Kuolan salaisuudet supersyväkaivo. No helvettiin: miksi syvimmän kaivon poraus lopetettiin

Huolimatta siitä, että olemme 2000-luvulla, planeettamme sisäistä rakennetta on tutkittu hyvin vähän. Tiedämme varsin hyvin, mitä syvässä avaruudessa tapahtuu, mutta samalla maan salaisuuksiin tunkeutumisastetta voidaan verrata kevyeen neulanpistoon vesimelonin kuoren pintaan.
1950-luvun puolivälissä, kun poraajat oppivat tekemään yli 7 km syviä kaivoja, ihmiskunta pääsi lähemmäksi erittäin kunnianhimoista tehtävää - kulkea maankuoren läpi ja nähdä, mitä sen alla piilee. Kansalaisemme olivat lähimpänä tätä tavoitetta, kun he porasivat Kuolan supersyvän kaivon.
Maan kiinteä kuori on kokoonsa nähden yllättävän ohut – kuoren paksuus vaihtelee maalla 20-65 km:n ja valtameren alla 3-8 km:n välillä, ja sen pinta-ala on alle 1 % planeetan tilavuudesta. Sen takana on valtava kerros - vaippa - joka muodostaa suurimman osan maapallon tilavuudesta. Vielä alempana on tiheä ydin, joka koostuu pääasiassa raudasta, mutta myös nikkelistä, lyijystä, uraanista ja muista metalleista. Kuoren ja vaipan välissä on rajavyöhyke, joka on nimetty sen löytäneen Jugoslavian tiedemiehen mukaan, Mohorovicin pinta (raja) tai lyhennettynä Moho. Tällä vyöhykkeellä seismisten aaltojen etenemisnopeus kasvaa jyrkästi. On olemassa useita hypoteeseja, jotka on suunniteltu selittämään tätä ilmiötä, mutta yleensä se jää ratkaisematta.

1900-luvun jälkipuoliskolla aloitettujen vakavimpien syväporausprojektien tärkein tavoite oli juuri tämä mystinen kerros. Tutkijat eivät koskaan päässeet siihen, mutta erittäin syvien kaivojen porauksessa saadut tiedot maankuoren rakenteesta osoittautuivat niin odottamattomiksi, että Mohorovic-raja näytti häipyvän taustalle. Ensin piti selittää korkeammista kerroksista löydetyt mysteerit.
Amerikkalaiset aloittivat ensimmäisenä syväporauksen maankuoresta tieteellisiin tarkoituksiin. 1960-luvulla ne aloitettiin tiedeprojekti"Mohole", joka tarjosi vedenalaisen luomisen erityisten porausalusten avulla. Seuraavien 30 vuoden aikana meriin ja valtameriin ilmestyi yli 800 kaivoa, joista monet sijaitsevat yli 4 kilometrin syvyydessä. Pisin kaivo pystyi menemään vain 800 metrin syvyyteen merenpohjaan, ja silti saaduilla tiedoilla oli valtava merkitys geologian kannalta. Erityisesti ne toimivat merkittävänä vahvistuksena ns. tektoninen teoria, jonka mukaan maanosat perustuvat kiinteisiin litosfäärilevyihin, jotka kelluvat hitaasti, upotettuina nestevaippaan.

Neuvostoliitto ei tietenkään voinut jäädä jälkeen ulkomaisesta kilpailijastaan, joten 1960-luvun puolivälissä käynnistimme lukuisia hankkeita maankuoren tutkimiseksi. Neuvostoliiton tiedemiehet valitsivat hieman toisenlaisen polun ja päättivät porata kaivoja ei mereen, vaan maalle. Tunnetuin ja menestynein tällainen projekti on Kuolan supersyvä kaivo – syvin ihmisen koskaan tekemä ”reikä maassa”. Kaivo sijaitsee Kuolan niemimaan pohjoiskärjessä. Tätä paikkaa ei valittu sattumalta - satojen miljoonien vuosien aikana luonnollinen eroosio tuhosi Kuolan kidekilven pinnan ja irrotti kallion ylemmän kerrokset. Tämän seurauksena pintaan ilmestyi muinaisia arkealaisia kerroksia, jotka vastaavat 5-10 kilometrin syvyyksiä mannermaisen maankuoren keskimääräiselle osuudelle. Kaivon 15 kilometrin suunnittelusyvyys antoi tutkijoille toivoa päästä salaperäiselle Mohorovicin pinnalle.
Poraus Kola hyvin alkoi vuonna 1970, ja se päättyi yli 20 vuotta myöhemmin - vuonna 1994. Aluksi porakoneet toimivat melko hyvin perinteisiä menetelmiä: kaivoon laskettiin kevytmetalliputkien pylväs, jonka päähän kiinnitettiin lieriömäinen metallipora timanttihampailla ja antureilla. Pylvästä pyöritti pinnalla oleva moottori. Kaivon syvyyden kasvaessa putkiin lisättiin uusia osia. Ajoittain koko pylväs oli nostettava pintaan leikatun kiviytimen poistamiseksi ja tylsän kruunun korvaamiseksi. Valitettavasti tämä hyväksi havaittu tekniikka tulee tehottomaksi, kun kaivon syvyys ylittää tietyn merkin: putkien kitka kaivon seiniä vasten tulee liian suureksi, jotta tämä valtava akseli ei pysty pyörimään. Tämän vaikeuden voittamiseksi insinöörit kehittivät rakenteen, jossa vain poran pää pyörii. Kolonnin päähän asennettiin turbiinit, joiden läpi porausneste johdettiin - erityinen neste, joka toimii voiteluaineena ja kiertää putkien läpi. Nämä turbiinit saivat poraa pyörimään.

Porausprosessin aikana pintaan tuodut näytteet tekivät todellisen vallankumouksen geologiassa. Olemassa olevat käsitykset maankuoren rakenteesta osoittautuivat kaukana todellisuudesta. Ensimmäinen yllätys oli siirtymän puuttuminen graniitista basaltiksi, jonka tutkijat odottivat näkevän noin 6 km:n syvyydessä. Seismologiset tutkimukset osoittavat, että tällä alueella akustisten aaltojen etenemisnopeus muuttuu jyrkästi, mikä on tulkittu maankuoren basalttiperustan alkamiseksi. Kuitenkin myös siirtymävyöhykkeen jälkeen graniitit ja gneissit nousivat edelleen pintaan. Tästä eteenpäin kävi selväksi, että vallitseva kaksikerroksisen maankuoren malli oli väärä. Nyt seismisen siirtymän esiintyminen selittyy kiven ominaisuuksien muutoksella kohonneen paineen ja lämpötilan olosuhteissa.
Vielä enemmän hämmästyttävä löytö oli se, että yli 9 kilometrin syvyydessä sijaitsevat kivet osoittautuivat erittäin huokoisiksi. Ennen tätä uskottiin, että syvyyden ja paineen kasvaessa niiden pitäisi päinvastoin tiivistyä. Pienikokoiset halkeamat täytetty vesiliuosta, jonka alkuperä pitkään aikaan jäi täysin epäselväksi. Myöhemmin esitettiin teoria, jonka mukaan löydetty vesi muodostuu vety- ja happiatomeista, jotka "puristuu ulos" ympäröivästä kalliosta kolossaalien paineen vaikutuksesta.
Toinen yllätys: elämä Maaplaneetalla osoittautuu syntyneen 1,5 miljardia vuotta odotettua aikaisemmin. 6,7 kilometrin syvyydessä, missä uskottiin, ettei orgaanista ainetta ollut, löydettiin 14 fossiilisia mikro-organismeja. Niitä löydettiin yli 2,8 miljardia vuotta vanhoista äärimmäisen epätyypillisistä hiili-typpiesiintymistä (tavanomaisen kalkkikiven tai piidioksidin sijaan). Vielä suuremmissa syvyyksissä, joissa sedimenttejä ei enää ole, metaania ilmestyi valtavina pitoisuuksina. Tämä tuhosi täysin ja täysin teorian hiilivetyjen, kuten öljyn ja kaasun, biologisesta alkuperästä.
Tiedemiehet olivat myös erittäin yllättyneitä nopeudesta, jolla lämpötila nousi kaivon syventyessä. 7 km:n kohdalla lämpötila saavutti 120 °C ja 12 km:n syvyydessä jo 230 °C, mikä oli kolmanneksen suunniteltua korkeampi: kuoren lämpötilagradientti oli sen sijaan lähes 20 astetta kilometrillä. odotetusta 16. Todettiin myös, että puolet lämpövirrasta on radiogeenista alkuperää. Korkea lämpötila vaikutti negatiivisesti terän toimintaan, joten porausnestettä alettiin jäähdyttää ennen sen pumppaamista kaivoon. Tämä toimenpide osoittautui varsin tehokkaaksi, mutta 12 km:n rajan ylittymisen jälkeen se ei enää kyennyt takaamaan riittävää lämmönpoistoa. Lisäksi puristettu ja kuumennettu kivi sai joitain nestemäisiä ominaisuuksia, minkä seurauksena kaivo alkoi kellua, kun seuraavan kerran poranauha poistettiin. Jatkokehitys osoittautui mahdottomaksi ilman uusia teknisiä ratkaisuja ja merkittäviä taloudellisia kustannuksia, joten vuonna 1994 poraus keskeytettiin. Siihen mennessä kaivo oli syventynyt 12 262 metriin.

Maankuoreen on porattu satoja tuhansia kaivoja viime vuosikymmeninä viime vuosisata. Ja tämä ei ole yllättävää, koska mineraalien etsimiseen ja louhintaan meidän aikanamme liittyy väistämättä syväporaus. Mutta kaikkien näiden kaivojen joukossa planeetalla on vain yksi - legendaarinen Kola Superdeep (SG), jonka syvyys on edelleen lyömätön - yli kaksitoista kilometriä. Lisäksi SG on yksi harvoista, joita ei porattu etsintä- tai kaivostoimintaa varten, vaan puhtaasti tieteellisiin tarkoituksiin: tutkia vanhat rodut planeettamme ja oppia niissä tapahtuvien prosessien salaisuudet.

Nykyään Kuolan supersyvyydessä ei porata, se lopetettiin vuonna 1992. SG ei ollut ensimmäinen eikä ainoa Maan syvän rakenteen tutkimusohjelmassa. Ulkomaisista kaivoista kolme saavutti 9,1-9,6 kilometrin syvyyteen. Suunniteltiin, että yksi niistä (Saksassa) ohittaisi Kuolan. Kairaus kaikilla kolmella, samoin kuin SG:llä kuitenkin keskeytettiin onnettomuuksien vuoksi, eikä sitä voida teknisistä syistä vielä jatkaa.

Ilmeisesti ei ole turhaa, että erittäin syvien kaivojen porauksen monimutkaisuutta verrataan lentoon avaruuteen, pitkällä avaruusmatkalla toiselle planeetalle. Maan sisältä otetut kivinäytteet eivät ole yhtä mielenkiintoisia kuin kuun maaperänäytteet. Neuvostoliiton kuukulkijan toimittamaa maaperää tutkittiin useissa laitoksissa, mukaan lukien Kuolassa tieteellinen keskus. Kävi ilmi, että kuun maaperän koostumus vastaa lähes täysin Kuolan kaivosta noin 3 km:n syvyydestä otettuja kiviä.

SIVUN VALINTA JA ENNUSTE

SG:n poraamiseksi luotiin erityinen geologinen tutkimusretkikunta (Kola Geological Exploration Expedition). Myöskään porauspaikkaa ei tietenkään valittu sattumalta - Baltic Shield Kuolan niemimaalla. Täällä vanhimmat noin 3 miljardia vuotta vanhat magmaiset kivet (ja maapallo on vain 4,5 miljardia vuotta vanha) nousevat pintaan. Oli mielenkiintoista porata vanhimpia magmaisia kiviä, sillä 8 km syvyyteen ulottuvia sedimenttikiviä on jo tutkittu hyvin öljyntuotantoa varten. Ja louhinnan aikana ne tunkeutuvat yleensä vain 1-2 km magmaisiin kiviin. SG:n paikan valintaa helpotti myös se, että täällä sijaitsee Petsenegi-kaukalo - valtava kulhomainen rakenne, ikään kuin muinaisiin kiviin puristettuna. Sen alkuperä liittyy syvään vikaan. Ja tässä on suuria kupari-nikkeliesiintymiä. Ja Kuolan geologisen tutkimusmatkan tehtäviin kuului useiden geologisten prosessien ja ilmiöiden piirteiden tunnistaminen, mukaan lukien malmin muodostuminen, mantereen kuoren kerroksia erottavien rajojen luonteen määrittäminen, materiaalin koostumuksesta tiedon kerääminen sekä fyysinen kunto kiviä.

Ennen kairauksen aloittamista maankuoresta rakennettiin seismologisten tietojen perusteella osa. Se toimi ennusteena niiden maakerrosten ilmestymiselle, jotka kaivo leikkaa. Graniittikerrosten oletettiin ulottuvan 5 km:n syvyyteen, minkä jälkeen odotettiin vahvempia ja muinaisempia basalttikiviä.

Joten porauspaikka valittiin Kuolan niemimaan luoteeseen, 10 km Zapolyarnyn kaupungista, lähellä Norjan rajaamme. Zapolyarny on pieni kaupunki, joka kasvoi 50-luvulla nikkelitehtaan vieressä. Kaikkien tuulien ja lumimyrskyjen puhaltaman mäkisen tundran joukossa on "aukio", jonka kumpikin puoli muodostuu seitsemästä viisikerroksisesta rakennuksesta. Sisällä on kaksi katua, joiden risteyksessä on aukio, jossa Kulttuuritalo ja hotelli seisovat. Kilometrin päässä kaupungista rotkon takana näkyvät nikkelitehtaan rakennukset ja korkeat savupiiput, jonka takana vuorenrinteellä on tummia kaatopaikkoja läheisestä louhoksesta. Kaupungin lähellä on moottoritie Nikelin kaupunkiin ja pienelle järvelle, jonka toisella puolella on Norja.

Noiden paikkojen maaperässä on runsaasti jälkiä menneestä sodasta. Kun menet bussilla Murmanskista Zapolyarnyihin, ylität noin puolivälissä pienen Zapadnaja Litsa-joen, jonka rannalla on muistoobeliski. Tämä on ainoa paikka koko Venäjällä, jossa rintama seisoi liikkumattomana sodan aikana vuosina 1941–1944 Barentsinmerelle päin. Vaikka taisteluita oli koko ajan ja tappiot molemmin puolin olivat valtavia. Saksalaiset yrittivät murtautua Murmanskiin - ainoaan jäättömään satamaan pohjoisessamme. Talvi 1944 Neuvostoliiton joukot onnistui murtautumaan edestä.

Putkinauha laskettiin ja nostettiin tämän koukun varassa. Vasemmalla - korissa - on 33 metrin putket - "kynttilät" - valmisteltuina laskeutumiseen.

Kuola erittäin syvälle. Oikeanpuoleisessa kuvassa: A. Geologisen leikkauksen ennuste. B. SG-poraustietojen perusteella rakennettu geologinen leike (nuolet sarakkeesta A sarakkeeseen B osoittavat, millä syvyydellä ennustetut kivet on tavattu). Tässä osassa yläosa (jopa 7 km) on proterotsoinen kerros, jossa on vulkaanisia (diabaasi) ja sedimenttikivikerroksia (hiekkakivet, dolomiitit). Alle 7 km:n päässä on arkealainen sekvenssi, jossa on toistuvia kiviyksiköitä (pääasiassa gneissejä ja amfiboliitteja). Sen ikä on 2,86 miljardia vuotta. B. Porareikä, jossa on paljon porattuja ja kadonneita kairareikiä (alle 7 km), on muotoiltu haaroittuneelle juurelle jättiläinen kasvi. Kaivo näyttää kiertelevän, koska pora poikkeaa jatkuvasti kohti vähemmän kestäviä kiviä.

Zapolyarnysta Superglubokayaan - 10 km. Tie kulkee tehtaan ohi, sitten louhoksen reunaa pitkin ja sitten kiipeää vuorelle. Solasta avautuu pieni allas, johon porauslaite on asennettu. Sen korkeus on kaksikymmentäkerroksinen rakennus. "Vaihtotyöntekijät" tulivat tänne Zapolyarnysta jokaiseen vuoroon. Yhteensä retkillä työskenteli noin 3000 ihmistä, jotka asuivat kaupungissa kahdessa talossa. Joidenkin mekanismien nurinaa kuului porauslautasta ympäri vuorokauden. Hiljaisuus tarkoitti, että porauksessa oli jostain syystä tauko. Talvella pitkän polaariyön aikana - ja se kestää siellä 23.11.-23.1. - koko porauslautanen loisti valoista. Usein niihin lisättiin auroran valo.

Vähän henkilökunnasta. Kairaukseen luotu Kuolan geologinen tutkimusretki kokosi yhteen hyvän, ammattitaitoisen työporukan. GRE:n päällikkö, lahjakas johtaja, joka valitsi joukkueen, oli lähes aina D. Guberman. Pääinsinööri I. Vasilchenko vastasi porauksesta. Porakonetta komensi A. Batishchev, jota kaikki kutsuivat yksinkertaisesti Lekhaksi. Geologia vastasi V. Laneysta ja geofysiikka Yu. Kuznetsovista. Valtava määrä työtä ytimen käsittelyssä ja ydinvaraston luomisessa suoritti geologi Yu. Smirnov - sama, jolla oli "arvokaskaappi", josta kerromme myöhemmin. Yli 10 tutkimuslaitosta osallistui SG-tutkimukseen. Joukkueessa oli myös omat "kulibinit" ja "vasenkätiset" (erityisesti erottui S. Tserikovsky), jotka keksivät ja valmistivat erilaisia laitteita, joiden avulla toisinaan selvisi vaikeimmista, toivottomalta vaikuttavista tilanteista. He itse loivat monia tarvittavia mekanismeja täällä hyvin varustetuissa työpajoissa.

PORAUKSEN HISTORIA

Kaivon poraus aloitettiin vuonna 1970. Kairaus 7263 metrin syvyyteen kesti 4 vuotta. Se suoritettiin sarjaasennuksella, jota yleensä käytetään öljyn ja kaasun tuotannossa. Jatkuvien tuulien ja kylmyyden vuoksi koko torni jouduttiin peittämään huipulle puupaneeleilla. Muuten on yksinkertaisesti mahdotonta, että joku, jonka täytyy seistä huipulla nostaessaan putkinauhaa, voi toimia.

Sitten oli vuoden mittainen tauko, joka liittyi uuden tornin rakentamiseen ja erityisesti suunnitellun porauslaitteen - Uralmash-15000 -asennukseen. Sen avulla suoritettiin kaikki myöhemmät erittäin syvät poraukset. Uudessa asennuksessa on tehokkaammat automatisoidut laitteet. Käytettiin turbiiniporausta - silloin ei koko kolonni pyöri, vaan vain porauspää. Porausneste syötettiin kolonnin läpi paineen alaisena pyörittämällä alla olevaa monivaiheista turbiinia. Sen kokonaispituus on 46 m. Turbiini päättyy poran päähän, jonka halkaisija on 214 mm (kutsutaan usein kruunuksi), joka on renkaan muotoinen, joten keskelle jää poraamaton kalliopilari - ydin jonka halkaisija on 60 mm. Putki kulkee turbiinin kaikkien osien läpi - sydämen vastaanotin, johon kerätään louhitun kiven pylväät. Murskattu kivi yhdessä porausnesteen kanssa kuljetetaan kaivosta alas pintaan.

Oikealla olevissa ydinnäytteissä näkyvät selvästi vinot raidat, mikä tarkoittaa, että tässä kaivo kulki vinosti sijaitsevien muodostelmien läpi.

Kaivoon upotetun kolonnin massa porausnesteellä on noin 200 tonnia. Tämä huolimatta siitä, että käytettiin erityisesti suunniteltuja kevytmetalliputkia. Jos pylväs on valmistettu tavallisista teräsputkista, se halkeaa omasta painostaan.

Useita vaikeuksia, joskus täysin odottamattomia, syntyy porattaessa suuriin syvyyksiin ja näytteenottoon.

Poran pään kulumisen määräämä tunkeutuminen on tavallisesti 7-10 m. (Käytö eli sykli on langan laskeminen turbiinilla ja poraustyökalulla, varsinainen poraus ja koko poran nosto. Itse poraus kestää 4 tuntia. Ja 12 kilometrin pylvään laskeutuminen ja nousu kestää 18 tuntia. Nostettaessa pylväs puretaan automaattisesti 33 m pituisiksi osiksi (kynttilöitä), porattiin keskimäärin 60 m kuukaudessa. Kaivon viimeiset 5 km porattiin 50 km putkia. Tämä on niiden kulumisen laajuus.

Noin 7 km:n syvyyteen kaivo leikkaa vahvoja, suhteellisen homogeenisia kiviä, ja siksi porausreikä oli tasainen, melkein vastaten poranterän halkaisijaa. Työ eteni, voisi sanoa, rauhallisesti. Kuitenkin 7 km:n syvyydessä ilmestyi vähemmän kestäviä murtuneita kiviä, joiden välissä oli pieniä erittäin kovia kerroksia - gneissejä, amfiboliitteja. Poraaminen vaikeutui. Runko sai soikean muodon, ja siihen ilmestyi monia onteloita. Onnettomuudet ovat yleistyneet.

Kuvassa on geologisen leikkauksen alkuperäinen ennuste ja poraustietojen perusteella laadittu ennuste. On mielenkiintoista huomata (sarake B), että kaivoa pitkin olevien muodostumien kaltevuuskulma on noin 50 astetta. Näin ollen on selvää, että kaivon leikkaamat kivet tulevat pintaan. Tästä voimme muistaa jo mainitun geologi Yu. Smirnovin "vaalitun kabinetin". Siellä hänellä oli toisella puolella kaivosta otettuja näytteitä ja toisaalta näytteet, jotka oli otettu pinnalta etäisyydellä porauspaikasta, josta vastaava muodostuma nousee. Rotujen välinen ottelu on melkein valmis.

Vuotta 1983 leimasi tähän asti ylittämätön ennätys: poraussyvyys ylitti 12 km. Työt keskeytettiin.

Kansainvälinen geologinen kongressi lähestyi, joka suunnitelman mukaan pidettiin Moskovassa. Sitä varten valmisteltiin Geoexpo-näyttelyä. Päätettiin paitsi lukea raportteja SG:ssä saavutetuista tuloksista, myös esitellä kongressin osallistujille työ paikan päällä ja louhitut kivinäytteet. Monografia ”Kola Superdeep” julkaistiin kongressia varten.

Geoexpo-näyttelyssä oli suuri osasto, joka oli omistettu SG:n työlle ja mikä tärkeintä - ennätyssyvyyden saavuttamiselle. Siellä oli näyttäviä graafisia poraustekniikoita ja -tekniikkaa, louhittuja kivinäytteitä, valokuvia laitteista ja henkilökunnasta työssä. Mutta kongressin osallistujien ja vieraiden suurimman huomion herätti yksi näyttelyn kannalta epätavallinen yksityiskohta: tavallisin ja jo hieman ruosteinen poran pää kuluneilla kovametallihampailla. Tarrassa todettiin, että se oli juuri sitä, mitä käytettiin porattaessa yli 12 km:n syvyydessä. Tämä poran pää hämmästytti jopa asiantuntijat. Todennäköisesti kaikki toivoivat tahattomasti näkevänsä jonkinlaisen tekniikan ihmeen, ehkä timanttilaitteilla... Eikä he vieläkään tienneet, että SG:ssä porauslautan vieressä oli iso kasa täsmälleen samoja jo ruostuneita poranpäitä: ne piti kuitenkin vaihtaa uusiin noin 7-8 metrin välein.

Monet kongressin edustajat halusivat nähdä omin silmin Kuolan niemimaalla sijaitsevan ainutlaatuisen porauslaitteen ja varmistaa, että unionissa on todellakin saavutettu ennätyssyvyys. Tällainen lähtö tapahtui. Osa kongressista piti kokouksen siellä paikan päällä. Edustajille näytettiin porauslaite, jossa he nostivat kolonnin kaivosta irrottamalla siitä 33 metrin osia. Valokuvia ja artikkeleita SG:stä levisi sanoma- ja aikakauslehdissä lähes kaikissa maailman maissa. Julkaistiin Postimerkki, kirjekuorien erityinen peruutus järjestettiin. En listaa palkittujen nimiä erilaisia palkintoja ja työstään palkitut...

Mutta lomat olivat ohi, oli tarpeen jatkaa poraamista. Ja se alkoi suurimmalla onnettomuudella ensimmäisellä lennolla 27. syyskuuta 1984 - "musta päivämäärä" SG:n historiassa. Kaivo ei anna anteeksi, kun se jätetään ilman huomiota pitkäksi aikaa. Sinä aikana, jolloin porausta ei suoritettu, sen seinissä tapahtui väistämättä muutoksia, joita ei varmistettu sementoidulla teräsputkella.

Aluksi kaikki meni rennosti. Poraajat suorittivat tavanomaista toimintaansa: yksi kerrallaan laskivat porakoneen osia alas, yhdistivät porausnesteen syöttöputken viimeiseen, ylempään, ja käynnistivät pumput. Aloimme porata. Käyttäjän edessä olevan konsolin instrumentit osoittivat normaalin toimintatilan (poran pään kierrosten lukumäärä, sen paine kallioon, nestevirtaus turbiinin pyörittämiseksi jne.).

Porattuamme toisen 9 metrin osuuden yli 12 km:n syvyydessä, mikä kesti 4 tuntia, saavutimme 12 066 km:n syvyyteen. Valmistauduimme nostamaan kolonnia. Kokeilimme sitä. Ei toimi. "Kiinnittymistä" on havaittu useammin kuin kerran tällaisissa syvyyksissä. Tällöin jokin osa pylvästä näyttää tarttuvan seiniin (ehkä jotain putosi ylhäältä ja se juuttui hieman). Pylvään liikuttamiseen tarvitaan sen painon (noin 200 tonnia) ylittävä voima. He tekivät samoin tällä kertaa, mutta kolonni ei liikkunut. Lisäsimme voimaa hieman, ja instrumentin neula laski lukemia jyrkästi. Pylväs tuli paljon kevyemmäksi; tällaista painonpudotusta ei olisi voinut tapahtua normaalin leikkauksen aikana. Aloitimme nostamisen: ruuvaimme osat irti yksitellen. Viimeisen noston aikana lyhennetty putkenpala, jonka alareuna oli epätasainen, roikkui koukussa. Tämä tarkoitti, että kaivoon ei jäänyt vain turbopora, vaan myös 5 km poraputkia...

He yrittivät saada niitä seitsemän kuukauden ajan. Loppujen lopuksi he eivät menettäneet vain 5 km putkia, vaan viiden vuoden työn tulokset.

Sitten kaikki yritykset saada takaisin kadonnut lopetettiin ja poraus aloitettiin uudelleen 7 km:n syvyydestä. On sanottava, että juuri seitsemännen kilometrin jälkeen geologiset olosuhteet ovat täällä erityisen vaikeat työlle. Jokaisen vaiheen poraustekniikka kehitetään yrityksen ja erehdyksen avulla. Ja noin 10 km syvyydestä alkaen se on vielä vaikeampaa. Poraus, laitteiden ja laitteiden käyttö suoritetaan suurimmalla nopeudella.

Siksi onnettomuuksia voidaan odottaa täällä milloin tahansa. He valmistautuvat niihin. Menetelmät ja keinot niiden poistamiseksi harkitaan etukäteen. Tyypillinen monimutkainen onnettomuus on porauskokoonpanon ja osan porausputkien rikkoutuminen. Pääasiallinen tapa poistaa se on luoda penkki juuri kadonneen osan yläpuolelle ja porata tästä paikasta uusi ohitusakseli. Kaivoon porattiin kaikkiaan 12 tällaista ohitusrunkoa. Niistä neljä on pituudeltaan 2200-5000 m. Suurin tällaisten onnettomuuksien kustannus on vuosia menetetty työ.

Vain jokapäiväisessä elämässä kaivo on pystysuora "reikä" maan pinnasta pohjaan. Todellisuudessa tämä ei ole kaukana siitä. Varsinkin jos kaivo on erittäin syvä ja leikkaa tiheydeltään vaihtelevia kaltevia muodostumia. Sitten se näyttää kiemurtelevan, koska pora poikkeaa jatkuvasti vähemmän kestäviä kiviä kohti. Jokaisen mittauksen jälkeen, joka osoittaa, että kaivon kaltevuus ylittää sallitun, on yritettävä "asettaa se takaisin paikoilleen". Tätä varten poraustyökalun mukana lasketaan erityiset "deflektorit", jotka auttavat vähentämään kaivon kaltevuuskulmaa porauksen aikana. Onnettomuuksia tapahtuu usein poraustyökalujen ja putkien osien katoamisesta. Sen jälkeen uusi tavaratila Meidän on astuttava sivuun, kuten olemme jo sanoneet. Joten kuvittele miltä kaivo näyttää maassa: jotain kuin jättimäisen kasvin juuret, jotka haarautuvat syvällä.

Tämä on syynä viimeisen porausvaiheen erityiseen kestoon.

Suurimman onnettomuuden - vuoden 1984 "mustan päivämäärän" - jälkeen he lähestyivät jälleen 12 km:n syvyyttä vasta 6 vuoden kuluttua. Vuonna 1990 saavutettiin maksimi - 12 262 km. Useiden onnettomuuksien jälkeen tulimme vakuuttuneiksi siitä, että emme voineet mennä syvemmälle. Kaikki mahdollisuudet moderni teknologia uupunut. Näytti siltä, että maa ei enää halunnut paljastaa salaisuuksiaan. Poraus lopetettiin vuonna 1992.

TUTKIMUSTYÖ. TAVOITTEET JA MENETELMÄT

Yksi kairauksen tärkeimmistä tavoitteista oli saada kivinäytteitä sisältävä ydinpylväs kaivon koko pituudelta. Ja tämä tehtävä on suoritettu. Maailman pisin ydin merkattiin viivaimen tavoin metreiksi ja laitettiin sopivaan järjestykseen laatikoihin. Laatikon numero ja näytenumerot näkyvät yläosassa. Tällaisia laatikoita on varastossa lähes 900 kappaletta.

Nyt ei jää muuta kuin tutkia ydintä, joka on todella välttämätön kiven rakenteen, koostumuksen, ominaisuuksien ja iän määrittämisessä.

Mutta pintaan nostetulla kivinäytteellä on erilaiset ominaisuudet kuin massiivissa. Täällä, huipulla, hän vapautuu valtavista mekaanisista jännityksistä, joita esiintyy syvyydessä. Porauksen aikana se halkeili ja kyllästyi porausnesteellä. Vaikka luot syvät olosuhteet uudelleen erityisessä kammiossa, näytteestä mitatut parametrit eroavat silti taulukon parametreista. Ja vielä yksi pieni "hikka": jokaista 100 m porattua kaivoa kohden ei saada 100 m sydäntä. SG:ssä yli 5 km:n syvyydestä keskimääräinen ytimen saanto oli vain noin 30 %, ja yli 9 km:n syvyyksistä nämä olivat joskus vain yksittäisiä 2-3 cm paksuisia, kestävimpiä kerroksia vastaavia plakkeja.

Eli kaivosta SG:llä nostettu ydin ei anna täydelliset tiedot syvistä kivistä.

Kaivot porattiin tieteellisiin tarkoituksiin, joten koko kompleksi käytettiin nykyaikaisia menetelmiä tutkimusta. Ytimen louhinnan lisäksi tehtiin välttämättä tutkimuksia kivien ominaisuuksista niiden luonnollisessa esiintymisessä. Kaivon teknistä kuntoa seurattiin jatkuvasti. Mittasimme lämpötilan koko tynnyrissä, luonnollista radioaktiivisuutta - gammasäteilyä, indusoitua radioaktiivisuutta pulssineutronisäteilytyksen jälkeen, sähkö- ja magneettiset ominaisuudet kivet, elastisten aaltojen etenemisnopeus ja tutkittu kaasujen koostumusta kaivon nesteessä.

7 km:n syvyyteen asti käytettiin sarjalaitteita. Työskentele suurissa syvyyksissä ja enemmän korkeita lämpötiloja vaativat erityisten lämpöä ja painetta kestävien laitteiden luomista. Erityisiä vaikeuksia ilmeni porauksen viimeisessä vaiheessa; kun lämpötila kaivossa lähestyi 200°C ja paine ylitti 1000 ilmakehää, sarjalaitteet eivät enää pystyneet toimimaan. Geofysiikan suunnittelutoimistot ja useiden tutkimuslaitosten erikoislaboratoriot tulivat apuun, jotka tuottivat yksittäisiä kappaleita lämmön- ja paineenkestäviä instrumentteja. Niinpä työskentelimme koko ajan vain kotimaisten laitteiden parissa.

Lyhyesti sanottuna kaivo tutkittiin riittävän yksityiskohtaisesti sen koko syvyyteen asti. Tutkimus tehtiin vaiheittain, noin kerran vuodessa, sen jälkeen, kun kaivoa oli syvennetty 1 km. Joka kerta tämän jälkeen arvioitiin vastaanotettujen materiaalien luotettavuus. Vastaavat laskelmat mahdollistivat tietyn rodun parametrien määrittämisen. He löysivät tietyn kerrosten vuorottelun ja tiesivät jo, mihin kiviin luolat liittyivät ja niihin liittyvän tiedon osittaisen menetyksen. Opimme kirjaimellisesti tunnistamaan kivet "muruista" ja tämän perusteella luomaan täydellisen kuvan siitä, mitä kaivo "piiloi". Lyhyesti sanottuna oli mahdollista rakentaa yksityiskohtainen litologinen pylväs - näyttämään kivien ja niiden ominaisuuksien vaihtelua.

OMASTA KOKEMUKSESTA

Noin kerran vuodessa, kun seuraava porausvaihe valmistui - syventämällä kaivoa 1 km, kävin myös SG:ssä tekemässä minulle uskottuja mittauksia. Tällä hetkellä kaivo yleensä huuhdeltiin pois ja asetettiin tutkimuskäyttöön kuukaudeksi. Suunnitellun pysähdyksen aika oli aina tiedossa etukäteen. Myös työhön kutsuva sähke saapui etukäteen. Laitteet on tarkastettu ja pakattu. Rajavyöhykkeen suljettuihin töihin liittyvät muodollisuudet on suoritettu. Lopulta kaikki on ratkaistu. Mennään.

Ryhmämme on pieni Ystävällinen joukkue: porareikätyökalun kehittäjä, uusien maalaitteiden kehittäjä ja olen metodologi. Saavumme 10 päivää ennen mittauksia. Tutustutaan asiaan liittyviin tietoihin tekninen kunto kaivot. Kokoamme ja hyväksymme yksityiskohtainen ohjelma mitat. Kokoamme ja kalibroimme laitteet. Odotamme soittoa - soittoa kaivosta. On meidän vuoromme "sukella" kolmanneksi, mutta jos edeltäjämme kieltäytyvät, kaivo toimitetaan meille. Tällä kertaa kaikki on hyvin heidän kanssaan, he sanovat valmistuvansa huomiseen aamuun mennessä. Meillä on samassa tiimissä geofyysikot - operaattorit, jotka tallentavat kaivossa olevista laitteista vastaanotettuja signaaleja ja ohjaavat kaikkia porausreiän laitteiden lasku- ja nostotoimenpiteitä sekä mekaanikkoja nostimessa, jotka ohjaavat samojen 12 km kaapelin purkamista. rumpu ja sen päälle. , johon laite lasketaan kaivoon. Myös poraajat ovat töissä.

Työ on alkanut. Laite lasketaan kaivoon useita metrejä. Viimeinen tarkistus. Mennä. Laskeutuminen on hidasta - noin 1 km/h, alhaalta tulevaa signaalia seurataan jatkuvasti. Toistaiseksi hyvin. Mutta kahdeksannella kilometrillä signaali nykisi ja katosi. Tämä tarkoittaa, että jotain on vialla. Täysi nosto. (Varmuuden vuoksi olemme valmistaneet toisen varustesarjan.) Aloitamme kaikkien yksityiskohtien tarkistamisen. Tällä kertaa kaapeli osoittautui vialliseksi. Hänet korvataan. Tämä kestää yli päivän. Uusi laskeutuminen kesti 10 tuntia. Lopulta signaalia tarkkaileva henkilö sanoi: "Olemme saapuneet yhdestoista kilometrille." Komento käyttäjille: "Aloita tallennus." Mitä ja miten suunnitellaan etukäteen ohjelman mukaan. Nyt sinun on laskettava ja nostettava poraustyökalua useita kertoja tietyin väliajoin mittausten suorittamiseksi. Tällä kertaa laitteet toimi hyvin. Nyt on täysi nousu. He nostivat sen 3 kilometriin, ja yhtäkkiä vinssimies huusi (hän on huumorintajuinen mies): "köysi on ohi." Miten?! Mitä?! Valitettavasti kaapeli meni rikki... Reikätyökalu ja 8 km kaapelia jäivät makaamaan pohjaan... Onneksi päivää myöhemmin poraajat pystyivät poimimaan kaiken paikallisten käsityöläisten kehittämien menetelmien ja laitteiden avulla poistamaan sellaiset. hätätilanteissa.

TULOKSET

Erittäin syväporausprojektissa asetetut tavoitteet on saavutettu. Erityisiä laitteita ja tekniikkaa ultrasyviin porauksiin sekä suuriin syvyyksiin porattujen kaivojen tutkimiseen on kehitetty ja luotu. Saimme tietoa, voisi sanoa, "ensikäden" kivien fysikaalisesta tilasta, ominaisuuksista ja koostumuksesta niiden luonnollisessa esiintymisessä ja ydinnäytteistä 12 262 metrin syvyyteen.

Kaivo antoi erinomaisen lahjan isänmaalle matalissa syvyyksissä - välillä 1,6-1,8 km. Siellä avattiin teollisia kupari-nikkelimalmeja - uusi malmihorisontti löydettiin. Ja se on hyödyllistä, koska paikallisella nikkelitehtaalla on jo pulaa malmista.

Kuten edellä todettiin, kaivoosuuden geologinen ennuste ei toteutunut (ks. kuva sivulla 39.). Ensimmäisen 5 km:n aikana kaivossa odotettu kuva ulottui 7 km:ksi ja sitten ilmaantui täysin odottamattomia kiviä. 7 km:n syvyyteen ennustettuja basaltteja ei löydetty, vaikka ne putosivat 12 km:iin.

Seismisen luotauksen aikana eniten heijastuvan rajan odotettiin olevan taso, jolla graniitit muuttuvat kestävämmäksi basalttikerrokseksi. Todellisuudessa kävi ilmi, että siellä sijaitsee vähemmän vahvoja ja vähemmän tiheitä murtuneita kiviä - arkealaisia gneissejä. Tätä ei koskaan odotettu. Ja tämä on pohjimmiltaan uutta geologista ja geofysikaalista tietoa, jonka avulla voimme tulkita syvän geofysikaalisen tutkimuksen tietoja eri tavalla.

Myös tiedot malmin muodostumisprosessista maankuoren syvissä kerroksissa osoittautuivat odottamattomiksi ja pohjimmiltaan uudeksi. Siten 9-12 km:n syvyyksissä tavattiin erittäin huokoisia murtuneita kiviä, jotka oli kyllästetty erittäin mineralisoituneilla maanalaisilla vesillä. Nämä vedet ovat yksi malmin muodostumisen lähteistä. Aikaisemmin uskottiin, että tämä oli mahdollista vain paljon matalammissa syvyyksissä. Juuri tällä aikavälillä ytimessä havaittiin lisääntynyt kultapitoisuus - jopa 1 g per tonni kiviä (pitoisuuden katsottiin sopivaksi teolliseen kehittämiseen). Mutta onko koskaan kannattavaa louhia kultaa sellaisista syvyyksistä?

Ideoita aiheesta lämpötila maan sisätiloista, lämpötilojen syvästä jakautumisesta basalttikilpien alueilla. Yli 6 km:n syvyydessä saatiin lämpötilagradientti 20°C/1km odotetun (kuten yläosassa) 16°C/1km sijaan. Paljastui, että puolet lämpövirrasta on radiogeenista alkuperää.

Porattuamme ainutlaatuisen Kuolan supersyvän kaivon opimme paljon ja samalla tajusimme kuinka vähän tiedämme vielä planeettamme rakenteesta.

ehdokas tekniset tieteet A. OSADCHY.

KIRJALLISUUS

Kuola supersyvä. M.: Nedra, 1984.
Kuola supersyvä. Tieteelliset tulokset ja tutkimuskokemukset. M., 1998.
Kozlovsky E. A. Maailman geologien foorumi. "Tiede ja elämä" nro 10, 1984.
Kozlovsky E. A. Kola supersyvä. "Tiede ja elämä" nro 11, 1985.

Sredao.ru -mökkikyliä HABITATista

Sredao.ru rivitaloja kiinteistötoimistosta HABITAT

Teknisten tieteiden kandidaatti A. OSADCHY

Viime vuosisadan viimeisten vuosikymmenien aikana maankuoreen porattiin satoja tuhansia kaivoja. Ja tämä ei ole yllättävää, koska mineraalien etsimiseen ja louhintaan meidän aikanamme liittyy väistämättä syväporaus. Mutta kaikkien näiden kaivojen joukossa planeetalla on vain yksi - legendaarinen Kola Superdeep (SG), jonka syvyys on edelleen lyömätön - yli kaksitoista kilometriä. Lisäksi SG on yksi harvoista, joita ei porattu etsintä- tai kaivostoiminnan vuoksi, vaan puhtaasti tieteellisiin tarkoituksiin: planeettamme vanhimpien kivien tutkimiseksi ja niissä tapahtuvien prosessien salaisuuksien oppimiseksi.

Geologit V. Lanev (vas.) ja Yu. Smirnov tutkivat ydinnäytteitä.

Poranterät. Täsmälleen sama, mutta se oli se, jota käytettiin porattaessa 12 km:n syvyydessä ja josta tuli näyttely 1984 kansainvälisessä geologisessa kongressissa.

Putkinauha laskettiin ja nostettiin tämän koukun varassa. Vasemmalla - korissa - on 33 metrin putket - "kynttilät" - valmisteltuina laskeutumiseen.

Kuola erittäin syvälle.

Valitut ydinnäytteet.

Ainutlaatuinen hylsyvarasto, jossa koko kahdentoista kilometrin mittaisen kaivon hyllyt ovat laatikoissa tiukassa järjestyksessä numeroituina.

Tällaisia merkkejä pitivät ylpeänä kaikki SG:lle työskennelleet.

Ilmeisesti ei ole turhaa, että erittäin syvien kaivojen porauksen monimutkaisuutta verrataan lentoon avaruuteen, pitkällä avaruusmatkalla toiselle planeetalle. Maan sisältä otetut kivinäytteet eivät ole yhtä mielenkiintoisia kuin kuun maaperänäytteet. Neuvostoliiton kuukulkijan toimittamaa maaperää tutkittiin eri laitoksissa, mukaan lukien Kuolan tiedekeskuksessa. Kävi ilmi, että kuun maaperän koostumus vastaa lähes täysin Kuolan kaivosta noin 3 km:n syvyydestä otettuja kiviä.

SIVUN VALINTA JA ENNUSTE

SG:n poraamiseksi luotiin erityinen geologinen tutkimusretkikunta (Kola Geological Exploration Expedition). Myöskään porauspaikkaa ei tietenkään valittu sattumalta - Baltic Shield Kuolan niemimaalla. Täällä vanhimmat noin 3 miljardia vuotta vanhat magmaiset kivet (ja maapallo on vain 4,5 miljardia vuotta vanha) nousevat pintaan. Oli mielenkiintoista porata vanhimpia magmaisia kiviä, sillä 8 km syvyyteen ulottuvia sedimenttikiviä on jo tutkittu hyvin öljyntuotantoa varten. Ja louhinnan aikana ne tunkeutuvat yleensä vain 1-2 km magmaisiin kiviin. SG:n paikan valintaa helpotti myös se, että täällä sijaitsee Petsenegi-kaukalo - valtava kulhomainen rakenne, ikään kuin muinaisiin kiviin puristettuna. Sen alkuperä liittyy syvään vikaan. Ja tässä on suuria kupari-nikkeliesiintymiä. Ja Kuolan geologisen tutkimusmatkan tehtäviin kuului useiden geologisten prosessien ja ilmiöiden piirteiden tunnistaminen, mukaan lukien malmin muodostuminen, mannerkuoren kerroksia erottavien rajojen luonteen määrittäminen sekä tietojen kerääminen kivien materiaalikoostumuksesta ja fysikaalisesta tilasta. .

Noiden paikkojen maaperässä on runsaasti jälkiä menneestä sodasta. Kun menet bussilla Murmanskista Zapolyarnyihin, ylität noin puolivälissä pienen Zapadnaja Litsa-joen, jonka rannalla on muistoobeliski. Tämä on ainoa paikka koko Venäjällä, jossa rintama seisoi liikkumattomana sodan aikana vuosina 1941–1944 Barentsinmerelle päin. Vaikka taisteluita oli koko ajan ja tappiot molemmin puolin olivat valtavia. Saksalaiset yrittivät murtautua Murmanskiin - ainoaan jäättömään satamaan pohjoisessamme. Talvella 1944 Neuvostoliiton joukot onnistuivat murtautumaan rintaman läpi.

PORAUKSEN HISTORIA

Useita vaikeuksia, joskus täysin odottamattomia, syntyy porattaessa suuriin syvyyksiin ja näytteenottoon.

Vuotta 1983 leimasi tähän asti ylittämätön ennätys: poraussyvyys ylitti 12 km. Työt keskeytettiin.

Monet kongressin edustajat halusivat nähdä omin silmin Kuolan niemimaalla sijaitsevan ainutlaatuisen porauslaitteen ja varmistaa, että unionissa on todellakin saavutettu ennätyssyvyys. Tällainen lähtö tapahtui. Osa kongressista piti kokouksen siellä paikan päällä. Edustajille näytettiin porauslaite, jossa he nostivat kolonnin kaivosta irrottamalla siitä 33 metrin osia. Valokuvia ja artikkeleita SG:stä levisi sanoma- ja aikakauslehdissä lähes kaikissa maailman maissa. Postimerkki julkaistiin ja kirjekuorien erikoisperuutus järjestettiin. En luettele eri palkintojen saajien ja työstään palkittujen nimiä...

He yrittivät saada niitä seitsemän kuukauden ajan. Loppujen lopuksi he eivät menettäneet vain 5 km putkia, vaan viiden vuoden työn tulokset.

Vain jokapäiväisessä elämässä kaivo on pystysuora "reikä" maan pinnasta pohjaan. Todellisuudessa tämä ei ole kaukana siitä. Varsinkin jos kaivo on erittäin syvä ja leikkaa tiheydeltään vaihtelevia kaltevia muodostumia. Sitten se näyttää kiemurtelevan, koska pora poikkeaa jatkuvasti vähemmän kestäviä kiviä kohti. Jokaisen mittauksen jälkeen, joka osoittaa, että kaivon kaltevuus ylittää sallitun, on yritettävä "asettaa se takaisin paikoilleen". Tätä varten poraustyökalun mukana lasketaan erityiset "deflektorit", jotka auttavat vähentämään kaivon kaltevuuskulmaa porauksen aikana. Onnettomuuksia tapahtuu usein poraustyökalujen ja putkien osien katoamisesta. Tämän jälkeen uusi runko on tehtävä, kuten olemme jo sanoneet, astumalla sivuun. Joten kuvittele miltä kaivo näyttää maassa: jotain kuin jättimäisen kasvin juuret, jotka haarautuvat syvällä.

Tämä on syynä viimeisen porausvaiheen erityiseen kestoon.

Suurimman onnettomuuden - vuoden 1984 "mustan päivämäärän" - jälkeen he lähestyivät jälleen 12 km:n syvyyttä vasta 6 vuoden kuluttua. Vuonna 1990 saavutettiin maksimi - 12 262 km. Useiden onnettomuuksien jälkeen tulimme vakuuttuneiksi siitä, että emme voineet mennä syvemmälle. Kaikki nykytekniikan mahdollisuudet on käytetty loppuun. Näytti siltä, että maa ei enää halunnut paljastaa salaisuuksiaan. Poraus lopetettiin vuonna 1992.

TUTKIMUSTYÖ. TAVOITTEET JA MENETELMÄT

Nyt ei jää muuta kuin tutkia ydintä, joka on todella välttämätön kiven rakenteen, koostumuksen, ominaisuuksien ja iän määrittämisessä.

Joten kairanreiästä SG:llä talteen otettu ydin ei anna täydellistä tietoa syvällä olevista kivistä.

Kaivot porattiin tieteellisiin tarkoituksiin, joten käytössä oli kaikki nykyaikaiset tutkimusmenetelmät. Ytimen louhinnan lisäksi tehtiin välttämättä tutkimuksia kivien ominaisuuksista niiden luonnollisessa esiintymisessä. Kaivon teknistä kuntoa seurattiin jatkuvasti. Mittasimme lämpötilaa koko porakaivossa, luonnollista radioaktiivisuutta - gammasäteilyä, indusoitunutta radioaktiivisuutta pulssineutronisäteilyn jälkeen, kivien sähköisiä ja magneettisia ominaisuuksia, elastisten aaltojen etenemisnopeutta ja tutkimme kaasujen koostumusta kaivon nesteessä.

7 km:n syvyyteen asti käytettiin sarjalaitteita. Työskentely suuremmissa syvyyksissä ja korkeammissa lämpötiloissa edellytti erityisten lämmön- ja painetta kestävien laitteiden luomista. Erityisiä vaikeuksia ilmeni porauksen viimeisessä vaiheessa; kun lämpötila kaivossa lähestyi 200 o C ja paine ylitti 1000 ilmakehää, sarjalaitteet eivät enää pystyneet toimimaan. Geofysiikan suunnittelutoimistot ja useiden tutkimuslaitosten erikoislaboratoriot tulivat apuun, jotka tuottivat yksittäisiä kappaleita lämmön- ja paineenkestäviä instrumentteja. Niinpä työskentelimme koko ajan vain kotimaisten laitteiden parissa.

OMASTA KOKEMUKSESTA

Ryhmämme on pieni, ystävällinen tiimi: porareiän työkalujen kehittäjä, uusien maanpäällisten laitteiden kehittäjä ja minä metodologi. Saavumme 10 päivää ennen mittauksia. Tutustumme kaivon teknisen kunnon tietoihin. Laadimme ja hyväksymme yksityiskohtaisen mittausohjelman. Kokoamme ja kalibroimme laitteet. Odotamme soittoa - soittoa kaivosta. On meidän vuoromme "sukella" kolmanneksi, mutta jos edeltäjämme kieltäytyvät, kaivo toimitetaan meille. Tällä kertaa kaikki on hyvin heidän kanssaan, he sanovat valmistuvansa huomiseen aamuun mennessä. Meillä on samassa tiimissä geofyysikot - operaattorit, jotka tallentavat kaivossa olevista laitteista vastaanotettuja signaaleja ja ohjaavat kaikkia porausreiän laitteiden lasku- ja nostotoimenpiteitä sekä nostimen mekaanikkoja, jotka ohjaavat samojen 12 km kaapelin purkamista. rumpu ja sen päälle. , johon laite lasketaan kaivoon. Myös poraajat ovat töissä.

TULOKSET

Myös käsitykset maan sisäpuolen lämpötiloista ja lämpötilojen syväjakautumisesta basalttikilpien alueilla ovat muuttuneet. Yli 6 km:n syvyydessä saatiin lämpötilagradientti 20 o C per kilometri odotetun (kuten yläosassa) 16 o C per 1 km sijasta. Paljastui, että puolet lämpövirrasta on radiogeenista alkuperää.

Porattuamme ainutlaatuisen Kuolan supersyvän kaivon opimme paljon ja samalla tajusimme kuinka vähän tiedämme vielä planeettamme rakenteesta.

Teknisten tieteiden kandidaatti A. OSADCHY.

KIRJALLISUUS

Kuola supersyvä. M.: Nedra, 1984.

Kuola supersyvä. Tieteelliset tulokset ja tutkimuskokemukset. M., 1998.

Kozlovsky E. A. Maailman geologien foorumi."Tiede ja elämä" nro 10, 1984.

Kozlovsky E. A. Kuola supersyvä."Tiede ja elämä" nro 11, 1985.

Vuonna 1970, juuri Leninin 100-vuotispäivänä, Neuvostoliiton tiedemiehet aloittivat yhden aikamme kunnianhimoisimmista projekteista. Kuolan niemimaalla, kymmenen kilometrin päässä Zapolyarnyn kylästä, aloitettiin kaivon poraus, joka osoittautui maailman syvimmäksi ja pääsi Guinnessin ennätysten kirjaan.

Suuri tieteellinen projekti on jatkunut yli kaksikymmentä vuotta. Se toi paljon mielenkiintoisia löytöjä, meni tieteen historiaan ja sai lopulta niin paljon legendoja, huhuja ja juoruja, että se riittäisi useampaan kuin yhteen kauhuelokuvaan.

Sisäänkäynti helvettiin

Kuokinaikoinaan Kuolan niemimaalla sijaitseva porauspaikka oli 20-kerroksisen rakennuksen korkuinen syklooppimainen rakennelma. Täällä työskenteli jopa kolme tuhatta ihmistä vuorossa. Ryhmää johtivat maan johtavat geologit. Porauslautanen rakennettiin tundralle kymmenen kilometrin päässä Zapolyarnyn kylästä, ja napa-yönä se loisti valoilla kuin avaruusalus.

Kun kaikki tämä loisto yhtäkkiä sulkeutui ja valot sammuivat, huhut alkoivat levitä välittömästi. Kaiverrus oli joka tapauksessa poikkeuksellisen onnistunut. Kukaan maailmassa ei ole koskaan onnistunut saavuttamaan niin syvää - Neuvostoliiton geologit laskivat poraa yli 12 kilometriä.

Menestyneen projektin äkillinen päättyminen tuntui yhtä absurdilta kuin se, että amerikkalaiset sulkivat lento-ohjelman Kuuhun. Muukalaisia syytettiin kuuprojektin romahtamisesta. Kuolan Superdeepin ongelmissa on paholaisia ja demoneita.

Suosittu legenda kertoo, että pora vedettiin toistuvasti ulos suurista syvyyksistä sulaneena. Tähän ei ollut fyysisiä syitä - maanalainen lämpötila ei ylittänyt 200 celsiusastetta, ja pora oli suunniteltu tuhannelle astetta. Sitten äänisensorien väitetään alkaneen poimia valituksia, huutoja ja huokauksia. Välineiden lukemia tarkkailevat lähettäjät valittivat tuntemuksista paniikki pelko ja ahdistusta.

Legendan mukaan kävi ilmi, että geologit olivat porannut helvettiin. Syntisten huokaukset, äärimmäisen korkeat lämpötilat, kauhun ilmapiiri porauslautalla - kaikki tämä selitti, miksi kaikkea Kuolan supersyvyydellä tehtyä työtä yhtäkkiä rajoitettiin.

Monet olivat skeptisiä näiden huhujen suhteen. Kuitenkin vuonna 1995, kun työ oli lopetettu, porauslautalla jylsi ukkosenjyrähdys. voimakas räjähdys. Kukaan ei ymmärtänyt, mikä siellä voisi räjähtää, ei edes koko projektin johtaja, tunnettu geologi David Guberman.

Nykyään tehdään retkiä hylätylle porauslautalle ja turisteille kerrotaan kiehtova tarina siitä, kuinka tiedemiehet porasivat reiän maanalaiseen kuolleiden valtakuntaan. Ikään kuin valittavat haamut vaeltavat installaation ympärillä, ja illalla demonit ryömivät pintaan ja yrittävät saada varomattoman extreme-urheilijan kuiluun.

maanalainen kuu

Itse asiassa koko "well to hell" -tarina on suomalaisten toimittajien keksimä huhtikuun 1. päivään mennessä. Amerikkalaiset sanomalehdet julkaisivat heidän sarjakuvansa, ja ankka lensi joukkoihin. Kuolan supersyvän säiliön pitkäaikainen poraus sujui ilman mystiikkaa. Mutta mitä siellä tapahtui todellisuudessa, oli mielenkiintoisempaa kuin mikään legenda.

Aluksi erittäin syvä poraus oli tuomittu lukuisiin onnettomuuksiin. Valtavan paineen (jopa 1000 ilmakehän) ja korkeiden lämpötilojen ikeessä porat eivät kestäneet, kaivo tukkeutui ja tuuletusaukon vahvistamiseen käytetyt putket rikkoutuivat. Lukemattomia kertoja kapea kaivo oli taipunut niin, että oksia jouduttiin poraamaan lisää.

Pahin onnettomuus tapahtui pian geologien päävoiton jälkeen. Vuonna 1982 he pystyivät ylittämään 12 kilometrin rajan. Nämä tulokset julkistettiin juhlallisesti Moskovassa kansainvälisessä geologisessa kongressissa. Kuolan niemimaalle tuotiin geologeja eri puolilta maailmaa, heille näytettiin porauslaitteistoa ja louhittiin kivinäytteitä upeista syvyyksistä, joihin ihmiskunta ei ollut koskaan aiemmin päässyt.

Juhlan jälkeen poraus jatkui. Työtauko osoittautui kuitenkin kohtalokkaaksi. Vuonna 1984 tapahtui pahin porausonnettomuus. Jopa viisi kilometriä putkia irtosi ja tukkisi kaivon. Poraustyötä oli mahdotonta jatkaa. Viiden vuoden työ katosi yhdessä yössä.

Meidän piti jatkaa poraamista 7 kilometrin merkistä. Vasta vuonna 1990 geologit onnistuivat jälleen ylittämään 12 kilometriä. 12 262 metriä - tämä on Kuolan kaivon lopullinen syvyys.

Mutta kauheiden onnettomuuksien rinnalla tehtiin myös uskomattomia löytöjä. Syväporaus on kuin aikakone. Kuolan niemimaalla vanhimmat kivet lähestyvät pintaa, niiden ikä on yli 3 miljardia vuotta. Syvemmin tutkijat ovat saaneet selkeän käsityksen siitä, mitä planeetallamme tapahtui sen nuoruuden aikana.

Ensinnäkin kävi ilmi, että perinteinen tiedemiesten kokoama geologisen osan kaavio ei vastaa todellisuutta. "4 kilometriin asti kaikki meni teorian mukaan, ja sitten alkoi maailmanloppu", Huberman sanoi myöhemmin.

Laskelmien mukaan graniittikerroksen läpi poraamalla sen piti päästä vieläkin kovempiin, basalttisiin kiviin. Mutta basalttia ei ollut. Graniitin jälkeen irtosi kerroskiviä, jotka murentuivat jatkuvasti ja vaikeuttivat syvemmälle siirtymistä.

Mutta 2,8 miljardia vuotta vanhoista kivistä löydettiin kivettyneet mikro-organismit. Tämä mahdollisti elämän alkuperän ajan selvittämisen maapallolla. Vielä suuremmista syvyyksistä löydettiin valtavia metaaniesiintymiä. Tämä selvensi kysymystä hiilivetyjen - öljyn ja kaasun - syntymisestä.

Ja yli 9 kilometrin syvyydestä tutkijat löysivät kultaa sisältävän oliviinikerroksen, jonka Aleksei Tolstoi kuvaili niin elävästi "Insinööri Garinin hyperboloidissa".

Mutta upein löytö tapahtui 1970-luvun lopulla, kun Neuvostoliiton kuun asema toi takaisin näytteitä kuun maaperästä. Geologit hämmästyivät nähdessään, että sen koostumus oli täysin sama kuin heidän louhiensa kivien koostumus 3 kilometrin syvyydessä. Miten tämä oli mahdollista?

Tosiasia on, että yksi Kuun alkuperää koskevista hypoteeseista viittaa siihen, että useita miljardeja vuosia sitten Maa törmäsi johonkin taivaankappaleeseen. Törmäyksen seurauksena pala irtautui planeettamme ja muuttui satelliitiksi. Ehkä tämä pala irtosi nykyisen Kuolan niemimaan alueelta.

Viimeinen

Joten miksi he sulkivat Kuolan supersyvän kaasuputken?

Ensinnäkin tärkeimmät tehtävät tieteellinen tutkimusmatka valmistuivat. Se luotiin vuonna äärimmäisissä olosuhteissa testattu ja parantunut huomattavasti ainutlaatuisia laitteita poraamiseen suurissa syvyyksissä. Kerätyt kivinäytteet tutkittiin ja kuvattiin yksityiskohtaisesti. Kuolan kaivo auttoi ymmärtämään paremmin maankuoren rakennetta ja planeettamme historiaa.

Toiseksi aika itsessään ei ollut suotuisa tällaisille kunnianhimoisille hankkeille. Vuonna 1992 tieteellisen tutkimusmatkan rahoitus katkaistiin. Työntekijät lopettivat ja lähtivät kotiin. Mutta vielä nykyäänkin suurenmoinen porauslautan rakennus ja salaperäinen kaivo ovat mittakaavaltaan vaikuttavia.

Joskus näyttää siltä, että Kuolan supersyvä ei ole vielä käyttänyt koko ihmeensä tarjontaa. Kuuluisan projektin johtaja oli myös varma tästä. "Meillä on maailman syvin reikä - joten meidän on käytettävä sitä!" - huudahti David Huberman.

410-660 kilometrin syvyydessä maan pinnan alla on arkeaanisen ajanjakson valtameri. Sellaiset löydöt eivät olisi olleet mahdollisia ilman Neuvostoliitossa kehitettyjä ja käytettyjä erittäin syväporausmenetelmiä. Yksi noiden aikojen esineistä on Kuolan supersyvä kaivo (SG-3), joka on vielä 24 vuotta porauksen lopettamisen jälkeen edelleen maailman syvin. Miksi se porattiin ja mitä löytöjä se auttoi tekemään, Lenta.ru kertoo.

Amerikkalaiset olivat erittäin syväporauksen pioneereja. Totta, valtameren laajuudessa: pilottiprojektissa he käyttivät Glomar Challenger -alusta, joka oli suunniteltu juuri näihin tarkoituksiin. Samaan aikaan Neuvostoliitto kehitti aktiivisesti sopivaa teoreettista viitekehystä.

Toukokuussa 1970 Murmanskin alueen pohjoisosassa, 10 kilometriä Zapolyarnyn kaupungista, aloitettiin Kuolan supersyvän kaivon poraus. Kuten odotettiin, tämä ajoitettiin Leninin syntymän satavuotisjuhlaan. Toisin kuin muut erittäin syvät kaivot, SG-3 porattiin yksinomaan tieteellisiin tarkoituksiin ja järjesti jopa erityisen geologisen tutkimusmatkan.

Valittu porauspaikka oli ainutlaatuinen: Kuolan niemimaalla sijaitsevalla Baltic Shieldillä muinaiset kivet nousevat pintaan. Monien heistä ikä saavuttaa kolme miljardia vuotta (planeettamme itse on 4,5 miljardia vuotta vanha). Lisäksi siellä on Pechenga-Imandra-Varzuga-halkeama - muinaisiin kiviin puristettu kuppimainen rakenne, jonka alkuperä selittyy syvällä vialla.

Tutkijoilta kesti neljä vuotta porata kaivo 7263 metrin syvyyteen. Toistaiseksi ei ole tehty mitään epätavallista: käytettiin samaa asennusta kuin öljyn ja kaasun tuotannossa. Sitten kaivo seisoi käyttämättömänä koko vuoden: laitteistoa muutettiin turbiiniporausta varten. Päivityksen jälkeen oli mahdollista porata noin 60 metriä kuukaudessa.

Seitsemän kilometrin syvyys toi yllätyksiä: kovien ja ei kovin tiheiden kivien vuorottelua. Onnettomuudet yleistyivät, ja kaivoon ilmestyi monia onteloita. Poraus jatkui vuoteen 1983, jolloin SG-3:n syvyys saavutti 12 kilometriä. Tämän jälkeen tiedemiehet kokoontuivat suureen konferenssiin ja keskustelivat onnistumisistaan.

Kaivokseen jäi kuitenkin porakoneen huolimattomasta käsittelystä johtuen viiden kilometrin pituinen osa. He yrittivät saada hänet useita kuukausia, mutta epäonnistuivat. Kairaus päätettiin aloittaa uudelleen seitsemän kilometrin syvyydestä. Toiminnan monimutkaisuuden vuoksi porattiin paitsi päärunko, myös neljä muuta. Menetettyjen metrien palauttaminen kesti kuusi vuotta: vuonna 1990 kaivo saavutti 12 262 metrin syvyyteen, ja siitä tuli maailman syvin.

Kaksi vuotta myöhemmin poraus lopetettiin, kaivo tuhoutui sittemmin ja itse asiassa hylättiin.

Siitä huolimatta Kuolan supersyvällä kaivolla tehtiin monia löytöjä. Insinöörit ovat luoneet kokonaisen erittäin syväporausjärjestelmän. Vaikeus ei liittynyt vain syvyyteen, vaan myös korkeisiin lämpötiloihin (jopa 200 celsiusastetta) porausten intensiteetin vuoksi.

Tiedemiehet eivät vain siirtyneet syvemmälle maahan, vaan myös nostivat kivinäytteitä ja ytimiä analysointia varten. Muuten, juuri he tutkivat kuun maaperää ja havaitsivat, että sen koostumus vastaa lähes täysin Kuolan kaivosta noin kolmen kilometrin syvyydestä otettuja kiviä.

Yli yhdeksän kilometrin syvyydessä he löysivät mineraaliesiintymiä, mukaan lukien kultaa: oliviinikerroksessa on peräti 78 grammaa tonnia kohti. Ja tämä ei ole niin vähän - kullan louhintaa pidetään mahdollisena 34 grammalla tonnilta. Miellyttävä yllätys tutkijoille, kuten myös läheiselle tehtaalle, oli kupari-nikkelimalmien uuden malmihorisontin löytäminen.

Tutkijat saivat muun muassa tietää, että graniitti ei muutu supervahvaksi basalttikerrokseksi: itse asiassa sen takana oli arkealaisia gneissejä, jotka on perinteisesti luokiteltu murtuneiksi kiviksi. Tämä aiheutti eräänlaisen vallankumouksen geologisessa ja geofysikaalisessa tieteessä ja muutti täysin perinteiset käsitykset Maan sisältä.

Toinen miellyttävä yllätys on löytö 9-12 kilometrin syvyydeltä erittäin huokoisia, erittäin mineralisoituneilla vesillä kyllästettyjä murtuneita kiviä. Tiedemiesten mukaan he ovat vastuussa malmien muodostumisesta, mutta aiemmin uskottiin, että tämä tapahtuu vain paljon matalammissa syvyyksissä.

Muun muassa kävi ilmi, että pohjamaan lämpötila oli hieman odotettua korkeampi: kuuden kilometrin syvyydessä saatiin lämpötilagradientti 20 celsiusastetta kilometriä kohti odotetun 16 asteen sijaan. Lämpövirran radiogeeninen alkuperä selvitettiin, mikä ei myöskään vastannut aikaisempia hypoteeseja.

Yli 2,8 miljardia vuotta vanhoista syvistä kerroksista tutkijat ovat löytäneet 14 kivettyneen mikro-organismin lajia. Tämä mahdollisti elämän syntymisajan siirtämisen planeetalle puolitoista miljardia vuotta sitten. Tutkijat havaitsivat myös, että syvyyksissä ei ole sedimenttikiviä ja metaania, mikä hautaa ikuisesti teorian hiilivetyjen biologisesta alkuperästä.