Qu’est-il arrivé au puits le plus profond ? Puits Kola ultra profond

Cola puits ultra profond- le forage le plus profond du monde (de 1979 à 2008) Situé dans la région de Mourmansk, à 10 kilomètres à l'ouest de la ville de Zapolyarny, sur le territoire du bouclier géologique Baltique. Sa profondeur est de 12 262 mètres. Contrairement à d'autres puits ultra-profonds destinés à la production pétrolière ou à l'exploration géologique, SG-3 a été foré uniquement pour étudier la lithosphère à l'endroit où se trouve la limite de Mohorovicic. (limite Moho abrégée) - limite inférieure la croûte terrestre, à laquelle il y a une augmentation brusque de la vitesse des ondes sismiques longitudinales.

Le puits très profond de Kola a été creusé en l’honneur du 100e anniversaire de la naissance de Lénine, en 1970. Les strates de roches sédimentaires avaient alors été bien étudiées lors de la production pétrolière. Il était plus intéressant de forer là où des roches volcaniques vieilles d'environ 3 milliards d'années (à titre de comparaison : l'âge de la Terre est estimé à 4,5 milliards d'années) remontent à la surface. Pour extraire des minéraux, ces roches sont rarement forées à une profondeur supérieure à 1 à 2 km. On supposait que déjà à une profondeur de 5 km, la couche de granit serait remplacée par une couche de basalte. Le 6 juin 1979, le puits a battu le record de 9 583 mètres, détenu auparavant par le puits Bertha-Rogers (un puits de pétrole en Oklahoma). DANS meilleures années 16 laboratoires de recherche travaillaient au puits très profond de Kola, ils étaient personnellement supervisés par le ministre de la Géologie de l'URSS.

Même si l'on s'attendait à découvrir une frontière nette entre les granites et les basaltes, seuls des granites ont été trouvés dans la carotte sur toute la profondeur. Cependant, en raison de haute pression les granites comprimés ont considérablement modifié leurs propriétés physiques et acoustiques. En règle générale, le noyau soulevé s'est effondré à cause du dégagement de gaz actif et s'est transformé en suspension, car il ne pouvait pas résister à un changement brusque de pression. Il n'a été possible d'extraire un morceau de carotte solide qu'avec un soulèvement très lent de la foreuse, lorsque le gaz « en excès », encore pressé à haute pression, parvenait à s'échapper de la roche. les attentes, ont augmenté. Il y avait aussi de l'eau en profondeur qui comblait les fissures.

Il est intéressant de noter que lors du Congrès géologique international de Moscou en 1984, au cours duquel les premiers résultats des recherches sur le puits ont été présentés, de nombreux scientifiques ont proposé en plaisantant de l'enterrer immédiatement, car il détruit toutes les idées sur la structure de la croûte terrestre. . En effet, des choses étranges ont commencé dès les premiers stades de la pénétration. Par exemple, avant même le début des forages, les théoriciens avaient promis que la température du bouclier baltique resterait relativement basse jusqu'à une profondeur de au moins,à 5 kilomètres température ambiante dépassait 70 degrés Celsius, à sept degrés - plus de 120 degrés, et à une profondeur de 12 degrés, il faisait plus chaud que 220 degrés - 100 degrés de plus que prévu. Les foreurs de Kola ont remis en question la théorie de la structure en couches de la croûte terrestre - au moins dans l'intervalle allant jusqu'à 12 262 mètres.

« Nous avons le trou le plus profond du monde, nous devons donc l'utiliser ! » - David Guberman, directeur permanent du Centre de recherche et de production de Kola Superdeep, s'exclame amèrement. Au cours des 30 premières années du Kola Superdeep, des scientifiques soviétiques puis russes ont pénétré jusqu'à une profondeur de 12 262 mètres. Mais depuis 1995, les forages ont été arrêtés : il n'y avait personne pour financer le projet. Ce qui ressort à l'intérieur programmes scientifiques L'UNESCO suffit seulement à maintenir la station de forage en état de marche et à étudier les échantillons de roches précédemment extraits.

Huberman rappelle avec regret combien découvertes scientifiques a eu lieu sur le Kola Superdeep. Littéralement, chaque mètre était une révélation. Le puits a montré que presque toutes nos connaissances antérieures sur la structure de la croûte terrestre sont incorrectes. Il s’est avéré que la Terre n’est pas du tout comme un gâteau en couches.

Autre surprise : la vie sur la planète Terre s'avère être apparue 1,5 milliard d'années plus tôt que prévu. À des profondeurs où l'on croyait qu'il n'y avait pas de matière organique, 14 espèces de micro-organismes fossilisés ont été découvertes - l'âge des couches profondes dépassait 2,8 milliards d'années. À des profondeurs encore plus grandes, là où il n’y a plus de sédiments, le méthane apparaît en concentrations énormes. Cela a complètement détruit la théorie. origine biologique des hydrocarbures comme le pétrole et le gaz… Il y avait des sensations presque fantastiques. Quand à la fin des années 70 l'automatique soviétique station spatiale apporté 124 grammes de sol lunaire sur Terre, des chercheurs du Centre scientifique de Kola ont découvert que c'était comme deux pois dans une cosse pour des échantillons prélevés à une profondeur de 3 kilomètres. Et une hypothèse s'est posée : la Lune s'est détachée de la péninsule de Kola. Maintenant, ils cherchent où exactement. À propos, les Américains, qui ont apporté une demi-tonne de terre de la Lune, n’en ont rien fait de significatif. Ils ont été placés dans des conteneurs hermétiques et laissés à la recherche des générations futures.

De manière assez inattendue pour tout le monde, les prédictions d’Alexeï Tolstoï tirées du roman « L’hyperboloïde de l’ingénieur Garin » ont été confirmées. A plus de 9,5 kilomètres de profondeur, un véritable trésor de minéraux de toutes sortes, notamment d'or, a été découvert. Une véritable couche d'olivine, brillamment prédite par l'écrivain. Il contient 78 grammes d'or par tonne. D'ailleurs, la production industrielle est possible à une concentration de 34 grammes par tonne. Mais, ce qui est le plus surprenant, à des profondeurs encore plus grandes, là où il n'y a plus de roches sédimentaires, le gaz naturel méthane a été trouvés en concentrations énormes. Cela a complètement détruit la théorie de l'origine biologique des hydrocarbures tels que le pétrole et le gaz.

Non seulement des sensations scientifiques, mais aussi des légendes mystérieuses étaient également associées au puits de Kola. la plupart de dont, une fois testés, se sont révélés être des inventions de journalistes. Selon l'un d'eux, la principale source d'information (1989) était la société de télévision américaine Trinity Broadcasting Network, qui, à son tour, avait tiré l'histoire d'un reportage d'un journal finlandais. Apparemment, lors du forage d'un puits, à une profondeur de 12 000 mètres, les microphones des scientifiques auraient enregistré des cris et des gémissements.) Les journalistes, sans même penser qu'il était tout simplement impossible d'insérer un microphone à une telle profondeur (quel type d'appareil d'enregistrement sonore peut travailler à des températures supérieures à deux cents degrés ?) a écrit que les foreurs ont entendu une « voix venant des enfers ».

Après ces publications, le puits très profond de Kola a commencé à être appelé « la route de l'enfer », affirmant que chaque nouveau kilomètre foré apportait le malheur au pays et que lorsque les foreurs avaient foré le treizième mille mètres, l'URSS s'était effondrée. Eh bien, lorsque le puits a été foré à une profondeur de 14,5 km (ce qui ne s'est pas produit), ils sont soudainement tombés sur des vides inhabituels. Intrigués par cette découverte inattendue, les foreurs ont mis au point un microphone capable de fonctionner à des températures extrêmement élevées. hautes températures, et d'autres capteurs. La température à l'intérieur aurait atteint 1 100 °C - il y régnait la chaleur de chambres enflammées, dans lesquelles des cris humains auraient pu être entendus.

Cette légende parcourt encore les vastes étendues d'Internet, ayant survécu au coupable même de ces commérages - le puits Kola. Les travaux ont été arrêtés en 1992 en raison du manque de financement. Jusqu’en 2008, il était en veilleuse. Un an plus tard, la décision finale a été prise d'abandonner la poursuite des recherches, de démanteler l'ensemble du complexe de recherche et d'« enterrer » le puits. L'abandon définitif du puits a eu lieu à l'été 2011.
Ainsi, comme vous pouvez le constater, cette fois-ci, les scientifiques n’ont pas pu accéder au manteau et l’examiner. Cependant, cela ne signifie pas que le puits de Kola n'a rien apporté à la science - au contraire, il a bouleversé toutes leurs idées sur la structure de la croûte terrestre.

RÉSULTATS

Les objectifs fixés dans le projet de forage ultra-profond ont été atteints. Des équipements et des technologies spéciaux ont été développés et créés pour le forage ultra-profond, ainsi que pour l'étude des puits forés à de grandes profondeurs. Nous avons reçu des informations, pourrait-on dire, « de première main » sur condition physique, propriétés et composition des roches dans leur occurrence naturelle et depuis le noyau jusqu'à une profondeur de 12 262 m. Le puits a offert un excellent cadeau à la patrie à faible profondeur - de l'ordre de 1,6 à 1,8 km. Des minerais industriels de cuivre-nickel y ont été découverts - un nouvel horizon minéral a été découvert. Et cela s’avère pratique, car l’usine de nickel locale manque déjà de minerai.

Comme indiqué ci-dessus, les prévisions géologiques concernant la section du puits ne se sont pas réalisées. L'image attendue pendant les 5 premiers kilomètres dans le puits s'étendait sur 7 km, puis des rochers complètement inattendus sont apparus. Les basaltes prévus à 7 km de profondeur n'ont pas été trouvés, même lorsqu'ils sont tombés à 12 km. On s'attendait à ce que la limite qui donne la plus grande réflexion lors d'un sondage sismique soit le niveau où les granites se transforment en une couche de basalte plus durable. En réalité, il s'est avéré que l'on y trouve des roches fracturées moins résistantes et moins denses - les gneiss archéens. Cela n’était jamais prévu. Et il s’agit d’informations géologiques et géophysiques fondamentalement nouvelles, qui nous permettent d’interpréter différemment les données de la recherche géophysique profonde.

Les données sur le processus de formation du minerai dans les couches profondes de la croûte terrestre se sont également révélées inattendues et fondamentalement nouvelles. Ainsi, à des profondeurs de 9 à 12 km, des roches fracturées très poreuses ont été rencontrées, saturées d'eaux souterraines hautement minéralisées. Ces eaux sont l'une des sources de formation du minerai. Auparavant, on pensait que cela n’était possible qu’à des profondeurs beaucoup plus faibles. C'est dans cet intervalle que le noyau a été trouvé contenu accru or - jusqu'à 1 g pour 1 tonne de roche (une concentration considérée comme adaptée au développement industriel). Mais sera-t-il un jour rentable d’extraire de l’or à de telles profondeurs ?

Les idées sur les conditions thermiques ont également changé les entrailles de la terre, sur la répartition profonde des températures dans les zones de boucliers basaltiques. À une profondeur de plus de 6 km, un gradient de température de 20°C par 1 km a été obtenu au lieu des 16°C attendus (comme dans la partie supérieure) par 1 km. Il a été révélé que la moitié du flux de chaleur est d'origine radiogénique.

Les profondeurs de la terre recèlent autant de mystères que les vastes étendues de l'Univers. C'est exactement ce que pensent certains scientifiques, et ils ont en partie raison, car les gens ne savent toujours pas exactement ce qu'il y a sous nos pieds, dans les profondeurs du sous-sol. Tout au long de l'existence de la civilisation terrestre, nous avons pu pénétrer plus profondément dans la planète. un peu plus de 10 kilomètres. Ce record a été établi en 1990 et a duré jusqu'en 2008, après quoi il a été mis à jour à plusieurs reprises. En 2008, Maersk Oil BD-04A, un puits de pétrole incliné de 12 290 mètres de long, a été foré (bassin pétrolier d'Al Shaheen au Qatar). En janvier 2011, un puits de pétrole incliné d'une profondeur de 12 345 mètres a été foré sur le champ Odoptu-Sea (projet Sakhalin-1). Enregistrement de profondeur de forage pour ce moment appartient au puits Z-42 du champ Chayvinskoye, dont la profondeur est de 12 700 mètres.

Des centaines de milliers de puits ont été forés dans la croûte terrestre au cours des dernières décennies du siècle dernier. Et cela n’est pas surprenant, car la recherche et l’extraction de minéraux à notre époque impliquent inévitablement des forages profonds. Mais parmi tous ces puits, il n'y en a qu'un sur la planète - le légendaire Kola Superdeep (SG), dont la profondeur reste encore inégalée - plus de douze kilomètres. De plus, SG est l'un des rares à avoir été foré non pas à des fins d'exploration ou d'exploitation minière, mais à des fins purement scientifiques : étudier les roches les plus anciennes de notre planète et découvrir les secrets des processus qui s'y déroulent.

Aujourd'hui, il n'y a pas de forage dans le très profond Kola ; il a été arrêté en 1992. SG n'était pas le premier ni le seul à participer au programme d'étude de la structure profonde de la Terre. Trois des puits étrangers ont atteint une profondeur de 9,1 à 9,6 km. Il était prévu que l'un d'eux (en Allemagne) surpasse celui de Kola. Cependant, les forages dans les trois sites ainsi qu'à SG ont été arrêtés en raison d'accidents et raisons techniques ne peut pas encore être poursuivi.

Apparemment, ce n'est pas pour rien que la complexité du forage de puits ultra-profonds est comparée à un vol dans l'espace, à une longue expédition spatiale vers une autre planète. Les échantillons de roches extraits de l’intérieur de la Terre ne sont pas moins intéressants que les échantillons de sol lunaire. Le sol livré par le rover lunaire soviétique a été étudié dans divers instituts, dont Kola centre scientifique. Il s'est avéré que la composition du sol lunaire correspond presque entièrement aux roches extraites du puits de Kola à une profondeur d'environ 3 km.

SÉLECTION DU SITE ET PRÉVISIONS

Une expédition spéciale d'exploration géologique (Kola Geological Exploration Expedition) a été créée pour forer le SG. Bien entendu, le lieu de forage n'a pas non plus été choisi par hasard : le Bouclier Baltique, dans la région de la péninsule de Kola. Ici, les roches ignées les plus anciennes, vieilles d'environ 3 milliards d'années (et la Terre n'a que 4,5 milliards d'années), remontent à la surface. Il était intéressant de forer dans les roches ignées les plus anciennes, car les roches sédimentaires jusqu'à une profondeur de 8 km ont déjà été bien étudiées pour la production pétrolière. Et lors de l'exploitation minière, ils ne pénètrent généralement que sur 1 à 2 km dans les roches ignées. Le choix de l'emplacement du SG a également été facilité par le fait que se trouve ici le creux de Pecheneg - une immense structure en forme de bol, comme enfoncée dans des roches anciennes. Son origine est associée à une faille profonde. Et c’est là que se trouvent d’importants gisements de cuivre-nickel. Et les tâches assignées à l'expédition géologique de Kola comprenaient l'identification d'un certain nombre de caractéristiques des processus et phénomènes géologiques, notamment la formation du minerai, la détermination de la nature des limites séparant les couches de la croûte continentale et la collecte de données sur la composition matérielle et l'état physique des roches. .

Avant le début du forage, une section de la croûte terrestre a été construite sur la base de données sismologiques. Cela a servi de prévision de l'apparition des couches de terre que le puits a recoupées. On supposait qu'une couche de granit s'étendait jusqu'à une profondeur de 5 km, après quoi on s'attendait à des roches basaltiques plus solides et plus anciennes.

Ainsi, le site de forage a été choisi au nord-ouest de la péninsule de Kola, à 10 km de la ville de Zapolyarny, non loin de notre frontière avec la Norvège. Zapolyarny est une petite ville qui s'est développée dans les années cinquante à côté d'une usine de nickel. Parmi la toundra vallonnée sur une butte soufflée par tous les vents et tempêtes de neige, il y a un « carré », dont chaque côté est formé de sept bâtiments de cinq étages. A l'intérieur il y a deux rues, à leur intersection il y a une place où se trouvent la Maison de la Culture et l'hôtel. À un kilomètre de la ville, derrière un ravin, sont visibles les bâtiments et les hautes cheminées d'une usine de nickel ; derrière, à flanc de montagne, se trouvent de sombres décharges de stériles provenant d'une carrière voisine. Près de la ville se trouve une autoroute menant à la ville de Nikel et à un petit lac, de l'autre côté se trouve la Norvège.

Le sol de ces lieux contient des traces en abondance guerre passée. Lorsque vous prenez un bus de Mourmansk à Zapolyarny, à mi-chemin environ, vous traversez la petite rivière Zapadnaya Litsa, sur sa rive se trouve un obélisque commémoratif. C'est le seul endroit de toute la Russie où le front est resté immobile pendant la guerre de 1941 à 1944, face à la mer de Barents. Même s’il y avait constamment des combats acharnés et que les pertes des deux côtés étaient énormes. Les Allemands ont tenté en vain de pénétrer jusqu'à Mourmansk, le seul port libre de glace de notre Nord. Hiver 1944 troupes soviétiques réussi à percer le front.

Le train de tiges était abaissé et relevé sur ce crochet. A gauche - dans le panier - se trouvent des tuyaux de 33 mètres - des "bougies" - préparés pour la descente.

Kola est très profond. Dans la figure de droite : A. Prévision de la coupe géologique. B. Coupe géologique construite sur la base des données de forage SG (les flèches de la colonne A à la colonne B indiquent à quelle profondeur les roches prévues ont été rencontrées). Sur cette rubrique la partie supérieure(jusqu'à 7 km) - Strates protérozoïques avec couches de roches volcaniques (diabase) et sédimentaires (grès, dolomites). En dessous de 7 km se trouve une séquence archéenne avec des unités répétitives de roches (principalement des gneiss et des amphibolites). Son âge est de 2,86 milliards d'années. B. Un puits comportant de nombreux forages forés et perdus (en dessous de 7 km) a la forme des racines ramifiées d’une plante géante. Le puits semble se tordre car le foret s'écarte constamment vers des roches moins durables.

De Zapolyarny à Superglubokaya - 10 km. La route passe devant l'usine, longe la carrière et monte ensuite la montagne. Depuis le col s'ouvre un petit bassin dans lequel est installée la plate-forme de forage. Sa hauteur est aussi élevée qu'un immeuble de vingt étages. Des « ouvriers postés » venaient ici de Zapolyarny pour chaque équipe. Au total, environ 3 000 personnes ont travaillé sur l'expédition et vivaient en ville dans deux maisons. Le grognement de certains mécanismes pouvait être entendu 24 heures sur 24 depuis la plate-forme de forage. Le silence signifiait que, pour une raison quelconque, il y avait eu une interruption du forage. En hiver, pendant la longue nuit polaire - et elle y dure du 23 novembre au 23 janvier - toute la plate-forme de forage brillait de lumières. Souvent, la lumière des aurores y était ajoutée.

Un peu sur le personnel. L'expédition d'exploration géologique de Kola, créée pour le forage, a réuni une bonne équipe de travailleurs hautement qualifiés. Le chef du GRE, un leader talentueux qui sélectionnait l'équipe, était presque toujours D. Guberman. L'ingénieur en chef I. Vasilchenko était responsable du forage. La plate-forme de forage était commandée par A. Batishchev, que tout le monde appelait simplement Lekha. La géologie était en charge de V. Laney et la géophysique était en charge de Yu. Kuznetsov. Un énorme travail de traitement de la carotte et de création d'une installation de stockage de carottes a été réalisé par le géologue Yu. Smirnov - le même qui possédait le « cabinet aux trésors », dont nous vous parlerons plus tard. Plus de 10 instituts de recherche ont participé à la réalisation de recherches sur la SG. L'équipe avait également ses propres « Kulibins » et « gauchers » (S. Tserikovsky s'est particulièrement distingué), qui ont inventé et fabriqué divers appareils permettant parfois de sortir des situations les plus difficiles, apparemment désespérées. Ils ont eux-mêmes créé ici de nombreux mécanismes nécessaires dans des ateliers bien équipés.

HISTORIQUE DU FORAGE

Le forage des puits a commencé en 1970. Le forage jusqu'à une profondeur de 7 263 m a duré 4 ans. Elle a été réalisée à l’aide d’une installation en série, habituellement utilisée dans la production de pétrole et de gaz. En raison du vent et du froid constants, la tour entière a dû être recouverte jusqu'au sommet de panneaux de bois. Sinon, il est tout simplement impossible pour quelqu'un qui doit se tenir au sommet tout en soulevant un train de tiges de travailler.

Ensuite, il y a eu une pause d'un an associée à la construction d'une nouvelle tour et à l'installation d'une plate-forme de forage spécialement conçue - Uralmash-15000. C'est avec son aide que tous les forages ultra-profonds ultérieurs ont été réalisés. DANS nouvelle installation- des équipements automatisés plus puissants. Le forage à turbine a été utilisé - c'est à ce moment-là que la colonne entière ne tourne pas, mais uniquement la tête de forage. Le fluide de forage était alimenté à travers la colonne sous pression, faisant tourner une turbine à plusieurs étages située en dessous. Sa longueur totale est de 46 m. La turbine se termine par une tête de forage d'un diamètre de 214 mm (on l'appelle souvent couronne), qui a une forme d'anneau, de sorte qu'une colonne de roche non forée reste au milieu - un noyau d'un diamètre de 60 mm. Un tuyau traverse toutes les sections de la turbine - un récepteur de noyau, où sont collectées les colonnes de roche extraite. La roche concassée ainsi que le fluide de forage sont transportés dans le puits jusqu'à la surface.

Sur les carottes de droite, des rayures obliques sont clairement visibles, ce qui signifie qu'ici le puits a traversé des formations situées obliquement.

La masse de la colonne immergée dans un puits contenant du fluide de forage est d'environ 200 tonnes. Ceci malgré le fait que des tuyaux en alliage léger spécialement conçus ont été utilisés. Si une colonne est constituée de tuyaux en acier ordinaires, elle éclatera sous son propre poids.

De nombreuses difficultés, parfois totalement inattendues, surviennent lors du processus de forage à grande profondeur et de carottage.

La pénétration en un seul voyage, déterminée par l'usure de la tête de forage, est généralement de 7 à 10 m. (Un voyage, ou cycle, est l'abaissement du train de tiges avec la turbine et l'outil de forage, le forage proprement dit et le levage complet du la corde.) Le forage lui-même prend 4 heures. Et la descente et la montée de la colonne de 12 kilomètres prennent 18 heures. Une fois soulevée, la colonne est automatiquement démontée en tronçons (bougies) de 33 m de long. En moyenne, 60 m ont été forés par mois. 50 km de conduites ont été utilisés pour forer les 5 derniers km du puits. C'est l'étendue de leur usure.

À une profondeur d'environ 7 km, le puits a recoupé des roches solides et relativement homogènes. Le forage était donc lisse, correspondant presque au diamètre du trépan. Les travaux se déroulèrent, pourrait-on dire, dans le calme. Cependant, à une profondeur de 7 km, sont apparues des roches fracturées moins durables, interstratifiées avec de petites couches très dures - gneiss, amphibolites. Le forage est devenu plus difficile. Le tronc prit une forme ovale et de nombreuses cavités apparurent. Les accidents sont devenus plus fréquents.

La figure montre la prévision initiale de la section géologique et celle établie sur la base des données de forage. Il est intéressant de noter (colonne B) que l’angle d’inclinaison des formations le long du puits est d’environ 50 degrés. Ainsi, force est de constater que les roches recoupées par le puits remontent à la surface. C'est là que l'on peut se souvenir du « cabinet chéri » déjà évoqué du géologue Yu. Smirnov. Là, d'un côté, il avait des échantillons prélevés dans le puits, et de l'autre, des échantillons prélevés en surface à distance du site de forage où surgit la formation correspondante. L'adéquation entre les races est presque complète.

L'année 1983 a été marquée par un record jusqu'alors inégalé : la profondeur de forage a dépassé 12 km. Les travaux ont été suspendus.

Le Congrès géologique international approchait et, comme prévu, il se tiendrait à Moscou. L'exposition Geoexpo était en préparation. Il a été décidé non seulement de lire les rapports sur les résultats obtenus au SG, mais aussi de montrer aux participants du congrès les travaux in situ et les échantillons de roches extraits. La monographie « Kola Superdeep » a été publiée à l'occasion du congrès.

Lors de l'exposition Geoexpo, il y avait un grand stand dédié au travail du SG et au plus important : atteindre une profondeur record. Il y avait des graphiques impressionnants racontant les techniques et la technologie de forage, les échantillons de roche extraits, les photographies de l'équipement et du personnel au travail. Mais la plus grande attention des participants et des invités du congrès a été attirée par un détail peu conventionnel pour une exposition : la tête de forage la plus ordinaire et déjà légèrement rouillée avec des dents en carbure usées. L'étiquette indiquait que c'était exactement ce qui était utilisé lors de forages à plus de 12 km de profondeur. Cette tête de forage a étonné même les spécialistes. Probablement, tout le monde s'attendait involontairement à voir une sorte de miracle technologique, peut-être avec des équipements diamantés... Et ils ne savaient toujours pas qu'au SG à côté de la plate-forme de forage, il y avait un gros tas exactement des mêmes têtes de forage déjà rouillées : après tout, ils ont dû être remplacés par de nouveaux environ tous les 7 à 8 m forés.

De nombreux délégués au congrès voulaient voir de leurs propres yeux l'appareil de forage unique de la péninsule de Kola et s'assurer qu'une profondeur de forage record avait effectivement été atteinte dans l'Union. Un tel départ a eu lieu. Une partie du congrès s'y est réunie sur place. Les délégués ont vu l'appareil de forage, où ils ont soulevé la colonne du puits, en déconnectant des sections de 33 mètres. Des photos et des articles sur SG ont circulé dans les journaux et magazines de presque tous les pays du monde. Un timbre-poste a été émis et des oblitérations spéciales d'enveloppes ont été organisées. Je ne citerai pas les noms des lauréats des différents prix et ceux récompensés pour leur travail...

Mais les vacances étaient terminées, il fallait continuer les forages. Et ça a commencé avec le plus gros accident lors du premier vol le 27 septembre 1984 - une « date noire » dans l'histoire de SG. Le puits ne pardonne pas s’il reste longtemps laissé sans attention. Pendant que le forage n'était pas réalisé, des changements se produisaient inévitablement dans ses murs, ceux qui n'étaient pas sécurisés par un tuyau en acier cimenté.

Au début, tout s'est passé avec désinvolture. Les foreurs ont effectué leurs opérations habituelles : un à un, ils ont abaissé les sections du train de tiges, connecté la conduite d'alimentation en fluide de forage à la dernière, supérieure, et mis en marche les pompes. Nous avons commencé à forer. Les instruments placés sur la console devant l'opérateur indiquaient le mode de fonctionnement normal (nombre de tours de la tête de forage, sa pression sur la roche, débit du fluide pour faire tourner la turbine, etc.).

Après avoir foré une autre section de 9 mètres à une profondeur de plus de 12 km, ce qui a pris 4 heures, nous avons atteint une profondeur de 12,066 km. Nous nous préparons à soulever la colonne. Nous l'avons essayé. Ça ne marche pas. Le « collage » a été observé plus d’une fois à de telles profondeurs. C'est à ce moment-là qu'une partie de la colonne semble coller aux murs (peut-être que quelque chose est tombé d'en haut et s'est un peu coincé). Pour déplacer une colonne, il faut une force supérieure à son poids (environ 200 tonnes). Ils firent de même cette fois, mais la colonne ne bougea pas. Nous avons légèrement augmenté la force et l'aiguille de l'instrument a fortement diminué les lectures. La colonne est devenue beaucoup plus légère ; une telle perte de poids n’aurait pas pu se produire au cours du déroulement normal de l’opération. Nous avons commencé à soulever : nous avons dévissé les tronçons un à un. Lors du dernier levage, un morceau de tuyau raccourci avec un bord inférieur irrégulier était suspendu à un crochet. Cela signifiait que non seulement la turboforeuse restait dans le puits, mais aussi 5 km de tiges de forage...

Ils ont essayé de les obtenir pendant sept mois. Après tout, ils ont perdu non seulement 5 km de canalisations, mais aussi le résultat de cinq années de travail.

Ensuite, toutes les tentatives pour récupérer ce qui avait été perdu ont été stoppées et les forages ont repris à une profondeur de 7 km. Il faut dire que c'est après le septième kilomètre que les conditions géologiques sont ici particulièrement difficiles pour les travaux. La technologie de forage de chaque étape est élaborée par essais et erreurs. Et à partir d'une profondeur d'environ 10 km, c'est encore plus difficile. Le forage, le fonctionnement des équipements et équipements s'effectuent à vitesse maximale.

Des accidents peuvent donc être attendus à tout moment. Ils s'y préparent. Les méthodes et moyens de leur élimination sont réfléchis à l'avance. Un accident complexe typique est la rupture de l'ensemble de forage ainsi qu'une partie du train de tiges de forage. La principale méthode pour l'éliminer consiste à créer un banc juste au-dessus de la pièce perdue et à partir de cet endroit, percez un nouveau puits de dérivation. Au total, 12 conduites de dérivation de ce type ont été forées dans le puits. Quatre d'entre eux ont une longueur de 2 200 à 5 000 m. Le principal coût de ces accidents est constitué d'années de travail perdues.

Ce n'est que dans la vie de tous les jours qu'un puits est un « trou » vertical allant de la surface de la terre jusqu'au fond. En réalité, c'est loin d'être le cas. Surtout si le puits est très profond et recoupe des formations inclinées de densités variables. Ensuite, il semble se tortiller, car le foret dévie constamment vers des roches moins durables. Après chaque mesure démontrant que l’inclinaison du puits dépasse celle autorisée, il faut tenter de le « remettre en place ». Pour ce faire, des « déflecteurs » spéciaux sont abaissés avec l'outil de forage, ce qui permet de réduire l'angle d'inclinaison du puits pendant le forage. Les accidents surviennent souvent avec la perte d'outils de forage et de pièces de canalisations. Après cela, le nouveau coffre doit être réalisé, comme nous l'avons déjà dit, en s'écartant. Alors imaginez à quoi ressemble un puits dans le sol : quelque chose comme les racines d’une plante géante se ramifiant en profondeur.

C'est la raison de la durée particulière de la dernière phase de forage.

Après le plus grand accident - la "date noire" de 1984 - ils n'ont approché à nouveau une profondeur de 12 km qu'après 6 ans. En 1990, le maximum a été atteint - 12 262 km. Après plusieurs autres accidents, nous sommes devenus convaincus que nous ne pouvions pas aller plus loin. Toutes les possibilités technologie moderneépuisé. Il semblait que la Terre ne voulait plus livrer ses secrets. Le forage s'est arrêté en 1992.

TRAVAIL DE RECHERCHE. OBJECTIFS ET MÉTHODES

L’un des objectifs très importants du forage était d’obtenir une carotte d’échantillons de roche sur toute la longueur du puits. Et cette tâche est terminée. Le noyau le plus long du monde était marqué comme une règle en mètres et placé dans l'ordre approprié dans des cases. Le numéro de boîte et les numéros d’échantillons sont indiqués en haut. Il existe près de 900 boîtes de ce type en stock.

Il ne reste plus qu'à étudier la carotte, véritablement indispensable pour déterminer la structure de la roche, sa composition, ses propriétés et son âge.

Mais un échantillon de roche remonté à la surface a des propriétés différentes de celles du massif. Ici, au sommet, il est libéré des énormes contraintes mécaniques qui existent en profondeur. Durant le forage, il s'est fissuré et s'est saturé de fluide de forage. Même si vous recréez des conditions profondes dans une chambre spéciale, les paramètres mesurés sur l'échantillon diffèrent toujours de ceux de la matrice. Et encore un petit « hic » : pour 100 m de puits foré, 100 m de carottes ne sont pas obtenues. Dans le SG, à des profondeurs de plus de 5 km, le rendement moyen des carottes n'était que d'environ 30 %, et à des profondeurs de plus de 9 km, il ne s'agissait parfois que de plaques individuelles de 2 à 3 cm d'épaisseur, correspondant aux couches les plus durables.

Ainsi, la carotte extraite du puits à l'aide de SG ne donne pas information complète sur les roches profondes.

Les puits ont été forés à des fins scientifiques, c'est pourquoi l'ensemble du complexe a été utilisé méthodes modernes recherche. En plus des carottages, des études sur les propriétés des roches dans leur habitat naturel ont été nécessairement réalisées. L'état technique du puits était constamment surveillé. Nous avons mesuré la température tout au long du puits de forage, la radioactivité naturelle - rayonnement gamma, la radioactivité induite après irradiation par neutrons pulsés, les propriétés électriques et magnétiques des roches, la vitesse de propagation des ondes élastiques et étudié la composition des gaz dans le fluide du puits.

Jusqu'à une profondeur de 7 km, des appareils en série ont été utilisés. Travailler à de plus grandes profondeurs et à des températures plus élevées nécessitait la création de dispositifs spéciaux résistant à la chaleur et à la pression. Des difficultés particulières sont apparues dans dernière étape forage; Lorsque la température dans le puits approchait les 200°C et que la pression dépassait les 1 000 atmosphères, les appareils en série ne pouvaient plus fonctionner. Les bureaux d'études géophysiques et les laboratoires spécialisés de plusieurs instituts de recherche sont venus à la rescousse, produisant des exemplaires uniques d'instruments résistants à la chaleur et à la pression. Ainsi, nous avons toujours travaillé uniquement sur du matériel domestique.

Bref, le puits a été exploré de manière suffisamment détaillée sur toute sa profondeur. Les recherches ont été réalisées par étapes, environ une fois par an, après avoir approfondi le puits de 1 km. À chaque fois par la suite, la fiabilité des matériaux reçus a été évaluée. Les calculs correspondants ont permis de déterminer les paramètres d'une race particulière. Ils ont découvert une certaine alternance de couches et connaissaient déjà à quelles roches les cavernes étaient associées et la perte partielle d'informations qui leur était associée. Nous avons appris à identifier littéralement les roches des « miettes » et, sur cette base, à recréer une image complète de ce que le puits « cachait ». En bref, il a été possible de construire une colonne lithologique détaillée, pour montrer l'alternance des roches et leurs propriétés.

PAR PROPRE EXPÉRIENCE

Environ une fois par an, lorsque la prochaine étape du forage était terminée - approfondir le puits de 1 km, je me rendais également au SG pour prendre les mesures qui m'étaient confiées. À cette époque, le puits était généralement vidé et mis à disposition pour la recherche pendant un mois. L'heure de l'arrêt prévu était toujours connue à l'avance. Le télégramme appelant aux travaux est également arrivé en avance. Le matériel a été vérifié et emballé. Les formalités liées aux travaux fermés dans la zone frontalière ont été accomplies. Finalement tout est réglé. Allons-y.

Notre groupe est une petite équipe conviviale : un développeur d'outils de forage, un développeur de nouveaux équipements au sol et moi, un méthodologiste. Nous arrivons 10 jours avant les mesures. Nous prenons connaissance des données sur l'état technique du puits. Nous élaborons et approuvons un programme de mesures détaillé. Nous assemblons et calibrons l’équipement. Nous attendons un appel - un appel du puits. C’est à notre tour de « plonger » en troisième, mais si nos prédécesseurs refusent, le puits nous sera fourni. Cette fois, tout va bien pour eux, ils disent qu'ils auront fini demain matin. Avec nous dans la même équipe se trouvent des géophysiciens - des opérateurs qui enregistrent les signaux reçus des équipements dans le puits et commandent toutes les opérations d'abaissement et de montée des équipements de fond, ainsi que des mécaniciens sur le treuil, ils contrôlent le déroulement de ces mêmes 12 km de câble depuis le tambour et sur celui-ci. , sur lequel l'appareil est descendu dans le puits. Des foreurs sont également de service.

Les travaux ont commencé. L'appareil est descendu dans le puits sur plusieurs mètres. Dernière vérification. Aller. La descente est lente - environ 1 km/h, avec une surveillance continue du signal venant d'en bas. Jusqu'ici, tout va bien. Mais au huitième kilomètre, le signal s'est contracté et a disparu. Cela signifie que quelque chose ne va pas. Ascenseur complet. (Au cas où, nous avons préparé un deuxième équipement.) Nous commençons à vérifier tous les détails. Cette fois, le câble s'est avéré défectueux. Il est remplacé. Cela prend plus d'une journée. La nouvelle descente a duré 10 heures. Finalement, la personne qui observait le signal dit : « Nous sommes arrivés au onzième kilomètre. » Commande aux opérateurs : « Démarrer l'enregistrement. » Quoi et comment est prévu à l'avance selon le programme. Vous devez maintenant abaisser et relever l'outil de fond plusieurs fois à un intervalle donné pour prendre des mesures. Cette fois, l'équipement a bien fonctionné. Maintenant, c'est une montée complète. Ils l'ont porté à 3 km, et tout à coup le treuilleur a appelé (c'est un homme plein d'humour) : "La corde est terminée." Comment?! Quoi?! Hélas, le câble s'est cassé... L'outil de fond et 8 km de câble sont restés au fond... Heureusement, un jour plus tard, les foreurs ont pu récupérer le tout, grâce aux méthodes et dispositifs développés par les artisans locaux pour éliminer ces urgences.

RÉSULTATS

Le puits a fait un excellent cadeau à la patrie à faible profondeur - entre 1,6 et 1,8 km. Des minerais industriels de cuivre-nickel y ont été découverts - un nouvel horizon minéral a été découvert. Et cela s’avère pratique, car l’usine de nickel locale manque déjà de minerai.

Comme indiqué ci-dessus, les prévisions géologiques de la section du puits ne se sont pas réalisées (voir figure page 39.). L'image attendue pendant les 5 premiers kilomètres dans le puits s'étendait sur 7 km, puis des rochers complètement inattendus sont apparus. Les basaltes prévus à 7 km de profondeur n'ont pas été trouvés, même lorsqu'ils sont tombés à 12 km.

On s'attendait à ce que la limite qui donne la plus grande réflexion lors d'un sondage sismique soit le niveau où les granites se transforment en une couche de basalte plus durable. En réalité, il s'est avéré que l'on y trouve des roches fracturées moins résistantes et moins denses - les gneiss archéens. Cela n’était jamais prévu. Et il s’agit d’informations géologiques et géophysiques fondamentalement nouvelles, qui nous permettent d’interpréter différemment les données de la recherche géophysique profonde.

Les données sur le processus de formation du minerai dans les couches profondes de la croûte terrestre se sont également révélées inattendues et fondamentalement nouvelles. Ainsi, à des profondeurs de 9 à 12 km, des roches fracturées très poreuses ont été rencontrées, saturées d'eaux souterraines hautement minéralisées. Ces eaux sont l'une des sources de formation du minerai. Auparavant, on pensait que cela n’était possible qu’à des profondeurs beaucoup plus faibles. C'est dans cet intervalle qu'une teneur accrue en or a été trouvée dans la carotte - jusqu'à 1 g pour 1 tonne de roche (une concentration considérée comme adaptée au développement industriel). Mais sera-t-il un jour rentable d’extraire de l’or à de telles profondeurs ?

Les idées sur le régime thermique de l'intérieur de la Terre et sur la répartition profonde des températures dans les zones de boucliers basaltiques ont également changé. À une profondeur de plus de 6 km, un gradient de température de 20°C par 1 km a été obtenu au lieu des 16°C attendus (comme dans la partie supérieure) par 1 km. Il a été révélé que la moitié du flux de chaleur est d'origine radiogénique.

Après avoir foré le puits très profond unique de Kola, nous avons beaucoup appris et en même temps réalisé à quel point nous en savons encore peu sur la structure de notre planète.

Candidat sciences techniques A. OSADCHIE.

LITTÉRATURE

Kola super profond. M. : Nedra, 1984.
Kola super profond. Résultats scientifiques et expériences de recherche. M., 1998.
Kozlovsky E. A. Forum mondial des géologues. "Science et Vie" n°10, 1984.
Kozlovsky E. A. Kola super profond. "Science et Vie" n°11, 1985.

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Dans les années 50 et 70 du siècle dernier, le monde a changé à une vitesse incroyable. Des choses sont apparues sans lesquelles il est difficile d’imaginer le monde d’aujourd’hui : Internet, les ordinateurs, les communications cellulaires, la conquête de l’espace et des profondeurs marines. L'homme élargissait rapidement les sphères de sa présence dans l'Univers, mais il avait encore des idées assez approximatives sur la structure de sa « maison » - la planète Terre. Même si même à l'époque, l'idée du forage ultra-profond n'était pas nouvelle : dès 1958, les Américains ont lancé le projet Mohole. Son nom est formé de deux mots :

Moho- une surface nommée d'après Andrija Mohorovicic, géophysicien et sismologue croate qui a identifié en 1909 la limite inférieure de la croûte terrestre, sur laquelle se produit une brusque augmentation de la vitesse des ondes sismiques ;
Trou- eh bien, trou, ouverture. Partant de l'hypothèse que l'épaisseur de la croûte terrestre sous les océans est bien inférieure à celle sur terre, 5 puits ont été forés près de l'île de Guadelupe à une profondeur d'environ 180 mètres (avec une profondeur océanique allant jusqu'à 3,5 km). En cinq ans, les chercheurs ont foré cinq puits et collecté de nombreux échantillons de la couche de basalte, mais n'ont pas atteint le manteau. En conséquence, le projet a été déclaré échec et les travaux ont été arrêtés.

Même si nous sommes au 21e siècle, structure interne Très peu de choses ont été étudiées sur notre planète. Nous savons très bien ce qui se passe dans l'espace lointain, mais en même temps, le degré de pénétration dans les secrets de la Terre peut être comparé à une légère piqûre d'épingle dans la surface de l'écorce d'une pastèque.
Au milieu des années 1950, lorsque les foreurs ont appris à creuser des puits à plus de 7 km de profondeur, l'humanité s'est rapprochée d'une tâche très ambitieuse : parcourir la croûte terrestre et voir ce qui se trouve en dessous. Nos compatriotes se sont rapprochés de cet objectif en forant le puits très profond de Kola.
La coque solide de la Terre est étonnamment mince par rapport à sa taille : l'épaisseur de la croûte varie entre 20 et 65 km sur terre et 3 à 8 km sous l'océan, occupant moins de 1 % du volume de la planète. Derrière elle se trouve une vaste couche – le manteau – qui représente la majeure partie du volume de la Terre. Encore plus bas se trouve le noyau dense, constitué principalement de fer, mais aussi de nickel, de plomb, d'uranium et d'autres métaux. Entre la croûte et le manteau se trouve une zone frontière, nommée d'après le scientifique yougoslave qui l'a découverte, la surface Mohorovic (frontière), ou Moho en abrégé. Dans cette zone, la vitesse de propagation des ondes sismiques augmente fortement. Il existe un certain nombre d’hypothèses pour expliquer ce phénomène, mais celui-ci reste globalement non résolu.

L'objectif le plus important des projets les plus sérieux sur forage profond lancée dans la seconde moitié du XXe siècle, c'était précisément cette couche mystérieuse. Les chercheurs n’ont jamais pu l’atteindre, mais les données sur la structure de la croûte terrestre obtenues lors du forage de puits ultra-profonds se sont révélées si inattendues que la limite de Mohorovic a semblé passer au second plan. Il fallait d’abord expliquer les mystères découverts dans les couches supérieures.
Les Américains ont été les premiers à commencer à forer en profondeur la croûte terrestre à des fins scientifiques. Dans les années 1960, ils ont lancé projet scientifique"Mohole", qui prévoyait la création de fonds sous-marins à l'aide de navires de forage spéciaux. Au cours des trente années suivantes, plus de 800 puits sont apparus dans les mers et les océans, dont beaucoup sont situés à plus de 4 km de profondeur. Le puits le plus long ne pouvait pénétrer que 800 m dans le fond marin, et pourtant les données obtenues étaient d'une énorme importance pour la géologie. En particulier, ils ont servi de confirmation significative de ce qu'on appelle. théorie tectonique, selon laquelle les continents reposent sur des plaques lithosphériques solides, flottant lentement, immergées dans un manteau liquide.

Bien entendu, l’URSS ne pouvait pas être à la traîne de son concurrent étranger, c’est pourquoi au milieu des années 1960, nous avons lancé de nombreux projets pour étudier la croûte terrestre. Les scientifiques soviétiques ont emprunté une voie légèrement différente en décidant de forer des puits non pas dans la mer, mais sur terre. Le projet le plus célèbre et le plus réussi de ce type est le puits très profond de Kola - le « trou dans le sol » le plus profond jamais creusé par l'homme. Le puits est situé à la pointe nord de la péninsule de Kola. Cet endroit n'a pas été choisi par hasard : pendant des centaines de millions d'années, l'érosion naturelle a détruit la surface du bouclier cristallin de Kola, arrachant les couches supérieures de la roche. En conséquence, d'anciennes couches archéennes sont apparues à la surface, correspondant à des profondeurs de 5 à 10 km pour la section moyenne de la croûte terrestre de type continental. La profondeur nominale du puits de 15 kilomètres permettait aux scientifiques d'espérer atteindre la mystérieuse surface de Mohorovic.
Le forage du puits de Kola a commencé en 1970 et s'est terminé plus de 20 ans plus tard, en 1994. Au début, les foreurs ont plutôt bien travaillé méthodes traditionnelles: une colonne de tuyaux en alliage léger a été descendue dans le puits, à l'extrémité de laquelle une foreuse métallique cylindrique avec des dents en diamant et des capteurs a été fixée. La colonne était entraînée en rotation par un moteur situé en surface. À mesure que la profondeur du puits augmentait, de nouvelles sections étaient ajoutées aux conduites. Périodiquement, la colonne entière devait être soulevée à la surface pour retirer le noyau de roche taillée et remplacer la couronne émoussée. Malheureusement, cette technologie éprouvée devient inefficace lorsque la profondeur du puits dépasse une certaine marque : le frottement des tuyaux contre les parois du puits devient trop important pour que tout cet immense puits puisse tourner. Pour surmonter cette difficulté, les ingénieurs ont développé une conception dans laquelle seule la tête de forage tournait. Des turbines ont été installées à l'extrémité de la colonne, à travers lesquelles passait le fluide de forage - un liquide spécial qui agit comme un lubrifiant et circule dans les tuyaux. Ces turbines faisaient tourner la foreuse.

Les échantillons remontés à la surface lors du forage ont constitué une véritable révolution en géologie. Les idées existantes sur la structure de la croûte terrestre se sont révélées loin de la réalité. La première surprise a été l'absence de transition du granite au basalte, que les scientifiques s'attendaient à voir à une profondeur d'environ 6 km. Les études sismologiques indiquent que dans cette zone la vitesse de propagation des ondes acoustiques change fortement, ce qui a été interprété comme le début d'une fondation basaltique de la croûte terrestre. Cependant, même après la zone de transition, les granites et les gneiss ont continué à remonter à la surface. À partir de ce moment, il est devenu clair que le modèle dominant d'une croûte terrestre à deux couches était incorrect. Or, la présence d'une transition sismique s'explique par une modification des propriétés de la roche dans des conditions de pression et de température accrues.
Une découverte encore plus surprenante a été le fait que les roches situées à plus de 9 km de profondeur se sont révélées extrêmement poreuses. Avant cela, on pensait qu'à mesure que la profondeur et la pression augmentaient, elles devraient au contraire devenir de plus en plus denses. Fissures miniatures comblées Solution aqueuse, dont les origines sont longtemps restées totalement floues. Plus tard, une théorie a été avancée selon laquelle l'eau découverte est formée d'atomes d'hydrogène et d'oxygène, qui sont « expulsés » de la roche environnante sous l'influence de pressions colossales.
Autre surprise : la vie sur la planète Terre s'avère être apparue 1,5 milliard d'années plus tôt que prévu. À une profondeur de 6,7 km, là où l'on croyait qu'il n'y avait pas de matière organique, 14 espèces de micro-organismes fossilisés ont été découvertes. Ils ont été trouvés dans des gisements de carbone-azote extrêmement inhabituels (au lieu du calcaire ou de la silice habituels) vieux de plus de 2,8 milliards d’années. À des profondeurs encore plus grandes, là où il n’y a plus de sédiments, le méthane apparaît en concentrations énormes. Cela a complètement détruit la théorie de l’origine biologique des hydrocarbures tels que le pétrole et le gaz.
Les scientifiques ont également été extrêmement surpris par la vitesse à laquelle la température augmentait à mesure que le puits s’approfondissait. Au km 7, la température atteignait 120 °C, et à 12 km de profondeur elle était déjà de 230 °C, soit un tiers de plus que la valeur prévue : le gradient de température de la croûte était de près de 20 degrés pour 1 km, au lieu sur les 16 attendus. Il a également été constaté que la moitié du flux thermique est d’origine radiogénique. La température élevée a affecté négativement le fonctionnement du trépan, de sorte que le fluide de forage a commencé à être refroidi avant de le pomper dans le puits. Cette mesure s'est avérée assez efficace, cependant, après avoir dépassé la barre des 12 km, elle n'était plus en mesure d'assurer une évacuation suffisante de la chaleur. De plus, la roche comprimée et chauffée a acquis certaines propriétés d'un liquide, à la suite de quoi le puits a commencé à flotter la prochaine fois que le train de tiges a été retiré. De nouveaux progrès se sont révélés impossibles sans de nouvelles solutions technologiques et des coûts financiers importants, c'est pourquoi les forages ont été suspendus en 1994. À ce moment-là, le puits avait atteint 12 262 m de profondeur.

À une profondeur de 410 à 660 kilomètres sous la surface de la Terre se trouve un océan de la période archéenne. De telles découvertes n’auraient pas été possibles sans les méthodes de forage ultra-profond développées et utilisées en Union soviétique. L'un des artefacts de cette époque est le puits très profond de Kola (SG-3), qui, même 24 ans après l'arrêt des forages, reste le plus profond du monde. Pourquoi il a été foré et quelles découvertes cela a contribué à faire, explique Lenta.ru.

Les Américains ont été les pionniers du forage ultra-profond. C'est vrai, dans l'immensité de l'océan : dans le projet pilote, ils ont utilisé le navire Glomar Challenger, conçu précisément à cet effet. Pendant ce temps, l’Union soviétique développait activement un cadre théorique approprié.

En mai 1970, dans le nord de la région de Mourmansk, à 10 kilomètres de la ville de Zapolyarny, le forage du puits très profond de Kola a commencé. Comme prévu, cela coïncide avec le centenaire de la naissance de Lénine. Contrairement à d'autres puits ultra-profonds, SG-3 a été foré exclusivement à des fins scientifiques et a même organisé une expédition spéciale d'exploration géologique.

Le lieu de forage choisi était unique : c'est sur le bouclier baltique, dans la région de la péninsule de Kola, que les roches anciennes remontent à la surface. L'âge de beaucoup d'entre eux atteint trois milliards d'années (notre planète elle-même a 4,5 milliards d'années). De plus, il y a le rift Pechenga-Imandra-Varzuga - une structure en forme de coupe enfoncée dans des roches anciennes, dont l'origine s'explique par une faille profonde.

Il a fallu quatre ans aux scientifiques pour forer un puits jusqu'à une profondeur de 7 263 mètres. Jusqu'à présent, rien d'inhabituel n'a été fait : la même installation a été utilisée pour la production de pétrole et de gaz. Puis le puits est resté inactif pendant une année entière : l'installation a été modifiée pour le forage par turbine. Après la mise à niveau, il a été possible de forer environ 60 mètres par mois.

La profondeur de sept kilomètres a apporté des surprises : alternance de roches dures et peu denses. Les accidents sont devenus plus fréquents et de nombreuses cavités sont apparues dans le puits de forage. Les forages se sont poursuivis jusqu'en 1983, lorsque la profondeur de SG-3 a atteint 12 kilomètres. Après cela, les scientifiques ont convoqué une grande conférence et ont parlé de leurs succès.

Cependant, en raison d'une manipulation imprudente de la foreuse, une section de cinq kilomètres de long est restée dans la mine. Ils ont essayé de la récupérer pendant plusieurs mois, mais sans succès. Il a été décidé de recommencer les forages à une profondeur de sept kilomètres. En raison de la complexité de l’opération, non seulement le tronc principal a été percé, mais également quatre autres. Il a fallu six ans pour restaurer les mètres perdus : en 1990, le puits a atteint une profondeur de 12 262 mètres, devenant ainsi le plus profond du monde.

Deux ans plus tard, le forage a été arrêté, le puits a ensuite été mis en veilleuse, voire abandonné.

Néanmoins, de nombreuses découvertes ont été faites au puits très profond de Kola. Les ingénieurs ont créé tout un système de forage ultra-profond. La difficulté résidait non seulement dans la profondeur, mais aussi dans les températures élevées (jusqu'à 200 degrés Celsius) dues à l'intensité des exercices.

Les scientifiques ont non seulement pénétré plus profondément dans la Terre, mais ont également prélevé des échantillons de roches et des carottes pour les analyser. D'ailleurs, ce sont eux qui ont étudié le sol lunaire et ont découvert que sa composition correspondait presque entièrement aux roches extraites du puits de Kola à une profondeur d'environ trois kilomètres.

À plus de neuf kilomètres de profondeur, ils ont découvert des gisements de minéraux, dont de l'or : dans la couche d'olivine, il y en a jusqu'à 78 grammes par tonne. Et ce n'est pas si peu : l'extraction de l'or est considérée comme possible à 34 grammes par tonne. Une agréable surprise pour les scientifiques, ainsi que pour l'usine voisine, a été la découverte d'un nouvel horizon minéralisé de minerais de cuivre-nickel.

Les chercheurs ont notamment appris que les granites ne se transforment pas en une couche de basalte extrêmement résistante : en fait, derrière elle se trouvaient des gneiss archéens, traditionnellement classés parmi les roches fracturées. Cela a produit une sorte de révolution dans la science géologique et géophysique et a complètement changé les idées traditionnelles sur l’intérieur de la Terre.

Un autre une agréable surprise- découverte à une profondeur de 9 à 12 kilomètres de roches fracturées très poreuses saturées d'eaux hautement minéralisées. Selon les scientifiques, ils sont responsables de la formation des minerais, mais on pensait auparavant que cela ne se produisait qu'à des profondeurs beaucoup plus faibles.

Entre autres choses, il s'est avéré que la température du sous-sol était légèrement plus élevée que prévu : à une profondeur de six kilomètres, un gradient de température de 20 degrés Celsius par kilomètre a été obtenu au lieu des 16 attendus. L'origine radiogénique du flux de chaleur a été établie, ce qui ne concordait pas non plus avec les hypothèses précédentes.

Dans des couches profondes vieilles de plus de 2,8 milliards d’années, les scientifiques ont découvert 14 espèces de micro-organismes fossilisés. Cela a permis de décaler l'époque de l'émergence de la vie sur la planète il y a un milliard et demi d'années. Les chercheurs ont également découvert qu'en profondeur, il n'y a pas de roches sédimentaires et qu'il y a du méthane, enterrant à jamais la théorie de l'origine biologique des hydrocarbures.