Де пробурили найглибшу свердловину. Кольська надглибока свердловина – найглибша у світі. Світові рекорди з надглибоких свердловин у світі

Назва Moholeскладноскладне. «Hole» означає свердловину або просто дірку, а перший склад «Мо» взято з прізвища видатного хорватського геофізика Андрія Мохоровичича. Завдяки йому в науковий побут увійшло поняття поверхня Мохоровичича. Так називається таємнича підземна область, імовірно нижня межа земної кори, на якій відбувається стрибкоподібне збільшення швидкостей поздовжніх сейсмічних хвиль з 6,7-7,6 до 7,9-8,2 км/с і поперечних - з 3,6-4, 2 до 4,4-4,7 км/с. Щільність речовини також зростає стрибком, ймовірно, з 2,9-3 до 3,1-3,5 т/м3. Метою проекту «Мохол» якраз і було досягти цієї поверхні і вперше отримати про неї наочне, а не тільки умоглядне уявлення.

Бурильна платформа CUSS I, Project Mohole

Вважали, що цього легше буде досягти, почавши буріння на дні океану, де кора значно тонша. Було обрано місце біля острова Гуадалупе з глибиною океану близько 3,5 км. Однак пробурити вдалося лише 5 пробних свердловин із заглибленням на дно до 180 метрів. Після цього проект, на жаль, довелося закрити через перевитрату коштів.

У 1973-1974 pp. у штаті Оклахома пробурили свердловину Берта Роджерс (Bertha Rogers). Призначення у неї було більш прозова - видобуток нафти, але науково-дослідницьке навантаження у проекту теж було. Берта Роджерс досягла глибини 9583 м і до певного часу вона залишалася найглибшою свердловиною у світі.

Тим часом у СРСР було запущено проект зі створення близько 30 надглибоких (понад 5 км) свердловин у різних районах країни. Здебільшого вони були нафтовидобувними, але не всі. У 1974 р. найглибша з них мала глибину 7263. Це була Кольська надглибока свердловина, яка посідала особливе місце у радянській програмі глибинного буріння. Вона була призначена для видобутку нафти, а винятково для наукових досліджень.

Кольську надглибоку заклали у 1970 р. у північно-східній частині Балтійського щита, у місці, де на поверхню виходять найдавніші вивержені породи, мало вивчені при видобутку корисних копалин, яка найчастіше ведеться в осадових товщах. До того ж і кордон Мохоровичича проходить тут неглибоко (щодо, звісно).

Замахнулися на 15 км. У завдання, поставлені перед учасниками проекту, входило на практиці підтвердити або спростувати низку теорій, виявити особливості процесів рудоутворення, визначити природу кордонів, що розділяють шари у континентальній корі, зібрати дані про речовинний склад та фізичному станігірських порід.

Буріння розпочалося 24 травня. Діаметр вхідного отвору складав 92 см. Спочатку роботи велися серійною установкою, яку зазвичай використовують при видобутку нафти та газу. Потім її змінило обладнання, спеціально розроблене "Уралмашем" з легких, але міцних сплавів. Інакше, при підйомі з глибини, воно не витримало б власної ваги.

Бур методично пронизував стародавні граніти, вік яких перевищував 3 млрд. років. Нестачі у сюрпризах не було. Беззмінний керівник свердловини Давид Миронович Губерман розповідав в інтерв'ю «Мурманський вісник» у 2011 р.:

Ми бурили і не знали, що на нас чекає. На глибині 1700 метрів знайшли поклади, багаті на нікель. Ось вам перспективи для наших комбінатів! Копали далі. А на трьох кілометрах докопалися до Місяця! Чистий Місяць! – розповідає Давид Миронович і сміється: – У нас тоді вже був місячний ґрунт. Ми його порівняли з тим, що підняли з трьох кілометрів, за всіма фізико-механічними властивостями – один на один. Ми з товаришами жартували, що, мовляв, Місяць відколовся від Кольського півострова! Залишилося тільки знайти місце, звідки вона відірвалася.

Пізніше і зовсім почалися чудеса, які спростовують багато загальноприйнятих теорій. Вважали, що на п'ятикілометровій глибині граніт змінять базальти. На цій глибині, як і на кордоні Мохоровичіча, прилади фіксували різке збільшення швидкості проходження сейсмічних хвиль. Цей феномен, відомий під назвою Конрада, пояснювали тим, що тут верхній гранітний шар земної кори змінюється нижнім базальтовим. Проте буріння цього не підтвердило. Позначка 5 км залишилася позаду, а установка, як і раніше, витягувала на поверхню гранітний керн (циліндричні колонки породи, призначені для наукового аналізу). Щоправда, граніт цей був дедалі більше незвичайний, спресований високим тиском, який змінив свої фізичні та акустичні властивості. Але по-справжньому суттєві метаморфози почалися лише на восьмому кілометрі, до того ж зовсім не ті, що передбачали геологи. Тепер буріння йшло не через граніти, а й не через базальти, а через гнейси – шарувату породу з дуже низькою для такої глибини щільністю. Стовбур свердловини почав обсипатися, а потім бурову колону заклинювало породою, і голівка обривалася при спробі підйому. Це не бентежило дослідників. Втрачена частина бурової колони цементувалася, буріння тривало з відхиленням бурового інструменту.

видавництво «Надра», 1984

Володимир Басович, заступник директора з наукової роботи Кольської надглибокої свердловини, згадує:

У нас було своє КБ, у нас були свої програмісти, у нас був свій цех, у нас була своя кузня, термічка, що хочете. Ось виникла сьогодні необхідність, ідея – завтра вона перетворювалася на креслення. За два дні ми її самі виготовляли. Через чотири дні ми її пускали у невідомі глибини, у небачено-критичні умови експлуатації.

Фото: «Кольська надглибока» Міністерство геології СРСР,
видавництво «Надра», 1984

Здивування від побаченого зростало. Порода виявилася пористою і тріщинуватою, а порожнечі були заповнені водою, яку зовсім не очікували знайти в такій кількості на такій глибині. По ходу справи вимірювали температуру по всьому стволу, природну радіоактивність - гамма-випромінювання, наведену радіоактивність після імпульсного нейтронного опромінення, електричні та магнітні властивості порід, швидкість поширення пружних хвиль, досліджували склад газів у рідині свердловини. Тут теж чекали на сюрпризи. Температура зростала набагато швидше, ніж пророкували, та й радіоактивність не хотіла поводитися як належить.

6 червня 1979 року радянські буровики побили рекорд Берта Роджерса і рушили далі. До 1984 р. глибина свердловини перевищила 12 км. На тринадцятому кілометрі аварії почали слідувати одна за одною. Як-не-як, чортова дюжина. На цьому етапі виникла кумедна міська легенда, Пізніше на повному серйозно розтиражована спочатку західною, а потім і пострадянською пресою: радянські буровики пробили дах пекла, і спущена в свердловину звукозаписна апаратура зафіксувала крики грішників, що страждають там. Нібито це і спричинило припинення робіт і закриття свердловини. Але буріння довелося припинити з цілком матеріалістичної причини: технічні проблеми перевершили всі мислимі межі. Підйом порід та голівки бура з такої глибини сам по собі неймовірно складний. Додайте до цього високі температури та тиск. І неминучі перепади цих показників під час підйому поверхню. Власне, задовго до досягнення «чортової дюжини» буріння перетворилося на запекло екстремальне заняття. На прохід останніх 5 км свердловини було використано 50 км труб. Такою виявилася ступінь їхнього зносу.

У вересні 1984 р. в черговий раз обірвалася бурова колона, причому так невдало, що п'ять кілометрів труб, що відірвалися, застрягли в свердловині, міцно її заблокувавши. Буріння почали практично заново з глибини 7000 м - і до 1990 року нове відгалуження досягло глибини 12262 м, але колона знову обірвалася. Цього разу поновлення робіт визнали неможливим. Шкода, але Кольська надглибока стала унікальним науково-технічним досягненням, не те що перевершити, а навіть повторити яке не вдалося нікому досі. Адже минуло вже майже півстоліття з моменту старту! На сьогоднішній день існує парочка нафтовидобувних свердловин, які перевершують Кольську своєю довгою, але вони проходять під кутом до поверхні і далеко не так глибоко проникають у земні надра.

Буріння завершили, але це зовсім не мало означати завершення наукового проекту. Унікальний дванадцятикілометровий керн, розділений на окремі колонки та пронумерований, був розкладений у дев'ять сотень ящиків. Вони зберігаються у Ярославлі. Ретельне вивчення цього безцінного матеріалу триває, і мабуть триватиме ще довго. Найгірша справа з самою свердловиною. Ще під час робіт вона служила глибинною обсерваторією, де у різних рівнях встановлювалися прилади, які фіксували особливості поширення сейсмічних хвиль і купу інших показників. Причому все це входило в єдину систему глибинних обсерваторій, що працювали в трьох десятках інших надглибоких свердловин, що знаходяться в тисячах кілометрах один від одного. Зібрана таким чином інформація дозволяла значно просунутися у нелегкій справі передбачення землетрусів. Також обсерваторії фіксували особливості поширення хвиль від підземних. ядерних вибухів, на великі відстані та глибини. У числі іншого, це дозволило скласти глибинні карти можливих покладів корисних копалин, які потім було передано геологам-практикам.

Ми отримували дуже цікаві розрізи. Ми могли з цих розрізів серйозно судити про будову земної кори. Навіть до ста п'ятдесяти кілометрів. Це відкривало нові можливості для глобального дослідження території Радянського Союзу , – свідчить колишній міністр геології СРСР Євген Козловський.

Кольська надглибока і зараз могла б бути унікальною глибинною обсерваторією. Могла, але не слугує. Її припинили фінансувати, закрили, а наземний комплекс із унікальним обладнанням розпилили на металобрухт. В інтерв'ю «Мурманського вісника», що виявилося останнім, Давид Миронович Губерман говорив:

Ех, щоб її утримувати, не губити, були потрібні копійки - три мільйони, не доларів, наших, «дерев'яних», рублів. Не дали, заощадили! І отримали, що хотіли... Усі кажуть, що це коштує дорого. Знання коштують дорого. Абсолютно вірно. А чому ніхто не каже, скільки коштує незнання? Набагато більше. Ви подивіться, що в Японії діялося, коли трапилися аварії на атомних станціях... Не розумію! Ми ж коштували копійки! Буріння обходилося дешево, все обладнання було вітчизняним, жодного імпортного цвяха. Ні, законсервували, закрили, людей звільняли! Розумієте, все це нісенітниця, що немає грошей на науку! Нісенітниця, ми не просили багато. Натомість яка віддача... І зараз там можна встановити наукове обладнання, опустити на глибину датчики та проводити виміри. Безцінна інформація. За прогнозом тих самих землетрусів...

Зараз у народі гуляє іронічне тлумачення абревіатури РФ – Ресурсна Федерація. Ті, хто повторює цей недобрий жарт, здається, уявляють, що ресурси цієї самої Федерації просто лежать у чистому полі. Виходь, збирай голими руками і укладай на контейнери. Але всі ці горезвісні ресурси стали доступні лише завдяки колосальній роботі, виконаній вченими та інженерами. Яка сила була втручена в геологічну розвідку, який інтелектище! І з яким бездумним марнотратством це потім пускалося псові під хвіст! Дуже хочеться вірити, що спадкоємці нарешті порозумнішали, і не розтринькують, те, що ще залишилося, зовсім бездарно. Є думка, що Кольська надглибока ще може бути відновлена хоча б як інститут для навчання фахівців із шельфового буріння. А може, й не лише. Кажуть, принаймні на 8 км у глибину стовбур свердловини і зараз цілком «живий» і придатний для геофізичних досліджень. Відновлення зруйнованого, звичайно, обійдеться недешево, але воно можливе.

Знайшли друкарську помилку? Виділіть фрагмент та натисніть Ctrl+Enter.

Sp-force-hide ( display: none;).sp-form ( display: block; background: #ffffff; padding: 15px; width: 960px; max-width: 100%; border-radius: 5px; -moz-border -radius: 5px;-webkit-border-radius: 5px; border-color: #dddddd; border-style: solid; border-width: 1px; repeat: no-repeat; background-position: центр; background-size: auto;).sp-form input ( display: inline-block; -wrapper ( margin: 0 auto; width: 930px;).sp-form .sp-form-control ( background: #ffffff; border-color: #cccccc; border-style: solid; border-width: 1px; font- size: 15px; padding-left: 8.75px; padding-right: 8.75px; border-radius: 4px; -moz-border-radius: 4px; -webkit-border-radius: 4px; ;).sp-form .sp-field label ( color: #444444; font-size: 13px; font-style: normal; font-weight: bold;).sp-form .sp-button ( border-radius: 4px -moz-border-radius: 4px;-webkit-border-radius: 4px;b ackground-color: #0089bf; color: #ffffff; width: auto; font-weight: 700; font-style: normal; font-family: Arial, sans-serif;).sp-form .sp-button-container (text-align: left;)

XX століття ознаменувалося тріумфом людини в повітрі і підкоренням найглибших западин Світового океану. Лише мрія проникнути до серця нашої планети і пізнати приховане досі життя її надр, як і раніше, залишається недосяжним. "Подорож до центру Землі" обіцяє бути надзвичайно важким і захоплюючим, що таїть у собі масу несподіванок і неймовірних відкриттів. Перші кроки на цьому шляху вже зроблено — у світі пробурено кілька десятків надглибоких свердловин. Інформація, отримана за допомогою надглибокого буріння, виявилася настільки приголомшливою, що похитнула усталені уявлення геологів про будову нашої планети і дала найбагатші матеріали для дослідників у різних галузях знань.

Доторкнутися до мантії

Працьовиті китайці в XIII столітті рили свердловини глибиною 1200 метрів. Європейці побили китайський рекорд у 1930 році, навчившись пронизувати земну твердь за допомогою бурових на 3 кілометри. Наприкінці 1950-х років свердловини подовжилися до 7 кілометрів. Починалася епоха надглибокого буріння.

Як і більшість глобальних проектів, ідея пробурити верхню оболонку Землі виникла у 1960-х роках XX століття, у розпал космічних польотівта віри у безмежні можливості науки та техніки. Американці задумали ні багато ні мало пройти свердловиною всю земну корута отримати зразки порід верхньої мантії. Уявлення про мантію тоді (як, втім, і зараз) будувалися лише на непрямих даних - швидкості поширення сейсмічних хвиль у надрах, зміна якої інтерпретувалося як межа верств гірських порід різного віку та складу. Вчені вважали, що земна кора схожа на бутерброд: зверху молоді породи, знизу – давні. Однак лише надглибоке буріння могло дати достеменну картину будови та складу зовнішньої оболонки Землі та верхньої мантії.

Проект «мохол»

1958 року в США з'явилася програма надглибокого буріння «Мохол». Це один із найсміливіших і загадкових проектів післявоєнної Америки. Як і багато інших програм, «Мохол» був покликаний обігнати СРСР у науковому суперництві, встановивши світовий рекорд у надглибокому бурінні. Назва проекту походить від слів «Мохоровичич» – це прізвище хорватського вченого, який виділив поверхню поділу між земною корою та мантією – кордон Мохо, та «hole», що по-англійськи означає «свердловина». Творці програми вирішили бурити в океані, де, за даними геофізиків, земна кора значно тонша, ніж на материках. Треба було спустити труби на кілька кілометрів у воду, пройти 5 кілометрів океанського дна та досягти верхньої мантії.

У квітні 1961 року біля острова Гваделупа в Карибському морі, де водяна товща сягає 3,5 км, геологи пробурили п'ять свердловин, найглибша з них увійшла у дно на 183 метри. За попередніми розрахунками, тут під осадовими породами очікували зустріти верхній шар земної кори - гранітний. Але піднятий з-під опадів керн містив чисті базальти - такий собі антипод гранітів. Результат буріння збентежив і водночас окрилив учених, вони почали готувати нову фазу буріння. Але коли вартість проекту перевищила 100 млн. доларів, конгрес США припинив фінансування. «Мохол» не відповів на жодне з поставлених питань, але він показав головне - надглибоке буріння в океані можливе.

Похорон відкладається

Надглибоке буріння дозволило зазирнути в надра і зрозуміти, як поводяться гірські породи при високих тисках та температурі. Уявлення, що гірські породи з глибиною стають щільнішими і пористість їх зменшується, виявилося неправильним, як і думка про сухі надра. Вперше це було виявлено при бурінні Кольської надглибокої, інші свердловини в давніх кристалічних товщах підтвердили той факт, що на багатокілометровій глибині гірські породи розбиті тріщинами та пронизані численними порами, а водні розчини вільно рухаються під тиском у кілька сотень атмосфер. У цьому відкритті полягає одне з найважливіших досягнень надглибокого буріння. Воно змусило знову звернутися до проблеми поховання радіоактивних відходів, які передбачалося поміщати у глибокі свердловини, що здавалося цілком безпечним. Враховуючи інформацію про стан надр, отриману в ході надглибокого буріння, проекти створення подібних могильників нині виглядають дуже ризикованими.

У пошуках остиглого пекла

З того часу світ захворів на надглибоке буріння. У США готували нову програмувивчення океанського дна (Deep Sea Drilling Project) Побудоване спеціально для цього проекту судно «Гломар Челленджер» кілька років провело у водах різних океанів і морів, пробуривши в їхньому дні майже 800 свердловин, досягнувши максимальної глибини 760 м. До середини 1980-х років результати морського буріння підтвердили теорію тектоніки плит. Геологія як наука народилася наново. Тим часом Росія йшла своїм шляхом. Інтерес до проблеми, збуджений успіхами США, вилився у програму «Вивчення надр Землі та надглибоке буріння», але не в океані, а на континенті. Незважаючи на багатовікову історію, континентальне буріння було цілком новим. Адже йшлося про недосяжні раніше глибини - понад 7 кілометрів. 1962 року Микита Хрущов затвердив цю програму, хоча керувався він скоріше політичними мотивами, ніж науковими. Йому не хотілося відстати від США.

Очолив новостворену лабораторію при Інституті бурової техніки відомий нафтовик доктор технічних наук Микола Тимофєєв. Йому було доручено обґрунтувати можливість надглибокого буріння у кристалічних породах – гранітах та гнейсах. На дослідження пішло 4 роки, і в 1966 році експерти винесли вердикт - бурити можна, причому не обов'язково технікою завтрашнього дня, достатньо обладнання, яке вже є. Головна проблема – спека на глибині. Відповідно до розрахунків, у міру впровадження в гірські породи, що складають земну кору, температура має збільшуватися через кожні 33 метри на 1 градус. Отже, на глибині 10 км слід очікувати близько 300°С, але в 15 км - майже 500°С. Такого нагріву бурильні інструменти та прилади не витримають. Треба було шукати місце, де надра не такі гарячі.

Таке місце знайшли - стародавній кристалічний щит Кольського півострова. Звіт, підготовлений в Інституті фізики Землі, говорив: за мільярди років свого існування Кольський щит охолонув, температура на глибині 15 км не перевищує 150°С. А геофізики підготували зразковий розріз надр Кольського півострова. За їхніми даними, перші 7 кілометрів – це гранітні товщі верхньої частини земної кори, потім починається базальтовий шар. Тоді уявлення про двошарову будову земної кори було загальноприйнятим. Але як виявилось пізніше, і фізики, і геофізики помилялися. Майданчик для бурової обрали на північному краю Кольського півострова поблизу озера Вільгіскоддеоайвін'ярві. По-фінськи це означає «Під вовчою горою», хоча ні гори, ні вовків там немає. Буріння свердловини, проектна глибина якої становила 15 кілометрів, розпочали у травні 1970 року.

Розчарування шведів

Наприкінці 1980-х років у Швеції у пошуках природного газу небіологічного походження пробурили свердловину до глибини 6,8 км. Геологи вирішили перевірити гіпотезу, згідно з якою нафта та газ утворюються не з відмерлих рослин, як вважає більшість учених, а за допомогою мантійних флюїдів – гарячих сумішей газів та рідин. Насичені вуглеводнями флюїди просочуються з мантії у земну кору та накопичуються у великих кількостях. У ті роки ідея про походження вуглеводнів не з органічної речовини осадових товщ, а за допомогою глибинних флюїдів була в новинку, багато хто хотів її перевірити. З цієї ідеї випливає, що запаси вуглеводнів можуть містити не лише осадові, але також вулканічні та метаморфічні породи. Ось чому Швеція, переважно розташована на стародавньому кристалічному щиті, взялася поставити експеримент.

Для буріння обрали кратер Сільян Рінг діаметром 52 км. За геофізичними даними, на глибині 500-600 метрів знаходилися кальциновані граніти - можлива покришка для резервуару вуглеводнів, що нижче лежить. Виміри прискорення сили тяжкості, за зміною якої можна судити про склад і щільність гірських порід, що залягають у надрах, говорили про наявність високопористих порід на глибині 5 км - можливого колектора нафти і газу. Результати буріння розчарували вчених та інвесторів, які вклали у ці роботи 60 млн. доларів. Пройдені товщі не містили промислових запасів вуглеводнів, лише прояви нафти та газу явно біологічного походження з давніх бітумів. Принаймні нікому не вдалося довести протилежне.

Інструмент для пекла

Створення нових пристроїв і гігантських машин буріння Кольської свердловини СГ-3 не вимагало. Починали працювати з тим, що вже було: монтаж «Уралмаш 4Е» вантажопідйомністю 200 тонн і легкосплавні труби. Що дійсно було потрібно на той момент, то це нестандартні технологічні рішення. Адже в твердих кристалічних породах на таку велику глибину ніхто не бурив, і що там буде, уявляли собі лише загалом. Досвідчені буровики, однак, розуміли, що хоч би яким детальним був проект, реальна свердловина виявиться набагато складнішою. Через 5 років, коли глибина свердловини СГ-3 перевищила 7 кілометрів, змонтували нову бурову установку «Уралмаш 15 000» - одну з найсучасніших на той час. Потужна, надійна, з автоматичним механізмом спуску, вона могла витримати колону труб довжиною до 15 км. Бурова перетворилася на повністю обшите вишку заввишки 68 м, непокірну сильним вітрам, що вирують у Заполяр'ї. Поруч виросли мінізавод, наукові лабораторії та керносховище.

При бурінні на невеликі глибини двигун, який обертає колону труб з буром на кінці, встановлюють на поверхні. Бур є залізний циліндр із зубами з алмазів або твердих сплавів - коронку. Ця коронка вгризається в породи і вирізує їх тонкий стовпчик - керн. Щоб охолодити інструмент і витягти зі свердловини дрібне сміття, нагнітають у неї буровий розчин - рідку глину, яка весь час циркулює по стовбуру, немов кров у судинах. Через якийсь час труби піднімають на поверхню, звільняють від керна, змінюють коронку та знову опускають колону в забій. Так ведеться нормальне буріння.

А якщо довжина ствола 10-12 км при діаметрі 215 мм? Колона труб стає найтоншою ниткою, опущеною в свердловину. Як нею керувати? Як побачити, що коїться у вибої? Тому на Кольській свердловині внизу бурильної колони встановили мініатюрні турбіни, їх запускав буровий розчин, що нагнітається трубами під тиском. Турбіни обертали твердосплавну коронку та вирізали керн. Вся технологія була добре відпрацьована, оператор на пульті керування бачив обертання коронки, знав її швидкість і міг керувати процесом.

Кожні 8-10 метрів багатокілометрову колону труб доводилося піднімати нагору. Спуск та підйом загалом займали 18 годин.

Алмазні мрії Поволжя

Коли в Нижегородській області було знайдено дрібні алмази, це чимало спантеличило геологів. Звичайно, найпростіше було припустити, що дорогоцінні камені приніс льодовик чи річкові води звідкись із півночі. Але раптом місцеві надра приховують кімберлітову трубку – вмістилище алмазів? Перевірити цю гіпотезу вирішили наприкінці 1980-х років, коли програма наукового буріння у Росії набирала обертів. Місце для буріння обрали на північ від Нижнього Новгорода, в центрі гігантської кільцевої структури, яка добре виділяється в рельєфі. Одні вважали її метеоритним кратером, інші – люлькою вибуху чи жерлом вулкана. Буріння припинили, коли Воротилівська свердловина досягла глибини 5374 м, з яких більше кілометра припадало на кристалічні породи фундаменту. Кімберлітів там не знайшли, але задля справедливості слід сказати, що в суперечці про походження цієї структури крапку теж не поставили. Видобуті з надр факти однаково підходили для прихильників обох гіпотез, у результаті кожен залишився при думці. А свердловину перетворили на глибинну геолабораторію, яка діє й досі.

Підступність цифри «7»

7 кілометрів - позначка для Кольської надглибокої фатальної. За нею почалися невідомість, безліч аварій та безперервна боротьба з гірськими породами. Стовбур не вдавалося тримати вертикально. Коли пройшли 12 км, свердловина відхилилася від вертикалі на 21°. Хоча буровики вже навчилися працювати при неймовірній кривизні стовбура, далі заглиблюватись не можна було. Свердловину належало перебурити з позначки 7 кілометрів. Щоб отримувати вертикальний ствол у твердих породах, потрібен дуже жорсткий низ бурильної колони, щоб він входив у надра, як у олію. Але виникає й інша проблема – свердловина поступово розширюється, бур бовтається в ній, як у склянці, стінки стовбура починають руйнуватися і можуть притиснути інструмент. Вирішення цього завдання вийшло оригінальним - було застосовано технологію маятника. Бур штучно розгойдувався в свердловині і пригнічував сильні вагання. За рахунок цього ствол виходив вертикальним.

Найбільш поширена аварія на будь-якій буровій – обрив колони труб. Зазвичай труби намагаються захопити знову, але якщо це трапляється на великій глибині, проблема переходить у розряд непереборних. Шукати інструмент у 10-кілометровій свердловині марно, такий ствол кидали і починали новий, трохи вище. Обрив та втрата труб на СГ-3 траплялися багаторазово. У результаті у своїй нижній частині свердловина виглядає як коренева системагігантські рослини. Розгалуженість свердловини засмучувала буровиків, але виявилася щастям для геологів, які несподівано одержали об'ємну картину великого відрізку стародавніх архейських порід, що сформувалися понад 2,5 млрд. років тому.

У червні 1990 року СГ-3 досягла глибини 12 262 м. Свердловину почали готувати до проходки до 14 км, і тут знову сталася аварія - на позначці 8550 м колона труб обірвалася. Продовження робіт вимагало тривалої підготовки, оновлення техніки та нових витрат. 1994 року буріння Кольської надглибокої припинили. Через 3 роки вона потрапила до Книги рекордів Гіннеса і досі залишається неперевершеною. Зараз свердловина є лабораторією для вивчення глибоких надр.

Засекречені надра

СГ-3 була секретним об'єктом із самого початку. Винні і прикордонна зона, і стратегічні родовища в окрузі, науковий пріоритет. Першим іноземцем, який відвідав бурову, став один із керівників Академії наук Чехословаччини. Пізніше, 1975 року, про Кольську надглибоку вийшла стаття в «Правді» за підписом міністра геології Олександра Сидоренка. Наукових публікаційпо Кольській свердловині, як і раніше, не було, але деякі відомості за кордон просочувалися. Більше з чуток світ став дізнаватися - в СРСР бурять глибоку свердловину.

Завіса таємниці, напевно, висіла б над свердловиною до самої «перебудови», якби не сталося 1984 року в Москві Всесвітнього геологічного конгресу. До такої великої у науковому світі події ретельно готувалися, для Міністерства геології навіть звели нову будівлю – чекали багато учасників. Але закордонних колег цікавила насамперед Кольська надглибока! Американці взагалі не вірили у те, що вона у нас є. Глибина свердловини на той час досягла 12 066 метрів. Приховувати об'єкт не мало сенсу. У Москві на учасників конгресу чекала виставка досягнень російської геології, один із стендів був присвячений свердловині СГ-3. Фахівці всього світу здивовано дивилися на звичайну бурову голівку зі стертими твердосплавними зубами. І цим бурять найглибшу у світі свердловину? Неймовірно! До селища Заполярне вирушила велика делегація геологів та журналістів. Відвідувачам показали бурову дію, діставали та від'єднували 33-метрові секції труб. Навколо височіли купи таких самих бурових головок, як і та, що лежала на стенді в Москві.

Від Академії наук делегацію приймав відомий геолог, академік Володимир Білоусов. Під час прес-конференції із зали йому запитали:
- Що ж найголовніше показала Кольська свердловина?
- Панове! Головне, вона показала те, що ми нічого не знаємо про континентальну кору, – відповів вчений.

Глибока несподіванка

Дещо про земну кору континентів, звісно, знали. Той факт, що континенти складені дуже давніми породами віком від 1,5 до 3 мільярдів років, не спростувала навіть Кольська свердловина. Однак складений на підставі керна СГ-3 геологічний розріз виявився протилежним тому, що вчені уявляли собі раніше. Перші 7 кілометрів були складені вулканічними та осадовими породами: туфами, базальтами, брекчіями, пісковиками, доломітами. Глибоко лежав так званий розділ Конрада, після якого швидкість сейсмічних хвиль у породах різко збільшувалася, що інтерпретувалося як межа між гранітами та базальтами. Цей розділ був давно пройдений, але базальти нижнього шару земної кори ніде так і не з'явилися. Навпаки, почалися граніти та гнейси.

Розріз Кольської свердловини спростував двошарову модель земної кори і показав, що сейсмічні розділи в надрах - це межі шарів з порід різного складу. Швидше вони вказують на зміну властивостей каменю із глибиною. При високому тиску та температурі властивості порід, мабуть, можуть різко змінюватися, так, що граніти за своїми фізичними характеристиками стають схожими на базальти, і навпаки. Але піднятий на поверхню з 12-кілометрової глибини «базальт» відразу ставав гранітом, хоч і відчував на шляху сильний напад «кесонної хвороби» - керн кришився і розпадався на плоскі бляшки. Чим далі йшла свердловина, тим менше якісних зразків потрапляло до рук вчених.

Глибина містила багато несподіванок. Раніше було природно думати, що з видаленням від поверхні землі, зі зростанням тиску породи стають монолітнішими, з малою кількістю тріщин і пір. СГ-3 переконала вчених у протилежному. Починаючи з 9 кілометрів, товщі виявилися дуже пористими і буквально напхані тріщинами, якими циркулювали водні розчини. Пізніше цей факт підтвердили інші надглибокі свердловини на континентах. На глибині виявилося набагато спекотніше, ніж розраховували: на 80°! На позначці 7 км температура у вибої була 120 ° С, на 12 км - досягла вже 230 ° С. У зразках Кольської свердловини вчені виявили золоте орудування. Вкраплення дорогоцінного металу перебували у давніх породах на глибині 9,5-10,5 км. Втім, концентрація золота була надто мала, щоб заявляти про родовище - в середньому 37,7 мг на тонну породи, але достатня, щоб чекати на нього і в інших подібних місцях.

Тепло рідної планети

Високі температури, зустрінуті буровиками під землею, навели вчених на думку використати це практично невичерпне джерело енергії. Наприклад, у молодих горах (якими є Кавказ, Альпи, Памір) на 4-кілометровій глибині температура надр досягне 200°С. Цю природну батарею можна змусити працювати на себе. Треба пробурити поряд дві глибокі свердловини та з'єднати їх горизонтальними штреками. Потім в одну свердловину закачувати воду, а з іншої вилучати гарячу пару, яка піде на опалення міста або отримання іншого виду енергії. Серйозною проблемою для таких підприємств можуть стати їдкі гази та флюїди, нерідкі у сейсмічно активних районах. У 1988 році американцям довелося завершити буріння свердловини на шельфі Мексиканської затоки біля берегів штату Алабама, досягнувши глибини 7 399 м. Причиною стали температура надр, що досягала 232 ° С, дуже високий тиск і викиди кислотних газів. У тих районах, де є родовища гарячих підземних вод, можна видобувати їх із свердловин із досить глибоких горизонтів. Такі проекти підходять для районів Кавказу, Паміру, Далекого Сходу. Проте висока вартість робіт обмежує глибину видобутку чотирма кілометрами.

Російським слідом

Демонстрація Кольської свердловини 1984 року справила на світову громадськість глибоке враження. Багато країн почали готувати проекти з наукового буріння на континентах. Таку програму затвердили й у Німеччині наприкінці 1980-х. Надглибоку свердловину KTB Хауптборунг бурили з 1990 по 1994 рік, за планом вона повинна була досягти глибини 12 км, але через непередбачувано високі температури вдалося дістатися лише до позначки 9,1 км. Завдяки відкритості даних щодо бурових та науковим роботам, хорошої технології та документованості надглибока свердловина КТВ залишається однією з найвідоміших у світі.

Місце для буріння цієї свердловини обрали на південному сході Баварії, на залишках стародавнього гірського ланцюга, вік якого обчислюється 300 мільйонами років. Геологи вважали, що десь тут проходить зона з'єднання двох плит, які колись були берегами океану. На думку вчених, згодом верхня частина гір стерлася, оголивши залишки давньої океанської кори. Ще глибше, за десять кілометрів від поверхні, геофізики виявили велике тіло з аномально високою електричною провідністю. Його природу також сподівалися прояснити за допомогою свердловини. Але основним завданням було досягти глибини 10 км, щоб набути досвіду надглибокого буріння. Вивчивши матеріали Кольської СГ-3, німецькі буровики вирішили спочатку пройти пробну свердловину завглибшки 4 км, щоб скласти точніше уявлення про умови роботи в надрах, випробувати техніку та взяти керн. Після закінчення пілотних робіт багато з бурильного та наукового обладнання довелося переробляти, дещо створювати заново.

Основну - надглибоку - свердловину КТВ Хауптборунг заклали всього за двісті метрів від першої. Для робіт спорудили 83-метрову вишку і створили потужну на той час бурильну установку вантажопідйомністю 800 тонн. Багато бурильних операцій автоматизували, насамперед механізм спуску та підйому колони труб. Самонавідна система вертикального буріння дозволяла робити майже вертикальний стовбур. Теоретично з таким обладнанням можна було бурити до глибини 12 км. Але реальність як завжди виявилася складнішою, і плани вчених не справдилися.

Проблеми на свердловині КТВ почалися після глибини 7 км, повторивши багато з долі Кольської надглибокої. Спочатку, як вважають через високу температуру, зламалася система вертикального буріння і стовбур пішов навскіс. Наприкінці робіт забій відхилився від вертикалі на 300 м. Потім почалися аварії складніше - урвище бурильної колони. Як і на Кольській, доводилося бурити нові стволи. Певні труднощі доставляло звуження свердловини - вгорі її діаметр становив 71 см, внизу - 16,5 см. Нескінченні аварії та висока температура у вибої -270 ° С змусили буровиків припинити роботи неподалік заповітної мети.

Не скажеш, що наукові результати КТВ Хауптборунг вразили уяву вчених. На глибині головним чином залягали амфіболіти та гнейси – давні метаморфічні породи. Зону сходження океану та залишки океанічної кори ніде не виявили. Можливо, вони є в іншому місці, тут знаходиться невеликий кристалічний масив, піднятий на висоту 10 км. За кілометр від поверхні виявили родовище графіту.

1996 року свердловина КТВ, що коштувала бюджету Німеччини 338 млн. доларів, перейшла під патронат Наукового центру геології в Потсдамі, її перетворили на лабораторію для спостережень за глибокими надрами та об'єкт туризму.

Чому Місяць не з чавуну?

«Бо на Місяць не вистачило б чавуну» - напевно, саме так противники гіпотези, згідно з якою Місяць відірвався від Землі, могли б відповісти його прихильникам. Гіпотеза ця, проте, виникла не так на порожньому місці, і вчені розглядають кілька районів Землі, звідки міг бути вибитий шматок планети завбільшки з Місяць. Кольська свердловина запропонувала свій варіант. У 1970-х роках радянські станції доставили на Землю кілька сотень грамів місячного ґрунту. Речовину розділили між собою провідні наукові центри країни, щоби провести незалежні аналізи. Крихітний зразок дістався і Кольському науковому центру. Подивитися на дивину приїжджали вчені з усього регіону, у тому числі співробітники свердловини, яка згодом стала найглибшою у світі. Чи жарт? Помацати неземний пил, подивитися на нього в мікроскоп. Пізніше фахівці досліджували місячний ґрунт та опублікували з цього приводу монографію. На той час свердловина в Заполярному досягла пристойної глибини, підняті зі ствола породи детально описували. І що ж? Зразки місячного ґрунту, на які буровики колись тремтіли, виявилися один до одного діабазами з їхньої свердловини, з глибини 3 км. Тут же виникла гіпотеза, що Місяць відірвався не інакше, як від Кольського півострова приблизно 1,5 млрд років тому - такий вік діабазів. Хоча мимоволі виникало питання - якої ж величини був тоді цей півострів?

Бурити чи не бурити?

Рекорд Кольської свердловини, як і раніше, залишається неперевершеним, хоча в глиб Землі напевно можна пройти 14 і навіть 15 км. Проте навряд чи таке одиничне зусилля дасть принципово нові знання про земну кору, тоді як надглибоке буріння - справа дуже дорога. Часи, коли з його допомогою перевіряли різні гіпотези, давно минули. Свердловини глибше 6-7 км із суто науковими цілями майже перестали бурити. Наприклад, в Росії залишилися всього два об'єкти такого роду - Уральська СГ-4 і Ен-Яхінська свердловина в Західному Сибіру. Їх веде державне підприємство НВЦ «Надра», розташоване у Ярославлі. У світі пробурено так багато надглибоких та глибоких свердловин, що вчені не встигають аналізувати інформацію. У Останніми рокамигеологи прагнуть вивчати та узагальнювати отримані з великих глибин факти. Навчившись бурити на великі глибини, люди хочуть краще освоїти доступний їм обрій, сконцентрувати зусилля на практичних завданнях, які принесуть користь вже зараз. Так в Росії, виконавши програму наукового буріння, пробуривши всі 12 задуманих надглибоких свердловин, зараз працюють над системою для території всієї держави, в якій геофізичні дані, отримані за допомогою просвічування надр сейсмічними хвилями, будуть пов'язані з інформацією, здобутою надглибоким бурінням. Без свердловин розрізи земної кори, побудовані геофізиками, - лише моделі. Щоб цих схемах з'явилися конкретні гірські породи, потрібні дані буріння. Тоді геофізики, роботи яких набагато дешевші за бурові і охоплюють велику площу, зможуть набагато точніше передбачати родовища корисних копалин.

У США продовжують займатися програмою глибинного буріння дна океанів та ведуть кілька цікавих проектів у зонах вулканічної та тектонічної активності земної кори. Так, на Гавайських островах дослідники сподівалися вивчити підземне життя вулкана і наблизитися до мантійної мови - плюму, який, як вважають, породив ці острови. Свердловину біля підніжжя вулкана Мауна-Кеа планували пробурити до глибини 4,5 км, але через величезні температури здолати змогли лише 3 км. Інший проект – глибинна обсерваторія на розломі Сан-Андреас. Буріння свердловини через цей найбільший розлом Північноамериканського континенту розпочали у червні 2004 року та пройшли 2 із 3 запланованих кілометрів. У глибинній лабораторії мають намір дослідити зародження землетрусів, що, можливо, дозволить краще розуміти природу цих стихійних лих і складати їх прогноз.

Незважаючи на те, що сучасні програми надглибокого буріння вже не такі амбітні, як раніше, їм уготоване явно велике майбутнє. Неподалік той день, коли настане черга великих глибин - там шукатимуть і відкриватимуть нові родовища корисних копалин. Вже зараз видобуток нафти та газу в США із глибин 6-7 км стає звичайною справою. У майбутньому Росія теж має качати вуглеводневу сировину з таких рівнів. Як показала Тюменська надглибока свердловина, за 7 кілометрів від поверхні є перспективні для газових родовищ товщі осадових порід.

Надглибоке буріння недарма порівнюють із підкоренням космосу. Такі програми, з глобальним розмахом, що вбирають у себе все краще, ніж має зараз людство, дають поштовх розвитку багатьох галузей промисловості, техніки і в кінцевому підсумку готують ґрунт для нового прориву в науці.

Диявольські підступи

Якось Кольська надглибока опинилася в центрі світового скандалу. Одного чудового ранку 1989 року директору свердловини Давиду Губерману зателефонували головний редактор обласної газети, секретар обкому та ще маса самих різних людей. Усі хотіли дізнатися про диявола, якого нібито буровики підняли з надр, як про те повідомили деякі газети та радіостанції по всьому світу. Директор сторопів, і – було від чого! "Вчені виявили пекло", "Сатана втік з пекла" - говорили заголовки. Як повідомлялося в пресі, геологи, які працюють дуже далеко в Сибіру, а можливо, на Алясці або навіть Кольському півострові (єдиної думки з цього приводу у журналістів не було), проводили буріння на глибині 14,4 км, як раптом бур почав сильно бовтатися. з боку убік. Значить, унизу велика дірка, подумали вчені, мабуть, центр планети – порожній. Датчики, опущені вглиб, показували температуру 2 000 ° С, а суперчутливі мікрофони озвучили ... крики мільйонів страждаючих душ. В результаті буріння було припинено через побоювання випустити пекельні сили на поверхню. Звичайно, радянські вчені спростували цю журналістську «качку», але відлуння тієї давньої історіїще довго кочували з газети на газету, перетворившись на своєрідний фольклор. Через кілька років, коли байки про пекло вже забули, співробітники Кольської надглибокої побували в Австралії з лекціями. Їх запросили на прийом до губернатора штату Вікторія, кокетливої жінки, яка вітала російську делегацію питанням: «І якого біса ви звідти підняли?»

Найглибші свердловини світу

1. Аралсорська СГ-1, Прикаспійська низовина, 1962-1971, глибина – 6,8 км. Пошук нафти та газу.
2. Біікжальська СГ-2, Прикаспійська низовина, 1962-1971, глибина – 6,2 км. Пошук нафти та газу.
3. Кольська СГ-3, 1970-1994, глибина – 12 262 м. Проектна глибина – 15 км.
4. Саатлінська, Азербайджан, 1977-1990, глибина – 8 324 м. Проектна глибина – 11 км.
5. Колвінська, Архангельська область, 1961, глибина – 7 057 м.
6. Мурунтауська СГ-10, Узбекистан, 1984, глибина -
3 км. Проектна глибина – 7 км. Пошук золота.
7. Тімано-Печорська СГ-5, Північний Схід Росії, 1984-1993, глибина - 6 904 м, проектна глибина - 7 км.
8. Тюменська СГ-6, Західний Сибір, 1987-1996, глибина – 7 502 м. Проектна глибина – 8 км. Пошук нафти та газу.
9. Ново-Єлховська, Татарстан, 1988, глибина – 5 881 м.
10. Воротилівська свердловина, Поволжя, 1989-1992, глибина - 5374 м. Пошук алмазів, вивчення Пучеж-Катункської астроблеми.
11. Криворізька СГ-8, Україна, 1984-1993, глибина – 5 382 м. Проектна глибина – 12 км. Пошук залізистих кварцитів.

Уральська СГ-4, Середній Урал. Закладено у 1985 році. Проектна глибина – 15 000 м. Поточна глибина – 6 100 м. Пошук мідних руд, вивчення будови Уралу. Ен-Яхтинська СГ-7, Західний Сибір. Проектна глибина – 7 500 м. Поточна глибина – 6 900 м. Пошук нафти та газу.

Свердловини на нафту та газ

початку 70-х років
Юніверсіті, США, глибина – 8 686 м.
Бейден-Юніт, США, глибина – 9 159 м.
Берта-Роджерс, США, глибина – 9 583 м.

80-х років
Цистердорф, Австрія, глибина 8553 м.
Сільян Рінг, Швеція, глибина – 6,8 км.
Бігхорн, США, Вайомінг, глибина – 7 583 м.
КТВ Hauptbohrung, Німеччина, 1990-1994, глибина -
9 100 м. Проектна глибина – 10 км. Наукове буріння.

У меж життя

У меж життя Екстремофільні бактерії, виявлені в гірських породах, піднятих з глибини в кілька кілометрів ДОСЬЄ Одне з найдивовижніших відкриттів, яке вчені зробили за допомогою буріння, - це життя глибоко під землею. І хоча життя це представлене лише бактеріями, його межі простягаються до неймовірних глибин. Бактерії всюдисущі. Вони освоїли підземне царство, начебто, зовсім непридатне існування. Величезні тиски, високі температури, відсутність кисню та життєвого простору- Ніщо не змогло стати перешкодою на шляху розповсюдження життя. За деякими підрахунками, маса мікроорганізмів, що мешкають під землею, може перевищувати масу всіх живих істот, що населяють поверхню нашої планети.

Ще на початку XX століття американський вчений Едсон Бастін виявив бактерії у воді з нафтоносного горизонту із глибини кілька сотень метрів. Мікроорганізми, що мешкали там, не потребували кисню і сонячного проміння, вони харчувалися органічними сполукаминафти. Бастін припустив, що ці бактерії живуть ізольовано від поверхні вже 300 млн. років - відколи утворилося нафтове родовище. Але його смілива гіпотеза залишилася незатребуваною, їй просто не повірили. Тоді вважали, що життя – це лише тонка плівка на поверхні планети.

Інтерес до глибинних форм життя може бути цілком практичним. У 1980-х роках департамент енергетики США шукав безпечні методи захоронення радіоактивних відходів. Для цих цілей передбачалося використовувати шахти в непроникних гірських породах, де живуть бактерії, що живляться радіонуклідами. 1987 року почалося глибоке буріння кількох свердловин у штаті Південна Кароліна. З півкілометрової глибини вчені відбирали зразки, дотримуючись різноманітних запобіжних заходів, щоб не занести бактерії та повітря з поверхні Землі. Вивченням зразків займалися кілька незалежних лабораторій, їх результати виявилися позитивними: у глибоких товщах мешкали так звані анаеробні бактерії, які не потребують доступу кисню.

Бактерії виявили і в породах золоторудної шахти в Південній Африці на глибині 2,8 км, де температура становила 60°С. Живуть вони і глибоко під дном океанів за температури понад 100°. Як показала Кольська надглибока свердловина, умови для проживання мікроорганізмів є навіть на глибині понад 12 км, оскільки гірські породи виявилися досить пористими, насиченими водними розчинами, а там, де є вода, можливе життя.

У надглибокій свердловині, що розкривала кратер Сільян Рінг у Швеції, мікробіологи також виявили колонії бактерій. Цікаво, що мікроорганізми мешкали у стародавніх гранітах. Хоча це були дуже щільні породи, що залягали під великим тиском, але в них за системою мікропор і тріщин циркулювали підземні води. Справжньою сенсацією стала товща порід на глибині 5,5-6,7 км. Вона була насичена пастою з нафти із кристалами магнетиту. Одне із можливих пояснень цього феномену дав американський геолог Томас Голд, автор книги «Глибока гаряча біосфера». Голд припустив, що магнетито-масляна паста не що інше, як продукт життєдіяльності бактерій, які харчуються метаном, що надходить з мантії.

Як свідчать дослідження, бактерії задовольняються воістину спартанськими умовами. Межі їхньої витривалості залишаються загадкою, але схоже, що нижню межу проживання бактерій все-таки встановлює температура надр. Вони можуть розмножуватися при 110°З витримувати, хоч і короткий час, температуру 140°С. Якщо вважати, що на континентах температура збільшується на 20-25 ° з кожним кілометром, то виявити живі спільноти можна до 4 км. Під океанським дном температура зростає негаразд швидко, і нижня межа життя може пролягати на глибині 7 км.

Це означає, що життя має величезний запас міцності. Отже, біосфера Землі не може бути повністю знищена навіть у разі найсерйозніших катаклізмів і, ймовірно, на планетах, позбавлених атмосфери та гідросфери, мікроорганізми можуть існувати в надрах.

У 1970 році якраз до 100-річного ювілею Леніна радянські вчені розпочали один із найамбіційніших проектів сучасності. На Кольському півострові, за десять кілометрів від селища Заполярний, стартувало буріння свердловини, яка в результаті виявилася найглибшою у світі та увійшла до Книги рекордів Гіннесса.

Грандіозний науковий проект тривав понад двадцять років. Він приніс масу найцікавіших відкриттів, увійшов в історію науки, а під кінець обріс такою кількістю легенд, чуток і пліток, що вистачило б не на один фільм жахів.

Вхід у пекло

У часи свого розквіту бурова на Кольському півострові являла собою гігантську споруду висотою в 20-поверховий будинок. Тут працювало до трьох тисяч людей за зміну. Колектив очолювали головні геологи країни. Бурову вишикували в тундрі за десять кілометрів від селища Заполярний, і в полярній ночі вона сяяла вогнями, як космічний корабель.

Коли вся ця пишнота раптом закрилася і вогні згасли, одразу пішли чутки. За всіма мірками буріння відбувалося надзвичайно успішно. Нікому у світі ще не вдавалося досягти такої глибини – радянські геологи опустили бурю понад 12 кілометрів.

Раптове завершення вдалого проекту виглядало такою самою безглуздістю, як те, що американці закрили програму польотів на Місяць. У краху місячного проекту звинувачували інопланетян. У проблемах Кольської надглибокої - чортів і бісів.

Популярна легенда свідчить, що з високих глибин бур не раз діставали оплавленим. Жодних фізичних причинцьому не було - температура під землею не перевищувала 200 градусів за Цельсієм, а буря була розрахована на тисячу градусів. Потім аудіодатчики нібито почали вловлювати якісь стогін, крики та зітхання. Диспетчери, які стежили за показаннями приладів, скаржилися на панічний страх і тривогу.

За легендою виходило, що геологи добурилися до пекла. Стогін грішників, екстремально високі температури, атмосфера жаху на буровій, - все це пояснювало, чому всі роботи на Кольській надглибокій раптово були згорнуті.

Багато хто ставився до цих чуток скептично. Проте 1995 року, вже після зупинки робіт, на буровий пролунав потужний вибух. Що там могло вибухнути, не розумів ніхто, навіть керівник усього проекту, видний геолог Давид Губерман.

Сьогодні до занедбаної бурової ведуть екскурсії та розповідають туристам захоплюючу історію про те, як вчені пробурили дірку у підземне царство мертвих. Як по установці блукають примари, що стенають, а до вечора на поверхню вилазять біси і норовлять умикнути в прірву екстремалу, що зазівався.

Підземний Місяць

Насправді всю історію з «колодцем у пекло» було вигадано фінськими журналістами до 1 квітня. Їхню жартівливу статтю передрукували американські газети, і качка полетіла у маси. Багаторічне буріння Кольської надглибокої йшло без жодної містики. Але те, що відбувалося там у реальності, було цікавіше за будь-які легенди.

Почати з того, що надглибоке буріння за порідненням було приречено на численні аварії. Під гнітом гігантського тиску (до 1000 атмосфер) та високих температур не витримували бури, забивалась свердловина, ламалися труби, якими зміцнювали жерло. Безліч разів тонка свердловина викривлялася так, що доводилося пробурювати все нові відгалуження.

Найстрашніша аварія сталася невдовзі після головного тріумфу геологів. 1982 року вони змогли подолати позначку 12 кілометрів. Ці результати урочисто оголосили у Москві на Міжнародному геологічному конгресі. Геологів з усього світу привезли на Кольський півострів, показали їм бурову та зразки порід, здобуті на фантастичній глибині, до якої ще ніколи не добиралося людство.

Після святкування буріння продовжили. Однак перерва в роботах виявилася фатальною. 1984 року сталася найстрашніша аварія на буровій. Відірвалися і забили свердловину п'ять кілометрів труб. Продовжувати буріння не можна було. Одночасно було втрачено результати п'яти років роботи.

Довелося відновлювати буріння із 7-кілометрової позначки. Лише 1990 року геологам знову вдалося перевалити за 12 кілометрів. 12 262 метри – така остаточна глибина Кольської свердловини.

Але паралельно страшним аваріям чергою йшли й неймовірні відкриття. Глибоке буріння – аналог машини часу. На Кольському півострові до поверхні підходять найдавніші породи, вік яких перевищує 3 мільярди років. Забираючись дедалі глибше, вчені отримали ясне уявлення у тому, що відбувалося нашій планеті за часів її молодості.

Насамперед виявилося, що традиційна схема геологічного розрізу, складена вченими, не відповідає реальності. «До 4 кілометрів все йшло по теорії, а далі почалося кінець світу», - розповідав потім Губерман.

За розрахунками, пробуривши шар граніту, потрібно було дістатися ще твердіших, базальтових порід. Але ніякого базальту не було. Після граніту йшли нещільні шаруваті породи, які постійно кришилися і ускладнювали рух углиб.

Натомість серед порід віком 2,8 мільярда років було знайдено скам'янілі мікроорганізми. Це дозволило уточнити час зародження життя Землі. На ще більших глибинах знайшли величезні поклади метану. Це прояснило питання виникнення вуглеводнів - нафти і газу.

А на глибині понад 9 кілометрів вчені виявили золотовмісний олівіновий шар, так яскраво описаний Олексієм Толстим у «Гіперболоїді інженера Гаріна».

Але найфантастичніше відкриття відбулося наприкінці 1970-х, коли радянська місячна станція привезла зразки місячного ґрунту. Геологи з подивом побачили, що його склад повністю збігається із складом порід, здобутих ними на глибині 3 кілометри. Як це можливо?

Справа в тому, що одна з гіпотез походження Місяця припускає, що кілька мільярдів років тому Земля зіткнулася з якимось. небесним тілом. Внаслідок зіткнення від нашої планети відколовся шматок і перетворився на супутник. Можливо цей шматок відірвався саме в районі нинішнього Кольського півострова.

Фінал

То чому ж таки закрили Кольську надглибоку?

По-перше, основні завдання наукової експедиції було виконано. Було створено, в екстремальних умовах протестовано та помітно вдосконалено унікальне обладнання для буріння на великих глибинах. Зібрані зразки порід були детально досліджені та описані. Кольська свердловина допомогла набагато краще зрозуміти будову земної кори та історію нашої планети.

По-друге, сам час не сприяв подібним амбітним проектам. 1992 року наукової експедиції прикрили фінансування. Співробітники звільнилися та роз'їхалися додому. Але й сьогодні грандіозна будівля бурової та загадкова свердловина вражають своїми масштабами.

Іноді здається, що надглибока Кольська ще не вичерпала весь запас своїх чудес. У цьому впевнений і керівник знаменитого проекту. «Маємо найглибшу дірку у світі - так треба користуватися!» - вигукнув Давид Губерман.

Людство любить експериментувати із планетою. Зокрема бурити у ній свердловини. Це робиться не тільки для видобутку корисних копалин, але й наукових цілях. У світі безліч свердловин різного діаметра та глибини. Але найглибша з них - "Кольська надглибока свердловина СГ-3".

Необхідно уточнити, що ми розглядаємо саме глибину, а чи не довжину свердловини. Тобто абсолютна вертикальна відстань від Землі до нижньої точки свердловини. Більшість свердловин пробурені під кутом до земної поверхні. А от Кольська практично вертикальна.

Де знаходиться

Найглибша свердловина пробурена на Кольському півострові. Її можна знайти за 10 кілометрів від містечка Заполярний у північній частині Мурманської області.

Географічні координати країни 69.396511, 30.609849

Кольська свердловина у цифрах

Діаметр свердловини біля поверхні 92 см., а в нижній точці близько 21 см.

Але найголовніша величина, яка нас цікавить це, звичайно, глибина. Так ось вона 12262 метри.

Чи багато це чи мало?

Щоб відповісти на це питання, потрібно навести порівняння.

Нагадаємо, глибина Маріанської западини, а точніше у найглибшому її місці — безодня Челленджера — 11023 метри. Тобто понад 11 кілометрів. Так от, Кольська свердловина перевершує її більш ніж на 1,2 км.

Навіть Книга Рекордів Гіннеса в 1997 році зафіксувала її як найглибше проникнення людини в земну кору. Рекорд тримається досі.

До 2008 року Кольська надглибока була також найдовшою у світі. Але її на 28 метрів перевершила нафтова свердловина у Катарі. Її довжина 12 290 метрів, але пробурена вона під гострим кутом.

Наразі рекорд за довжиною (12700 метрів) тримає свердловина Чайвінського родовища на Сахаліні.

У будь-якому випадку, порівняно з розмірами планети, ці цифри мізерні.

Наведемо найпростіший приклад. Уявіть собі, що Земля це куля діаметром 1,3 метра (зростання середнього третьокласника). Сама висока точкапланети (легендарний Еверест) у цьому випадку підніматиметься над поверхнею кулі менш ніж на 1 міліметр. Глибина Маріанської западини буде трохи більше 1 міліметра. А ось глибина Кольської надглибокої западини становитиме лише 1,2 міліметра. Тож у масштабах Планети це дуже скромний результат.

Коли й навіщо пробурили Кольську надглибоку?

Початок реалізації проекту (1970) приурочили до 100-річчя від дня народження В.І.Леніна.

Якщо Ви думаєте, що це звичайна свердловина для видобутку нафти чи газу, Ви помиляєтеся. Кольська надглибока призначена тільки для наукових досліджень. Геологи хотіли краще вивчити поверхню (чи кордон) Мохоровичіча. Вона залягає на глибині від 5 до 70 км. Відповідно до теорії, там має бути значне та стрибкоподібне збільшення щільності земної кори.

Але Кольська свердловина поставила під сумнів деякі геологічні теорії. Так на глибині 12000 метрів зафіксовано температуру понад 220 про С, а не 100 про С, як передбачали раніше.

У глибинних зразках породи віком близько 2,8 мільярда років знайшли ознаки органічних речовин. Це підтверджує, що життя Землі зародилося раніше, ніж вважалося.

Чому не пробурили глибше?

24 травня 1970 року геологи визначилися з місцем буріння і почалися роботи.
До позначки 7000 метрів буря розмірено йшла крізь однорідний граніт.

1979 року бурильники подолали глибину 9853 метри і побили світовий рекорд, який належав свердловині в американському штаті Оклахома.

Світовий рекорд побито

В 1981 бур пройшов позначку 11000 метрів, а в 1983 вже 12000 метрів.

а ось і 11000 метрів

Після почалися проблеми, оскільки пішли шаруваті породи. В результаті стали утворюватися каверни і стовбур свердловини почав обсипатися. На такій глибині, окрім обсипання ґрунту, під власною вагою почали відриватися бурові колони. Відповідно, вони перекривали ствол шахти, і доводилося змінювати траєкторію буріння.

Для буріння використовувалися бури із надміцного сплаву. Але незважаючи на це, однієї коронки вистачало лише на 4 години роботи. За цей час встигали пробурити до 10-ти метрів. Плюс до цього спуск та підйом бурової колони займав до 18 години.

Буріння велося до 1991 року. Але після кількох обривів бурових колон роботи припинилися. Таким чином, подолати глибину 12262 метрів так і не вийшло.

Раніше весь комплект виглядав так

Нині Кольська надглибока законсервована та практично зруйнована.

Міфи Кольської свердловини

Свердловина породила масу легенд. «Колодязь у пекло» — так його часто називали. Стверджували, що у її глибинах записані незрозумілі звуки, дуже схожі стогін і крики людей.

Подейкують, що геологи досягли глибини в 14,5 км., але після цього буря провалилася в таємничу порожнечу, і температура всередині перевищила 1100 про С.

Але це лише міфи.

Деякі фантазери взагалі стверджували, що зі свердловини вибрався невідомий монстр. На це керівник дослідницької групи Давид Миронович Губерман відповів, що все це «нісенітниця собача».

Проте варто згадати, що у 1985 році у свердловині стався вибух. Цей факт Губерман підтверджує, але пояснити його не може. Цікаво, що через кілька днів після цього роботи продовжилися в штатному режимі. Більше подібні незрозумілі явищане повторювалися.

На глибині 410-660 км під поверхнею Землі океан архейського періоду. Подібні відкриття були б неможливі без методів надглибинного буріння, розроблених та застосовуваних у Радянському Союзі. Один із артефактів тих часів – Кольська надглибока свердловина (СГ-3), яка навіть через 24 роки з моменту припинення буріння залишається найглибшою у світі. Навіщо її пробурили та які відкриття вона допомогла зробити, розповідає «Лента.ру».

Піонерами надглибокого буріння виступили американці. Щоправда, на просторах океану: у пілотному проекті вони задіяли судно Glomar Challenger, сконструйоване саме з цією метою. Тим часом у Радянському Союзі активно розробляли відповідну теоретичну базу.

У травні 1970 року на півночі Мурманської області за 10 кілометрів від міста Заполярного почалося буріння Кольської надглибокої свердловини. Як і належало, це приурочили до сторіччя від дня народження Леніна. На відміну від інших надглибоких свердловин СГ-3 бурили виключно для наукових цілей і навіть організували спеціальну геологорозвідувальну експедицію.

Місце буріння обрали унікальне: саме на Балтійському щиті у районі Кольського півострова на поверхню виходять стародавні породи. Вік багатьох із них сягає трьох мільярдів років (найнашій планеті - 4,5 мільярда років). Крім того, тут Печенга-Імандра-Варзузький рифтогенний прогин - вдавлена в давні породи чашоподібна структура, походження якої пояснюють глибинним розломом.

Вченим знадобилося чотири роки, щоб пробурити свердловину на глибину 7263 метри. Поки що нічого незвичайного не робилося: застосовувалася та ж установка, що й у видобутку нафти з газом. Потім свердловина простояла без діла цілий рік: установку модифікували для турбінного буріння. Після апгрейду вдавалося бурити приблизно 60 метрів на місяць.

Глибина за сім кілометрів зробила сюрпризи: чергування твердих і не дуже щільних порід. Почастішали аварії, а в стовбурі свердловини виникло безліч каверн. Буріння тривало до 1983 року, коли глибина СГ-3 сягнула 12 кілометрів. Після цього вчені зібрали велику конференцію та розповіли про свої успіхи.

Однак через неакуратне поводження з бурем у шахті залишилася секція завдовжки п'ять кілометрів. Кілька місяців її намагалися дістати, але не досягли успіху. Вирішили знову почати буріння з глибини сім кілометрів. Через складність операції бурили не тільки основний стовбур, а й чотири додаткові. На те, щоб відновити втрачені метри, пішло цілих шість років: 1990-го свердловина досягла глибини 12262 метра, ставши найглибшою у світі.

Через два роки буріння було зупинено, згодом свердловину законсервували, а фактично закинули.

Проте на Кольській надглибокій свердловині зробили чимало відкриттів. Інженери створили цілу систему надглибокого буріння. Складність полягала у глибині, а й у високих температурах (до 200 градусів Цельсія) через інтенсивність роботи бурів.

Вчені не просто просувалися вглиб Землі, а й піднімали зразки порід та керни для аналізу. До речі, саме вони вивчали місячний ґрунт і з'ясували, що за складом він майже повністю відповідає породам, витягнутим із свердловини з глибини близько трьох кілометрів.

На глибині понад дев'ять кілометрів вийшли на поклади корисних копалин, у тому числі й золота: в олівіновому шарі цілих 78 грамів на тонну. І це не так мало - видобуток золота вважають можливим при 34 грамах на тонну. Приємним сюрпризом для вчених, а також для найближчого комбінату стало виявлення нового рудного горизонту з мідно-нікелевих руд.

Крім того, дослідники з'ясували, що граніти не переходять в суперміцний базальтовий шар: насправді за ним розташовувалися архейські гнейси, які зазвичай відносять до тріщинуватим породам. Це справило свого роду революцію в геолого-геофізичній науці і повністю змінило традиційні уявлення про надра Землі.

Ще один приємний сюрприз - відкриття на глибині 9-12 кілометрів високопористих тріщинуватих порід, насичених сильно мінералізованими водами. На думку вчених, саме вони відповідальні за утворення руд, але раніше вважалося, що це відбувається лише на набагато менших глибинах.

Крім того, з'ясувалося, що температура надр трохи вища, ніж передбачалося: на глибині шести кілометрів був отриманий температурний градієнт в 20 градусів Цельсія на кілометр замість 16 очікуваних. Було встановлено радіогенне походження теплового потоку, що також не узгоджувалося з попередніми гіпотезами.

У глибинних шарах віком понад 2,8 мільярда років вчені виявили 14 видів скам'янілих мікроорганізмів. Це дозволило зрушити час виникнення життя на планеті півтора мільярда років тому. Також дослідники з'ясували, що на глибинах немає осадових порід та є метан, назавжди поховавши теорію біологічного походження вуглеводнів.