Kola itin gilus šulinys- giliausias gręžinys pasaulyje (1979–2008 m.) Įsikūręs Murmansko srityje, 10 kilometrų į vakarus nuo Zapolyarny miesto, geologinio Baltijos skydo teritorijoje. Jo gylis yra 12 262 metrai. Skirtingai nuo kitų itin gilių gręžinių, skirtų naftos gavybai ar geologiniams tyrinėjimams, SG-3 buvo gręžiamas tik litosferai tirti toje vietoje, kur yra Mohorovičiaus riba. (sutrumpintai Moho limitas) – apatinė riba Žemės pluta, kuriam esant staigiai padidėja išilginių seisminių bangų greičiai.
Kolos supergilus šulinys buvo padėtas 100-osioms Lenino gimimo metinėms, 1970 m. Nuosėdinių uolienų sluoksniai tuo metu buvo gerai ištirti naftos gavybos metu. Įdomiau buvo gręžti ten, kur į paviršių iškyla maždaug 3 milijardų metų (palyginimui: Žemės amžius vertinamas 4,5 milijardo metų) vulkaninės uolienos. Mineralams išgauti tokios uolienos retai gręžiamos giliau nei 1-2 km. Buvo manoma, kad jau 5 km gylyje granito sluoksnis bus pakeistas bazaltiniu.1979 m. birželio 6 d. šulinys sumušė 9583 metrų rekordą, anksčiau priklausiusį Bertha-Rogers (naftos gręžinys Oklahoma). IN geriausi metai Kolos supergiliaus šulinyje dirbo 16 tyrimų laboratorijų, jas asmeniškai prižiūrėjo SSRS geologijos ministras.
Nors buvo tikimasi, kad bus atrasta aiški riba tarp granitų ir bazaltų, šerdyje per visą gylį buvo rasta tik granitų. Tačiau dėl aukštas spaudimas suslėgti granitai labai pakeitė savo fizines ir akustines savybes, paprastai pakelta šerdis nuo aktyvaus dujų išsiskyrimo subyrėjo į srutas, nes neatlaikė staigių slėgio pokyčių. Stiprų šerdies gabalą pavyko pašalinti tik labai lėtai pakėlus grąžtą, kai „perteklinės“ dujos, vis dar prispaustos iki aukšto slėgio, sugebėjo pasišalinti iš uolos.Plyšių tankis dideliame gylyje, priešingai nei lūkesčiai, padidėjo. Taip pat gylyje buvo vandens, kuris užpildė plyšius.
Įdomu tai, kad kai 1984 m. Maskvoje vyko Tarptautinis geologijos kongresas, kuriame buvo pristatyti pirmieji šulinio tyrimų rezultatai, daugelis mokslininkų juokais pasiūlė nedelsiant jį palaidoti, nes tai griauna visas idėjas apie žemės plutos sandarą. . Iš tiesų, keisti dalykai prasidėjo dar pirmaisiais skverbimosi etapais. Pavyzdžiui, dar prieš pradedant gręžti, teoretikai žadėjo, kad Baltijos skydo temperatūra išliks palyginti žema iki bent jau,5 kilometrai aplinkos temperatūra viršijo 70 laipsnių šilumos, septyniuose – virš 120 laipsnių, o 12 gylyje buvo karščiau nei 220 laipsnių – 100 laipsnių aukščiau nei prognozuota. Kolos gręžėjai suabejojo sluoksniuotos žemės plutos struktūros teorija – bent jau intervale iki 12 262 metrų.
„Turime giliausią skylę pasaulyje, todėl privalome ja pasinaudoti! – karčiai sušunka nuolatinis Kola Superdeep tyrimų ir gamybos centro direktorius Davidas Gubermanas. Per pirmuosius 30 Kolos supergiliaus metų sovietų, o vėliau Rusijos mokslininkai įsiveržė į 12 262 metrų gylį. Tačiau nuo 1995 metų gręžimas buvo sustabdytas: nebuvo kam finansuoti projekto. Kas išsiskiria viduje mokslines programas UNESCO pakanka tik palaikyti gręžimo stotį veikiančią ir ištirti anksčiau išgautus uolienų pavyzdžius.
Hubermanas su apgailestavimu prisimena, kiek mokslo atradimaiįvyko Kola Superdeep. Žodžiu, kiekvienas metras buvo apreiškimas. Šulinys parodė, kad beveik visos mūsų ankstesnės žinios apie žemės plutos sandarą yra neteisingos. Paaiškėjo, kad Žemė visai nepanaši į sluoksniuotą pyragą.
Kitas netikėtumas: gyvybė Žemės planetoje atsirado 1,5 milijardo metų anksčiau nei tikėtasi. Gylyje, kur buvo manoma, kad organinės medžiagos nėra, buvo aptikta 14 rūšių suakmenėjusių mikroorganizmų – giluminių sluoksnių amžius viršijo 2,8 mlrd. Dar didesniame gylyje, kur nebėra nuosėdų, metanas atsirado didžiulėmis koncentracijomis. Tai visiškai ir visiškai sugriovė teoriją. biologinės kilmės angliavandenilių, tokių kaip nafta ir dujos.. Buvo beveik fantastiškų pojūčių. Kai 70-ųjų pabaigoje sovietinis automatas kosminė stotisį Žemę atnešė 124 gramus Mėnulio dirvožemio, Kolos mokslo centro tyrėjai išsiaiškino, kad tai buvo kaip du žirniai ankštyje mėginiams iš 3 kilometrų gylio. Ir iškilo hipotezė: Mėnulis atitrūko nuo Kolos pusiasalio. Dabar jie ieško, kur tiksliai. Beje, pusę tonos dirvožemio iš Mėnulio atgabenę amerikiečiai su tuo nieko prasmingo nepadarė. Jie buvo sudėti į sandarius konteinerius ir palikti ateities kartoms tyrimams.
Gana netikėtai visiems pasitvirtino Aleksejaus Tolstojaus prognozės iš romano „Inžinieriaus Garino hiperboloidas“. Daugiau nei 9,5 kilometro gylyje buvo aptiktas tikras visų rūšių mineralų, ypač aukso, lobis. Tikras olivino sluoksnis, puikiai išpranašautas rašytojo. Joje yra 78 gramai aukso tonoje.Beje, pramoninė gamyba galima esant 34 gramų tonai koncentracijai.Bet, kas labiausiai stebina, dar didesniame gylyje, kur nebėra nuosėdinių uolienų, buvo natūralios metano dujos. randama didžiulėmis koncentracijomis. Tai visiškai ir visiškai sugriovė angliavandenilių, tokių kaip nafta ir dujos, biologinės kilmės teoriją
Su Kolos šuliniu buvo siejami ne tik moksliniai pojūčiai, bet ir paslaptingos legendos. dauguma iš kurių patikrinus paaiškėjo, kad tai žurnalistų prasimanymai. Pasak vieno iš jų, pirminis informacijos šaltinis (1989 m.) buvo Amerikos televizijos kompanija „Trinity Broadcasting Network“, kuri savo ruožtu paėmė istoriją iš Suomijos laikraščio pranešimo. Neva gręžiant šulinį 12 tūkstančių metrų gylyje mokslininkų mikrofonai fiksavo riksmus ir dejones.) Žurnalistai, net nesusimąstę, kad į tokį gylį mikrofono įkišti tiesiog neįmanoma (koks garso įrašymo įrenginys). gali dirbti aukštesnėje nei dviejų šimtų laipsnių temperatūroje?) rašė, kad gręžėjai išgirdo „balsą iš požemio“.
Po šių publikacijų Kolos supergilus gręžinys pradėtas vadinti „keliu į pragarą“, teigiant, kad kiekvienas naujas išgręžtas kilometras atneša šaliai nelaimę, esą kai gręžėjai gręžė tryliktą tūkstantį metrų, SSRS žlugo. Na, o kai šulinys buvo išgręžtas iki 14,5 km gylio (to iš tikrųjų neįvyko), staiga atsirado neįprastų tuštumų. Suintriguoti šio netikėto atradimo, gręžėjai nuleido mikrofoną, galintį veikti itin aukštoje temperatūroje. aukšta temperatūra ir kiti jutikliai. Temperatūra viduje tariamai siekė 1100 °C – tvyrojo ugningų kamerų karštis, kuriose neva buvo girdėti žmonių riksmai.
Ši legenda iki šiol klaidžioja po plačias interneto platybes, pergyvenusi patį šių paskalų kaltininką – Kolos šulinį. Jo darbai buvo sustabdyti dar 1992 metais dėl finansavimo trūkumo. Iki 2008 m. jis buvo apleistas. Po metų buvo priimtas galutinis sprendimas atsisakyti tyrimų tęsimo ir išardyti visą tyrimų kompleksą bei „užkasti“ šulinį. Galutinis gręžinio apleidimas įvyko 2011 m. vasarą.
Taigi, kaip matote, šį kartą mokslininkams nepavyko prieiti prie mantijos ir jos ištirti. Tačiau tai nereiškia, kad Kolos šulinys nieko nedavė mokslui - priešingai, apvertė visas jų idėjas apie žemės plutos sandarą.
REZULTATAI
Itin gilaus gręžimo projekte užsibrėžti tikslai įgyvendinti. Sukurta ir sukurta speciali įranga ir technologija, skirta itin giliai gręžti, taip pat dideliame gylyje išgręžtiems gręžiniams tirti. Informaciją gavome, galima sakyti, „iš pirmų lūpų“. fizinė būklė, uolienų savybės ir sudėtis natūralioje formoje ir nuo šerdies iki 12 262 m. Ten buvo atidarytos pramoninės vario-nikelio rūdos – atrastas naujas rūdos horizontas. Ir tai praverčia, nes vietinėje nikelio gamykloje jau trūksta rūdos.
Kaip minėta aukščiau, geologinė gręžinio ruožo prognozė nepasitvirtino. Vaizdas, kurio buvo tikimasi per pirmuosius 5 km šulinyje, išsiplėtė 7 km, o tada atsirado visiškai netikėtos uolos. 7 km gylyje numatyti bazaltai nebuvo rasti, net kai jie nukrito iki 12 km. Buvo tikimasi, kad didžiausią atspindį seisminio zondavimo metu duoda lygis, kuriame granitai virsta patvaresniu bazalto sluoksniu. Realybėje paaiškėjo, kad ten yra ne tokios stiprios ir mažiau tankios skilusios uolienos – archeaniniai gneisai. To niekada nebuvo tikimasi. O tai iš esmės nauja geologinė ir geofizinė informacija, leidžianti skirtingai interpretuoti giluminių geofizinių tyrimų duomenis.
Duomenys apie rūdos susidarymo procesą giliuose žemės plutos sluoksniuose taip pat pasirodė netikėti ir iš esmės nauji. Taigi 9-12 km gylyje buvo aptiktos labai porėtos skilusios uolienos, prisotintos labai mineralizuotų požeminių vandenų. Šie vandenys yra vienas iš rūdos susidarymo šaltinių. Anksčiau buvo manoma, kad tai įmanoma tik daug mažesniame gylyje. Būtent šiame intervale buvo rastas branduolys padidintas turinys auksas – iki 1 g 1 tonai uolienų (koncentracija, kuri laikoma tinkama pramonės plėtrai). Bet ar kada nors bus pelninga kasti auksą iš tokių gelmių?
Pasikeitė ir idėjos apie šilumines sąlygas žemės viduriai, apie gilų temperatūrų pasiskirstymą bazalto skydų srityse. Daugiau nei 6 km gylyje gautas 20°C temperatūros gradientas 1 km, o ne lauktas (kaip viršutinėje dalyje) 16°C per 1 km. Paaiškėjo, kad pusė šilumos srauto yra radiogeninės kilmės.
Žemės gelmėse slypi tiek paslapčių, kiek ir didžiulėse Visatos platybėse. Būtent taip mano kai kurie mokslininkai ir iš dalies yra teisūs, nes žmonės vis dar tiksliai nežino, kas yra po mūsų kojomis, giliai po žeme. šiek tiek daugiau nei 10 kilometrų. Šis rekordas buvo pasiektas dar 1990 m. ir išsilaikė iki 2008 m., po to buvo kelis kartus atnaujintas. 2008 m. buvo išgręžtas Maersk Oil BD-04A, 12 290 metrų ilgio nuožulnus naftos gręžinys (Al Shaheen naftos baseinas Katare). 2011 m. sausį Odoptu-Sea telkinyje (projektas Sachalinas-1) buvo išgręžtas 12 345 metrų gylio nuožulnus naftos gręžinys. Gręžimo gylio rekordas Šis momentas priklauso Chayvinskoye lauko šuliniui Z-42, kurio gylis yra 12 700 metrų.
Per paskutinius praėjusio amžiaus dešimtmečius žemės plutoje buvo išgręžta šimtai tūkstančių šulinių. Ir tai nenuostabu, nes mineralų paieška ir gavyba mūsų laikais neišvengiamai apima giluminį gręžimą. Tačiau tarp visų šių šulinių planetoje yra tik vienas – legendinis Kola Superdeep (SG), kurio gylis vis dar nepralenkiamas – daugiau nei dvylika kilometrų. Be to, SG yra vienas iš nedaugelio, kuris buvo gręžiamas ne žvalgybos ar kasybos, o grynai moksliniais tikslais: ištirti seniausias mūsų planetos uolienas ir sužinoti jose vykstančių procesų paslaptis.
Šiandien Kolos supergylyje gręžimo nevyksta, jis buvo sustabdytas 1992 m. SG nebuvo pirmasis ir ne vienintelis giluminės Žemės sandaros tyrimo programoje. Trys iš užsienio šulinių siekė 9,1–9,6 km gylį. Buvo planuota, kad vienas iš jų (Vokietijoje) pralenks Kolos. Tačiau gręžimas visuose trijuose, taip pat ir SG, buvo sustabdytas dėl avarijų ir techninių priežasčių dar negalima tęsti.
Matyt, ne veltui itin gilių gręžinių gręžimo sudėtingumas lyginamas su skrydžiu į kosmosą, su ilga kosmine ekspedicija į kitą planetą. Uolienų mėginiai, išgauti iš žemės vidaus, yra ne mažiau įdomūs nei mėnulio dirvožemio pavyzdžiai. Sovietinio Mėnulio roverio pristatytas dirvožemis buvo tiriamas įvairiuose institutuose, įskaitant Kolą mokslo centras. Paaiškėjo, kad Mėnulio dirvožemio sudėtis beveik visiškai atitinka uolienas, išgautas iš Kolos šulinio maždaug iš 3 km gylio.
VIETOS PASIRINKIMAS IR PROGNOZĖ
SG gręžti buvo sukurta speciali geologinių tyrinėjimų ekspedicija (Kola Geological Exploration Expedition). Gręžimo vieta, žinoma, taip pat pasirinkta neatsitiktinai – Baltijos skydas Kolos pusiasalio teritorijoje. Čia į paviršių iškyla seniausios maždaug 3 milijardų metų (o Žemei – tik 4,5 milijardo metų) magminės uolienos. Buvo įdomu gręžti seniausias magmines uolienas, nes nuosėdinės uolienos iki 8 km gylio jau gerai ištirtos naftos gavybai. O kasybos metu jie dažniausiai tik 1-2 km prasiskverbia į magmines uolienas. SG vietos pasirinkimą palengvino ir tai, kad čia yra Pečenego latakas – didžiulis dubenį primenantis statinys, tarsi įspaustas į senovines uolas. Jo kilmė siejama su gilia klaida. Ir čia yra dideli vario-nikelio telkiniai. Kolos geologinei ekspedicijai pavestos užduotys apėmė daugybę geologinių procesų ir reiškinių požymių, įskaitant rūdos susidarymą, nustatyti žemyninės plutos sluoksnius skiriančių ribų pobūdį ir rinkti duomenis apie uolienų medžiagų sudėtį ir fizinę būklę. .
Prieš pradedant gręžti, remiantis seismologiniais duomenimis buvo sukonstruota žemės plutos dalis. Tai buvo tų žemės sluoksnių, kuriuos susikirto šulinys, atsiradimo prognozė. Buvo daroma prielaida, kad granito sluoksniai tęsiasi iki 5 km gylio, po kurio buvo tikimasi stipresnių ir senesnių bazaltinių uolienų.
Taigi, gręžimo vieta buvo pasirinkta Kolos pusiasalio šiaurės vakaruose, 10 km nuo Zapolyarny miesto, netoli nuo mūsų sienos su Norvegija. Zapolyarny yra nedidelis miestelis, išaugęs šeštajame dešimtmetyje šalia nikelio gamyklos. Tarp kalvotos tundros ant kalvos, pučiamos visų vėjų ir sniego audrų, yra „aikštė“, kurios kiekviena pusė suformuota iš septynių penkiaaukščių pastatų. Viduje dvi gatvės, jų sankirtoje yra aikštė, kurioje stovi kultūros namai ir viešbutis. Kilometras nuo miestelio, už daubos, matyti nikelio gamyklos pastatai ir aukšti kaminai, už jos, palei kalno šlaitą, tamsūs gretimo karjero atliekų sąvartynai. Netoli miestelio eina greitkelis į Nikelio miestą ir prie ežero, kurio kitoje pusėje yra Norvegija.
Tų vietų dirvožemyje gausu pėdsakų praėjusį karą. Kai autobusu važiuojate iš Murmansko į Zapolyarny, maždaug pusiaukelėje kertate nedidelę Zapadnaya Litsa upę, jos krante yra memorialinis obeliskas. Tai vienintelė vieta visoje Rusijoje, kur 1941–1944 m. karo metu frontas stovėjo nejudėdamas, atsuktas į Barenco jūrą. Nors visą laiką vyko įnirtingos kovos ir abiejų pusių nuostoliai buvo didžiuliai. Vokiečiai nesėkmingai bandė prasiveržti į Murmanską – vienintelį neužšąlantį uostą mūsų Šiaurėje. 1944 metų žiema sovietų kariuomenė pavyko prasibrauti pro frontą.
Ant šio kablio vamzdžio styga buvo nuleista ir pakelta. Kairėje - krepšyje - yra 33 metrų vamzdžiai - "žvakės" - paruošti nusileidimui.
Kola supergilus šulinys. Paveikslėlyje dešinėje: A. Geologinio pjūvio prognozė. B. Geologinis pjūvis, sukonstruotas remiantis SG gręžimo duomenimis (rodyklės nuo A stulpelio iki B stulpelio rodo, kokiame gylyje buvo aptiktos prognozuojamos uolienos). Šiame skyriuje viršutinė dalis(iki 7 km) - Proterozojaus sluoksniai su vulkaninių (diabazės) ir nuosėdinių uolienų (smiltainių, dolomitų) sluoksniais. Žemiau 7 km yra archeinė seka su pasikartojančiais uolienų vienetais (daugiausia gneisais ir amfibolitais). Jo amžius yra 2,86 milijardo metų. B. Šulinio gręžinys su daugybe išgręžtų ir prarastų gręžinių (žemiau 7 km) yra suformuotas kaip milžiniško augalo šakotos šaknys. Atrodo, kad šulinys sukasi, nes grąžtas nuolat nukrypsta link mažiau patvarių uolienų.
Nuo Zapolyarny iki Superglubokaya - 10 km. Kelias eina pro gamyklą, tada palei karjero kraštą ir kyla į kalną. Iš praėjimo atsiveria nedidelis baseinas, kuriame sumontuotas gręžimo įrenginys. Jo aukštis siekia dvidešimties aukštų pastatą. „Pamaininiai darbuotojai“ čia atvykdavo iš Zapolyarny kiekvienai pamainai. Iš viso ekspedicijoje dirbo apie 3000 žmonių, jie gyveno mieste dviejuose namuose. Iš gręžimo įrenginio visą parą girdėjosi kai kurių mechanizmų ūžesys. Tyla reiškė, kad kažkodėl įvyko gręžimo pertrauka. Žiemą, per ilgą poliarinę naktį – ir ji ten trunka nuo lapkričio 23 d. iki sausio 23 d. – visas gręžimo įrenginys spindėjo šviesomis. Dažnai prie jų būdavo pridedama auroros šviesa.
Šiek tiek apie personalą. Kolos geologinių tyrinėjimų ekspedicija, sukurta gręžimui, subūrė gerą, aukštos kvalifikacijos darbininkų komandą. GRE vadovas, talentingas lyderis, rinkęs komandą, beveik visada buvo D. Gubermanas. Už gręžimą buvo atsakingas vyriausiasis inžinierius I. Vasilčenka. Gręžimo įrenginiui vadovavo A. Batiščevas, kurį visi vadino tiesiog Lekha. Geologijai vadovavo V. Laney, o geofizikai – Ju. Kuznecovui. Didžiulį darbą apdorojant šerdį ir kuriant šerdies saugyklą atliko geologas Yu. Smirnovas - tas pats, kuris turėjo „brangiąją spintą“, apie kurią papasakosime vėliau. Atliekant SG tyrimus dalyvavo daugiau nei 10 mokslinių tyrimų institutų. Komanda turėjo ir savo „kulibinus“ bei „kairiarankius“ (ypač pasižymėjo S. Cerikovskis), kurie išrado ir gamino įvairius prietaisus, kurie kartais leisdavo išsisukti iš sunkiausių, beviltiškiausių situacijų. Daugelį reikalingų mechanizmų jie čia patys sukūrė gerai įrengtose dirbtuvėse.
GRĖŽIMO ISTORIJA
Gręžimo darbai pradėti 1970 m. Gręžimas į 7263 m gylį truko 4 metus. Jis buvo atliktas naudojant serijinį įrenginį, kuris paprastai naudojamas naftos ir dujų gamyboje. Dėl nuolatinio vėjo ir šalčio visą bokštą iki viršaus teko uždengti medinėmis plokštėmis. Priešingu atveju tam, kuris turi stovėti viršuje, keldamas vamzdžio stygą, dirbti tiesiog neįmanoma.
Tada buvo metų pertrauka, susijusi su naujo bokšto statyba ir specialiai suprojektuotos gręžimo įrenginio - Uralmash-15000 - įrengimu. Būtent su jo pagalba buvo atlikti visi tolesni itin gilūs gręžimai. IN nauja instaliacija- galingesnė automatizuota įranga. Naudotas turbininis gręžimas – tai kai sukasi ne visa kolona, o tik gręžimo galvutė. Gręžimo skystis buvo tiekiamas per kolonėlę esant slėgiui, sukant žemiau esančią daugiapakopę turbiną. Bendras jos ilgis 46 m. Turbina baigiasi 214 mm skersmens gręžimo galvute (dažnai vadinama karūna), kuri turi žiedo formą, todėl viduryje lieka neišgręžta uolienų kolona - šerdis kurių skersmuo 60 mm. Per visas turbinos dalis praeina vamzdis – šerdies imtuvas, kuriame surenkamos iškastos uolienos kolonos. Susmulkinta uoliena kartu su gręžimo skysčiu nunešama šuliniu žemyn į paviršių.
Dešinėje pusėje esančiuose šerdies pavyzdžiuose aiškiai matomos įstrižos juostelės, o tai reiškia, kad čia šulinys ėjo per įstrižai išsidėsčiusius darinius.
Į gręžinį su gręžimo skysčiu panardintos kolonėlės masė yra apie 200 tonų. Taip yra nepaisant to, kad buvo naudojami specialiai sukurti lengvojo lydinio vamzdžiai. Jei kolona pagaminta iš įprastų plieninių vamzdžių, ji sprogs nuo savo svorio.
Gręžiant dideliame gylyje ir imant šerdies mėginius, iškyla daug sunkumų, kartais visiškai netikėtų.
Vieno važiavimo prasiskverbimas, nustatomas pagal gręžimo galvutės susidėvėjimą, paprastai yra 7–10 m. (Kryžis, arba ciklas, yra stygos nuleidimas su turbina ir gręžimo įrankiu, tikrasis gręžimas ir visiškas gręžtuvo pakėlimas. styga.) Pats gręžimas trunka 4 valandas. O 12 kilometrų kolonos nusileidimas ir pakilimas trunka 18 valandų. Pakėlus kolona automatiškai išardoma į 33 m ilgio sekcijas (žvakes).Per mėnesį vidutiniškai buvo išgręžta 60 m. Paskutinius 5 km gręžinio buvo sunaudota 50 km vamzdžių. Tai yra jų nusidėvėjimo mastas.
Maždaug 7 km gylyje šulinys kirto stiprias, gana vienalytes uolienas, todėl gręžinys buvo lygus, beveik atitinkantis grąžto skersmenį. Darbas vyko, galima sakyti, ramiai. Tačiau 7 km gylyje atsirado mažiau patvarių skilusių uolienų, įsiterpusių į mažus labai kietus sluoksnius – gneisus, amfibolitus. Gręžimas tapo sunkesnis. Kamienas įgavo ovalo formą, atsirado daug ertmių. Nelaimingi atsitikimai tapo dažnesni.
Paveiksle parodyta pradinė geologinio pjūvio prognozė ir prognozė, sudaryta remiantis gręžimo duomenimis. Įdomu pastebėti (B stulpelis), kad formacijų pasvirimo kampas palei šulinį yra apie 50 laipsnių. Taigi akivaizdu, kad šulinio susikerta uolos iškyla į paviršių. Čia galima prisiminti jau minėtą geologo Ju.Smirnovo „brangintą kabinetą“. Ten, vienoje pusėje, jis turėjo mėginius, paimtus iš šulinio, o kitoje – mėginius, paimtus iš paviršiaus atstumu nuo gręžimo vietos, kur atsiranda atitinkamas darinys. Rungtynės tarp veislių beveik baigtos.
1983-ieji buvo pažymėti iki šiol nepralenktu rekordu: gręžimo gylis viršijo 12 km. Darbai buvo sustabdyti.
Artėjo tarptautinis geologijos kongresas, kuris, pagal planą, vyko Maskvoje. Jai buvo ruošiama Geoexpo paroda. Nuspręsta ne tik perskaityti pranešimus apie SG pasiektus rezultatus, bet ir suvažiavimo dalyviams parodyti darbą in situ bei išgautus uolienų pavyzdžius. Kongresui išleista monografija „Kola Superdeep“.
Geoexpo parodoje buvo didelis stendas, skirtas SG darbui ir svarbiausiai – rekordinio gylio pasiekimui. Buvo įspūdingi grafikai, pasakojantys apie gręžimo techniką ir technologijas, išgauti uolienų pavyzdžiai, įrangos ir darbuotojų darbo nuotraukos. Tačiau didžiausią kongreso dalyvių ir svečių dėmesį patraukė viena netradicinė parodos ekspozicijai detalė: pati įprasčiausia ir jau šiek tiek aprūdijusi gręžimo galvutė su susidėvėjusiais karbido dantimis. Etiketėje buvo nurodyta, kad būtent jis buvo naudojamas gręžiant daugiau nei 12 km gylyje. Ši gręžimo galvutė nustebino net specialistus. Tikriausiai visi nevalingai tikėjosi išvysti kokį nors technikos stebuklą, gal su deimantine įranga... Ir dar nežinojo, kad prie SG prie gręžimo stūkso nemaža krūva lygiai tokių pat jau aprūdijusių grąžtų galvučių: juk jas tekdavo keisti naujomis maždaug kas 7-8 m.
Daugelis kongreso delegatų norėjo savo akimis pamatyti unikalų gręžimo įrenginį Kolos pusiasalyje ir įsitikinti, kad Sąjungoje iš tikrųjų buvo pasiektas rekordinis gręžimo gylis. Toks išvykimas įvyko. Dalis kongreso surengė posėdį ten vietoje. Delegatams buvo parodytas gręžimo įrenginys, kuriame jie iškėlė koloną iš šulinio, atjungdami nuo jos 33 metrų atkarpas. Nuotraukos ir straipsniai apie SG buvo platinami laikraščiuose ir žurnaluose beveik visose pasaulio šalyse. Buvo išleistas pašto ženklas ir organizuotas specialus vokų anuliavimas. Įvairių premijų laureatų ir už darbus apdovanotųjų pavardžių neišvardinsiu...
Bet atostogos baigėsi, reikėjo toliau gręžti. Ir prasidėjo nuo didžiausia avarija per pirmąjį skrydį 1984 m. rugsėjo 27 d. - „juoda data“ SG istorijoje. Šulinys neatleidžia, kai ilgą laiką paliekamas be dėmesio. Per tą laiką, kol nebuvo atliktas gręžimas, jo sienose neišvengiamai įvyko pakitimų, tų, kurios nebuvo sutvirtintos cementiniu plieniniu vamzdžiu.
Iš pradžių viskas vyko atsainiai. Gręžėjai atliko įprastus darbus: vieną po kito nuleido grąžto stygos dalis, sujungė gręžimo skysčio tiekimo vamzdį prie paskutinio, viršutinio, įjungė siurblius. Pradėjome gręžti. Prietaisai ant pulto priešais operatorių rodė įprastą darbo režimą (gręžimo galvutės apsisukimų skaičius, jos slėgis į uolą, skysčio srautas turbinai sukti ir kt.).
Išgręžę dar 9 metrų atkarpą daugiau nei 12 km gylyje, užtrukę 4 valandas, pasiekėme 12,066 km gylį. Ruošėmės pakelti koloną. Išbandėme. Neveikia. „Prilipimas“ tokiame gylyje buvo pastebėtas ne kartą. Taip atrodo, kad kažkokia kolonos dalis prilipo prie sienų (gal kažkas nukrito iš viršaus ir šiek tiek užstrigo). Norint perkelti koloną, reikia jėgos, viršijančios jos svorį (apie 200 tonų). Tąkart jie padarė taip pat, bet kolona nepajudėjo. Šiek tiek padidinome jėgą, o instrumento adata smarkiai sumažino rodmenis. Kolona tapo daug lengvesnė, tokio svorio netekimo įprastos operacijos metu negalėjo įvykti. Pradėjome kelti: po vieną atsukome sekcijas. Paskutinio kėlimo metu ant kablio kabėjo sutrumpintas vamzdžio gabalas nelygiu apatiniu kraštu. Tai reiškė, kad gręžinyje liko ne tik turbo gręžtuvas, bet ir 5 km gręžimo vamzdžių...
Jie bandė juos gauti septynis mėnesius. Juk jie prarado ne tik 5 km vamzdžių, bet penkerių metų darbo rezultatus.
Tada visi bandymai susigrąžinti tai, kas buvo prarasta, buvo sustabdyti ir vėl pradėti gręžti iš 7 km gylio. Reikia pasakyti, kad būtent po septintojo kilometro geologinės sąlygos čia ypač sunkios darbui. Kiekvieno žingsnio gręžimo technologija parengiama bandymų ir klaidų būdu. O pradedant nuo maždaug 10 km gylio dar sunkiau. Gręžimas, įrangos ir įrangos eksploatavimas atliekamas maksimaliu greičiu.
Todėl čia bet kurią akimirką galima tikėtis nelaimingų atsitikimų. Jiems ruošiasi. Jų pašalinimo būdai ir priemonės yra apgalvoti iš anksto. Įprasta sudėtinga avarija yra gręžimo agregato ir dalies gręžimo vamzdžio lūžimas. Pagrindinis būdas jį pašalinti – virš prarastos dalies sukurti suoliuką ir iš šios vietos išgręžti naują aplinkkelio veleną. Iš viso šulinyje buvo išgręžta 12 tokių aplinkkelio magistralinių kamienų. Keturių iš jų ilgis siekia nuo 2200 iki 5000 m. Pagrindinė tokių nelaimingų atsitikimų kaina – metai prarasto darbo.
Tik kasdieniame gyvenime šulinys yra vertikali "skylė" nuo žemės paviršiaus iki dugno. Iš tikrųjų tai toli gražu nėra. Ypač jei šulinys yra itin gilus ir kerta įvairaus tankio pasvirusius darinius. Tada atrodo, kad svirduliuoja, nes grąžtas nuolat nukrypsta link mažiau patvarių uolienų. Po kiekvieno matavimo, parodančio, kad šulinio nuolydis viršija leistiną, reikia pabandyti „grąžinti jį į vietą“. Norėdami tai padaryti, kartu su gręžimo įrankiu nuleidžiami specialūs „deflektoriai“, kurie padeda sumažinti gręžinio pasvirimo kampą gręžimo metu. Nelaimingi atsitikimai dažnai įvyksta praradus gręžimo įrankius ir vamzdžių dalis. Po to nauja bagažinė turi būti pagaminta, kaip jau minėjome, atsitraukiant. Taigi įsivaizduokite, kaip atrodo šulinys žemėje: kažkas panašaus į milžiniško augalo šaknis, išsišakojusias giliai.
Dėl šios priežasties paskutinė paskutinio gręžimo etapo trukmė yra ypatinga.
Po didžiausios avarijos – 1984-ųjų „juodosios datos“ – jie vėl priartėjo prie 12 km gylio tik po 6 metų. 1990 metais buvo pasiektas maksimumas – 12 262 km. Po dar kelių nelaimingų atsitikimų įsitikinome, kad negalime įsigilinti. Visos galimybės moderni technologija išsekęs. Atrodė, kad Žemė nebenori atskleisti savo paslapčių. Gręžimas buvo sustabdytas 1992 m.
TIRIAMASIS DARBAS. TIKSLAI IR METODAI
Vienas iš labai svarbių gręžimo tikslų buvo gauti pagrindinę uolienų mėginių koloną per visą gręžinio ilgį. Ir ši užduotis atlikta. Ilgiausia pasaulyje šerdis buvo tarsi liniuote sužymėta metrais ir sudėta atitinkama tvarka dėžėse. Dėžutės numeris ir pavyzdžių numeriai nurodyti viršuje. Sandėlyje yra beveik 900 tokių dėžių.
Dabar belieka ištirti šerdį, kuri yra tikrai būtina nustatant uolienos struktūrą, jos sudėtį, savybes ir amžių.
Tačiau į paviršių iškeltas uolienų pavyzdys turi kitokias savybes nei masyve. Čia, viršuje, jis išsivaduoja nuo didžiulių mechaninių įtempių, esančių gylyje. Gręžimo metu jis įtrūko ir prisisotino gręžimo skysčiu. Net jei atkuriate gilias sąlygas specialioje kameroje, pavyzdyje išmatuoti parametrai vis tiek skiriasi nuo masyvo. Ir dar vienas mažas „žagsulys“: kiekvienam 100 m gręžinio gręžinio negaunama 100 m šerdies. SG iš didesnio nei 5 km gylio vidutinis šerdies derlius siekė tik apie 30%, o iš didesnio nei 9 km gylio kartais tai būdavo tik atskiros 2-3 cm storio apnašos, atitinkančios patvariausius sluoksnius.
Taigi, šerdis, iškelta iš šulinio naudojant SG, neduoda pilna informacija apie gilias uolas.
Šuliniai buvo gręžiami mokslo tikslais, todėl buvo naudojamas visas kompleksas šiuolaikiniai metodai tyrimai. Be šerdies gavybos, būtinai buvo atlikti uolienų savybių jų natūraliame atsiradime tyrimai. Šulinio techninė būklė buvo nuolat stebima. Matavome temperatūrą visoje gręžinio dalyje, natūralų radioaktyvumą – gama spinduliuotę, indukuotą radioaktyvumą po impulsinio neutroninio švitinimo, elektrines ir magnetines uolienų savybes, elastinių bangų sklidimo greitį, tyrėme dujų sudėtį šulinio skystyje.
Iki 7 km gylio buvo naudojami serijiniai įrenginiai. Dirbant didesniame gylyje ir aukštesnėje temperatūroje reikėjo sukurti specialius karščiui ir slėgiui atsparius įrenginius. Ypatingų sunkumų iškilo paskutinis etapas gręžimas; temperatūrai šulinyje priartėjus prie 200°C, o slėgiui viršijus 1000 atmosferų, serijiniai įrenginiai nebegalėjo veikti. Į pagalbą atėjo geofizinio projektavimo biurai ir kelių tyrimų institutų specializuotos laboratorijos, gaminančios pavienes karščiui ir slėgiui atsparių instrumentų kopijas. Taigi visą laiką dirbome tik su buitine technika.
Trumpai tariant, šulinys buvo pakankamai išsamiai ištirtas iki viso jo gylio. Tyrimai buvo atliekami etapais, maždaug kartą per metus, pagilinus gręžinį 1 km. Kiekvieną kartą po to buvo vertinamas gautų medžiagų patikimumas. Atitinkami skaičiavimai leido nustatyti konkrečios veislės parametrus. Jie atrado tam tikrą sluoksnių kaitą ir jau žinojo, su kokiomis uolomis siejami urvai ir su jomis susijęs dalinis informacijos praradimas. Išmokome tiesiogine prasme atpažinti uolienas iš „trupinių“ ir tuo remiantis atkurti visą vaizdą apie tai, ką šulinys „paslėpė“. Trumpai tariant, buvo galima sukonstruoti detalią litologinę koloną – parodyti uolienų kaitą ir jų savybes.
IŠ SAVO PATIRTIES
Maždaug kartą per metus, kai buvo baigtas kitas gręžimo etapas - gilinant gręžinį 1 km, taip pat važiavau į SG atlikti man patikėtus matavimus. Šiuo metu šulinys paprastai buvo išplautas ir mėnesiui buvo prieinamas tyrimams. Planuojamos sustojimo laikas visada buvo žinomas iš anksto. Telegrama, raginanti dirbti, taip pat atėjo iš anksto. Įranga buvo patikrinta ir supakuota. Su uždarytais darbais pasienio zonoje susiję formalumai baigti. Pagaliau viskas sutvarkyta. Eime.
Mūsų grupė – nedidelė, draugiška komanda: gręžinio įrankių kūrėjas, naujos antžeminės įrangos kūrėjas ir aš metodininkė. Atvykstame likus 10 dienų iki matavimų. Susipažįstame su gręžinio techninės būklės duomenimis. Sudarome ir tvirtiname detalią matavimo programą. Surenkame ir kalibruojame įrangą. Laukiame skambučio – skambučio iš šulinio. Mūsų eilė „nerti“ trečią, bet jei mūsų pirmtakai atsisakys, šulinys bus suteiktas mums. Šį kartą su jais viskas gerai, sako, kad iki rytojaus baigs. Su mumis toje pačioje komandoje dirba geofizikai – operatoriai, kurie registruoja iš šulinyje esančios įrangos gaunamus signalus ir vadovauja visoms gręžinių įrangos nuleidimo ir pakėlimo operacijoms, taip pat keltuvo mechanikai, kontroliuoja tų pačių 12 km kabelio išvyniojimą iš būgnelį ir ant jo. , ant kurio prietaisas nuleistas į šulinį. Taip pat budi gręžėjai.
Darbas prasidėjo. Įrenginys nuleidžiamas į šulinį kelis metrus. Paskutinis patikrinimas. Eik. Nusileidimas yra lėtas – apie 1 km/h, nuolat stebint iš apačios ateinantį signalą. Kol kas viskas gerai. Tačiau aštuntame kilometre signalas trūktelėjo ir dingo. Tai reiškia, kad kažkas negerai. Pilnas pakėlimas. (Tik tuo atveju, mes paruošėme antrą įrangos komplektą.) Pradedame tikrinti visas detales. Šį kartą laidas pasirodė sugedęs. Jis pakeičiamas. Tai užtrunka daugiau nei dieną. Naujas nusileidimas truko 10 valandų. Galiausiai signalą stebėjęs asmuo pasakė: „Atvažiavome į vienuoliktą kilometrą“. Komanda operatoriams: „Pradėti įrašymą“. Kas ir kaip planuojama iš anksto pagal programą. Dabar reikia kelis kartus nuleisti ir pakelti gręžimo įrankį tam tikru intervalu, kad galėtumėte atlikti matavimus. Šį kartą įranga veikė gerai. Dabar tai visiškas pakilimas. Jie pakėlė jį iki 3 km ir staiga gervė paragino (jis yra žmogus su humoru): „Virvė baigėsi“. Kaip?! Ką?! Deja, kabelis nutrūko... Dugne liko gulėti gręžimo įrankis ir 8 km kabelio... Laimei, po dienos gręžėjai sugebėjo visa tai surinkti, pasitelkę vietinių meistrų sukurtus metodus ir prietaisus tokiems pašalinti. ekstremaliomis situacijomis.
REZULTATAI
Itin gilaus gręžimo projekte užsibrėžti tikslai įgyvendinti. Sukurta ir sukurta speciali įranga ir technologija, skirta itin giliai gręžti, taip pat dideliame gylyje išgręžtiems gręžiniams tirti. Informaciją, galima sakyti, „iš pirmų lūpų“ gavome apie uolienų fizinę būseną, savybes ir sudėtį jų natūralaus atsiradimo metu ir iš šerdies mėginių iki 12 262 m gylio.
Šulinys davė puikią dovaną tėvynei sekliame gylyje - 1,6-1,8 km diapazone. Ten buvo atidarytos pramoninės vario-nikelio rūdos – atrastas naujas rūdos horizontas. Ir tai praverčia, nes vietinėje nikelio gamykloje jau trūksta rūdos.
Kaip minėta aukščiau, gręžinio ruožo geologinė prognozė nepasitvirtino (žr. pav. 39 psl.). Vaizdas, kurio buvo tikimasi per pirmuosius 5 km šulinyje, išsiplėtė 7 km, o tada atsirado visiškai netikėtos uolos. 7 km gylyje numatyti bazaltai nebuvo rasti, net kai jie nukrito iki 12 km.
Buvo tikimasi, kad didžiausią atspindį seisminio zondavimo metu duoda lygis, kuriame granitai virsta patvaresniu bazalto sluoksniu. Realybėje paaiškėjo, kad ten yra ne tokios stiprios ir mažiau tankios skilusios uolienos – archeaniniai gneisai. To niekada nebuvo tikimasi. O tai iš esmės nauja geologinė ir geofizinė informacija, leidžianti skirtingai interpretuoti giluminių geofizinių tyrimų duomenis.
Duomenys apie rūdos susidarymo procesą giliuose žemės plutos sluoksniuose taip pat pasirodė netikėti ir iš esmės nauji. Taigi 9-12 km gylyje buvo aptiktos labai porėtos skilusios uolienos, prisotintos labai mineralizuotų požeminių vandenų. Šie vandenys yra vienas iš rūdos susidarymo šaltinių. Anksčiau buvo manoma, kad tai įmanoma tik daug mažesniame gylyje. Būtent šiuo intervalu buvo nustatytas padidėjęs aukso kiekis šerdyje - iki 1 g 1 tonai uolienų (koncentracija laikoma tinkama pramoninei plėtrai). Bet ar kada nors bus pelninga kasti auksą iš tokių gelmių?
Pasikeitė ir idėjos apie žemės vidų šiluminį režimą bei gilų temperatūrų pasiskirstymą bazalto skydų srityse. Daugiau nei 6 km gylyje gautas 20°C temperatūros gradientas 1 km, o ne lauktas (kaip viršutinėje dalyje) 16°C per 1 km. Paaiškėjo, kad pusė šilumos srauto yra radiogeninės kilmės.
Išgręžę unikalų Kolos supergilių gręžinį, daug išmokome ir tuo pačiu supratome, kiek mažai vis dar žinome apie savo planetos sandarą.
Kandidatas technikos mokslai A. OSADCHY.
LITERATŪRA
Kola supergili. M.: Nedra, 1984 m.
Kola supergili. Moksliniai rezultatai ir tyrimų patirtį. M., 1998 m.
Kozlovskis E. A. Pasaulinis geologų forumas. „Mokslas ir gyvenimas“ 1984 10 Nr.
Kozlovskis E. A. Kola labai giliai. „Mokslas ir gyvenimas“ 1985 Nr.11.
Sredao.ru kotedžų kaimai iš HABITAT
Sredao.ru miesto namai iš nekilnojamojo turto biuro HABITAT
Praėjusio amžiaus 50–70-aisiais pasaulis keitėsi neįtikėtinu greičiu. Atsirado dalykų, be kurių sunku įsivaizduoti šių dienų pasaulį: internetas, kompiuteriai, korinis ryšys, kosmoso ir jūros gelmių užkariavimas. Žmogus sparčiai plėtė savo buvimo Visatoje sferas, tačiau vis dar turėjo gana grubių idėjų apie savo „namų“ - Žemės planetos - struktūrą. Nors jau tada itin gilaus gręžimo idėja nebuvo nauja: dar 1958 metais amerikiečiai pradėjo Mohole projektą. Jo pavadinimas sudarytas iš dviejų žodžių:
Moho- Kroatijos geofiziko ir seismologo Andrijos Mohorovičičiaus vardu pavadintas paviršius, 1909 m. nustatęs apatinę žemės plutos ribą, ant kurios staigiai didėja seisminių bangų greitis;
Skylė- na, skylė, anga. Remiantis prielaidomis, kad žemės plutos storis po vandenynais yra daug mažesnis nei sausumoje, netoli Gvadelupės salos buvo išgręžti 5 gręžiniai, kurių gylis yra apie 180 metrų (vandenyno gylis iki 3,5 km). Per penkerius metus mokslininkai išgręžė penkis gręžinius, surinko daug mėginių iš bazalto sluoksnio, tačiau mantijos nepasiekė. Dėl to projektas buvo pripažintas žlugusiu ir darbai buvo sustabdyti.
Nepaisant to, kad XXI a. vidinė struktūra Labai mažai buvo ištirta mūsų planeta. Mes gana gerai žinome, kas vyksta gilioje erdvėje, tačiau tuo pačiu skverbimosi į Žemės paslaptis laipsnį galima palyginti su lengvu smeigtuku į arbūzo žievės paviršių.
Penktojo dešimtmečio viduryje, kai gręžėjai išmoko daryti daugiau nei 7 km gylio šulinius, žmonija priartėjo prie labai ambicingo uždavinio – pereiti per žemės plutą ir pamatyti, kas slypi po ja. Mūsų tautiečiai arčiausiai šio tikslo priartėjo, kai išgręžė Kolos supergilį.
Kietasis Žemės apvalkalas stebėtinai plonas, palyginti su savo dydžiu – plutos storis svyruoja tarp 20–65 km sausumoje ir 3–8 km po vandenynu, užimantis mažiau nei 1% planetos tūrio. Už jo yra didžiulis sluoksnis – mantija – kuris sudaro didžiąją Žemės tūrio dalį. Dar žemiau yra tanki šerdis, kurią daugiausia sudaro geležis, bet taip pat nikelis, švinas, uranas ir kiti metalai. Tarp plutos ir mantijos yra ribinė zona, pavadinta ją atradusio Jugoslavijos mokslininko vardu, Mohorovičiaus paviršius (riba) arba trumpiau Moho. Šioje zonoje seisminių bangų sklidimo greitis smarkiai padidėja. Yra keletas hipotezių, skirtų šiam reiškiniui paaiškinti, tačiau apskritai ji lieka neišspręsta.
Svarbiausias rimčiausių projektų tikslas gilus gręžimas antroje pusėje paleistas, būtent šis paslaptingas sluoksnis. Tyrinėtojams niekada nepavyko to pasiekti, tačiau gręžiant itin gilius gręžinius gauti duomenys apie žemės plutos struktūrą pasirodė tokie netikėti, kad Mohorovičiaus riba tarsi nublanko į antrą planą. Pirmiausia reikėjo paaiškinti aukštesniuose sluoksniuose atrastas paslaptis.
Amerikiečiai pirmieji pradėjo giluminį žemės plutos gręžimą mokslo tikslais. 1960-aisiais jie pradėjo veikti mokslo projektas„Mohole“, numatęs povandeninį kūrimą naudojant specialius gręžimo laivus. Per ateinančius trisdešimt metų jūrose ir vandenynuose atsirado daugiau nei 800 šulinių, iš kurių daugelis yra daugiau nei 4 km gylyje. Ilgiausias šulinys galėjo patekti į jūros dugną tik 800 m, tačiau gauti duomenys buvo nepaprastai svarbūs geologijai. Visų pirma, jie pasitarnavo kaip reikšmingas vadinamųjų patvirtinimų. tektoninė teorija, pagal kurią žemynai yra pagrįsti kietomis litosferos plokštėmis, lėtai plūduriuojančiomis, panardintomis į skystą mantiją.
Žinoma, SSRS negalėjo atsilikti nuo savo užjūrio konkurento, todėl septintojo dešimtmečio viduryje pradėjome daugybę žemės plutos tyrimų projektų. Sovietų mokslininkai pasuko kiek kitu keliu, nusprendę gręžinius gręžti ne jūroje, o sausumoje. Garsiausias ir sėkmingiausias tokio pobūdžio projektas yra Kolos supergilus šulinys – giliausia kada nors žmogaus padaryta „skylė žemėje“. Šulinys yra šiauriniame Kolos pusiasalio gale. Ši vieta pasirinkta neatsitiktinai – per šimtus milijonų metų natūrali erozija sunaikino Kolos kristalinio skydo paviršių, nuplėšdama viršutinius uolienų sluoksnius. Dėl to paviršiuje atsirado senovinių archėjų sluoksnių, atitinkančių 5-10 km gylį vidutinei žemyninio tipo žemės plutos atkarpai. 15 kilometrų projektinis šulinio gylis leido mokslininkams tikėtis pasiekti paslaptingą Mohorovičiaus paviršių.
Kolos gręžinys pradėtas gręžti 1970 m., o baigtas po daugiau nei 20 metų - 1994 m. Iš pradžių gręžėjai dirbo gana gerai tradiciniais metodais: į šulinį buvo nuleista lengvojo lydinio vamzdžių kolona, kurios gale pritvirtintas cilindrinis metalinis grąžtas su deimantiniais dantimis ir jutikliais. Koloną suko ant paviršiaus esantis variklis. Didėjant gręžinio gyliui, vamzdžiai buvo papildyti naujomis atkarpomis. Periodiškai visą koloną reikėjo pakelti į paviršių, kad būtų pašalinta nupjauta uolienų šerdis ir pakeista nuobodu karūnėlė. Deja, ši pasiteisinusi technologija tampa neveiksminga, kai šulinio gylis viršija tam tikrą ženklą: vamzdžių trintis į gręžinio sieneles tampa per didelė, kad būtų galima pasukti visą šį didžiulį veleną. Norėdami įveikti šį sunkumą, inžinieriai sukūrė dizainą, kuriame sukasi tik gręžimo galvutė. Kolonėlės gale buvo sumontuotos turbinos, per kurias buvo leidžiamas gręžimo skystis – specialus skystis, kuris veikia kaip tepalas ir cirkuliuoja vamzdžiais. Šios turbinos privertė gręžtuvą suktis.
Gręžimo proceso metu į paviršių iškelti pavyzdžiai padarė tikrą revoliuciją geologijoje. Esamos idėjos apie žemės plutos sandarą pasirodė toli nuo tikrovės. Pirmasis netikėtumas buvo perėjimo nuo granito prie bazalto nebuvimas, kurį mokslininkai tikėjosi pamatyti maždaug 6 km gylyje. Seismologiniai tyrimai rodo, kad šioje srityje akustinių bangų sklidimo greitis smarkiai kinta, o tai buvo interpretuojama kaip bazaltinio žemės plutos pamato pradžia. Tačiau net ir po pereinamosios zonos granitai ir gneisai toliau kilo į paviršių. Nuo šio momento tapo aišku, kad vyraujantis dvisluoksnės žemės plutos modelis buvo neteisingas. Dabar seisminio perėjimo buvimas paaiškinamas uolienų savybių pasikeitimu padidėjusio slėgio ir temperatūros sąlygomis.
Dar labiau stebinantis atradimas buvo tai, kad daugiau nei 9 km gylyje esančios uolos pasirodė itin porėtos. Prieš tai buvo manoma, kad didėjant gyliui ir slėgiui, jie, priešingai, turėtų tapti vis tankesni. Miniatiūriniai įtrūkimai užpildyti vandens tirpalas, kurios kilmė ilgą laiką liko visiškai neaiški. Vėliau buvo iškelta teorija, pagal kurią atrastas vanduo susidaro iš vandenilio ir deguonies atomų, kurie, veikiami didžiulių slėgių, „išspaudžiami“ iš aplinkinių uolienų.
Kitas netikėtumas: gyvybė Žemės planetoje atsirado 1,5 milijardo metų anksčiau nei tikėtasi. 6,7 km gylyje, kur buvo manoma, kad organinių medžiagų nėra, buvo aptikta 14 rūšių suakmenėjusių mikroorganizmų. Jie buvo aptikti itin nebūdinguose anglies-azoto telkiniuose (vietoj įprasto kalkakmenio ar silicio dioksido), kurių amžius viršijo 2,8 mlrd. Dar didesniame gylyje, kur nebėra nuosėdų, metanas atsirado didžiulėmis koncentracijomis. Tai visiškai ir visiškai sugriovė angliavandenilių, tokių kaip nafta ir dujos, biologinės kilmės teoriją.
Mokslininkus taip pat nepaprastai nustebino temperatūros kilimo greitis gilėjant šuliniui. Ties 7 km atžyma siekė 120 °C, o 12 km gylyje jau siekė 230 °C, o tai buvo trečdaliu daugiau nei planuota: plutos temperatūros gradientas siekė beveik 20 laipsnių 1 km. iš laukiamų 16. Taip pat nustatyta, kad pusė šilumos srauto yra radiogeninės kilmės. Aukšta temperatūra neigiamai paveikė grąžto veikimą, todėl gręžimo skystis buvo pradėtas aušinti prieš pumpuojant jį į šulinį. Ši priemonė pasirodė gana efektyvi, tačiau įveikus 12 km ribą jau nebepajėgė užtikrinti pakankamo šilumos pašalinimo. Be to, suspausta ir įkaitinta uoliena įgavo tam tikras skysčio savybes, dėl to šulinys ėmė plūduriuoti kitą kartą nuėmus grąžtą. Tolimesnė pažanga pasirodė neįmanoma be naujų technologinių sprendimų ir didelių finansinių išlaidų, todėl 1994 metais gręžimas buvo sustabdytas. Iki to laiko šulinys buvo pagilintas iki 12 262 m.
410-660 kilometrų gylyje po Žemės paviršiumi yra Archeano laikotarpio vandenynas. Tokie atradimai nebūtų buvę įmanomi be Sovietų Sąjungoje sukurtų ir naudojamų itin gilių gręžimo metodų. Vienas iš tų laikų artefaktų yra Kolos supergilus gręžinys (SG-3), kuris net 24 metus po gręžimo nutraukimo išlieka giliausias pasaulyje. Kodėl jis buvo išgręžtas ir kokius atradimus padėjo padaryti, rašoma Lenta.ru.
Amerikiečiai buvo itin gilaus gręžimo pradininkai. Tiesa, vandenyno platybėse: bandomajame projekte jie panaudojo būtent šiems tikslams sukurtą laivą Glomar Challenger. Tuo tarpu Sovietų Sąjunga aktyviai kūrė atitinkamą teorinį pagrindą.
1970 m. gegužę Murmansko srities šiaurėje, 10 kilometrų nuo Zapoliarno miesto, buvo pradėtas gręžti Kolos supergilus gręžinys. Kaip ir tikėtasi, tai sutapo su Lenino gimimo šimtmečiu. Skirtingai nuo kitų itin gilių gręžinių, SG-3 buvo gręžiamas išskirtinai mokslo tikslais ir netgi surengė specialią geologinių tyrinėjimų ekspediciją.
Pasirinkta gręžimo vieta buvo unikali: būtent ant Baltijos skydo Kolos pusiasalio teritorijoje iškyla senovinės uolos. Daugelio jų amžius siekia tris milijardus metų (pačiai mūsų planetai 4,5 milijardo metų). Be to, yra Pečengos-Imandros-Varzugos plyšio latakas – į senovines uolas įspausta taurę primenanti konstrukcija, kurios kilmė aiškinama giliu gedimu.
Mokslininkams prireikė ketverių metų, kad išgręžtų gręžinį iki 7263 metrų gylio. Kol kas nieko neįprasto nepadaryta: buvo naudojama ta pati instaliacija, kaip ir naftos ir dujų gavybai. Tada šulinys ištisus metus stovėjo nenaudojamas: įrenginys buvo modifikuotas turbininiam gręžimui. Po atnaujinimo per mėnesį buvo galima išgręžti apie 60 metrų.
Septynių kilometrų gylis atnešė staigmenų: kietų ir ne itin tankių uolienų kaitaliojimąsi. Dažnėjo avarijos, gręžinyje atsirado daug ertmių. Gręžimas tęsėsi iki 1983 m., kai SG-3 gylis siekė 12 kilometrų. Po to mokslininkai susirinko į didelę konferenciją ir kalbėjo apie savo sėkmę.
Tačiau dėl neatsargaus elgesio su grąžtu kasykloje liko penkių kilometrų ilgio atkarpa. Jie bandė ją gauti kelis mėnesius, bet nesėkmingai. Gręžimą nuspręsta vėl pradėti iš septynių kilometrų gylio. Dėl operacijos sudėtingumo buvo išgręžta ne tik pagrindinė bagažinė, bet ir keturi papildomi. Atstatyti prarastus metrus prireikė šešerių metų: 1990 metais šulinys pasiekė 12 262 metrų gylį ir tapo giliausiu pasaulyje.
Po dvejų metų gręžimas buvo sustabdytas, gręžinys vėliau buvo apleistas ir iš tikrųjų apleistas.
Nepaisant to, Kolos supergiluminiame šulinyje buvo padaryta daug atradimų. Inžinieriai sukūrė visą itin gilaus gręžimo sistemą. Sunkumai slypi ne tik gylyje, bet ir aukštoje temperatūroje (iki 200 laipsnių Celsijaus) dėl grąžtų intensyvumo.
Mokslininkai ne tik persikėlė gilyn į Žemę, bet ir iškėlė uolienų mėginius bei branduolius analizei. Beje, būtent jie tyrinėjo mėnulio dirvožemį ir nustatė, kad jo sudėtis beveik visiškai atitinka uolienas, išgautas iš Kolos šulinio maždaug iš trijų kilometrų gylio.
Daugiau nei devynių kilometrų gylyje jie aptiko mineralų, įskaitant auksą, telkinius: olivino sluoksnyje jų yra net 78 gramai tonoje. Ir tai nėra taip mažai – manoma, kad aukso gavyba yra įmanoma esant 34 gramams už toną. Maloni staigmena mokslininkams, kaip ir šalia esančiai gamyklai, buvo atrastas naujas vario-nikelio rūdos rūdos horizontas.
Be kita ko, mokslininkai sužinojo, kad granitai nevirsta į itin stiprų bazalto sluoksnį: iš tikrųjų už jo buvo archeaniniai gneisai, kurie tradiciškai priskiriami skilusių uolienų grupei. Tai sukėlė savotišką geologijos ir geofizikos mokslo revoliuciją ir visiškai pakeitė tradicines idėjas apie Žemės vidų.
Kitas maloni staigmena- 9-12 kilometrų gylyje aptiktos labai porėtos skilusios uolienos, prisotintos labai mineralizuotu vandeniu. Pasak mokslininkų, jie yra atsakingi už rūdų susidarymą, tačiau anksčiau buvo manoma, kad tai vyksta tik daug mažesniame gylyje.
Be kita ko, paaiškėjo, kad podirvio temperatūra buvo šiek tiek aukštesnė nei tikėtasi: šešių kilometrų gylyje gautas 20 laipsnių Celsijaus temperatūros gradientas kilometre vietoje 16 lauktų. Nustatyta radiogeninė šilumos srauto kilmė, kuri taip pat nesutiko su ankstesnėmis hipotezėmis.
Giliuose, daugiau nei 2,8 milijardo metų senumo sluoksniuose, mokslininkai aptiko 14 rūšių suakmenėjusių mikroorganizmų. Tai leido perkelti gyvybės atsiradimo planetoje laiką prieš pusantro milijardo metų. Tyrėjai taip pat išsiaiškino, kad gylyje nėra nuosėdinių uolienų ir yra metano, amžinai palaidojančio angliavandenilių biologinės kilmės teoriją.
Įkeliama...