Скважина на кольском полуострове. Предпосылки появления

Скважина на кольском полуострове. Предпосылки появления

Попытки глубинного исследования недр Земли уходят в глубокую древность. В XIII веке китайцам удавалось прорыть скважины глубиной 1200 метров. К началу XX века мировой наукой был накоплен большой объём знаний по строению верхних слоёв литосферы. Было предпринято несколько попыток пробурить сверхглубокие скважины для проверки теорий на фактическом материале. В 1930 году в Европе смогли пробурить земную поверхность на глубину 3 км. В конце 1950-х годов глубина пробуренных скважин увеличилась до 7 км. В 1957 году США приступили к осуществлению аналогичного проекта. В 1958 году была создана программа Проект «Мохол» , для бурения коры под Тихим океаном . Проект был так назван в честь хорватского ученого Андрии Мохоровичича , который исследовал земную кору и мантию . Часть названия, «hole», переводится с английского языка на русский как «дыра». Однако работа в рамках проекта была прекращена в 1966 году из-за отсутствия финансирования.

Наиболее удобными местами для сверхглубокого бурения являются районы земной поверхности, где толщина чехла осадочных пород имеет самые минимальные значения или вовсе отсутствуют. Кольский полуостров — одно из немногих мест на материковой поверхности Земли, где чехол осадочных пород полностью отсутствует, и поверхность сложена породами очень древнего происхождения — их возраст составляет около 3 млрд. лет (для сравнения: возраст Земли оценивается в 4,5 млрд. лет). В 1968 году для окончательного выбора места бурения была создана Кольская геологоразведочная экспедиция сверхглубокого бурения (Кольская ГРЭ) под руководством Д. М. Губермана . Собственно Кольская сверхглубокая скважина была заложена в 1970 году , в годовщину 100-летия со дня рождения В. Ленина .

Легенды о Кольской скважине. Мы не золото ищем. Честно

Кольский полуостров – сокровищница полезных ископаемых. Древнейшие породы Земли выходят здесь практически на поверхность, образуя Балтийский щит с россыпью сотен минералов. Железо, никель, титан, уран, ювелирные камни и редкоземельные металлы – чего только нет. И раз уж на такой местности разворачивают буровые работы, сразу ясно – ищут, чем бы ещё разжиться.

Но в 1970 году неподалёку от города Заполярный геологи преследовали совсем другие цели. Научные.

Запланировали скважину невиданной доселе глубины – 15 километров. Марианская впадина – и та мельче.

Зачем? Исследователи хотели узнать, действительно ли существует граница между гранитным и базальтовым слоями земной коры. А ещё получить данные о её нижнем крае и составе пород в недрах планеты.

Инженерам тоже дали полигон для воплощения новых идей. Например, чтобы буровую колонну не разорвало под собственным весом в 200 тонн, её изготовили из лёгкого сплава алюминия, а не из стали. До всего приходилось додумываться самостоятельно, без западного опыта, что для СССР было редкостью.

«Надо отметить, что перед Кольской сверхглубокой ставилась главная задача: ни одного зарубежного прибора. Всё должно быть своё. Свои средства разрушения пород, свой буровой станок, свои трубы, своя аппаратура для управления процессом и, в конце концов, всё, что связано с организацией работ», – Евгений Козловский – министр геологии СССР в 1975–1989 годах.

Строение земной коры

Под руководством Давида Губермана учёные изменили представления о мире. Оказалось, «слоёный пирог», который до сих пор рисуют в учебниках как срез земной коры, не имеет отношения к реальности. На границу между гранитами и базальтами так и не вышли, зато обнаружили неравномерности иного толка. Заодно исправили тепловую карту недр: считалось, что температура растёт по 10 градусов на километр бурения, однако на отметке в 12 км зафиксировали 220 градусов. Не обошлось и без разведки: в толще пород нашли медно-никелевые руды, золото и серебро.

«Прежде геологи полагали, что рудные месторождения распространяются не глубже 3-5 километров. Мы обнаружили их признаки на всём протяжении скважины.

Анализируя полученную информацию, пришли к выводу, что вся земная кора, толщина которой более 40 километров, насыщена полезными ископаемыми. Значит, человечеству не грозит сырьевой голод», – Давид Губерман – директор Кольской сверхглубокой.

Без СГ-3, как называли Кольскую сверхглубокую, этот оптимизм был бы невозможен. Хотя сама скважина для добычи ископаемых не годилась – её создали с иными целями. Золото оттуда никто доставать не планировал – это просто миф, подхваченный прессой. Проблема даже не в технике извлечения драгметаллов с глубины, а в их количестве.

Специально для 4PDA ситуацию прояснил доктор геолого-минералогических наук Александр Александрович Кременецкий – один из исследователей этого объекта. Сырьевой потенциал Кольской, по мнению эксперта, преувеличен – не в пример значению для науки .

Рассказывает Александр Кременецкий:

СГ-3 на протяжении более 12 км фактически вскрыла всего лишь три небольших рудопроявления: в интервале глубин 1500-1800 м – зону сульфидного медно-никелевого оруденения с единственным рудным телом незначительной (10-15 м) мощности, на глубинах 7635 и 8711 м – маломощные прослои железистых кварцитов и железо-титанового оруденения соответственно.

Наконец, на глубинах 9500-10600 м выявлено несколько интервалов золото-серебряного оруденения (Au – до 6,7 грамм на тонну, Ag – до 250 г/т) мощностью от 40 до 250 м. Ни одна из этих зон не имеет абсолютно никакого практического значения для добычи и представляет исключительно научный интерес.

Так сейчас выглядит здание, где работали бурильщики

Да и о каком золоте говорить, когда знания дороже? А ведь скважина оказалась и подходящим инструментом для прогноза землетрясений, и доказательством родства Земли с Луной , что сегодня находит всё больше подтверждений. Но какой ценой это достигнуто?

Проект неслучайно сравнивают с космическим: пускай ракеты не строили, финансов на Кольскую ушло немало.

Пришлось возводить здание буровой, собственный завод для сборки оборудования, 16 огромных лабораторий для изучения образцов – развернулись на полную. Отбор сотрудников тоже напоминал конкурс на космонавта, только вместо полёта их ждали два десятилетия упорного труда.

Для сравнения, американскую скважину Берта Роджерс глубиной 9,5 км проделали всего за 512 дней. Но из неё не вынимали керн – образцы пород, которые помогают изучать земные недра. Зато теперь из этих цилиндриков можно составить «колбасу» длиной свыше 5 километров, где записаны миллиарды лет биографии нашей планеты.

Кольская сверхглубокая скважина интересные факты. Кольская сверхглубокая скважина

Бурение самой глубокой скважины в мире началось в 1970 г. и было приурочено к 100-летнему юбилею со дня рождения В. И. Ленина. Вплоть до глубины 7000 м, все работы велись достаточно просто и без сбоев.

Однако с началом преодоления восьмитысячного рубежа, рабочие столкнулись с определенными трудностями. В основном проблемы происходили по причине частых обвалов.

Наряду с этим стали неоднократно обрываться устройства подъемной системы и ломаться бурильные головки.

Все эти факторы вынудили руководителей проекта, приступить к бетонированию стен скважины. Из-за этого работы существенно замедлились, и по-прежнему сопровождались различными неполадками.

Бурение Кольской скважины растянулось на несколько лет.

В июне 1979 г. удалось преодолеть рубеж в 9583 м. Таким образом, был побит мировой рекорд среди самых глубоких пробуренных скважин, который до этого принадлежал американцам.

На тот момент работы велись днем и ночью под руководством 16 научных лабораторий, во главе с Е. А. Козловским.

В 1983 г. была преодолена отметка в 12 000 м, после чего наступил перерыв, связанный с Международным геологическим конгрессом.

27 сентября 1984 г. бурение Кольской скважины решили продолжить. Однако внезапно произошла серьезная авария. В момент спуска буровой колоны, она неожиданно оборвалась и привела к обвалу.

Из-за этого все работы пришлось возобновлять с глубины 7000 м.

Прошло 6 лет до того момента, когда в 1990 г. глубина Кольской скважины достигла рекордных 12262 м. Возможно ее удалось бы пробурить еще глубже, однако из-за очередного обрыва буровой установки руководство решило все работы завершить.

История сыграла свою роль в этом предприятии, так как дальнейшее развитие проекта оказалось под вопросом из-за развала СССР .

Кольская скважина где находится. Зачем СССР нужно было «путешествие в центр Земли»

Еще в 50-х годах двадцатого века большая часть материала о структуре Земли была теоретической. Все изменилось в начале 60-х и в 70-е годы, когда США и Советский Союз начали новую версию «космической гонки» — гонку в центр Земли, если можно так выразиться.

Кольская сверхглубокая скважина являлась уникальным проектом, финансируемым СССР, а затем Россией в период с 1970 по 1995 годы. Ее бурили вовсе не для добычи «черного золота» или «голубого топлива», а сугубо с научно-исследовательскими целями.

• Прежде всего советских ученых интересовало, подтвердится ли предположение о строении нижних (гранитного и базальтового) слоев земной коры.
• Также они хотели найти и исследовать границы между этими слоями и мантией — одним из «двигателей», обеспечивающих постоянную эволюцию планеты.
• В тот период геологи и геофизики имели только косвенные доказательства того, что происходило в земной коре, а сверхглубокая скважина были необходима для лучшего понимания процессов, лежащих в основе геологии. Причем самым надежным путем — прямого наблюдения.

Место бурения было выбрано в северо-восточной части Балтийского щита. Там залегают малоизученные изверженные породы, возраст которых предположительно составляет три миллиарда лет. А еще на территории Кольского полуострова находится Печенгская структура, по форме напоминающая чашу. Там находятся месторождения меди и никеля. Одной из задач ученых было изучение процесса рудообразования.

Даже по сей день информация, собранная в рамках этого проекта, все еще анализируется и интерпретируется.

Скважина на кольском полуострове звуки. «Колодец в ад»: тайны сверхглубокой Кольской скважины (3 фото)

Скважина на Кольском полуострове — самая глубокая в мире и занесена в Книгу рекордов Гиннесса. Она глубже, чем естественная Марианская впадина в Тихом океане, и уходит в землю на 12 262 метра. Создавалась сверхглубокая скважина с единственной целью: добраться до верхней мантии Земли.
В народе Кольскую скважину называют «колодцем в ад». Ходят слухи, что учёным на глубине удалось «поймать» звуки, напоминающие голоса грешников. Да и вообще репутация у скважины не очень хорошая. Считается, что она приносит несчастья.
Как бурили самую глубокую скважину в мире и куда она ведёт? Фактрум собрал самые интересные факты о строительстве Кольской скважины и её эксплуатации.

История Кольской скважины
Сверхглубокую скважину начали бурить практически на спор. В 1961 году американцы запустили проект «Мохол». Они тоже планировали пробурить суперглубокую дыру в земной коре, но под водой. Советский Союз не мог проиграть научную гонку. В 1970 году СССР начал создание собственной скважины. Поверхность Земли планировалось «прогрызть» на 15 километров. Место для СГ-3 (Кольской сверхглубокой) выбрали не случайно. На полуострове древние породы, возраст которых превышает три миллиарда лет, выходят на поверхность. Значит, их бурить гораздо интереснее. Проблемы начались после седьмого километра. До этой отметки бурение шло относительно гладко. Вторая половина скважины далась с трудом: буры постоянно ломались, а стенки выработки осыпались.
Бур
Что собой представляет сверхглубокий бур? По сути, такой бур — это несколько стержней диаметром не более 20 сантиметров. Каждый элемент заканчивается вращающейся коронкой с алмазными зубьями. За 18 часов каждый ощетинившийся прочными зубчиками бур «прогрызал» керн длинной около 10 метров. После этого стержни извлекали, а керн убирали. Алмазные коронки заменялись, и процедура повторялась.
Кольская скважина: голоса из ада
Однажды начальник экспедиции Давид Гумерман получил сообщение из министерства, которое выражало глубокое недовольство. Западные газеты живо обсуждали острую тему: русские прорыли «колодец в ад»! Во-первых, датчики зарегистрировали невероятную температуру — 2 000 градусов, чего быть не может. Во-вторых, опущенный в скважину микрофон «поймал» человеческие крики и стоны. В западных СМИ начали появляться сообщения о том, что русские закупорили скважину от греха подальше. Некоторые были убеждены, что зло, потревоженное бурами, выбралось наружу.
Учёные, работавшие на Кольской сверхглубокой, над байками только посмеялись. Но вот, что интересно: странные звуки действительно были. Один из стандартных рабочих дней закончился неприятной аварией. В результате произошёл небольшой взрыв, и микрофоны и правда зарегистрировали странный шум. Впоследствии при продолжении бурения звуки не повторились. Природа шума не установлена до сих пор.
Буровая первого этапа (глубина 7600 м). 1974 год
Факты о Кольской сверхглубокой скважине
Кольская сверхглубокая создавалась для исследований и свою задачу выполнила. Учёные обнаружили микроорганизмы, возраст которых достигал 2,8 миллиарда лет. Кроме того, нашли огромные залежи метана на такой глубине. Эта информация положила конец теориям о биологическом происхождении углеводородов. На десятиметровой глубине земные пласты оказались заполнены водой, хотя раньше считалось, что они должны быть монолитны. Удивила исследователей и температура внутри скважины. На 12 километре жар достиг отметки 230 градусов (не 2 000, как писали газеты), что почти в два раза превзошло ожидания учёных.
Сегодня Кольская сверхглубокая скважина закупорена огромной заглушкой из металла, которую удерживают 12 мощных болтов. Работы были завершены в 2008 году из-за отсутствия финансирования. Однако шанс на возобновление исследований есть. При наличии интереса к проекту, из скважины быстро откачают воду и возобновят бурение.

Видео тайна кольской сверхглубокой скважины