Maximális fúrási mélység. Kola szupermély. Út a pokolba (Vlagyimir Batrakov)

A múlt század 50-70-es éveiben a világ megváltozott hihetetlen sebesség. Olyan dolgok jelentek meg, amelyek nélkül nehéz elképzelni a mai világot: az internet, a számítógépek, a mobilkommunikáció, az űr meghódítása és a tenger mélységei. Az ember rohamosan tágította jelenléte köreit az Univerzumban, de még mindig meglehetősen durva elképzelései voltak „otthona” - a Föld bolygó - felépítéséről. Bár az ultramély fúrás ötlete még akkor sem volt új: 1958-ban az amerikaiak elindították a Mohole projektet. A neve két szóból áll:

Moho- Andrija Mohorovicic horvát geofizikusról és szeizmológusról elnevezett felület, aki 1909-ben azonosította a földkéreg alsó határát, amelyen a szeizmikus hullámok sebessége hirtelen megnövekszik;
Lyuk- nos, lyuk, nyílás. Azon feltételezések alapján, hogy a földkéreg vastagsága az óceánok alatt sokkal kisebb, mint a szárazföldön, Guadelupe szigete közelében 5 kutat fúrtak, körülbelül 180 méter mélységgel (3,5 km-es óceánmélységgel). Öt év alatt a kutatók öt kutat fúrtak, sok mintát gyűjtöttek a bazaltrétegből, de nem jutottak el a köpenyig. Ennek eredményeként a projektet sikertelennek nyilvánították, és a munkát leállították.

A Föld felszínén feltáruló vulkáni kőzetek geológiai metszetének és vastagságának tanulmányozására tett kísérlet arra késztette a tudományos központokat és hozzájuk hasonlóan kutató szervezeteket, hogy azonosítsák a mélytörések eredetét. A tény az, hogy a korábban a Föld és a Hold belsejéből kinyert kőzetek szerkezeti mintái egyformán érdekesek voltak a tanulmányozás szempontjából. A torkolat helyének megválasztása pedig a meglévő hatalmas tálszerű vályúra esett, amelynek eredetét a Kola-félszigeten egy mély törés jelenlétével társítják.

Azt hitték, hogy a Föld egyfajta szendvics, amely egy kéregből, köpenyből és magból áll. Ekkorra már kellőképpen tanulmányozták a felszínhez közeli üledékes kőzeteket az olajmezők kialakulása során. A színesfémek feltárását ritkán kísérte 2000 méter alatti fúrás.

A Kola SG (szupermély) 5000 méter mélység alatt várhatóan gránit- és bazaltrétegek elválását érzékeli. Ez nem történt meg. A fúró 7000 méteres mélységig fúrta át a kemény gránit sziklákat. A továbbiakban a feltárás viszonylag puha talajon haladt, ami az aknafalak összeomlását és üregek kialakulását okozta. A felmorzsolódott talaj annyira beszorította a szerszámfejet, hogy emelés közben a csőszál elszakadt, ami balesethez vezetett. A Kola-kútnak meg kellett volna erősítenie vagy megcáfolnia ezeket a régóta fennálló tanításokat. Ezenkívül a tudósok nem kockáztatták meg, hogy megjelöljék azokat az intervallumokat, ahol pontosan húzódnak a határok e három réteg között. A Kola-kutat a lelőhelyek feltárására és tanulmányozására szánták ásványkincsek, a nyersanyagtartalékok előfordulási mezőinek mintázatának és szakaszonkénti kialakulásának meghatározása. Ennek alapja mindenekelőtt a Föld mélyére vonatkozó fizikai, hidrogeológiai és egyéb paraméterek elméletének tudományos érvényessége volt. És megbízható információkat geológiai szerkezet altalajt csak ultramély aknabehatolással lehetett nyerni.

Közben, sok éves képzés a fúrási műveletek megkezdéséig biztosítottak: a mélyítéssel járó hőmérséklet-emelkedés lehetősége, a képződmények hidrosztatikai nyomásának növekedése, a kőzetek viselkedésének kiszámíthatatlansága, a kőzet jelenléte és a formáció nyomása miatti stabilitása.

VAL VEL műszaki pont mindent figyelembe vettek lehetséges nehézségeketés olyan akadályok, amelyek a mélyítési folyamat lelassulásához vezethetnek a lövedék leengedésének és felemelésének idővesztesége miatt, a fúrási sebesség csökkenése a kőzetkategória változása miatt, valamint a fúrófúrók energiaköltségei növekedése miatt.
A legnehezebb tényezőnek a burkolat és a fúrócső tömegének folyamatos növekedését tartották, ahogy mélyülnek.

A területen a műszaki fejlesztések sikeresek lettek:
- a fúrótornyok és berendezések teherbírásának, teljesítményének és egyéb jellemzőinek növelése;
- kőzetvágó szerszámok hőállósága;
- a fúrási folyamat minden szakaszának kezelésének automatizálása;
- a fenéklyuk zónából érkező információk feldolgozása;
- figyelmeztetések vészhelyzetekre a fúrócsővel vagy -házzal.

Egy ultramély tengely fúrásának fel kellett volna fednie a bolygó mélyszerkezetére vonatkozó tudományos hipotézis helyességét vagy tévességét.

Ennek a nagyon költséges konstrukciónak a célja a kutatás volt:
1. A besenyői nikkellelőhely mélyszerkezete és a félsziget balti pajzsának kristályos alapja. A besenyői polifémes lelőhely kontúrjának megfejtése, az érctestek megnyilvánulásaival párosítva.
2. A kontinentális kéreg réteghatárok felosztását okozó természet és erők vizsgálata. A képződési zónák azonosítása, a magas hőmérsékletű képződés motívumai és jellege. A fizikai és kémiai összetétel víz, kőzetek repedéseiben és pórusaiban képződő gázok.
3. Átfogó anyag beszerzése a kőzetek anyagösszetételéről, valamint a kéreg gránit és bazalt „tömítései” közötti távolságokról. Átfogó tanulmány fizikai és kémiai tulajdonságok kivont mag.
4. Fejlesztése haladó technikai eszközökkelés új technológiák az ultramély aknák süllyesztésére. Geofizikai kutatási módszerek alkalmazásának lehetősége az ércesedési zónában.
5. A fúrási folyamat megfigyelésére, tesztelésére, kutatására és nyomon követésére szolgáló legújabb berendezések fejlesztése és létrehozása.

A Kola-kút többnyire tudományos célokat szolgált. A feladat része volt a bolygót alkotó ősi kőzetek tanulmányozása és a bennük zajló folyamatok titkainak megismerése.

A Kola-félszigeten végzett fúrások geológiai indoklása

A hasznos érclelőhelyek feltárását és kitermelését mindig a mély kutak fúrása határozza meg. És miért a Kola-félszigeten, és konkrétan a Murmanszk régióban, és minden bizonnyal Pecsengában. Ennek előfeltétele volt, hogy ezt a vidéket az ásványkincsek valódi tárházának tekintették leggazdagabb tartalékai sokféle érc alapanyag (nikkel, magnetit, apatit, csillám, titán, réz).

Egy kút magja alapján végzett geológiai számítás azonban feltárta a világ abszurditását tudományos vélemény. A hét kilométeres mélységről kiderült, hogy vulkáni eredetű és üledékes kőzetekből (tufák, homokkövek, dolomitok, breccsák) épülnek fel. Ez alatt az intervallum alatt a feltételezések szerint kőzeteknek kellett volna elválasztani a gránit és bazaltos szerkezeteket. De sajnos a bazaltok soha nem jelentek meg.

Geológiai értelemben a félsziget Balti-pajzsa, amely részben Norvégia, Svédország, Finnország és Karélia területeit fedi le, évszázadok óta eróziónak és evolúciónak van kitéve. A természetes kitörések, a vulkanizmus pusztító folyamatai, a magmatizmus jelenségei, a kőzetek metamorf módosulásai és az üledékképződés a legvilágosabban a besenyő geológiai leletén vésődnek be. Ez az a része a Balti-tengeri gyűrött pajzsnak, ahol évmilliárdokon keresztül formálódott a geológiai képződéstörténet és az ércmegnyilvánulások.

Különösen a pajzsfelület északi és keleti része volt kitéve évszázados korróziónak. Ennek eredményeként gleccserek, szél, víz és egyéb a természeti katasztrófák, mintha leszakítanák (lekaparnák) a kőzetek felső rétegeit.

A kút helyének kiválasztása a súlyos erózió alapján történt felső rétegekés a Föld ősi archeai képződményeinek feltárása. Ezek a kiemelkedések jelentősen közelebb és könnyebben hozzáférhettek a természet földalatti tárházaihoz.

Ultramély kút kialakítás

Az ultramély szerkezetek kötelezően teleszkópos kialakításúak. Nálunk a száj kezdeti átmérője 92 cm, a végső átmérő 21,5 volt.

A 720 mm átmérőjű tervezési vezetőoszlop vagy úgynevezett vezető 39 mélységig való behatolást biztosított lineáris méter. Az első műszaki oszlop (helyhez kötött burkolat), 324 mm átmérővel és 2000 méter hosszúsággal; kivehető burkolat 245 mm, 8770 méteres felvétellel. A további fúrást a tervezési szintig nyitott furattal tervezték végrehajtani. A kristályos kőzetek lehetővé tették a falak burkolatlan részének hosszú távú stabilitását. Egy második eltávolítható oszlop, amelyet mágneses markerekkel jelöltek, lehetővé tenné a folyamatos magmintavételt a hordó teljes hosszában. A fúrócsövön lévő radioaktív címkéket úgy konfigurálták, hogy rögzítsék a fúrási környezet hőmérsékletét.

Fúróberendezés műszaki felszerelése ultramély kút fúrásához

A fúrást a semmiből Uralmash-4E berendezéssel, vagyis mély olaj- és gázkutak fúrására használt soros berendezéssel végezték. 2000 méterig a törzset acél fúrócsöveken vezették át, a végén turbófúróval. Ezt a 46 méter hosszú, végén fúróval ellátott turbinát agyagoldat hatására forgatták, amelyet 40 atmoszféra nyomáson szivattyúztak a csőbe.

Továbbá az ásatást 7264 méteres intervallumban végezték a hazai Uralmash-15000 berendezéssel, innovatív szempontból egy erősebb szerkezettel, 400 tonnás emelőképességgel. A komplexum számos műszaki, technológiai, elektronikai és egyéb fejlett fejlesztéssel volt felszerelve.

A Kola kút csúcstechnológiás és automatizált szerkezettel volt felszerelve:
1. Kutatás, erős alappal, amelyre maga a szekcionált torony is fel van szerelve, 68 méter magasan. Megvalósításra szánták:

• tengelysüllyesztési, lövedékleengedési és -emelési műveletek és egyéb segédműveletek;
• a vezető és a teljes csőszál megtartása, mind súlyban, mind a fúrási folyamat során;
• fúrócsövek szakaszainak (gyertyáinak) elhelyezése, beleértve a súlyozott fúrócsöveket (fúróperemek), és a mozgó rendszert.

Ban ben belső tér A tornyokban SP (descent and ascent) felszerelések és eszközök is helyet kaptak. Itt helyezték el a biztonsági berendezéseket és a lovas (segédfúró) esetleges vészkiürítését is.

2. Erőteljes és technológiai berendezések, erő- és szivattyúegységek.

3. Keringés- és lefúvatásszabályozó rendszer, cementáló berendezések.

4. Automatizálás, menedzsment, folyamatirányító rendszer.

5. Elektromos berendezések, gépesítési berendezések.

6. Mérőberendezések, laboratóriumi felszerelések és még sok más készlet.

2008-ban Kola ultramély kút teljesen elhagyták, minden értékes berendezést leszereltek és elvittek (nagy részét ócskavasnak adták el).

2012-ig a fúrótorony főtornyát leszerelték.

Ma már csak az Orosz Tudományos Akadémia Kolai Tudományos Központja működik, ahol a mai napig tanulmányozzák az ultramély kútból kivont magot.

Magát a magot eltávolították Jaroszlavl városába, ahol jelenleg tárolják.

Dokumentumfilm a Kola szupermély kútról

Új rekordok az ultramély kutaknál

A Kola szupermély kút 2008-ig a világ legmélyebb kútjának számított.

2008-ban fúrást végeztek az Al Shaheen olajmedencében. hegyesszög a föld felszínére található a Maersk Oil BD-04A olajkút, melynek hossza 12 290 méter.

2011 januárjában ez a rekord megdőlt, és megdöntötte a Northern Dome-ban (Odoptu-Sea - gázolajmező Oroszországban) fúrt olajkút, ezt a kutat szintén hegyesszögben fúrták a felszínhez képest. föld, a hossza 12 345 méter volt.

2013 júniusában a Chaivinskoye mező Z-42-es kútja ismét megdöntötte a mélységi rekordot, 12 700 méter hosszúsággal.

A világ legmélyebb kútjai 2015. március 18

A bolygónk mélyére való behatolás álma, valamint egy ember űrbe küldésének terve sok évszázadon át teljesen lehetetlennek tűnt. A 13. században a kínaiak már 1200 méter mély kutakat ástak, és az 1930-as években a fúrótornyok megjelenésével az európaiaknak sikerült három kilométeres mélységig behatolniuk, de ezek csak karcolások voltak a bolygó testén. .

Globális projektként a fúrás ötlete felső héj A Föld az 1960-as években jelent meg. A köpeny szerkezetére vonatkozó hipotézisek közvetett adatokon, például szeizmikus aktivitáson alapultak. És az egyetlen módja annak, hogy szó szerint belenézzünk a föld belsejébe, az volt, hogy ultramély kutakat fúrunk. A felszínen és az óceán mélyén lévő kutak százai adtak választ a tudósok néhány kérdésére, de azok az idők, amikor különféle hipotézisek tesztelésére használták őket, már rég elmúltak.

Emlékezzünk a listára legmélyebb kutak földön …

Siljan Ring (Svédország, 6800 m)

A 80-as évek végén Svédországban a Siljan Ring kráterben fúrtak egy azonos nevű kutat. A tudósok hipotézise szerint ezen a helyen várhatók nem biológiai eredetű földgázlelőhelyek. A fúrás eredménye csalódást okozott a befektetőknek és a tudósoknak egyaránt. Szénhidrogének benne ipari mérleg nem találták meg.

Zistersdorf UT2A (Ausztria, 8553 m)

1977-ben a bécsi olaj- és gázmedencében fúrták meg a Zistersdorf UT1A kutat, ahol több kis olajmező rejtőzött. Amikor 7544 méteres mélységben feltárhatatlan gázkészleteket fedeztek fel, az első kút hirtelen beomlott, és az OMV egy második fúrásra kényszerítette. A bányászok azonban ezúttal nem találtak mély szénhidrogénforrásokat.

Hauptbohrung (Németország, 9101 m)

A híres Kola-kút kitörölhetetlen benyomást tett az európai közvéleményre. Sok ország megkezdte az ultramély kút projektek előkészítését, de különösen figyelemre méltó a Hauptborung kút, amelyet 1990 és 1994 között fejlesztettek ki Németországban. Mindössze 9 km-t elérve a fúrások és a tudományos adatok nyitottságának köszönhetően az egyik leghíresebb ultramély kúttá vált.

Badeni egység (USA, 9159 m)

A Lone Star által fúrt kút Anadarko város közelében. Fejlesztése 1970-ben kezdődött és 545 napig tartott. Ehhez a kúthoz összesen 1700 tonna cementre és 150 gyémántfúróra volt szükség. A teljes költsége pedig 6 millió dollárba került a cégnek.

Bertha Rogers (USA, 9583 m)

Egy másik ultramély kút létesült az oklahomai Anadarko olaj- és gázmedencében 1974-ben. A teljes fúrási folyamat a Lone Star munkásainál 502 napot vett igénybe. A munkát le kellett állítani, amikor a bányászok 9,5 kilométeres mélységben egy olvadt kénlelőhelyre bukkantak.

Kola szupermély (Szovjetunió, 12 262 m)

A Guinness Rekordok Könyvében „a földkéreg legmélyebb emberi inváziójaként” szerepel. Amikor 1970 májusában megkezdték a fúrást a kimondhatatlan Vilgiskoddeoaivinjärvi nevű tó közelében, azt feltételezték, hogy a kút 15 kilométeres mélységet fog elérni. De a magas hőmérséklet (akár 230°C) miatt a munkát korlátozni kellett. Tovább Ebben a pillanatban A Kola-kút lepényes.

Már meséltem ennek a kútnak a történetéről...

BD-04A (Katar, 12 289 m)

7 évvel ezelőtt a BD-04A kutatófúrást a katari Al-Shaheen olajmezőn fúrták. Figyelemre méltó, hogy a Maersk fúróplatform rekord 36 nap alatt 12 kilométert tudott elérni!

OP-11 (Oroszország, 12 345 m)

2011 januárját az Exxon Neftegas üzenete jellemezte, miszerint a leghosszabb kinyúlású kút fúrása a befejezéshez közeledik. Az Odoptu mezőnél található OR-11 szintén rekordot állított fel a vízszintes kútfúrás hosszában - 11 475 méter. A bányászok mindössze 60 nap alatt tudták befejezni a munkát.

Az Odoptu-mezőnél lévő OP-11 kút teljes hossza 12 345 méter (7,67 mérföld) volt, ezzel új világrekordot állított fel a kiterjesztett hatótávolságú kutak (ERR) fúrásában. Az OR-11 szintén a világon az első helyen állt az alja és a fúrási pont közötti vízszintes távolság tekintetében – 11 475 méter (7,13 mérföld). Az ENL az ExxonMobil nagysebességű fúrási és integrált fúrási minőség-ellenőrzési technológiáival mindössze 60 nap alatt befejezte a rekordot döntögető kutat, így az OR-11 kút minden lábánál a legmagasabb fúrási teljesítményt érte el.

„A Sakhalin-1 projekt továbbra is hozzájárul Oroszország vezető szerepéhez a globális olaj- és gáziparban” – mondta James Taylor, az ENL elnöke. — A mai napig a 10 leghosszabb EDS kút közül hatot fúrtak, beleértve az OP-11-es kutat is, a Szahalin-1 projekt részeként az ExxonMobil Corporation fúrási technológiáinak felhasználásával. A projekt során a speciálisan tervezett Yastreb fúróberendezést használták, amely számos iparági rekordot állított fel a furathossz, a fúrási sebesség és az irányított fúrási teljesítmény tekintetében. Új rekord is szállítottunk, miközben kiváló teljesítményt nyújtottunk a biztonság, egészség és környezet».

Az Odoptu mező, a Szahalin-1 projekt három mezőjének egyike, a polcon található, 8-11 km-re a Szahalin-sziget északkeleti partjától. A BOV technológia lehetővé teszi a partról a tengerfenék alatti sikeres kutak fúrását a tengeri olaj- és gázlelőhelyek eléréséhez, a biztonság és a környezetvédelmi elvek megsértése nélkül a világ egyik legnehezebben fejlődő szubarktikus régiójában.

P.S. És ezt írják kommentben: tim_o_fay: válasszuk szét a legyeket a szeletektől :) Hosszú kút ≠ mély. Ugyanennek a BD-04A-nak a 12 289 méteres vízszintes törzse 10 902 méter. http://www.democraticunderground.com/discuss/duboard.php?az=view_all&address=115x150185 Ennek megfelelően a függőleges ott egy kilométer összesen. Mit jelent? Ez alacsony (viszonylag) nyomást és hőmérsékletet jelent a fenéken, lágy kőzeteket (jó behatolási sebességgel) stb. stb. OP-11 ugyanabból az operából. Nem mondom, hogy a vízszintes fúrás egyszerű (nyolc éve csinálom ezt), de még mindig sokkal könnyebb, mint a szupermélyeket. Bertha Rogers, SG-3 (Kola), Baden Unit és mások, amelyek valóban nagy függőleges mélységgel rendelkeznek (szó szerinti fordítás az angolból, True Vertical Depth, TVD) – ez valóban valami transzcendentális. 1985-ben a SOGRT ötvenedik évfordulójára az Unió minden részéről érkeztek egykori végzettek történetekkel és ajándékokkal a technikum múzeumának. Akkor az a megtiszteltetés ért, hogy több mint 11,5 km mélységből megérintettem egy darab gránitgneisz :)

– Dr. Huberman, mi a fenét ásott oda lent? - szakította félbe a közönség egy megjegyzése egy orosz tudós beszámolóját az UNESCO ausztráliai találkozóján. Néhány héttel korábban, 1995 áprilisában híradások hulláma söpört végig a világon a kólai szupermély kútnál történt rejtélyes balesetről.

Állítólag a 13. kilométerhez közeledve a műszerek furcsa zajt rögzítettek a bolygó zsigereiből – a sárga újságok egyöntetűen biztosították, hogy csak az alvilágból érkező bűnösök kiáltása szólhat így. Néhány másodperccel a szörnyű hang megjelenése után robbanás történt...

Hely a lábad alatt

A 70-es évek végén - a 80-as évek elején a Kola Szupermély-kútnál – ahogy a murmanszki régióban található Zapolyarny falu lakói szeretettel nevezik a kutat – nehezebb volt munkát szerezni, mint bejutni a kozmonauta alakulatba. A több száz jelentkező közül kiválasztottak egyet-kettőt. A szerencsések a foglalkoztatási megbízással együtt külön lakást és a moszkvai professzorok fizetésének duplája vagy háromszorosának megfelelő fizetést kaptak. A kútnál egyidejűleg 16 kutatólaboratórium működött, egyenként átlagos gyár méretűek. Ilyen szívóssággal csak a németek ásták a földet, de a Guinness Rekordok Könyve tanúsága szerint a legmélyebb német kút csaknem fele olyan hosszú, mint a miénk.

A távoli galaxisokat sokkal jobban tanulmányozta az emberiség, mint azt, ami a földkéreg alatt található, néhány kilométerre tőlünk. Kola Superdeep - egyfajta teleszkóp a titokzatos belső világ bolygók.

A 20. század eleje óta azt hitték, hogy a Föld egy kéregből, köpenyből és magból áll. Ugyanakkor senki sem tudta megmondani, hol ér véget az egyik réteg és hol kezdődik a következő. A tudósok azt sem tudták, valójában miből állnak ezek a rétegek. Körülbelül 40 évvel ezelőtt biztosak voltak abban, hogy a gránitréteg 50 méteres mélységben kezdődik és 3 kilométerig tart, majd ott vannak a bazaltok. A köpennyel 15-18 kilométeres mélységben lehetett találkozni. A valóságban minden teljesen másképp alakult. És bár az iskolai tankönyvek még mindig azt írják, hogy a Föld három rétegből áll, a Kola szupermély lelőhely tudósai bebizonyították, hogy ez nem így van.

balti pajzs

A 60-as évek elején több országban egyszerre jelentek meg projektek a Föld mélyére történő utazásra. Olyan helyeken próbáltak kutakat fúrni, ahol vékonyabbnak kellett volna lennie a kéregnek – a cél a köpeny elérése volt. Például az amerikaiak a hawaii Maui sziget területén fúrtak, ahol szeizmikus vizsgálatok szerint ősi sziklák bukkannak fel az óceán feneke alatt, és a köpeny körülbelül 5 kilométeres mélységben található egy négy kilométeres mélység alatt. vízréteg. Sajnos egyetlen óceánfúrási hely sem hatolt 3 kilométernél mélyebbre. Általánosságban elmondható, hogy szinte minden ultramély kutak projekt titokzatosan három kilométeres mélységben ért véget. Ebben a pillanatban valami furcsa dolog kezdett történni a fúrókkal: vagy váratlan szuperforró területeken találták magukat, vagy mintha valami példátlan szörnyeteg marta volna meg őket. Csak 5 kút tört át 3 kilométernél mélyebbre, ebből 4 szovjet volt. A 7 kilométeres határt pedig csak a Kola Superdeepnek szánták.

A kezdeti hazai projektek víz alatti fúrásokat is tartalmaztak - a Kaszpi-tengeren vagy a Bajkál-tavon. De 1963-ban Nikolai Timofejev fúró tudós meggyőzte Állami Bizottság A Szovjetunió tudománya és technika szerint kutat kell létrehozni a kontinensen. Bár sokkal tovább tartana a fúrás, úgy vélte, a kút sokkal értékesebb lenne vele tudományos szempont nézet, mert a kontinentális lemezek vastagságában történtek a földkőzetek legjelentősebb mozgásai az őskorban. A fúrási pontot nem véletlenül választották a Kola-félszigeten. A félsziget az úgynevezett balti pajzson található, amely az emberiség által ismert legősibb sziklákból áll.

A Balti Pajzs rétegeinek több kilométeres szakasza a bolygó vizuális története az elmúlt 3 milliárd évről.

A Mélység hódítója

A Kola fúróberendezés megjelenése csalódást okozhat az átlagembernek. A kút nem olyan, mint a bánya, amit a képzeletünk elképzel. A föld alatt nincs ereszkedés, csak egy kicsit több mint 20 centiméter átmérőjű fúró megy a vastagságba. A Kola szupermély kút képzeletbeli szakasza úgy néz ki, mint egy apró tű, amely átszúrja a föld vastagságát. A tű végén található, számos érzékelővel ellátott fúró több napon keresztül emelkedik és süllyed. Nem lehet gyorsabban: a legerősebb kompozit kábel eltörhet saját súlya alatt.

Hogy mi történik a mélyben, azt nem tudni biztosan. A környezeti hőmérséklet, zaj és egyéb paraméterek átvitele percnyi késleltetéssel felfelé történik. A fúrók szerint azonban még a földalattival való ilyen érintkezés is komolyan ijesztő lehet. Az alulról jövő hangok valóban sikolynak és üvöltözésnek tűnnek. Ehhez hozzáfűzhetjük azoknak a baleseteknek a hosszú listáját, amelyek a Kola Superdeep-et sújtották, amikor elérte a 10 kilométeres mélységet. A fúrót kétszer olvadtan vették ki, bár a hőmérséklet, amelyen megolvadhat, összevethető a Nap felszínének hőmérsékletével. Egyik nap mintha alulról kihúzták volna a kábelt és leszakadt volna. Később, amikor ugyanazon a helyen fúrtak, nem találták a kábel maradványait. Hogy mi okozta ezeket és sok más balesetet, továbbra is rejtély marad. Azonban nem ezek voltak az okai a fúrás leállításának a Balti Pajzsban.

12 000 méter felfedezés és egy kis ördög

"Nálunk van a világ legmélyebb lyuk, ezért ki kell használnunk!" - kiált fel keserűen David Guberman, a Kola Superdeep Kutatási és Termelési Központ állandó igazgatója. A Kola Superdeep első 30 évében szovjet, majd orosz tudósok 12 262 méteres mélységig törtek be. 1995 óta azonban leállították a fúrást: nem volt, aki finanszírozza a projektet. Az UNESCO tudományos programjai keretében elkülönített összeg csak a fúróállomás működőképes állapotának fenntartására és a korábban kitermelt kőzetminták tanulmányozására elegendő.

Huberman sajnálattal emlékszik vissza, hányan tudományos felfedezések a Kola szupermélyen zajlott. Szó szerint minden méter kinyilatkoztatás volt. A kút megmutatta, hogy szinte minden eddigi tudásunk a földkéreg szerkezetéről téves. Kiderült, hogy a Föld egyáltalán nem olyan, mint egy réteges torta. „4 kilométerig minden az elmélet szerint ment, aztán elkezdődött a világvége” – mondja Huberman. A teoretikusok azt ígérték, hogy a Balti-pajzs hőmérséklete viszonylag alacsony marad a mélységig legalább 15 kilométer. Ennek megfelelően közel 20 kilométeres kutat lehet majd ásni, csak a köpenyig. De már 5 kilométeren a környezeti hőmérséklet meghaladta a 700 C-ot, hétnél - 1200 C-ot, és 12-es mélységben 2200 C-nál - 1000 C-kal magasabb volt a vártnál. A kólai fúrók megkérdőjelezték a földkéreg réteges szerkezetének elméletét - legalábbis a 12 262 méteres intervallumban. Az iskolában azt tanították nekünk: vannak fiatal sziklák, gránitok, bazaltok, köpeny és mag. A gránit azonban 3 kilométerrel alacsonyabbnak bizonyult a vártnál. Ezután bazalt kellett volna. Egyáltalán nem találták meg. Minden fúrás a gránitrétegben történt. Ez egy nagyon fontos felfedezés, mert minden elképzelésünk az ásványok eredetéről és elterjedéséről összefügg a Föld réteges szerkezetének elméletével.

Egy másik meglepetés: kiderül, hogy az élet a Földön a vártnál 1,5 milliárd évvel korábban keletkezett. Olyan mélységekben, ahol azt hitték, hogy nincs szerves anyag, 14 megkövesedett mikroorganizmusfajt fedeztek fel - a mély rétegek kora meghaladta a 2,8 milliárd évet. Még nagyobb mélységben, ahol már nincsenek üledékek, hatalmas koncentrációban jelent meg a metán. Ez teljesen és teljesen megsemmisítette a szénhidrogének, például az olaj és a gáz biológiai eredetére vonatkozó elméletet

Szinte fantasztikus szenzációk voltak. Amikor a 70-es évek végén a szovjet automata űrállomás 124 gramm holdtalajt hozott a Földre, a Kolai Tudományos Központ kutatói azt találták, hogy olyan volt, mint két borsó egy hüvelyben a 3 kilométeres mélységből vett mintákhoz. És felmerült egy hipotézis: a Hold elszakadt a Kola-félszigettől. Most azt keresik, hogy pontosan hol.

A Kola Superdeep története nem nélkülözi a misztikumot. Hivatalosan, mint már említettük, forráshiány miatt leállt a kút. Véletlen egybeesés vagy sem – de abban az 1995-ös évben hangot hallottak a bánya mélyén. erős robbanás ismeretlen természetű. Egy finn újság újságírói behatoltak Zapolyarny lakóihoz – és a világot megdöbbentette a bolygó beléből kirepülő démon története.

"Amikor erről beszélek titokzatos történet Elkezdtek kérdezősködni az UNESCO-nál, nem tudtam, mit válaszoljak. Egyrészt baromság. Másrészt én, mint becsületes tudós, nem mondhatnám, hogy tudom, mi történt velünk pontosan. Nagyon furcsa zajt rögzítettek, aztán robbanás... Néhány nappal később semmi ilyesmit nem találtak ugyanabban a mélységben” – emlékszik vissza David Guberman akadémikus.

Mindenki számára teljesen váratlanul beigazolódtak Alekszej Tolsztoj jóslatai a „Garin mérnök hiperboloidja” című regényből. Több mint 9,5 kilométeres mélységben mindenféle ásvány, különösen arany valódi kincsesbányát fedeztek fel. Igazi olivin öv, ragyogóan jósolta az írónő. 78 gramm aranyat tartalmaz tonnánként. Az ipari termelés egyébként 34 gramm/tonna koncentrációban lehetséges. Talán a közeljövőben az emberiség képes lesz kihasználni ezt a gazdagságot.

Annak ellenére, hogy ez a 21. század, belső szerkezet Nagyon keveset tanulmányozták bolygónkat. Elég jól tudjuk, mi történik a mélyűrben, ugyanakkor a Föld titkaiba való behatolás mértéke egy enyhe tűszúráshoz hasonlítható a görögdinnye héjának felszínén.
Az 1950-es évek közepén, amikor a fúrók megtanultak 7 km-nél mélyebb kutakat készíteni, az emberiség közelebb került egy nagyon ambiciózus feladat megvalósításához: át kell menni a földkérgen, és megnézni, mi rejlik alatta. Ehhez a célhoz honfitársaink kerültek a legközelebb, amikor a Kola szupermély kutat fúrták meg.
A Föld szilárd héja méretéhez képest meglepően vékony – a földkéreg vastagsága szárazföldön 20-65 km, az óceán alatti 3-8 km között változik, és a bolygó térfogatának kevesebb mint 1%-át foglalja el. Mögötte egy hatalmas réteg - a köpeny - található, amely a Föld térfogatának nagy részét teszi ki. Még alacsonyabb a sűrű mag, amely elsősorban vasból, de nikkelből, ólomból, uránból és más fémekből is áll. A kéreg és a köpeny között van egy határzóna, amelyet a felfedező jugoszláv tudósról neveztek el, a Mohorovic felszín (határ), vagy röviden Moho. Ebben a zónában a szeizmikus hullámok terjedési sebessége meredeken növekszik. Számos hipotézis létezik ennek a jelenségnek a magyarázatára, de általában megoldatlan marad.

A 20. század második felében elindított legkomolyabb mélyfúrási projektek legfontosabb célja éppen ez a titokzatos réteg volt. A kutatók soha nem tudták elérni, de az ultramély kutak fúrása során a földkéreg szerkezetére vonatkozó adatok olyan váratlannak bizonyultak, hogy a Mohorovic-határ háttérbe szorulni látszott. Először is meg kellett magyarázni a magasabb rétegekben felfedezett rejtélyeket.
Az amerikaiak voltak az elsők, akik megkezdték a földkéreg tudományos célú mélyfúrását. Az 1960-as években indultak tudományos projekt„Mohole”, amely speciális fúróhajók segítségével víz alatti létrehozást biztosított. A következő harminc évben több mint 800 kút jelent meg a tengerekben és óceánokban, amelyek közül sok több mint 4 km mélységben található. A leghosszabb kút mindössze 800 m-re tudott belemenni a tengerfenékbe, és a kapott adatok mégis óriási jelentőséggel bírtak a geológia szempontjából. Különösen jelentős megerősítésül szolgáltak az ún. tektonikus elmélet, amely szerint a kontinensek szilárd litoszférikus lemezeken alapulnak, lassan lebegnek, folyékony köpenybe merülve.

A Szovjetunió természetesen nem maradhatott el tengerentúli versenytársától, ezért a hatvanas évek közepén számos projektet indítottunk a földkéreg tanulmányozására. A szovjet tudósok kissé más utat választottak, és úgy döntöttek, hogy nem a tengerben, hanem a szárazföldön fúrnak kutakat. A leghíresebb és legsikeresebb ilyen projekt a Kola szupermély kút – az ember által valaha készített legmélyebb „földi lyuk”. A kút a Kola-félsziget északi csücskében található. Ezt a helyet nem véletlenül választották ki – több száz millió év alatt a természetes erózió elpusztította a Kola kristálypajzsának felszínét, lecsupaszítva annak felső kőzetrétegeit. Ennek eredményeként ősi archeai rétegek jelentek meg a felszínen, ami a kontinentális típusú földkéreg átlagos szakaszán 5-10 km-es mélységnek felel meg. A kút 15 kilométeres tervezési mélysége lehetővé tette a tudósoknak, hogy elérjék a titokzatos Mohorovic felszínt.
A Kola-kút fúrása 1970-ben kezdődött, és több mint 20 évvel később – 1994-ben – fejeződött be. Eleinte a fúrók elég jól dolgoztak hagyományos módszerek: a kútba könnyűfém csőoszlop került leeresztésre, melynek végére egy hengeres, gyémántfogakkal és érzékelőkkel ellátott fémfúrót rögzítettek. Az oszlopot a felszínen elhelyezett motor forgatta. A kút mélységének növekedésével új szakaszok kerültek a csövekbe. Időnként az egész oszlopot a felszínre kellett emelni, hogy eltávolítsák a levágott kőzetmagot és cseréljék ki a fénytelen koronát. Sajnos ez a bevált technológia hatástalanná válik, ha a kútmélység túllép egy bizonyos határt: a csövek súrlódása a kút falához képest túl nagy ahhoz, hogy ezt a hatalmas tengelyt el lehessen forgatni. Ennek a nehézségnek a leküzdésére a mérnökök olyan konstrukciót fejlesztettek ki, amelyben csak a fúrófej forog. Az oszlop végére turbinákat szereltek fel, amelyeken keresztül fúrófolyadékot vezettek át - egy speciális folyadékot, amely kenőanyagként működik, és a csöveken keresztül kering. Ezek a turbinák forogtatták a fúrót.

A fúrási folyamat során felszínre került minták igazi forradalmat hoztak a geológiában. A földkéreg szerkezetére vonatkozó meglévő elképzelések távol állnak a valóságtól. Az első meglepetés a gránitról a bazaltra való átmenet hiánya volt, amelyet a tudósok körülbelül 6 km-es mélységben látnak majd. Szeizmológiai vizsgálatok azt mutatják, hogy ezen a területen az akusztikus hullámok terjedési sebessége élesen megváltozik, amit a földkéreg bazaltos alapozásának kezdeteként értelmeztek. Azonban az átmeneti zóna után is tovább emelkedtek a felszínre a gránitok és a gneiszek. Ettől kezdve világossá vált, hogy a kétrétegű földkéreg uralkodó modellje hibás. A szeizmikus átmenet jelenléte a kőzet tulajdonságainak megváltozásával magyarázható megnövekedett nyomás és hőmérséklet mellett.
Még több csodálatos felfedezés Az volt a tény, hogy a több mint 9 km-es mélységben található kőzetek rendkívül porózusnak bizonyultak. Ezt megelőzően azt hitték, hogy a mélység és a nyomás növekedésével ellenkezőleg, egyre sűrűbbé kell válniuk. A miniatűr repedéseket vizes oldattal töltötték ki, amelynek eredete sokáig teljesen tisztázatlan maradt. Később olyan elméletet terjesztettek elő, amely szerint a felfedezett víz hidrogén- és oxigénatomokból jön létre, amelyek kolosszális nyomás hatására „kipréselődnek” a környező kőzetből.
Egy másik meglepetés: kiderül, hogy a vártnál 1,5 milliárd évvel korábban keletkezett az élet a Földön. 6,7 km-es mélységben, ahol azt hitték, hogy nincs szerves anyag, 14 megkövesedett mikroorganizmusfajt fedeztek fel. Rendkívül jellegtelen szén-nitrogén lerakódásokban (a szokásos mészkő vagy szilícium-dioxid helyett) találták őket, amelyek több mint 2,8 milliárd évesek voltak. Még nagyobb mélységben, ahol már nincsenek üledékek, hatalmas koncentrációban jelent meg a metán. Ez teljesen és teljesen megsemmisítette a szénhidrogének, például az olaj és a gáz biológiai eredetére vonatkozó elméletet.
A tudósokat az is rendkívül meglepte, hogy a kút mélyülésével milyen sebességgel nőtt a hőmérséklet. A 7 km-nél elérte a 120 °C-ot, 12 km-es mélységben pedig már 230 °C volt, ami harmadával magasabb a tervezett értéknél: a kéreg hőmérsékleti gradiense 1 km-enként közel 20 fok volt, ehelyett a várt 16-ból. Azt is megállapították, hogy a fele hőáramlás radiogén eredetű. A magas hőmérséklet negatívan befolyásolta a fúrófej működését, így a fúrófolyadékot a kútba szivattyúzás előtt hűteni kezdték. Ez az intézkedés elég hatásosnak bizonyult, azonban a 12 km-es határ túllépése után már nem tudott kellő hőelvezetést biztosítani. Ezenkívül az összenyomott és felmelegített kőzet bizonyos folyadéktulajdonságokat szerzett, aminek következtében a fúrószál következő eltávolításakor a kút úszni kezdett. A további haladás lehetetlennek bizonyult új technológiai megoldások és jelentős pénzügyi költségek nélkül, ezért 1994-ben a fúrást felfüggesztették. Addigra a kút 12 262 m-re mélyült.