Найглибша бурова свердловина у світі. Підземне неземне

Багато наукових та виробничих робіт пов'язані з бурінням підземних свердловин. Загальна кількість таких об'єктів лише у Росії навряд чи піддається обчисленню. Але легендарна Кольська надглибоказ 1990-х років залишається неперевершеною, йдучи в товщу Землі більш як на 12 кілометрів! Її бурили не заради економічної вигоди, а з суто наукового інтересу- Довідатися, які процеси відбуваються всередині планети.

Кольська надглибока свердловина. Бурова першого етапу (глибина 7600 м), 1974 рік

50 кандидатів на місце

Найдивовижніша у світі свердловина знаходиться у Мурманській області за 10 кілометрів на захід від міста Заполярний. Її глибина становить 12 262 метри, діаметр верхньої частини – 92 сантиметри, діаметр нижньої частини – 21,5 сантиметри.

Свердловину заклали 1970 року на честь 100-річчя від дня народження В.І. Леніна. Вибір місця не був випадковим – саме тут, на території Балтійського щита, на поверхню виходять найдавніші породи, вік яких налічує три мільярди років.

З кінця XIXстоліття відома теорія про те, що наша планета складається з кори, мантії та ядра. Але де саме закінчується один шар і починається наступний, вчені могли лише припускати. За найпоширенішою версією, до трьох кілометрів вниз йдуть граніти, далі базальти, а на глибині 15-18 кілометрів починається мантія. Усе це потрібно було перевірити практично.

Підземні дослідження 1960-х років нагадували космічну гонку – провідні країни намагалися випередити одна одну. Висловлювалося думка у тому, що у великій глибині перебувають багаті поклади з корисними копалинами, зокрема і золота.

Першими надглибокі свердловини почали бурити американці. На початку 1960-х років їхні вчені з'ясували, що земна кора набагато тонша під океанами. Тому найбільш перспективним місцем для робіт був обраний район поблизу острова Мауї (один з групи Гавайських островів), де земна мантіязнаходиться на глибині приблизно п'ять кілометрів (плюс 4-кілометрова товща води). Але обидві спроби дослідників із США закінчилися невдало.

Радянському Союзу потрібно було гідно відповісти. Наші дослідники запропонували створити свердловину на континенті - незважаючи на те, що бурити треба було довше, результат обіцяв бути успішним.

Проект став одним із наймасштабніших у СРСР. На свердловині працювало 16 науково-дослідних лабораторій. Влаштуватись сюди було не менш важко, ніж потрапити до загону космонавтів. Пересічні співробітники отримували потрійну зарплату та квартиру у Москві чи Ленінграді. Не дивно, що плинності кадрів не було взагалі, а на кожне місце претендувало щонайменше 50 кандидатів.

Космічна сенсація

До глибини 7263 метри прохідка велася за допомогою звичайної серійної установки, яку тоді використовували при видобутку нафти або газу. Цей етап зайняв чотири роки. Потім була річна перерва для будівництва нової вежі та монтажу потужнішої установки «Уралмаш-15000», створеної в Свердловську і яка отримала назву «Сіверянка». У її роботі використовувався турбінний принцип – коли обертається не вся колона, а лише бурова головка.

З кожним пройденим метром вести прохідку ставало складніше. Раніше вважалося, що температура породи навіть на глибині 15 кілометрів буде не вищою за 150 °С. Але виявилося, що на глибині вісім кілометрів вона доходила до 169 ° С, а на глибині 12 кілометрів і взагалі склала 220 ° С!

Обладнання швидко виходило з ладу. Але роботи тривали безперервно. Завдання першими у світі досягти 12-кілометрової позначки було політично важливим. Її вдалося вирішити в 1983 році - якраз на час початку Міжнародного геологічного конгресу в Москві.

Делегатам конгресу показали зразки ґрунту, взятого з рекордної глибини 12 кілометрів, для них було організовано поїздку до свердловини. Фотографії та статті про Кольську надглибоку обійшли всі провідні світові газети та журнали, у кількох країнах на її честь випустили поштові марки.

Але головне – спеціально до конгресу було підготовлено справжню сенсацію. З'ясувалося, що зразки порід, взяті на 3-кілометровій глибині Кольської свердловини, повністю ідентичні місячному ґрунту (він був вперше доставлений на Землю радянською автоматичною космічною станцією "Місяць-16" у 1970 році).

Вчені давно припускали, що Місяць колись був частиною Землі і відірвався від нього в результаті космічної катастрофи. Тепер можна було говорити про те, що частина нашої планети, що відкололася, мільярди років тому стикалася з районом нинішнього Кольського півострова.

Надглибока свердловина стала справжнім тріумфом радянської науки. Дослідників, конструкторів, навіть простих працівників вшановували та нагороджували майже цілий рік.

Кольська надглибока свердловина, 2007р.

Золото у глибині

У цей час роботи на Кольській надглибокій були припинені. Їх відновили лише у вересні 1984 року. І перший же запуск призвів до найбільшої аварії. Співробітники наче забули про те, що всередині підземного ходу постійно точаться зміни. Свердловина не прощає зупинку робіт - і змушує все починати спочатку.

В результаті стався урвище бурової колони, в глибині залишилося п'ять кілометрів труб. Їх намагалися дістати, але за кілька місяців стало зрозуміло, що зробити це не вдасться.

Бурові роботи знову розпочалися із 7-кілометрової позначки. До глибини 12 кілометрів вдруге підійшли лише за шість років. У 1990 році було досягнуто максимум - 12 262 метри.

А далі на роботі свердловини позначилися як невдачі локального масштабу, так і події, що відбувалися в країні. Можливості наявної техніки були вичерпані, державне фінансуваннярізко поменшало. Після кількох серйозних аварій буріння у 1992 році припинили.

Наукове значення Кольської надглибокої складно переоцінити. Насамперед, роботи на ній підтвердили здогад про багаті поклади корисних копалин на великих глибинах. Звичайно, дорогоцінних металівв чистому виглядітам не знайшли. Але на позначці дев'ять кілометрів було виявлено пласти із вмістом золота 78 грамів на тонну (активний промисловий видобуток ведеться, коли такий вміст становить 34 грами на тонну).

Крім того, аналіз древніх глибинних порід дозволив уточнити вік Землі - виявилося, що вона на півтора мільярда років старша, ніж було заведено думати.

Вважалося, що на надглибинах немає і не може бути органічного життя, але в піднятих на поверхню зразках ґрунту, вік якого становив три мільярди років, були виявлені 14 раніше невідомих видівскам'янілих мікроорганізмів.

Незадовго перед закриттям, 1989 року, Кольська надглибока знову опинилася в центрі міжнародної уваги. Директору свердловини академіку Давиду Губерману раптом почали дзвонити та писати з усіх куточків світу. Вчених, журналістів, просто допитливих громадян цікавило питання: чи правда, що надглибока свердловина стала «колодцем у пекло»?

Виявилося, що представники фінської преси розмовляли з деякими працівниками Кольської надглибокої. І ті зізналися: коли бур подолав позначку 12 кілометрів, із глибини свердловини почали долинати дивні шуми. Робітники опустили замість голівки бура термостійкий мікрофон - і за його допомогою записали звуки, що нагадують людські крики. Хтось із співробітників висунув версію, що це крики грішників у пеклі.

Наскільки такі розповіді відповідають істині? Технічно розмістити замість бура мікрофон складно, але можливо. Щоправда, робота з його спуску може тривати кілька тижнів. І проводити її на режимному об'єкті замість буріння навряд чи вдалося б. Але, з іншого боку, багато співробітників свердловини справді чули дивні звуки, які регулярно долинали з глибини. І що це могло бути, ніхто достеменно не знав.

З подачі фінських журналістів світова преса опублікувала низку статей із твердженнями, що Кольська надглибока – це «дорога до пекла». Містичне значення стали приписувати й тому факту, що СРСР розпався, коли буровики вели прохідку «нещасливої» тринадцятої тисячі метрів.

1995 року, коли станцію вже було законсервовано, у глибині шахти стався незрозумілий вибух - хоча б з тієї причини, що там не було чого вибухати. Зарубіжні газети повідомили про те, що через зроблений людьми хід з надр Землі на поверхню вилетів демон (видання рясніли заголовками типу «Сатана втік з пекла»).

Директор свердловини Давид Губерман у своєму інтерв'ю чесно зізнався: він не вірить у пекло та демонів, але незрозумілий вибух справді мав місце, як і дивні шуми, що нагадують голоси. Причому обстеження, проведене після вибуху, показало, що це обладнання у повному порядку.

Кольська надглибока свердловина, 2012 р.

Сама свердловина (заварена), серпень 2012 року

Музей за 100 мільйонів

Довгий час свердловина вважалася законсервованою, на ній працювало близько 20 співробітників (у 1980-х роках їхня кількість перевищувала 500). У 2008 році об'єкт повністю закрили та частину обладнання демонтували. Наземна частина свердловини - будівля завбільшки з 12-поверховий будинок, зараз вона занедбана і поступово руйнується. Іноді сюди приїжджають туристи, залучені легендами про голоси з пекла.

За твердженнями співробітників Геологічного інституту Кольського наукового центруРАН, у віданні якого раніше була свердловина, її відновлення обійшлося б у 100 мільйонів рублів.

Але про наукові роботи на глибині вже не йдеться: на базі даного об'єкта можна лише відкрити інститут або інше підприємство для навчання фахівців шельфового буріння. Або створити музей - адже Кольська свердловина продовжує залишатися найглибшою у світі.

Анастасія БАБАНІВСЬКА, журнал "Таємниці ХХ століття" №5 2017

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 хвильз 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 самою глибокою свердловиноюв 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 займала особливе місцев радянській програміглибинного 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, що 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 верстви континентальної кори, 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 Мохоровичича, прилади фіксували різке збільшенняшвидкість 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, що 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 науковій роботіКольської 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 стовбуру, природну радіоактивність - гамма-випромінювання, наведену радіоактивність після імпульсного нейтронного опромінення, електричні та магнітні властивостіпорід, 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 різних рівняхвстановлювалися прилади, які фіксували особливості поширення сейсмічних хвиль та купу інших показників. Причому все це входило в єдину системуглибинних обсерваторій працювали у трьох десятках інших надглибоких свердловин, що у тисячах кілометрах друг від друга. Зібрана таким чином інформація дозволяла значно просунутися у нелегкій справі передбачення землетрусів. Також обсерваторії фіксували особливості поширення хвиль від підземних. ядерних вибухів, на величезні відстаніта 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 міністргеології СРСР Євген Козловський.

Кольська надглибока і зараз могла б бути унікальною глибинною обсерваторією. Могла, але не слугує. Її припинили фінансувати, закрили, а наземний комплексз унікальним обладнанням розпилили на брухт. 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 голіручі вкладай у контейнери. Але всі ці горезвісні ресурси стали доступні лише завдяки колосальній роботі, виконаній вченими та інженерами. Яка сила була втручена в геологічну розвідкуякий 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.

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 проектйшов 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.

СРСР. Кольський півострів. 1 жовтня 1980 року. Передові свердловини, що досягли рекордної глибини - 10 500 метрів

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 збудували в тундрі за десять кілометрів від селища Заполярний, та в полярної ночівона 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 газетиі качка полетіла в 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 температурне 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 покладиметану. 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 експедиціїбули виконані. Було створено, екстремальних умовпротестовано та помітно вдосконалено унікальне обладнаннядля буріння на 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 будівлябурова 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.

Кольська надглибока свердловинаЗ кінця XIX століття вважалося, що Земля складається з кори, мантії та ядра. При цьому ніхто до ладу не міг сказати, де закінчується один шар і починається наступний. Вчені не знали навіть, з чого, власне, ці верстви складаються. Ще якихось 30 років тому дослідники були впевнені, що шар гранітів починається на глибині 50 метрів і триває до трьох кілометрів, а потім йдуть базальти. Мантія передбачалася на глибині 15-18 кілометрів.

Надглибока свердловина, яку почали бурити в СРСР на Кольському півострові, показала, що вчені помилялися...

Занурення на три мільярди років

Проекти подорожі в глиб Землі з'явилися на початку 1960-х років відразу в кількох країнах. Першими почали бурити надглибокі свердловини американці, причому вони намагалися робити це в таких місцях, де, за даними сейсмічних досліджень, земна кора мала бути тоншою. Ці місця, згідно з розрахунками, знаходилися на дні океанів, а найперспективнішим вважався район поблизу острова Мауї з групи Гавайських, де стародавні породи залягають під океанським дном і земна мантія знаходиться приблизно на глибині п'яти кілометрів під чотирьох кілометрової товщої води. На жаль, обидві спроби пробитися крізь земну кору тут закінчилися невдачею на глибині трьох кілометрів.

Перші вітчизняні проекти також передбачали підводне буріння – у Каспійському морі чи Байкалі. Але 1963 року вчений-буровик Микола Тимофєєв переконав Державний комітетз науки і техніки СРСР у цьому, що необхідно створити свердловину на континенті. Хоча бурити доведеться незрівнянно довше, вважав він, свердловина буде набагато цінніша з наукової точкизору. Місце буріння обрали на Кольському півострові, розташованому на так званому Балтійському щиті, що складається з найдавніших відомих людству земних порід. Багатокілометровий зріз пластів щита мав, за задумом вчених, показати картину історії планети за останні три мільярди років.

Все глибше, і глибше, і глибше.

Початок робіт після майже п'ятирічної підготовки був присвячений 100-річчю від дня народження В.І. Леніна у 1970 році. До проекту розпочали ґрунтовно. На свердловині працювало 16 науково-дослідних лабораторій, кожна розміром із середній завод; проект займався особисто міністром геології CCCР Пересічні співробітники отримували потрійну зарплату. Усім була гарантована квартира у Москві чи Ленінграді. Не дивно, що потрапити на Кольську надглибоку було набагато складніше, ніж у загін космонавтів.

Зовнішній виглядсвердловини здатний був розчарувати стороннього спостерігача. Жодних ліфтів і гвинтових сходів, що ведуть у глиб Землі. Під землю йшов тільки бур діаметром трохи більше 20 сантиметрів. Взагалі, Кольську надглибоку можна уявити як тонку голку, що пронизує земну товщу. Бур, що знаходився на кінці цієї голки, з численними датчиками після декількох годин роботи піднімали майже цілу добу для огляду, зняття показань і ремонту, і добу ж потім опускали. Швидше не можна: найміцніший композитний трос (бурова колона) міг обірватися під власною вагою.

Що відбувалося на глибині в момент буріння, достеменно було невідомо. Температура довкілля, шуми та інші параметри передавалися вгору з запізненням. Проте бурильники розповідали, що навіть такий контакт із підземеллям іноді лякав не на жарт. Звуки, що долинали знизу, були схожі на крики та завивання. До цього можна додати довгий списокаварій, що переслідували Кольську надглибоку, коли вона досягла глибини 10 кілометрів. Двічі бур діставали оплавленим, хоча температури, від яких він міг набути такого вигляду, можна порівняти з температурою поверхні Сонця. Якось трос начебто смикнули знизу - і обірвали. Згодом, коли бурили у тому самому місці, залишків троса не виявилося. Чим були викликані ці та інші аварії, досі залишається загадкою. Втім, зовсім не вони спричинили зупинення буріння надр Балтійського щита.

У 1983 році, коли глибина свердловини досягла 12066 метрів, роботи тимчасово припинили: вирішено було підготувати матеріали з надглибокого буріння до Міжнародного геологічного конгресу, який планувалося провести в 1984 році в Москві. На ньому зарубіжні вчені вперше дізналися про існування Кольської надглибокої, всі відомості про яку були доти засекречені. Відновились роботи 27 вересня 1984 року. Проте за першого ж спуску бура сталася аварія - знову обірвалася бурова колона. Продовжувати буріння довелося з глибини 7000 метрів, створюючи новий ствол, і до 1990 року це нове відгалуження досягло позначки 12 262 метри, що стало абсолютним рекордом для надглибоких свердловин, побитим лише 2008 року. Буріння було зупинено 1992-го, цього разу, як виявилося, назавжди. На подальші роботи не було коштів.

Відкриття та знахідки

Відкриття, зроблені на Кольській надглибокій, здійснили справжній переворот у знаннях про будову земної кори. Теоретики обіцяли, що температура Балтійського щита залишиться порівняно низькою до глибини щонайменше 15 кілометрів. Отже, свердловину можна бурити чи не до 20 кілометрів, якраз до мантії. Але вже на п'ятому кілометрі температура перевалила за 700°С, на сьомому - за 1200°С, а на глибині дванадцяти смажило сильніше за 2200°С.

Кольські бурильники поставили під сумнів теорію пошарової будови земної кори – принаймні в інтервалі до 12 262 метрів. Вважалося, що є поверхневий шар (молоді породи), потім мають йти граніти, базальти, мантія та ядро. Але граніти виявилися на три кілометри нижчими, ніж розраховували. Базальтів, які мали залягати під ними, не знайшли взагалі. Неймовірним сюрпризом для вчених стала велика кількість тріщин і порожнин на глибині понад 10 кілометрів. У цих пустотах бур розгойдувався як маятник, що призводило до серйозних труднощів у роботі через його відхилення від вертикальної осі. У порожнечах було зафіксовано наявність пар води, які переміщалися там з високою швидкістю, немов переносні якимись невідомими насосами. Ці пари і створювали ті самі звуки, які тремтіли бурильників.

Цілком несподівано для всіх підтвердилася гіпотеза письменника Олексія Толстого про олівіновий пояс, висловлена ​​в романі «Гіперболоїд інженера Гаріна». На глибині понад 9,5 кілометра виявили справжню криницю всіляких копалин, зокрема золота, якого виявилося 78 грамів на тонну. До речі, промисловий видобуток здійснюється за концентрації 34 грами на тонну.

Ще один сюрприз: життя на Землі виникло, виявляється, на півтора мільярда років раніше, ніж передбачалося. На глибинах, де, як вважалося, ніякої органіки не може бути, виявили 14 видів скам'янілих мікроорганізмів (вік цих верств перевищував 2,8 мільярда років). На ще більших глибинах, де вже немає осадових порід, з'явився метан у високих концентраціях, що остаточно спростувало теорію біологічного походженнявуглеводнів, таких як нафта та газ.

Не можна не згадати про відкриття, зроблене при порівнянні місячного ґрунту, доставленого радянською космічною станцією наприкінці 70-х років з поверхні Місяця, та проб, взятих на Кольській свердловинііз глибини 3 кілометри. Виявилося, ці проби схожі на дві краплі води. Деякі астрономи побачили в цьому доказ того, що колись Місяць відколовся від Землі в результаті катаклізму (можливо, зіткнення планети з великим астероїдом). Однак на думку інших, ця схожість свідчить лише про те, що Місяць утворився з тієї ж газопилової хмари, що і Земля, і на початкових геологічних етапахвони «розвивались» однаково.

Кольська надглибока випередила свій час

Кольська свердловина показала, що в глиб Землі можна пройти і на 14 і навіть на 15 кілометрів. Однак одна така свердловина навряд чи здатна дати принципово нові знання про земну кору. Для цього потрібна ціла мережа свердловин, пробурених у різних точках земної поверхні. Але часи, коли надглибокі свердловини буріли з чисто науковими цілями, здається, пройшли. Занадто дороге це задоволення. Сучасні програми надглибокого буріннявже не такі амбітні, як раніше, і переслідують практичні цілі.

Головним чином це відкриття та видобуток корисних копалин. У США вже зараз видобуток нафти та газу з глибин 6-7 кілометрів стає звичною справою. У майбутньому з таких рівнів почне качати вуглеводневу сировину та Росія. Однак і ті глибинні свердловини, що зараз буряться, приносять чимало цінної інформації, яку геологи прагнуть узагальнити для отримання цілісної картинихоча б поверхневих верств земної кори. Але те, що лежить нижче, ще довго буде загадкою. Розкрити її за допомогою найсучаснішої наукової апаратури можуть лише вчені, які працюють на надглибоких свердловинах, подібних до Кольської. Такі свердловини у майбутньому стануть для людства своєрідними телескопами у таємничий підземний світпланети, про яке нам відомо не більше, ніж про віддалені галактики.

Дослідження ґрунту доводять: Місяць відірвався від Кольського півострова

Кольська надглибока у розрізі

Кольська надглибока

Нібито на підході до 13-го кілометра прилади зафіксували дивний шум, що доносився з надр планети, — жовті газети в один голос запевняли, що так звучати можуть тільки крики грішників з пекла. Через кілька секунд після появи страшного звуку пролунав вибух.

Космос під ногами

Наприкінці 70-х — на початку 80-х влаштуватися працювати на Кольську надглибоку, як запанібратськи називають свердловину жителі селища Заполярний Мурманської області, було складніше, ніж потрапити до загону космонавтів. Із сотень претендентів обирали одного-двох. Разом із наказом про прийом на роботу щасливці отримували окрему квартиру та зарплату, що дорівнює подвійному-потрійному окладу московської професури. На свердловині одночасно працювало 16 дослідницьких лабораторій, кожна – розміром із середній завод. З такою завзятістю землю копали тільки німці, але, як свідчить Книга рекордів Гіннеса, найглибша німецька свердловина чи не вдвічі коротша за нашу.

Віддалені галактики вивчені людством набагато краще, ніж те, що знаходиться під земною корою за кілька кілометрів від нас. Кольська надглибока – своєрідний телескоп у загадковий внутрішній світпланети.

З початку XX століття вважалося, що Земля складається з кори, мантії та ядра. При цьому ніхто до ладу не міг сказати, де закінчується один шар і починається наступний. Вчені не знали навіть, з чого, власне, ці верстви складаються. Ще якихось 40 років тому вони були впевнені, що шар гранітів починається на глибині 50 метрів і продовжується до 3 кілометрів, а потім йдуть базальти. Зустріти мантію очікувалося на глибині 15-18 км. Насправді все виявилося зовсім інакше. І хоча у шкільних підручниках все ще пишуть, що Земля складається з трьох верств, вчені з Кольською надглибокою довели, що це не так.

Балтійський щит

Проекти подорожі в глиб Землі з'явилися на початку 60-х відразу в кількох країнах. Бурити свердловини намагалися в тих місцях, де кора мала бути тоншою - метою було досягнення мантії. Наприклад, американці бурили в районі острова Мауї, на Гаваях, де, за даними сейсмічних досліджень, древні породи виходять під океанське дно і мантія знаходиться приблизно на глибині 5 кілометрів під чотирикілометровою товщею води. На жаль, жодна океанська бурова глибша за 3 кілометри не пробилася. Взагалі майже всі проекти надглибоких свердловин містичним чином закінчувалися на трикілометровій глибині. Саме в цей момент із бурами починало відбуватися щось дивне: то вони потрапляли у несподівані надгарячі області, то їх начебто відкушував якийсь небачений монстр. Глибше за 3 кілометри прорвалися всього 5 свердловин, з них 4 — радянські. І лише Кольській надглибокій судилося подолати позначку 7 кілометрів.

Початкові вітчизняні проекти також передбачали підводне буріння — у Каспійському морі чи Байкалі. Але в 1963 році вчений-буровик Микола Тимофєєв переконав Державний комітет з науки та техніки СРСР у тому, що потрібно створити свердловину на континенті. Хоча бурити доведеться незрівнянно довше, вважав він, свердловина буде набагато цінніша з наукового погляду, адже саме в товщі континентальних плитв доісторичні часивідбувалися найбільші переміщення земних порід. Точку буріння обрали на Кольському півострові невипадково. Півострів розташований на так званому Балтійському щиті, який складений із найдавніших відомих людству порід.

Багатокілометровий зріз пластів Балтійського щита – наочна історія планети за останні 3 мільярди років.

Підкорювач глибин

Зовнішній вигляд Кольської бурової здатний розчарувати обивателя. Свердловина не нагадує шахту, яку малює нам уяву. Жодних спусків під землю, в товщу йде тільки бур діаметром трохи більше 20 сантиметрів. Уявний розріз Кольської надглибокої свердловини виглядає як тоненька голочка, що пронизала земну товщу. Бур із численними датчиками, що знаходиться на кінці голочки, піднімають і опускають протягом декількох днів. Швидше не можна: найміцніший композитний трос може обірватися під власною вагою.

Що відбувається в глибині, достеменно невідомо. Температура навколишнього середовища, шуми та інші параметри передаються вгору з хвилинним запізненням. Проте бурильники розповідають, що навіть такий контакт із підземеллям може не на жарт злякати. Звуки, що долинають знизу, і справді схожі на крики та завивання. До цього можна додати довгий список аварій, що переслідували надглибоку Кольську, коли вона досягла глибини 10 кілометрів. Двічі бур діставали оплавленим, хоча температури, яких він може розплавитися, можна порівняти з температурою поверхні Сонця. Якось трос наче смикнули знизу — і обірвали. Згодом, коли бурили у тому самому місці, залишків троса не виявилося. Чим були викликані ці та інші аварії, досі залишається загадкою. Втім, зовсім не вони спричинили зупинення буріння надр Балтійського щита.

12 000 метрів відкриттів та трохи чортівниці

«Маємо найглибшу дірку у світі — так треба користуватися!» — гірко вигукує незмінний директор науково-виробничого центру «Кольська надглибока» Давид Губерман. У перші 30 років існування Кольської надглибокої радянські, а потім російські вчені прорвалися на глибину 12 262 метри. Але з 1995-го буріння припинено: не було кому фінансувати проект. Того, що виділяється в рамках наукових програм ЮНЕСКО, вистачає лише на підтримку бурової станції у робочому стані та вивчення раніше вилучених зразків порід.

Губерман із жалем згадує, скільки наукових відкриттіввідбулося на Кольській надглибокій. Буквально кожен метр був одкровенням. Свердловина показала, що майже всі наші попередні знання про будову земної кори невірні. З'ясувалося, що Земля зовсім не схожа на листковий пиріг. «До 4 кілометрів все йшло теоретично, а далі почалося кінець світу», — розповідає Губерман. Теоретики обіцяли, що температура Балтійського щита залишиться порівняно низькою до глибини щонайменше 15 кілометрів. Відповідно, свердловину можна буде рити майже до 20 кілометрів, якраз до мантії. Але вже на 5 кілометрах навколишня температура перевалила за 700 ° C, на семи - за 1200 ° C, а на глибині 12 смажило сильніше 2200 ° C - на 1000 ° C вище передбаченого. Кольські бурильники поставили під сумнів теорію пошарової будови земної кори — принаймні в інтервалі до 12 262 метрів. У школі нас навчали: є молоді породи, граніти, базальти, мантія та ядро. Але граніти виявилися на 3 кілометри нижчими, ніж розраховували. Далі мали бути базальти. Їх узагалі не знайшли. Все буріння пройшло у гранітному шарі. Це надважливе відкриття, бо з теорією пошарової будови Землі пов'язані всі наші уявлення про виникнення та розміщення корисних копалин.

Ще один сюрприз: життя на планеті Земля виникло, виявляється, на 1,5 мільярда років раніше, ніж передбачалося. На глибинах, де вважалося, що немає органіки, виявили 14 видів скам'янілих мікроорганізмів - вік глибинних шарівперевищував 2,8 мільярда років. На ще більших глибинах, де немає осадових порід, з'явився метан у величезних концентраціях. Це повністю і зовсім зруйнувало теорію біологічного походження вуглеводнів, таких як нафта та газ.

Демони

Були й майже фантастичні сенсації. Коли наприкінці 70-х років радянська автоматична космічна станціяпривезла на Землю 124 грами місячного ґрунту, дослідники Кольського наукового центру встановили, що він як дві краплі води схожий на проби з глибини 3 кілометрів. І виникла гіпотеза: Місяць відірвався від Кольського півострова. Тепер шукають де саме. До речі, американці, які привезли з Місяця півтонни ґрунту, так нічого розумного з ним і не зробили. Помістили в герметичні контейнери та залишили для досліджень майбутнім поколінням.

В історії Кольської надглибокої не обійшлося і без містики. Офіційно, як уже згадувалося, свердловина зупинилася через брак коштів. Збіг чи ні — але саме того 1995 року в глибині шахти пролунав найпотужніший вибухневстановленої природи. До жителів Заполярного прорвалися журналісти фінської газети — і світ потрясла історія про демон, що вилетів з надр планети.

«Коли мене про цю загадкової історіїпочали розпитувати в ЮНЕСКО, я не знав, що відповісти. З одного боку, нісенітниця собача. З іншого боку, я, як чесний учений, не міг сказати, що знаю, що саме у нас сталося. Був зафіксований дуже дивний гомін, потім був вибух… Через кілька днів нічого такого на тій же глибині не виявилося», — згадує академік Давид Губерман.

Цілком несподівано для всіх підтвердилися прогнози Олексія Толстого з роману «Гіперболоїд інженера Гаріна». На глибині понад 9,5 кілометрів виявили справжню криницю всіляких копалин, зокрема золота. Справжній шар олівіну, геніально передбачений письменником. Золота у ньому 78 грамів на тонну. До речі, промисловий видобуток можливий при концентрації 34 грами на тонну. Можливо, вже в недалекому майбутньому людство зможе скористатися цим багатством.