Бурение к центру земли

Протекающие в мантии процессы непосредственно влияют на поверхность планеты. Движение континентов и образование горных хребтов объясняются активностью мантии. Кроме того, под земной корой рождаются землетрясения и цунами, которые угрожают, в частности, Японии, являющейся инициатором проекта. Исследователи считают, что изучение мантии не только станет дорогой научной инициативой, но и принесёт практический результат.

«В Японии есть вулканы, происходят землетрясения и другие природные катастрофы. Хочется создать устройства для слежения за этими происшествиями и для их анализа. Но мы даже не знаем, какие учитывать факторы», — поясняет участник проекта из Японского агентства науки и технологии по изучению морского дна (JAMSTEC) Нацуэ Абе. 

Для эффективных прогнозов таких скважин нужно несколько, пока же нет ни одной. 

Увидеть мантию своими глазами 

Начало инициативе было положено ещё в 2003 году, а осенью 2017 года исследователи из Азии, Европы, Северной Америки и Австралии дадут старт новой стадии проекта по бурению скважины в земной коре в рамках международной программы по исследованию океана IODP. В её рамках исследователи изучат наиболее перспективное, по предварительным оценкам, место: дно Тихого океана неподалёку от Гавайских островов. Есть и две запасные локации. Одна из них находится у побережья Мексики, вторая — недалеко от Коста-Рики. 

Несмотря на наибольшую из трёх вариантов глубину — толща океана в выбранном месте у Гавайских островов составляет 4 км, — бурить тут придётся меньше. Толщина земной коры варьируется от 30 до 60 км на суше и от 4 до 7 км в океане. Исследователям придётся пробурить чуть меньше 6 км коры, после чего скважина, предположительно, углубится ещё примерно на километр в мантию.

Чтобы поднять из недр необходимые образцы, учёные придумали хитрый способ. В скважину будут заливать воду и под её давлением на поверхность, как ожидается, выбьет вещество, которое заполняет пространство между ядром и поверхностью Земли.

До глубинных слоёв мантии добраться, очевидно, не получится. Исследователи углубятся примерно до уровня так называемой границы Мохоровичича. Это открытый в 1909 году хорватским геологом Андреем Мохоровичичем условный слой, в котором меняется скорость распространения сейсмических волн, что может говорить об изменении химического состава и физических свойств вещества.

Кроме того, в процессе бурения исследователи смогут узнать, насколько глубоко в поверхности планеты существует жизнь. 

Ещё одна попытка 

К слову, геологи одновременно разочарованно (от нехватки необходимых знаний) и восхищённо (поскольку планета не перестаёт удивлять учёных) рассказывают: с каждым новым исследованием приходит понимание, что строение даже верхнего слоя Земли сложнее, чем казалось ранее. Чем глубже уходят новые скважины, тем больше новых подробностей о земной коре и её истории выясняют учёные. 

Так, масштабный российский проект по бурению — Кольская сверхглубокая скважина — преподносил сюрпризы один за другим.

• Кольская сверхглубокая скважина
• РИА Новости

Место для научного исследования глубин выбрали, поскольку в этом месте граница Мохоровичича находится близко к поверхности, однако добраться до неё так и не получилось. На глубине более 12 км работы свернули по техническим причинам. 

Однако за время бурения в 1970—1990 годах учёные узнали, что по мере погружения вглубь Земли температура растёт быстрее, чем предсказывали теоретические расчёты. К тому же было обнаружено, что в твёрдой породе на неожиданной глубине залегает руда относительно невысокой плотности: пробурив 2 километра, геологи обнаружили залежи медно-никелевых руд. Зато базальта — вулканической породы, которую ожидали извлечь с глубины около 5 км в соответствии с анализом сейсмических волн, — найти так и не удалось.

Другое научное исследование по изучению мантии (оно проходило в 1960-х годах и там речь шла уже о подводном бурении) тоже успехом не завершилось. Тогда за 5 лет бурения у острова Гуадалупе в рамках американского проекта «Мохол» (1961—1966) удалось пробурить скважину глубиной чуть больше 180 метров. Ожидаемых результатов «Мохол» не принёс, и конгресс США решил не продолжать финансирование проекта, на который уже было потрачено $50 млн. 

Нынешний проект на первый взгляд обещает быть более успешным. Первые пробы подводного бурения на большую глубину и предварительные исследования проводят при помощи двух судов: японского «Тикю» и американского JOIDES Resolution. Корабль «Тикю» уже продемонстрировал свои возможности: в 2012 году учёные пробурили скважину и извлекли образцы пород с глубины более 2 километров. 

• Буровое судно «Тикю»
• © www.jamstec.go.jp

Глубина, которую можно достичь при помощи JOIDES Resolution, также впечатляет, несмотря на то что корабль используется на относительном мелководье. В ходе испытаний JOIDES Resolution, которые начались в конце зимы 2017 года в Южно-Китайском море, планируется пробурить четыре скважины глубиной от 882 до 1670 метров на глубине от 2,8 до почти 4 километров. 

Тем не менее в 2018 году, как изначально надеялись участники проекта, бурение начать уже не удастся. Техника до сих пор требует доработки. В ходе предстоящих работ на Гавайских островах исследователи будут уточнять толщину коры и другие данные о регионе, чтобы уменьшить риск неудачи и понять, чего не хватает имеющейся аппаратуре. По словам Абэ, активная фаза проекта — бурение скважины — начнётся не позже 2030 года.

russian.rt.com

Путешествие к центру Земли

Человечество уже давно мечтает повторить подвиг героев романа "Путешествие к центру Земли", но до сегодняшнего дня никому не удавалось проникнуть к сердцу нашей планеты и познать тайную жизнь ее недр.

Первые шажки к достижению этой сложной цели уже сделаны – в мире пробурено несколько десятков сверхглубоких скважин. Китайцы еще в ХIII веке бурили скважины глубиной 1200 метров. В 1930 году европейцы превзошли китайский рекорд, научились бурить скважины глубиной 3 км. В конце 1950-х годов началась эпоха сверхглубокого бурения, глубина скважин доходила до 7 км.

В 1960-х годах у американцев возникла идея пробурить верхнюю оболочку Земли, они задумали получить образцы пород верхней мантии, пробурив всю земную кору. В 1958 году появился один из самых смелых проектов сверхглубокого бурения послевоенной Америки под названием "Мохол". Эта программа была призвана обогнать СССР в научном соперничестве. Создатели проекта решили бурить в океане, поскольку по данным геофизиков, земная кора значительно тоньше, чем на материках. В апреле 1961 года в Карибском море, где водная толща достигает 3,5 км, было пробурено 5 скважин, самая глубокая из них вошла в дно всего на 183 м, так как под осадочными породами ожидали встретить верхний гранитный слой земной коры, а наткнулись на чистые базальты. Программа "Мохол" не дала ответов на поставленные вопросы, но показала, что сверхглубокое бурение в океане возможно.

В 1962 году Никита Хрущев утвердил эту программу "Изучение недр Земли и сверхглубокое бурение", которая была направлена на сверхглубокое бурение на континенте. Доктору технических наук Николаю Тимофееву было поручено обосновать возможность сверхглубокого бурения в кристаллических породах. На исследование ушло 4 года, и в 1966 году ученые сделали вывод, что бурить можно, причем не обязательно техникой завтрашнего дня, достаточно того оборудования, что уже есть. Но возникала проблема с очень высокой температурой на больших глубинах, которая могла повредить бурильную установку. Решили, что надо искать место, где недра не столь горячи. Подходящим местом оказался Кольский полуостров, поскольку по данным ученых там температура на глубине 15 км не превышает 150°С. Бурильные работы начались в мае 1970 года. После достижения глубины 7 км началась непрерывная борьба с горными породами, которая сопровождалась множеством аварий. Ствол бурильной установки не удавалось держать в вертикальном положение, и когда в первый раз прошли глубину 12 км, скважина отклонилась от вертикали на 21°. В результате этого скважину пришлось перебурить с отметки 7 км.

В 1984 году в Москве прошел Всемирный геологический конгресс. Американские делегаты вообще не верили, что Кольская сверхглубокая существует. Глубина скважины к моменту съезда составляла 12 066 м. Для специалистов всего мира стало неожиданным сюрпризом то, что самую глубокую в мире скважину бурят обычной буровой головкой со стертыми твердосплавными зубьями. В июле 1990 года была достигнута глубина 12 262 м. Скважину стали готовить к проходу до 14 км, но произошла очередная авария и на отметке 8 550 м колонна труб оборвалась. Для продолжения работ требовалась новая техника, специальная подготовка и новые затраты. Бурение Кольской сверхглубокой скважине прекратили в 1994 году. А через 3 года Кольская сверхглубокая попала в Книгу рекордов Гиннесса и до сих пор никто не превзошел результатов бурения на ней. Сейчас скважина представляет собой лабораторию для изучения глубоких недр.

Метки: недра; мантия; земля

www.drilling.ru

Что находится в центре Земли?

Любой любознательный человек, решивший выяснить, что находится в центре Земли, будет расстроен. Ибо о том, что скрывает нутро нашей планеты, не ведает даже академическая наука. Версий насчет строения Земли — сколько угодно, а вот фактов, их подтверждающих, — увы, нет. Налицо разброд и шатания.

А потому некоторые ученые мужи даже склонны верить, будто наша планета внутри полая и обитаемая! Рассказать, как все обстоит на самом деле, согласился известный путешественник, геолог, руководитель экспедиции «Российский биоген» Александр Борисович ГУРВИЦ.

— Александр Борисович, так что же все-таки находится у нас под ногами?

— Парадокс, но ответить на этот вопрос не может никто из ныне живущих людей. Между тем проникнуть в истинную картину строения нашей планеты крайне важно. Ведь разгадка позволит ученым понять законы природных явлений, протекающих в глубинах Земли. А знание этих законов даст возможность заблаговременно прогнозировать природные катастрофы, потому как смерчи, землетрясения и цунами — это всего лишь эхо глубинных процессов планеты.

За последние 25 лет разгул стихии в том или ином виде затронул добрую половину жителей земного шара. Число погибших от природно-технических катастроф ежегодно увеличивается на 4,5%, пострадавших — на 8,5%, а экономических потерь — на 11%.

Сложность прогнозирования катастроф заключается в том, что все попытки проникнуть в глубь Земли не увенчались успехом: бурение прекратилось на глубине 3 км, дальнейшее продвижение стало невозможно из-за выбросов рудного газа. Метод глубокого бурения позволил проникнуть в недра Земли на 12,3 км, при том, что до предполагаемого центра оставалось еще целых 6300 км.

— А что помешало пробурить скважину до центра Земли?

— Попытки проникнуть под мантию   Земли предпринимались, и не раз. Первые две сверхглубокие скважины были пробурены в штате Луизиана в Северной Америке. Прагматично опасаясь возможных нештатных ситуаций, руководители проекта оборудовали скважину обсадными трубами метрового диаметра, уходящими на глубину 1 км. А рядом с буровой возвели специальный бетонозавод, который в случае аварии подавал бы быстротвердеющий раствор в обсадную трубу.

До глубины в 9 км проходка скважины шла как обычно. Но дальше возникли проблемы: начали появляться признаки внутреннего давления, а буровой раствор «загазил» сероводородом. Бурильщики начали шутить, что они добрались до преисподней. И тут, будто в подтверждение их слов, с глубины 9,6 км из скважины повалила расплавленная сера. Проходчики начали терять сознание. К счастью, сработала автоматическая защита. Аварийные затворы закрылись. А бетонный завод обеспечил подачу спецраствора в обсадную трубу — скважину удалось закрыть.

— А наши ученые пробовали добраться до преисподней?

— Все эти эксперименты проходили в прошлом веке, и, разумеется, СССР не мог не ответить на вызов. Но и отечественных бурильщиков постигла та же печальная участь. Во время бурения скважины «Кумжа-9» на реке Печора в Архангельской области, несмотря на благоприятный прогноз геофизиков, с 7-километровой глубины из устья скважины неожиданно ударил мощный фонтан из газа, нефти и бурового раствора. Да так сильно, что бур просто влетел в зону аномально высокого пластового давления.

Трубы от буровой установки разлетелись в разные стороны. Начался пожар — вспыхнул факел высотой 150 метров. Приблизиться к скважине было невозможно. В результате факел удалось погасить лишь с помощью подземных ядерных взрывов. После тушения пожара на месте буровой появилась 76-метровая скала: это застыл и под воздействием огня превратился в керамику глинистый буровой раствор. Жаль, потом этот памятник снесли.

Из грифонов скважины №9 до сих пор сочатся нефтепродукты.

— Неужели никому так и не удалось проникнуть в недра Земли глубже, чем на 7-8 километров?

— Ну почему же? Самым поучительным для геологов, геофизиков и даже биологов стал   пример сверхглубокой скважины на Кольском полуострове в районе поселка Никель. На так называемой СГС-3 был установлен непревзойденный до сих пор мировой рекорд бурения на глубину 12,3 км. Место для шахты выбирал специальный институт геофизики, а на самой СГС-3 в советские годы трудилось 520 человек. (Сегодня их осталось около 50.)

По предварительным данным, проходчики должны были поднимать на поверхность образцы, состоящие из базальта, и чем глубже, тем плотнее должен был быть минерал.

С учетом метеоусловий Заполярья над буровой вышкой соорудили закрытый чехол в виде колокольни высотой 102 метра. Все рабочие зоны буровой были автоматизированы и механизированы самым наилучшим образом, причем между всеми подразделениями была установлена телефонная и радиосвязь. А «колокольню» снабдили микрофонами.

До 7 км бурение шло в обычном режиме. Единственным «но» стало повышение температуры. Сюрпризы начались на глубине 7,5 км. Температура в забое, там, где бур непосредственно соприкасался с базальтом, возросла до 100 градусов, а плотность образцов, поднятых на поверхность, снизилась на 20%. Это совершенно определенно говорило о приближении к пустотам. Проанализировав образцы, геохимики обнаружили в них водород и гелий, а биологи — неизвестные бактерии. Поскольку бактерии были мертвы, их назвали аэрофобными, то есть боящимися воздуха.

Вдруг бур заклинило намертво. Тут же приступили к проходке второго ствола. И на глубине 8 км температура поднялась уже до 120 градусов. Базальт стал пористым, количество бактерий возросло и... снова авария. Но остановить бурение никто не решился, ведь речь шла о престиже государства. Вместо обычных стальных труб взялись использовать новые, изготовленные из высокопрочной стали, бур сделали из молибдена, зерна алмаза заменили на искусственный материал эльбор, который превосходил алмаз по огнеупорности, прочности и твердости.

Наконец седьмой по счету ствол скважины достиг глубины 12 240 метров.

И тут случилось необъяснимое. Ночью, когда рядом находились только дежурный инженер, механик и электрик, бур снова заклинило. Станок замолчал, и наступившую тишину нарушил странный шум из скважины. Что-то очень быстро поднималось по стволу из глубин Земли на поверхность.

Неожиданно раздался легкий хлопок, и из обсадной трубы вылетело... нечто. Каждый из трех свидетелей этого события увидел что-то свое: тень, кошку и летучую мышь. При этом непонятное существо громко ругалось матом, поднялось по спирали до верха буровой колокольни, а затем, спланировав обратно вниз, юркнуло в скважину.

— Может, людям просто что-то пригрезилось из-за переутомления?

— Все можно было бы списать на галлюцинации, если бы не микрофоны, записавшие происшествие от начала до конца. Об этом неординарном событии сообщили по радио «Маяк», а в газете «Труд» появилась небольшая заметка, описывающая инцидент. И заметьте, все это происходило в СССР в 1980-е годы! Кстати, все желающие могут прослушать эту «запись преисподней» — она выложена на специальном англоязычном сайте в Интернете.

— Что же произошло дальше?

— К сожалению... ничего. Бригада проходчиков была расформирована, а все регистрационные записи отправлены в Гохран. До 1992 года на СГС-3 еще пытались продолжать бурение, но пройти дальше отметки 12 262 м. так и не удалось.

— Но почему всех исследователей земных глубин преследуют неудачи, где кроется корень зла?

— Во всех случаях сверхглубокого бурения проходчики действовали грамотно и профессионально. Ошибка крылась в изначально спорной гипотезе об устройстве земных недр. Ведь, по сути, научно-инструментальное изучение строения Земли началось лишь в начале XX века — с развитием науки сейсмологии и с изобретением сейсмографа, фиксирующего колебания земной поверхности.

Американские ученые Г. Ф. Рид и X. Рейд поспешили применить это новое слово техники на практике. И в результате долгих наблюдений и многочисленных опытов пришли к выводу, что на поверхности Земли залегают легкие породы, а в глубине — тяжелые.

— Выглядит логично.

— Да, такая научная трактовка строения верхних слоев земного шара очень понравилась геологам, минерологам и петрографам. И тот факт, что образцы горных пород доставлялись в лаборатории Рейда из шахт глубиной всего 300 метров, никого не смутил. Глубже тогда все равно никто не заглядывал.

— Неужели все согласились с утверждением американцев и никто из ученых даже не попытался оспорить его?

— Такие ученые, разумеется, были. Один из них — всемирно известный академик Владимир Обручев. Он разработал теорию полой Земли. Но к тому моменту концепция Рейда — Рида намертво утвердилась в геологии. Так что Обручев смог рассказать о гипотезе лишь на страницах своего романа «Плутония», очень, кстати, популярного в СССР. Так вот, согласно Обручеву, Земля — это не однородное тело, а полый шар, внутри которого в невесомости плавает карлик — маленькое солнце, по плотности превосходящее базальт в сотни тысяч раз!

— Да, но из школьного курса географии мы все знаем, что ядро Земли состоит из железа и никеля, создающих вокруг планеты магнитное поле...

— Да, этому и сегодня учат в школе. Однако в вузах профессора добавляют, что в ядре происходят еще и ядерные реакции, которые по идее должны разрушать магнитное поле. Получается, Земля — остывающий и успокаивающийся шар, а периодически происходящие извержения вулканов и землетрясения — это последние конвульсии планеты.

— Значит, Обручев ошибался?

— Как раз наоборот. Он был близок к разгадке тайны ядра Земли, как никто другой! Впрочем, надо признать, что теория полой Земли не нова. В XVII веке ее уже озвучивал Эдмунд Галлей, утверждавший, что наша планета представляет собой три вложенные одна в другую сферы, которые вполне могут быть заселены. А в XVIII столетии величайший математик всех времен и народов Леонард Эйлер, решая уравнения небесной механики, вычислил, что Земля — полая.

— А какая версия кажется вам наиболее интересной?

— До получения результатов, проверенных опытным путем, говорить о чем-то определенно нельзя. Но, с другой стороны, сегодня уже ясно, что современные фундаментальные теории вызывают больше вопросов, чем ответов. И все же наиболее привлекательной выглядит  теория немецкого физика и геолога Петра Поля, много лет пытавшегося создать единую теорию зарождения и развития Земли.

Его версия выглядит так. Изначально существовала некая энергоинформационная сфера. Вокруг нее сформировался каркас, на котором впоследствии произошел синтез материи, появилась магма, и планета обрела тело. Дальнейшее развитие Земли шло по принципу многослойного пирога. Сначала образуются атмосфера и земная кора, разделенные пустотой. Далее следует внутренняя мантия, за ней внешняя, потом снова земная кора, где мы с вами живем, и снова атмосфера.

Самое занимательное, что на внутренних слоях вполне могут находиться горы, реки, леса, залежи полезных ископаемых. А самих этих слоев может быть несколько. Так что легенды о гномах, ушедших под землю, вполне могут оказаться реальностью. Кстати, версия Поля очень органично вбирает в себя множество теорий строения планеты — как западных, так и отечественных. Поль даже предложил идеальные места для бурения входов во внутренние слои Земли. По его мнению, они находятся в районе Северного полюса, где слой магмы или очень мал, или отсутствует вообще.

— И все же каков на сегодня вердикт ученых: что Земля таит внутри себя?

— Не так давно — в 1990-х годах — в физике появилось новое направление — эфиродинамика, рассматривающая эфир как следующий после элементарных частиц уровень организации материи. Эфир, как известно, был «отменен» физиками-теоретиками в начале XX века — и напрасно. Потому как с точки зрения новой науки эфир — это реальный газ, который можно и нужно изучать, и многое таким образом удастся объяснить.

Согласно последним разработкам в эфиродинамике, наша планета находится в постоянном энергоинформационном обмене со Вселенной. Уже доказано, что к Земле со всех концов космоса летит свет от звезд, который преобразуется солнечными батареями в электрическую энергию. Вместе с ним к нашей планете идет поток протонов, или протонный газ, который ученые называют эфирным ветром. По разломам в земной коре, по трещинам в литосфере он проникает в чрево Земли, и она... растет!

Ее вес, по некоторым данным, увеличивается на 500 тонн каждую секунду. Разумеется, за счет этого растет и расстояние между материками. Доказано, что каждый год Америка уплывает от Европы на два сантиметра. Поэтому поклонники эфиродинамики убеждены, что Земля внутри наполнена плотным эфиром и пустотела.

А вот ближе к поверхности из плотного эфира формируется плазма — осколки атомов, образующие плазмосферу, та, в свою очередь, создает минералы, плавающие в магме или мантии. Ну а дальше — в полном соответствии со школьной программой — идут плиты литосферы, на которых мы с вами и живем.

Беседовал Дмитрий СОКОЛОВ

paranormal-news.ru

Космос под ногами: как СССР прорывался к центру Земли

СССР был первым не только в Космосе, но и под землёй. Об одном из самых захватывающих прорывов в истории человечества рассказывает этот материал:

«Доктор Губерман, какого черта вы откопали там внизу?» – реплика из зала прервала доклад российского ученого на заседании ЮНЕСКО в Австралии.

За пару недель до этого, в апреле 1995 года, по миру прокатилась волна сообщений о таинственной аварии на Кольской сверхглубокой скважине. Якобы на подходе к 13-му километру приборы зафиксировали странный шум, доносящийся из недр планеты,– желтые газеты в один голос уверяли, что так звучать могут только вопли грешников из преисподней. Через несколько секунд после появления страшного звука прогремел взрыв…

Космос под ногами

В конце 70-х – начале 80-х устроиться работать на Кольскую сверхглубокую, как называют скважину жители города Заполярный Мурманской области, было сложнее, чем попасть в отряд космонавтов. Из сотен претендентов выбирали одного-двух. Вместе с приказом о приеме на работу, счастливцы получали отдельную квартиру и зарплату, равную двойному-тройному окладу московской профессуры. На скважине одновременно работало 16 исследовательских лабораторий, каждая – размером со средний завод. С подобным упорством землю копали только немцы, но, как свидетельствует Книга рекордов Гиннеса, самая глубокая немецкая скважина чуть ли не вдвое короче нашей.

Отдаленные галактики изучены человечеством куда лучше, чем то, что находится под земной корой в каких-то нескольких километрах от нас. Кольская сверхглубокая – своеобразный телескоп в загадочный внутренний мир планеты.

С начала XX века считалось, что Земля состоит из коры, мантии и ядра. При этом никто толком не мог сказать, где кончается один слой и начинается следующий. Ученые не знали даже, из чего, собственно, эти слои состоят. Еще каких-то 40 лет назад они были уверены, что слой гранитов начинается на глубине 50 метров и продолжается до 3 километров, а затем идут базальты. Встретить мантию ожидалось на глубине 15-18 километров. В реальности все оказалось совершенно иначе. И хотя в школьных учебниках все еще пишут, что Земля состоит из трех слоев, ученые с Кольской сверхглубокой доказали, что это не так.

Балтийский щит

Проекты путешествия в глубь Земли появились в начале 60-х сразу в нескольких странах. Бурить скважины старались в тех местах, где кора должна была быть потоньше – целью было достижение мантии. Например, американцы бурили в районе острова Мауи, на Гавайях, где, по данным сейсмических исследований, древние породы выходят под океанское дно и мантия находится примерно на глубине 5 километров под 4-хкилометровой толщей воды.

Увы, ни одна океанская буровая глубже 3 километров не пробилась. Вообще, почти все проекты сверхглубоких скважин мистическим образом заканчивались на 3-хкилометровой глубине. Именно в этот момент с бурами начинало происходить что-то странное: то они попадали в неожиданные сверхгорячие области, то их как будто откусывал какой-то невиданный монстр. Глубже 3 километров прорвались всего 5 скважин, из них 4 – советские. И только Кольской сверхглубокой было суждено преодолеть отметку 7 километров.

Первоначальные отечественные проекты также предполагали подводное бурение – в Каспийском море или на Байкале. Но в 1963 году ученый-буровик Николай Тимофеев убедил Государственный комитет по науке и технике СССР в том, что нужно создать скважину на континенте. Хотя бурить придется несравненно дольше, полагал он, скважина будет куда ценнее с научной точки зрения, ведь именно в толще континентальных плит в доисторические времена происходили самые значительные перемещения земных пород.

Точку бурения выбрали на Кольском полуострове не случайно. Полуостров расположен на так называемом Балтийском щите, который сложен из самых древних известных человечеству пород. Многокилометровый срез пластов Балтийского щита – наглядная история планеты за последние 3 миллиарда лет.

Покорительница глубин

Внешний вид Кольской буровой способен разочаровать обывателя. Скважина не похожа на шахту, которую рисует нам воображение. Никаких спусков под землю, в толщу уходит только бур диаметром чуть больше 20 сантиметров. Воображаемый разрез Кольской сверхглубокой скважины выглядит как тонюсенькая иголочка, пронзившая земную толщу. Бур с многочисленными датчиками, находящийся на конце иголочки, поднимают и опускают в течение нескольких дней. Быстрее нельзя: прочнейший композитный трос может оборваться под собственным весом.

Что происходит в глубине, доподлинно неизвестно. Температура окружающей среды, шумы и прочие параметры передаются наверх с минутным запаздыванием. Тем не менее, бурильщики рассказывают, что даже такой контакт с подземельем может не на шутку испугать. Звуки, доносящиеся снизу, и впрямь похожи на вопли и завывания. К этому можно добавить длинный список аварий, преследовавших Кольскую сверхглубокую, когда она достигла глубины 10 километров.

Дважды бур доставали оплавленным, хотя температуры, от которых он может расплавиться, сравнимы с температурой поверхности Солнца. Однажды трос как будто дернули снизу – и оборвали. Впоследствии, когда бурили в том же месте, остатков троса не обнаружилось. Чем были вызваны эти и многие другие аварии, до сих пор остается загадкой. Впрочем, вовсе не они стали причиной остановки бурения недр Балтийского щита.

Выемка керна на поверхность.

Извлечённый керн.

Трехшарошечное долото.

12 000 метров открытий и немного чертовщины

«Имеем самую глубокую дыру в мире – так надо пользоваться!» – горько восклицает бессменный директор научно-производственного центра «Кольская сверхглубокая» Давид Губерман. В первые 30 лет существования Кольской сверхглубокой советские, а затем российские ученые прорвались на глубину 12 262 метра. Но с 1995-го бурение прекращено: стало некому финансировать проект. Того, что выделяется в рамках научных программ ЮНЕСКО, хватает только на поддержание буровой станции в рабочем состоянии и изучение ранее извлеченных образцов пород.

Губерман с сожалением вспоминает, сколько научных открытий состоялось на Кольской сверхглубокой. Буквально каждый метр был откровением. Скважина показала, что почти все наши прежние знания о строении земной коры неверны. Выяснилось, что Земля вовсе не похожа на слоеный пирог. «До 4 километров все шло по теории, а дальше началось светопреставление», – рассказывает Губерман. Теоретики обещали, что температура Балтийского щита останется сравнительно низкой до глубины по крайней мере 15 километров. Соответственно, скважину можно будет рыть чуть ли не до 20 километров, как раз до мантии.

Но уже на 5 километрах окружающая температура перевалила за 700 градусов Цельсия, на семи – за 1200 градусов, а на глубине 12-ти жарило сильнее 2200 градусов – на 1000 градусов выше предсказанного. Кольские бурильщики поставили под сомнение теорию послойного строения земной коры – по крайней мере, в интервале до 12 262 метра.

В школе нас учили: есть молодые породы, граниты, базальты, мантия и ядро. Но граниты оказались на 3 километра ниже, чем рассчитывали. Дальше должны были быть базальты. Их вообще не нашли. Все бурение прошло в гранитном слое. Это сверхважное открытие, ибо с теорией послойного строения Земли связаны все наши представления о возникновении и размещении полезных ископаемых.

Эруптивная брекчия базальтов с глубины 2977,8 м

Еще один сюрприз: жизнь на планете Земля возникла, оказывается, на 1,5 миллиарда лет раньше, чем предполагалось. На глубинах, где считалось, что нет органики, обнаружили 14 видов окаменевших микроорганизмов – возраст глубинных слоев превышал 2,8 миллиарда лет. На еще больших глубинах, где уже нет осадочных пород, появился метан в огромных концентрациях. Это полностью и совершенно разрушило теорию биологического происхождения углеводородов, таких как нефть и газ.

Демоны

Были и почти фантастические сенсации. Когда в конце 70-х годов советская автоматическая космическая станция привезла на Землю 124 грамма лунного грунта, исследователи Кольского научного центра установили, что он как две капли воды похож на пробы с глубины 3 километров. И возникла гипотеза: Луна оторвалась от Кольского полуострова. Теперь ищут, где именно. Кстати, американцы, которые привезли с Луны полтонны грунта, так ничего толкового с ним и не сделали. Поместили в герметичные контейнеры и оставили для исследований будущим поколениям.

В истории Кольской сверхглубокой не обошлось и без мистики. Официально, как уже упоминалось, скважина остановилась из-за недостатка средств. Совпадение или нет – но именно в том 1995 году в глубине шахты раздался мощнейший взрыв неустановленной природы. К жителям Заполярного прорвались журналисты финской газеты – и мир потрясла история о вылетевшем из недр планеты демоне.

«Когда меня об этой загадочной истории стали расспрашивать в ЮНЕСКО, я не знал, что ответить. С одной стороны, чушь собачья. С другой – я, как честный ученый, не мог сказать, что знаю, что же именно у нас произошло. Был зафиксирован очень странный шум, потом был взрыв… Спустя несколько дней ничего такого на той же глубине не обнаружилось», – вспоминает академик Давид Губерман.

Совершенно неожиданно для всех подтвердились прогнозы Алексея Толстого из романа «Гиперболоид инженера Гарина». На глубине свыше 9,5 километров обнаружили настоящую кладезь всевозможных ископаемых, в частности золота. Настоящий оливиновый слой, гениально предсказанный писателем. Золота в нем 78 граммов на тонну. Кстати, промышленная добыча возможна при концентрации 34 грамма на тонну. Возможно, уже в недалеком будущем человечество сумеет воспользоваться этим богатством.

Вот как выглядит Кольская сверхглубокая сейчас, плачевное состояние.

ИСТОЧНИК

visualhistory.livejournal.com

Путешествие к центру Земли Новости дня - Свободная Пресса

Двадцать лет назад мир облетела сенсация: русские докопались до ада! Невероятную информацию, растиражированную многими зарубежными СМИ, связывали с работами, которые наши ученые вели в Заполярье на Кольской Сверхглубокой скважине. За три года до этого, в 1989 году, Сверхглубокая была занесена в Книгу рекордов Гиннеса как самая большая рукотворная дыра в земной коре.

К началу 1991 года, когда вдруг возник весь этот переполох с чертями, глубина скважины достигла 12 261 метра.

Мистическую историю про то, как советские бурильщики настолько глубоко просверлили землю, что достали до преисподней, первой опубликовала финская газета «Амменусастия». А уже за ней рассказ о необычном происшествии на научном объекте в СССР подхватили и другие печатные издания, причем не только иностранные, но и советские.

Финским журналистам о случившемся якобы поведал геолог Дмитрий Аззаков, который в статье был представлен как ученый с мировым именем. С его слов, которые приводит одна из газет того времени, произошло следующее:

— Ужасающая тварь с огромными конечностями вылетела из скважины, перед тем как мы спустили на глубину более 12 километров включенный рекордер (звукозаписывающее устройство). Завизжав, точно дикий подраненный зверь, тварь стремительно поднялась высоко в небо, исчезнув затем из виду.

«Как ученый и коммунист, — говорит Аззаков, — я не верю в чудеса и библию, — но как очевидец всего происшедшего, я вынужден теперь поверить в ад. Не нужно говорить, что мы были потрясены, сделав такое открытие. Но мы знаем, что мы слышали, и мы знаем то, что успели увидеть. Этого вполне достаточно, чтобы абсолютно увериться в том, что бурили через врата ада».

Геолог рассказывает, что большая часть рабочих и инженеров, которые стали очевидцами загадочного явления, испугавшись, бросились врассыпную от скважины. Тем же, кто остался, случилось пройти не меньшее испытание:

«Мы спустили в скважину микрофон, предназначенный для записи движения литосферных плит. Но вместо этого мы услышали громкий человеческий голос, в котором звучала боль. Сперва мы подумали, что звук производит буровое оборудование, но, когда мы тщательно его проверили, наихудшие подозрения подтвердились. Крики и вопли не исходили от одного человека. Это были крики и стоны миллионов людей. К счастью, мы записали вызывающие ужас звуки на магнитофонную ленту».

Кстати, запись этого жуткого многоголосья сейчас можно легко отыскать в интернете. Чувства, прямо скажем, она вызывает не радостные. Но, к счастью, факты, собранные к настоящему времени, полностью опровергают весь этот «адский бред».

Прежде всего, самого геолога Аззакова, на авторстве которого строилась сенсация, судя по всему, никогда не существовало. Во всяком случае, многочисленные попытки журналистов отыскать этого человека так ни к чему и не привели.

О том, что история про чертей — вымысел, а запись — фальшивка, неоднократно говорил и руководитель сенсационного проекта, академик Давид Губерман, которого, по его собственному признанию, до сих пор терзают расспросами о сверхъестественных звуках из толщи земли.

— Вот не думал, не гадал, что вместо научных исследований двадцать лет буду отмахиваться от ерунды, — признается он в интервью «Парламентской газете». —  Я году в 94-м был в Рио-де-Жанейро, так меня губернатор штата первым делом спросила: как там, в аду? Энергичная такая дама… Действительно, в 91-м мне стали звонить секретари обкомов по науке — из разных концов СССР. И спрашивать: как это мы в ад прорвались? Помилуйте, — отвечаю я, — да откуда же вы это взяли? Чушь-то эту? А они мне говорят: мол, там-то и там-то напечатано. Ну, ладно. Я стал редакторам звонить. Дозвонился. А они мне: все данные взяты из публикации в финской молодёжной прессе. К ним и претензии. А с нас взятки гладки. Мы только перепечатали. Как будто проверять не надо. Трудно было мне, что ли, позвонить? Прямо на Кольскую. Я б им показал и ад. И где раки зимуют. И кузькину мать. Короче, я и до молодёжки до этой дозвонился. А мне и говорят: гляньте на дату. А мне это число ничего не говорит. Мне отвечают: а у нас этот день — аналог вашего первого апреля, День дурака.

Вот так дурацкая шутка чуть было не перекрыла славу подлинных научных достижений Кольской Сверхглубокой скважины. А здесь, действительно, есть чем гордиться.

Амбициозный проект, стал результатом программы «Изучение недр Земли и сверхглубокое бурение», которую Никита Хрущев подписал в начале 60-х дабы «утереть нос» американцам, задумавшим тогда ни много ни мало пройти скважиной всю земную кору и получить образцы пород верхней мантии.

Несколько лет ушло на предварительные исследования: нужно было обосновать саму возможность сверхглубокого бурения в кристаллических породах — гранитах и гнейсах. Но в итоге ученые дали добро.

Нашли и подходящее место — древний кристаллический щит Кольского полуострова. Площадку для буровой выбрали на его северной оконечности близ озера с непроизносимым названием Вильгискоддеоайвинъярви. По-фински это значит «Озеро под горой белого оленя».

Бурение скважины, проектная глубина которой составляла 15 км, началось в мае 1970 года. Пуск буровой установки приурочили к 100-летию со дня рождения Ленина.

Через 5 лет, когда глубина скважины превысила 7 км, на объекте одновременно работало 16 исследовательских лабораторий, а буровая превратилась в полностью обшитую вышку высотой 68 метров, неподвластную северным ветрам.

Сегодня, по прошествии стольких лет, участники тех событий вспоминают, что буквально каждый из пройденных вглубь планеты метров скважины был для ученых откровением.

«Мы вверх тормашками перевернули множество представлений о строении земной коры. Таких скважин в древних породах больше нет нигде. И по нашему разумению, лет 50 еще не появится», — говорит Давид Губерман.

Останавливаясь на научных открытиях, он добавляет:

— Десятки лет мы изучали, что такое планета Земля. Как она себя ведет в разных условиях. Изучали ее температуру, радиацию, термодинамику… Кольская скважина охарактеризовала становление планеты на срок от 1,5 до 3 млрд лет. А учитывая, что предполагаемый возраст Земли — 4,5 млрд, то получается — здесь, на Кольском полуострове, исследованы 2/3 истории планеты. На поверхность был поднят богатейший и уникальнейший материал, порядка 4600 кубометров образцов породы — керна. Этот керн исследуется до сих пор и будет исследоваться еще многие годы. Открытия потрясающие.

Что же еще удалось выяснить ученым на пути к сердцу земли?

Во-первых, что все ранние представления о строении земной коры были ошибочными: горные породы с глубиной не становятся более плотными и пористость их не убывает, как считалось. Напротив, на многокилометровой глубине горные породы разбиты трещинами и пронизаны многочисленными порами.

Сенсацией стало и обнаружение воды: предполагалось, что на такой глубине, где давление в несколько сот атмосфер, ее просто не может быть.

Еще одно удивительное открытие, которое ученые сделали с помощью бурения, — даже глубоко под землей есть жизнь. И хотя жизнь эта представлена лишь бактериями, её пределы простираются до невероятных глубин.

В довершение ко всему Земля оказалась горячее, чем полагали ученые. На 5 км температура перевалила за 70 градусов по Цельсию, на семи — за 120, а на глубине 12 «жарило» сильнее 220 — на 100 градусов выше предсказанного.

Известно и еще об одном выводе исследователей, он выглядит просто фантастическим.

«Когда сравнили образцы привезенного американцами лунного грунта с нашими образцами, оказалось, что лунный камень очень похож на керн с КСГ, добытый с глубины в 3 км. Это может служить одним из доказательств того, что Луна откололась от Земли, и непосредственно в Северном полушарии. Возникла даже смешная теория, что Луна оторвалась от Кольского полуострова. Это, конечно, шутка, но и в каждой шутке может быть доля правды», — рассказывает Губерман.

В прошлом году Кольская справила бы юбилей — 40 лет с начала бурения. Однако торжеств не было. Славная история Сверхглубокой закончилась с развалом Советского союза.

В 1990 году был достигнут максимум — 12 262 км. Глубже пробиться так и не удалось: все попытки приводили лишь к очередной аварии. Спустя два года бурение прекратили, а в 1995 году проект заморозили.

Теперь место, где некогда кипела жизнь и ставились мировые рекорды, превратилось в безлюдную заснеженную пустыню.

Вот что рассказал «СП» о сегодняшнем дне легендарной Сверхглубокой директор геологического института Кольского научного центра им. С.М. Кирова Российской академии наук Юрий Войтеховский:

— Там ветер свистит. Там все разрушено. Там все вывезено. Корпуса бетонные стоят пустые, в оконных проемах ветер свищет, бумажки переметает по цехам, в которых некогда кипела жизнь. Весь металл вывезен, даже не знаю, куда. Было некое предприятие, которое еще в те годы, когда скважина перестала работать, быстренько прибрало к рукам металл. Копра гигантского, который на десятки метров возвышался над буровой, тоже нет. Все разрушено, кругом одна тундра.

«СП»: — Что же там происходит?

— Ничего не происходит. Это исчерпывающий, собственно говоря, ответ. Весь керн давно вывезен в Ярославль: там до сих пор располагается штаб-квартира по глубокому бурению (в Советском союзе это была целая программа). Есть, правда, как мне известно, еще некие подвижки в Москве: кому-то эту скважину хотят навесить на баланс, как некое уникальное производство. А скважины-то нет, есть дырка, прикрытая пробкой.

«СП»: — Можно ли говорить, что уникальный проект уничтожен?

— Что значит уничтожен? Проект, как бы, решил свою задачу. Поставили мировые рекорды, ответили так или иначе на вопросы, которые перед скважиной ставились. Ее же бурили по разным причинам в этом именно месте. Некие ожидания геологические она опровергла, но это хорошо, это шаг вперед. Она изменила представление ученых о строении земной коры, показала, что земная кора устроена иначе. Это двинуло науку вперед. Перспективу полезных ископаемых, меди и никеля, например, на глубокие горизонты мы увидели. Что еще?

«СП»: — А разве сегодня ее нельзя было бы использовать практически?

— Действительно, когда мы прекратили бурение, иностранцы предлагали нам создать на базе Сверхглубокой международный центр по изучению земной коры, предлагали нам деньги на устройство лаборатории. В скважину можно было бы спускать геофизическую аппаратуру, изучать околоскваженное пространство. Но тогда мы не спохватились и отказались. А теперь, вот, не знаю, наверное, новые власти в Академии наук стали ставить на баланс все-все-все. Решили кому-то поставить на баланс и Кольскую Сверхглубокую. И мне предлагали. Я отказался. Потому что мне нужен керн, а керн увезли в Ярославль. Зачем мне дырка? Геофизической службе предлагали. Сейчас предлагают МЧС. Но единственное, что сейчас можно сделать, это опустить туда геофизическую аппаратуру. Правда, опустить уже не на глубину 12 262 км, а километров всего до трех. Потому что произошли подвижки и вот этот ствол, он сдвинулся, и теперь дырка эта перекрыта где-то на полдиаметра. Зонд туда геофизический на всю глубину просто не пролезет, а перебуривать никто не будет.

«СП»: — То есть, польза была бы конкретная?

— Конечно, если опустить аппаратуру на эти несколько первых километров, скажем так осторожно, можно слушать, так сказать, земное эхо. Можно слушать толчки земные. Это очень важно, между прочим. Потому что хоть у нас и Балтийский щит, но все-таки потрясывает иногда. Чаще всего землетрясения у нас техногенные — ну, в связи со взрывами на карьерах промышленных. Но и эти взрывы провоцируют подвижки по разломам. Все это очень важно прогнозировать, все это очень важно мониторить, ну, хотя бы, потому что со временем будут добывать газ на шельфе Северных морей. Трубопроводы пойдут, газопроводы всякие оттуда пойдут и, не дай Бог, какая катастрофа. Это же будет страшная экологическая катастрофа.

«СП»: — В чем же проблема?

— Проблема: кому на баланс передать эту скважину, чтобы там создать какое-то новое здание или восстановить старое, чтобы там жили люди, чтобы там был сторож. Потому, чтобы там постоянно был мониторинг, необходимо же ежегодное финансирование. Но дело как раз в том, что Академия наук не может финансировать этот проект, а правительство не решается. А на баланс надо ставить, так скажем, срочно, прямо сейчас.

«СП»: — Комплекс сейчас необитаем?

— На территории уже и комплекса никакого нет. Да там, в общем-то, никто и не жил никогда, разве что один сторож. Люди все приезжали на работу на «вахтовках» из Никеля и Заполярного (это ближайшие города). Сейчас там снег и безлюдье, ну, может, когда песец пробежит или олень.

«СП»: — А почему отказались использовать скважину в туристических целях, есть же такие примеры?

— У всех в глазах, наверное, стоят немецкая и финская скважины. Но так вы же представляете себе Германию и Финляндию: благоустроенные государства, асфальтированные дороги. На немецкой КТВ — там выставочные залы, туда детишек можно привести, напоить соком, накормить конфетами. Взрослые бюргеры там съедят по гамбургеру, выпьют пива, посмотрят фильм в кинозале: про землю, про историю, про бурение этих скважин. Значок тебе продадут. Это европейский подход. Но это же, извините, места обжитые, туда же легко доехать, и поехать дальше, в соседний городок. А здесь тундра, я говорю, бездорожье и холод. Какого туриста сюда заманишь?

«СП»: — Даже в Арктику едут…

— Ну, так это же не поток туристов. А, кроме того, чтобы это все создать, надо, чтобы кто-то в это вложился. Кто должен, по-вашему, вложиться? Не знаю. Пока нет таких. Уже несколько лет это все обсуждается. Нет желающих. Это ж надо выстроить кинозалы, гостиницы, оборудовать все. Кто должен, какие миллионы вложить, чтобы посреди тундры создать выставочные залы со всеми этими экспозициями, с кинозалом, с чем еще — с сосисками, с конфетами для детишек. Это сколько миллионов на все нужно? Так и хочется сказать тем, кто предлагает: «Так придите. И сделайте!». Государство не выделяет на это средств.

«СП»: — Ликвидация Сверхглубокой — это большая потеря для науки?

— Уже лет пятнадцать как минимум там ничего не делается, а ажиотаж продолжается. Но все проекты имеют взлеты и окончание. Сверхглубокая, повторюсь, свое дело сделала. Вон ледокол «Ленин» стоит у причала в Мурманске. Ну, что заведем его? Он теперь в музей превращен, этот легендарный ледокол: там кинозал, там — ресторан рядом. Или вон «Аврору» в Питере. Давайте запустим крейсер, пусть опять бороздит океан. Нет такой идеи. А Кольскую сверхглубокую давайте реанимируем? Ну, давайте. Знаете, сколько стоил этот проект? Он стоил столько же, сколько стоил полет на Луну американцам. А теперь мы спорим: нужно ли эту дырку заново бурить. Это же нереально, и ни к чему. Не нужно этого делать. И пальцем в этой ране ковырять не надо. Достаточно прославить это достижение.

Из досье «СП»

В мире к настоящему времени пробурено несколько десятков сверхглубоких скважин. Самые известные зарубежные:

Юниверсити, США — 8 686 м.

Бейден-Юнит, США, — 9 159 м.

Берта-Роджерс, США, — 9 583 м.

Цистердорф, Австрия — 8 553 м.

Сильян Ринг, Швеция — 6 800 м.

Бигхорн, США, Вайоминг — 7 583 м.

КТВ Hauptbohrung, Германия — 9 100 м.

Сверхглубокую скважину KTB Хауптборунг в Германии (о ней упоминает Юрий Войтеховский) бурили с 1990 по 1994 год, по плану она должна была достичь глубины 12 км, но добраться удалось только до отметки 9,1 км. Благодаря открытости данных по буровым и научным работам, хорошей технологии и документированности сверхглубокая скважина КТВ остается одной из самых известных в мире.

Проблемы на КТВ начались после глубины 7 км, повторив многое из судьбы Кольской сверхглубокой. Сначала, как полагают из-за высокой температуры, сломалась система вертикального бурения, и ствол пошел вкось. В конце работ забой отклонился от вертикали на 300 м. В конце концов бесконечные аварии и высокая температура в забое -270°С вынудили буровиков прекратить работы.

В 1996 году скважина КТВ, стоившая бюджету Германии 338 млн долларов, перешла под патронат Научного центра геологии в Потсдаме, её превратили в лабораторию для наблюдений за глубокими недрами и объект туризма.

svpressa.ru

Смотрите также

• 
  Чистка скважин в истре
• 
  Динамический уровень скважины нефтяной
• 
  Установки горизонтального бурения малогабаритные
• 
  Центробежный насос устройство и принцип действия для скважин
• 
  Бурение скважин в серебряно прудском районе
• 
  Бурение в крыму
• 
  Исследование скважин с помощью скважинных термометров и дебитомеров
• 
  Норма нитратов в воде из скважины
• 
  Обезжелезивание воды из скважины на даче своими руками
• 
  Бурение скважин под ключ
• 
  Навес для скважины