užteks tikėtis kitose panašiose vietose.
Namų planetos šiluma
Aukšta temperatūra, su kuria gręžėjai susiduria po žeme, paskatino mokslininkus naudoti šį beveik neišsenkantį energijos šaltinį. Pavyzdžiui, jaunuose kalnuose (pavyzdžiui, Kaukaze, Alpėse, Pamyre) 4 kilometrų gylyje podirvio temperatūra sieks 200 ° C. Ši natūrali baterija gali būti pritaikyta jums. Būtina gręžti du gilius šulinius greta ir sujungti juos horizontaliais dreifais. Tada pumpuokite vandenį į vieną šulinį ir iš kito ištraukite karštus garus, kurie bus naudojami miestui šildyti ar kitos rūšies energijai gauti. Korozinės dujos ir skysčiai, kurie būdingi seismiškai aktyviuose regionuose, gali kelti rimtą problemą tokioms įmonėms. 1988 m. Amerikiečiams teko baigti gręžti šulinį Meksikos įlankos lentynoje prie Alabamos krantų, pasiekiant 7399 m gylį.pasiekia 232 ° С, labai aukštas slėgis ir rūgščių dujų emisija. Teritorijose, kur yra karšto požeminio vandens telkinių, galite juos išgauti tiesiai iš šulinių iš gana gilių horizonto. Tokie projektai tinka Kaukazo, Pamiro ir Tolimųjų Rytų regionams. Tačiau didelė darbų kaina riboja kasybos gylį iki keturių kilometrų.
Rusų taku
1984 m. Kolos šulinio demonstracija padarė didžiulį įspūdį pasaulio bendruomenei. Daugelis šalių pradėjo rengti mokslinius gręžimo projektus žemynuose. Devintojo dešimtmečio pabaigoje tokia programa buvo patvirtinta ir Vokietijoje. Itin gilus šulinys „KTB Hauptborung“buvo išgręžtas 1990–1994 metais, pagal planą jis turėjo pasiekti 12 km gylį, tačiau dėl nenuspėjamai aukštos temperatūros buvo galima pasiekti tik 9,1 km ribą. Dėl atvirumo gręžimo ir mokslo darbams, geros technologijos ir dokumentacijos KTV ypač gilus gręžinys išlieka vienas garsiausių pasaulyje.
Šio gręžinio gręžimo vieta buvo pasirinkta Bavarijos pietryčiuose, ant senovės kalnų grandinės, kurios amžius vertinamas 300 milijonų metų, liekanose. Geologai tikėjo, kad kažkur čia yra dviejų plokščių, kurios kadaise buvo vandenyno pakrantės, susikirtimo zona. Pasak mokslininkų, laikui bėgant viršutinė kalnų dalis nusidėvėjo, atidengdama senovės vandenyno plutos liekanas. Dar giliau, dešimt kilometrų nuo paviršiaus, geofizikai atrado didelį kūną su neįprastai dideliu elektros laidumu. Jie taip pat tikėjosi šulinio pagalba išsiaiškinti jo pobūdį. Tačiau pagrindinis iššūkis buvo pasiekti 10 km gylį, kad būtų galima įgyti itin gilaus gręžimo patirties. Ištyrę „Kola SG-3“medžiagą, vokiečių gręžėjai nusprendė pirmiausia išgręžti 4 km gylio bandomąjį šulinį, kad būtų galima tiksliau suprasti darbo sąlygas podirvyje, išbandyti techniką ir paimti šerdį. Pasibaigus bandomajam darbui, reikėjo pakeisti didelę gręžimo ir mokslinės įrangos dalį ir kažką iš naujo sukurti.
Pagrindinis - supergiluminis - šulinys „KTV Hauptborung“buvo paklotas vos du šimtai metrų nuo pirmojo. Darbams buvo pastatytas 83 metrų bokštas ir pastatyta tuo metu galingiausia gręžimo platforma, kurios keliamoji galia siekia 800 tonų. Daugelis gręžimo operacijų buvo automatizuotos, visų pirma vamzdžių stygos nuleidimo ir atkūrimo mechanizmas. Savarankiško vertikalaus gręžimo sistema leido padaryti beveik vertikalią skylę. Teoriškai su tokia įranga buvo galima gręžti iki 12 kilometrų gylio. Tačiau realybė, kaip visada, pasirodė sudėtingesnė, o mokslininkų planai neišsipildė.
Problemos prie KTV šulinio prasidėjo po 7 km gylio, pakartojant daugelį „Kola Superdeep“likimų. Iš pradžių manoma, kad dėl aukštos temperatūros vertikali gręžimo sistema sugedo ir skylė pasviro. Darbo pabaigoje veidas nuo vertikalės nukrypo 300 m. Tada prasidėjo sudėtingesnės avarijos - gręžimo stygos lūžis. Kaip ir Koloje, taip ir reikėjo išgręžti naujus velenus. Tam tikrų sunkumų sukėlė šulinio susiaurėjimas - viršuje jo skersmuo siekė 71 cm, apačioje - 16,5 cm. Nesibaigiančios avarijos ir aukšta dugno skylės temperatūra –270 ° С privertė gręžėjus nustoti veikti netoli nuo puoselėjamo tikslo.
Negalima sakyti, kad KTV Hauptborung moksliniai rezultatai pribloškė mokslininkų vaizduotę. Gilumoje daugiausia atsirado amfibolitų ir gneisų - senovės metamorfinių uolienų. Vandenyno konvergencijos zona ir vandenyno plutos liekanos niekur nerasta. Galbūt jie yra kitoje vietoje, čia yra nedidelis kristalinis masyvas, pakeltas į 10 km aukštį. Kilometro atstumu nuo paviršiaus buvo aptikta grafito nuosėdos.
1996 m. KTV šulinys, kainavęs Vokietijos biudžetui 338 milijonus dolerių, buvo globojamas Potsdamo geologijos mokslinio centro, jis buvo paverstas giluminio podirvio stebėjimo laboratorija ir turistine vieta.
Kodėl mėnulis nėra pagamintas iš ketaus?
"Kadangi mėnuliui nepakaks ketaus" - tikriausiai taip priešininkai hipotezei, pagal kurią mėnulis atsiskyrė nuo Žemės, galėjo atsakyti savo šalininkams. Tačiau ši hipotezė kilo ne nuo nulio, o mokslininkai svarsto kelias Žemės sritis, iš kurių galėtų būti išmuštas Mėnulio dydžio planetos gabalas. Kolos šulinys pasiūlė savo versiją. Aštuntajame dešimtmetyje sovietinės stotys į Žemę pristatė kelis šimtus gramų mėnulio dirvožemio. Medžiaga pasidalijo pagrindiniai šalies mokslo centrai, norėdami atlikti nepriklausomą analizę. Kolos mokslo centras taip pat gavo mažytį pavyzdį. Mokslininkai iš viso regiono atvyko pažvelgti į smalsumą, įskaitant šulinio darbuotojus, kurie vėliau tapo giliausiu pasaulyje. Ar tai pokštas? Palieskite nežemiškas dulkes, pažvelkite į jas per mikroskopą. Vėliau ekspertai ištyrė mėnulio dirvožemį ir paskelbė monografiją šia tema. Iki to laiko Zapolyarnoye šulinys buvo pasiekęs deramą gylį, išsamiai aprašytos iš gręžinio iškeltos uolienos. Ir ką? Mėnulio dirvožemio mėginiai, į kuriuos kadaise gręžtojai žvelgė su kaupu, pasirodė esą diabetiniai vienas nuo kito iš savo šulinio, iš 3 km gylio. Iškart kilo hipotezė, kad Mėnulis neatsiskyrė kitaip nei iš Kolos pusiasalio maždaug prieš 1,5 milijardo metų - tai yra diabazių amžius. Nors nevalingai kilo klausimas - kokio dydžio tada buvo šis pusiasalis?.. Iškart kilo hipotezė, kad Mėnulis neatsiskyrė kitaip nei iš Kolos pusiasalio maždaug prieš 1,5 milijardo metų - tai yra diabazių amžius. Nors nevalingai kilo klausimas - kokio dydžio tada buvo šis pusiasalis?.. Iškart kilo hipotezė, kad Mėnulis neatsiskyrė kitaip nei iš Kolos pusiasalio maždaug prieš 1,5 milijardo metų - tai yra diabazių amžius. Nors nevalingai kilo klausimas - kokio dydžio tada buvo šis pusiasalis?..
Gręžti ar negręžti?
Kolos šulinio rekordas vis dar nepralenkiamas, nors 14 ir net 15 km gylyje į Žemę tikrai galima įveikti. Tačiau vargu ar tokios vienintelės pastangos suteiks iš esmės naujų žinių apie žemės plutą, o gręžimas labai giliai yra labai brangus. Dienos, kai jos pagalba buvo išbandytos įvairios hipotezės, jau praeityje. Giliau nei 6–7 km esantys šuliniai beveik nebebuvo gręžiami tik mokslo tikslais. Pavyzdžiui, Rusijoje yra tik du tokio pobūdžio objektai - Uralo SG-4 ir En-Yakhinskaya šulinys Vakarų Sibire. Jiems vadovauja valstybinė įmonė „Nedra“mokslo ir gamybos centras, įsikūręs Jaroslavlyje. Pasaulyje išgręžta tiek daug giluminių ir gilių šulinių, kad mokslininkai nespėja analizuoti informacijos. Pastaraisiais metais geologai stengėsi tirti ir apibendrinti iš gilumos gautus faktus. Išmokęs gręžti iki didelio gylio,žmonės dabar nori geriau įvaldyti jiems prieinamą akiratį, sutelkti savo pastangas praktinėms užduotims, kurios bus naudingos dabar. Taigi Rusijoje, baigę mokslinio gręžimo programą, išgręžę visus 12 suplanuotų supergilių gręžinių, jie dabar kuria visos valstybės sistemą, kurioje geofiziniai duomenys, gauti „nuskenavus žemės dugną seisminėmis bangomis, bus susieti su informacija, gauta gręžiant supergilius. Be gręžinių geofizikų pastatyti plutos pjūviai yra tik modeliai. Norint, kad šiose diagramose atsirastų konkrečių uolienų, reikalingi gręžimo duomenys. Tada geofizikai, kurių darbas yra daug pigesnis nei gręžimas ir užima didelę teritoriją, galės daug tiksliau numatyti mineralų sankaupas.sutelkti pastangas praktinėms užduotims, kurios bus naudingos dabar. Taigi Rusijoje, baigę mokslinio gręžimo programą, išgręžę visus 12 planuojamų supergilių gręžinių, jie dabar kuria visos valstybės sistemą, kurioje geofiziniai duomenys, gauti „nuskenavus žemės dugną seisminėmis bangomis, bus susieti su informacija, gauta gręžiant supergilius. Be gręžinių geofizikų pastatyti plutos pjūviai yra tik modeliai. Norint, kad šiose diagramose atsirastų konkrečių uolienų, reikalingi gręžimo duomenys. Tada geofizikai, kurių darbas yra daug pigesnis nei gręžimas ir užima didelę teritoriją, galės daug tiksliau numatyti mineralų sankaupas.sutelkti pastangas praktinėms užduotims, kurios bus naudingos dabar. Taigi Rusijoje, baigę mokslinio gręžimo programą, išgręžę visus 12 suplanuotų supergilių šulinių, jie dabar kuria visos valstybės sistemą, kurioje geofiziniai duomenys, gauti seisminėmis bangomis „nuskenuojant“podirvį, bus susieti su informacija, gauta gręžiant supergilius. Be gręžinių geofizikų pastatyti plutos pjūviai yra tik modeliai. Norint, kad šiose diagramose atsirastų konkrečių uolienų, reikalingi gręžimo duomenys. Tada geofizikai, kurių darbas yra daug pigesnis nei gręžimas ir užima didelę teritoriją, galės daug tiksliau numatyti mineralų sankaupas. Išgręžę visus 12 suplanuotų ypač gilių šulinių, jie dabar kuria visos valstybės sistemą, kurioje geofiziniai duomenys, gauti „nuskaityjant“žemės gelmę seisminėmis bangomis, bus susieti su informacija, gauta ypač giliai gręžiant. Be gręžinių geofizikų pastatyti plutos pjūviai yra tik modeliai. Norint, kad šiose diagramose atsirastų konkrečių uolienų, reikalingi gręžimo duomenys. Tada geofizikai, kurių darbas yra daug pigesnis nei gręžimas ir užima didelę teritoriją, galės daug tiksliau numatyti mineralų sankaupas. Išgręžę visus 12 suplanuotų ypač gilių šulinių, jie dabar kuria visos valstybės sistemą, kurioje geofiziniai duomenys, gauti „nuskaityti“požeminį sluoksnį seisminėmis bangomis, bus susieti su informacija, gauta ypač giliai gręžiant. Be gręžinių geofizikų pluta yra tik modeliai. Norint, kad šiose diagramose atsirastų specifinių uolienų, reikalingi gręžimo duomenys. Tada geofizikai, kurių darbas yra daug pigesnis nei gręžimas ir užima didelę teritoriją, galės daug tiksliau numatyti mineralų sankaupas.pastatyti geofizikų yra tik modeliai. Norint, kad šiose diagramose atsirastų specifinių uolienų, reikalingi gręžimo duomenys. Tada geofizikai, kurių darbas yra daug pigesnis nei gręžimas ir užima didelę teritoriją, galės daug tiksliau numatyti mineralų sankaupas.pastatyti geofizikų yra tik modeliai. Norint, kad šiose diagramose atsirastų konkrečių uolienų, reikalingi gręžimo duomenys. Tada geofizikai, kurių darbas yra daug pigesnis nei gręžimas ir užima didelę teritoriją, galės daug tiksliau numatyti mineralų sankaupas.
Jungtinėse Valstijose jie ir toliau dalyvauja gilaus vandenyno dugno gręžimo programoje ir vykdo keletą įdomių projektų žemės plutos vulkaninės ir tektoninės veiklos zonose. Pavyzdžiui, Havajų salose tyrėjai tikėjosi ištirti požeminį ugnikalnio gyvenimą ir priartėti prie mantijos liežuvio - plunksnos, kuri, kaip manoma, pagimdė šias salas. Šulinį Mauna Kea ugnikalnio papėdėje buvo numatyta išgręžti iki 4,5 km gylio, tačiau dėl ekstremalių temperatūrų buvo galima įvaldyti tik 3 km. Kitas projektas yra „San Andreas Fault“gilioji observatorija. Šulinio gręžimas dėl šio didžiausio Šiaurės Amerikos žemyno gedimo prasidėjo 2004 m. Birželio mėn. Ir įveikė 2 iš numatytų 3 kilometrų. Gilumoje laboratorijoje jie ketina ištirti žemės drebėjimų kilmę, o tai galbūt leis geriau suprasti šių stichinių nelaimių pobūdį ir numatyti jų prognozes.
Nepaisant to, kad dabartinės itin gilaus gręžimo programos nebėra tokios ambicingos kaip anksčiau, jos akivaizdžiai turi didelę ateitį. Diena nėra toli, kai ateis didelių gelmių posūkis - jie ten ieškos ir atras naujų mineralų telkinių. Jau dabar naftos ir dujų gamyba JAV iš 6–7 km gylio tampa įprasta. Ateityje Rusija taip pat turės pumpuoti angliavandenilių žaliavas iš tokio lygio. Kaip rodo Tyumen supergilinis šulinys, 7 kilometrai nuo paviršiaus yra nuosėdų sluoksniai, žadantys dujų telkinius.
„Superdeep“gręžimas nėra be priežasties, palyginti su kosmoso tyrimais. Tokios programos pasauliniu mastu, įtraukdamos viską, ką šiuo metu turi žmonija, suteikia impulsą daugelio pramonės šakų, technologijų plėtrai ir galiausiai atveria kelią naujam mokslo proveržiui.
Velniškos machinacijos
Kai „Kola Superdeep“buvo visuotinio skandalo centre. Vieną gražų 1989 m. Rytą šulinio direktoriui Deividui Gubermanui paskambino regioninio laikraščio vyriausiasis redaktorius, regioninio komiteto sekretorius ir gausybė įvairių žmonių. Visi norėjo sužinoti apie velnią, kurį esą gręžėjai iškėlė iš gilumos, kaip pranešė keli laikraščiai ir radijo stotys visame pasaulyje. Režisierius apstulbo, ir - iš ko! „Mokslininkai atrado pragarą“, „Šėtonas pabėgo iš pragaro“, - rašoma antraštėse. Kaip rašoma spaudoje, geologai, dirbantys labai toli Sibire, o galbūt Aliaskoje ar net Kolos pusiasalyje (tarp žurnalistų nebuvo sutarimo), gręžėsi 14,4 km gylyje, kai staiga grąžtas pradėjo kabėti iš vienos pusės į kitą. Taigi, žemiau yra didelė skylė, manė mokslininkai, matyt, planetos centras tuščias. Jutikliai nuleisti į gelmesparodė 2000 ° C temperatūrą, o skambėjo superjautrūs mikrofonai … milijonų kenčiančių sielų šauksmai. Todėl gręžimas buvo nutrauktas, nes bijojo paleisti pragariškas jėgas į paviršių. Žinoma, sovietų mokslininkai paneigė šią žurnalistinę „antį“, tačiau tos senosios istorijos atgarsiai ilgą laiką klaidžiojo iš laikraščio į kitą, virtę savotišku folkloru. Po kelerių metų, kai pasakos apie pragarą jau buvo užmirštos, „Kola Superdeep“darbuotojai lankėsi Australijoje su paskaitomis. Jie buvo pakviesti į priėmimą su Viktorijos gubernatoriumi, koketiška dama, kuri pasveikino Rusijos delegaciją klausimu: "O ko, po velnių, tu iš ten išėjai?"Sovietiniai mokslininkai paneigė šią žurnalistinę „antį“, tačiau tos senosios istorijos atgarsiai ilgą laiką klajojo iš laikraščio į laikraštį, virtę savotišku folkloru. Po kelerių metų, kai pasakos apie pragarą jau buvo užmirštos, „Kola Superdeep“darbuotojai lankėsi Australijoje su paskaitomis. Jie buvo pakviesti į priėmimą su Viktorijos gubernatoriumi, koketiška dama, kuri pasveikino Rusijos delegaciją klausimu: "O ko, po velnių, tu iš ten išėjai?"Sovietiniai mokslininkai paneigė šią žurnalistinę „antį“, tačiau tos senosios istorijos atgarsiai ilgą laiką klajojo iš laikraščio į laikraštį, virtę savotišku folkloru. Po kelerių metų, kai pasakos apie pragarą jau buvo užmirštos, „Kola Superdeep“darbuotojai lankėsi Australijoje su paskaitomis. Jie buvo pakviesti į priėmimą su Viktorijos gubernatoriumi, koketiška dama, kuri pasveikino Rusijos delegaciją klausimu: "O ko, po velnių, tu iš ten išėjai?"- O koks velnias tu iš ten išėjai?- O ką, po velnių, jūs iš ten gavote?
Giliausi šuliniai pasaulyje
1. „Aralsor SG-1“, Kaspijos žemuma, 1962–1971 m., Gylis - 6,8 km. Naftos ir dujų paieška.
2. Biikzhal SG-2, Kaspijos žemuma, 1962-1971, gylis - 6,2 km. Naftos ir dujų paieška.
3. Kola SG-3, 1970-1994, gylis - 12 262 m. Projektinis gylis - 15 km.
4. Saatlinskaya, Azerbaidžanas, 1977-1990, gylis - 8 324 m. Projektinis gylis - 11 km.
5. Kolvinskaya, Archangelsko sritis, 1961, gylis - 7057 m.
6. Muruntau SG-10, Uzbekistanas, 1984 m., Gylis -
3 km. Projektinis gylis yra 7 km. Ieškokite aukso.
7. Timan-Pechora SG-5, Rusijos šiaurės rytai, 1984-1993, gylis - 6,904 m, projektinis gylis - 7 km.
8. Tyumen SG-6, Vakarų Sibiras, 1987-1996, gylis - 7,502 m. Projektinis gylis - 8 km. Naftos ir dujų paieška.
9. Novo-Elkhovskaja, Tatarstanas, 1988 m., Gylis - 5,881 m.
10. Vorotylovskaya šulinys, Volgos sritis, 1989-1992, gylis - 5,374 m. Deimantų paieška, Puchezh-Katunskaya astroblemos tyrimas.
11. Krivoy Rog SG-8, Ukraina, 1984-1993, gylis - 5 382 m. Projektinis gylis - 12 km. Ieškokite geležinių kvarcitų.
Uralo SG-4, Vidurinis Uralas. Paleistas 1985 m. Projektinis gylis - 15 000 m. Dabartinis gylis - 6 100 m. Vario rūdų paieška, Uralo struktūros tyrimas. En-Yakhtinskaya SG-7, Vakarų Sibiras. Projektinis gylis - 7 500 m. Dabartinis gylis - 6 900 m. Naftos ir dujų žvalgyba.
Šuliniai naftai ir dujoms
70-ųjų pradžia
Universitetas, JAV, gylis - 8686 m.
Baydeno vienetas, JAV, gylis - 9159 m.
Bertha-Rogers, JAV, gylis - 9 583 m.
80-tieji metai
Zisterdorfas, Austrija, gylis 8553 m.
Silyan Ring, Švedija, gylis - 6,8 km.
Bighornas, JAV, Vajomingas, gylis - 7 583 m.
KTV Hauptbohrung, Vokietija, 1990-1994, gylis -
9 100 m. Projektinis gylis - 10 km. Mokslinis gręžimas.
Gyvenimo ribose
Gyvenimo ribose Ekstremofilinės bakterijos, randamos uolose, iškeltose iš kelių kilometrų gylio. DOSSIER. Vienas nuostabiausių atradimų, kuriuos mokslininkai padarė gręždami, yra gyvybė giliai po žeme. Ir nors šį gyvenimą atstovauja tik bakterijos, jo ribos tęsiasi iki neįtikėtino gylio. Bakterijos yra visur. Jie įvaldė nusikalstamą pasaulį, atrodytų, visiškai netinkamą egzistavimui. Didžiulis slėgis, aukšta temperatūra, deguonies ir gyvenamojo ploto trūkumas - niekas negali tapti kliūtimi plisti gyvenimui. Remiantis kai kuriais vertinimais, po žeme gyvenančių mikroorganizmų masė gali viršyti visų gyvųjų, gyvenančių mūsų planetos paviršiuje, masę.
20-ojo amžiaus pradžioje amerikiečių mokslininkas Edsonas Bustinas iš kelių šimtų metrų gylio atrado vandenyje bakterijas iš naftos turinčio horizonto. Ten gyvenusiems mikroorganizmams nereikėjo deguonies ir saulės šviesos, jie maitinosi organiniais aliejaus junginiais. Bastinas teigė, kad šios bakterijos gyveno atskirai nuo paviršiaus 300 milijonų metų - nuo naftos telkinio susidarymo. Tačiau jo drąsi hipotezė liko nepateikta, jie tiesiog tuo netikėjo. Tada buvo tikima, kad gyvenimas yra tik plona plėvelė planetos paviršiuje.
Susidomėjimas giliomis gyvenimo formomis gali būti gana praktiškas. Devintajame dešimtmetyje JAV Energetikos departamentas ieškojo saugių radioaktyviųjų atliekų šalinimo būdų. Šiems tikslams ji turėjo naudoti minas nelaidžiose uolienose, kur gyvena radionuklidais besimaitinančios bakterijos. 1987 m. Pietų Karolinoje buvo pradėti gręžti keli šuliniai. Iš pusės kilometro gylio mokslininkai paėmė mėginius, laikydamiesi visų įmanomų atsargumo priemonių, kad iš Žemės paviršiaus nepatektų bakterijų ir oro. Keletas nepriklausomų laboratorijų tyrė mėginius, jų rezultatai buvo teigiami: giliuose sluoksniuose gyveno vadinamosios anaerobinės bakterijos, kurioms deguonies nereikėjo.
Bakterijos taip pat buvo rastos aukso kasyklos uolose Pietų Afrikoje 2,8 km gylyje, kur temperatūra buvo 60 ° C. Jie taip pat gyvena giliai po vandenynais aukštesnėje nei 100 ° temperatūroje. Kaip gerai parodė „Kola superdeep“, yra sąlygų mikroorganizmams gyventi net didesniame nei 12 km gylyje, nes uolienos pasirodė esančios gana akytos, prisotintos vandeninių tirpalų, o ten, kur yra vandens, gyvybė įmanoma.
Mikrobiologai taip pat rado bakterijų kolonijas supergiliame gręžinyje, atidariusiame Silyan Ring kraterį Švedijoje. Įdomu tai, kad senovės granituose gyveno mikroorganizmai. Nors jos buvo labai tankios, po aukšto slėgio uolienomis jose po mikroporų ir įtrūkimų sistema cirkuliavo požeminis vanduo. Akmenų sluoksnis 5,5-6,7 km gylyje tapo tikra sensacija. Jis buvo prisotintas aliejaus pasta su magnetito kristalais. Vieną iš galimų šio reiškinio paaiškinimų pateikė amerikiečių geologas Thomasas Goldas, knygos „The Deep Hot Biosphere“autorius. Auksė teigė, kad magnetito-aliejaus pasta yra ne kas kita, kaip bakterijų, kurios maitinasi iš mantijos sklindančiu metanu, atliekos.
Tyrimai rodo, kad bakterijos patenkintos tikrai spartietiškomis sąlygomis. Jų ištvermės ribos tebėra paslaptis, tačiau panašu, kad apatinę bakterijų buveinės ribą vis dar nustato interjero temperatūra. Jie gali daugintis 110 ° C temperatūroje ir atlaikyti 140 ° C temperatūrą, nors ir trumpam. Jei manytume, kad žemynuose temperatūra su kiekvienu kilometru pakyla 20–25 °, tai gyvų bendruomenių galima rasti iki 4 km gylio. Po vandenyno dugnu temperatūra taip greitai nekyla, o apatinė gyvenimo riba gali gulėti 7 km gylyje.
Tai reiškia, kad gyvybė turi milžinišką saugumą. Todėl Žemės biosferos negalima visiškai sunaikinti net rimčiausių kataklizmų atveju, ir tikriausiai planetose, kuriose nėra atmosferos ir hidrosferos, žarnyne gali būti mikroorganizmų.