Kola tagad ir ļoti dziļa. Īpaši dziļa aka Kolas pussalā: vēsture un noslēpumi

Mēģinājums izpētīt vulkānisko iežu ģeoloģisko griezumu un biezumu, kas rodas uz zemes virsmas, mudināja zinātniskos centrus un, tāpat kā tos, pētniecības organizācijas noteikt dziļo lūzumu izcelsmi. Fakts ir tāds, ka strukturālie iežu paraugi, kas iepriekš tika iegūti no Zemes un Mēness zarnām, pētīšanai bija vienlīdz interesanti. Un mutes ielikšanas punkta izvēle krita uz esošo milzīgo bļodveida siles, kuras izcelsme ir saistīta ar dziļas vainas klātbūtni Kolas pussalas teritorijā.

Tika uzskatīts, ka Zeme ir sava veida sviestmaize, kas sastāv no garozas, apvalka un serdes. Līdz tam laikam nogulumieži, kas atrodas tuvu virsmai, bija pietiekami izpētīti naftas atradņu attīstībā. Krāsaino metālu izpēti reti pavadīja urbšana zem 2000 metru atzīmes.

Kola SG (superdziļi), zem 5000 metru dziļuma, bija paredzēts atrast granīta un bazalta slāņu posmu. Tas nenotika. Urbšanas lādiņš iedūra cietos granīta akmeņus līdz pat 7000 metru atzīmei. Tālāk nogrimšana gāja cauri salīdzinoši mīkstām augsnēm, kas izraisīja šahtas sienu sabrukšanu un dobumu veidošanos. Drupusī augsne tik ļoti iestrēga instrumenta galvu, ka, paceļot, caurules aukla nolūza, izraisot negadījumu. Kolas akai vajadzēja apstiprināt vai atspēkot šīs sen iedibinātās mācības. Turklāt zinātnieki neuzdrošinājās norādīt intervālus, kur tieši iet robežas starp šiem trim slāņiem. Kolas urbums bija paredzēts derīgo izrakteņu atradņu izpētei un izpētei, modeļu noteikšanai un pakāpeniskai izejvielu krājumu sastopamības lauku veidošanai. Pamats, pirmkārt, bija Zemes dzīļu fizikālo, hidroģeoloģisko un citu parametru teorijas zinātniskā pamatotība. Un ticamu informāciju par zemes dzīļu ģeoloģisko uzbūvi varēja sniegt tikai šahtas īpaši dziļa nogrimšana.

Tikmēr ilglaicīga sagatavošanās urbšanas darbu uzsākšanai ietvēra: temperatūras paaugstināšanās iespējamību, tai padziļinot, veidojumu hidrostatiskā spiediena palielināšanos, iežu uzvedības neparedzamību, to stabilitāti klātbūtnes dēļ. iežu un rezervuāru spiedienu.

No tehniskā viedokļa tika ņemtas vērā visas iespējamās grūtības un šķēršļi, kas varētu izraisīt padziļināšanas procesa palēnināšanos, jo tika zaudēts laiks lādiņa paklupšanai, urbšanas ātruma samazināšanās akmeņu kategorijas maiņas dēļ. , un enerģijas izmaksu pieaugums dziļurbuma dzinekļiem.
Visgrūtākais faktors tika uzskatīts par nepārtrauktu korpusa un urbjcaurules svara palielināšanos, tai ieejot dziļāk.

Tehniskā attīstība šādās jomās:
- urbšanas iekārtu un iekārtu kravnesības, jaudas un citu īpašību palielināšana;
- akmens griešanas instrumenta termiskā stabilitāte;
- visu urbšanas procesa posmu vadības automatizācija;
- informācijas apstrāde, kas nāk no dibena zonas;
- brīdinājumi par ārkārtas situācijām ar urbšanas cauruli vai apvalka virkni.

Īpaši dziļas šahtas nogrimšanai vajadzēja atklāt zinātniskās hipotēzes par planētas dziļo struktūru pareizību vai maldīgumu.

Šīs ļoti dārgās konstrukcijas mērķis bija izpētīt:
1. Pečengas niķeļa atradnes dziļā struktūra un pussalas Baltijas vairoga kristāliskā bāze. Polimetāla atradnes kontūras atšifrēšana Pečengā kopā ar rūdas ķermeņu izpausmēm.
2. Pētījums par dabu un spēkiem, kas izraisa kontinentālās garozas lokšņu robežu atdalīšanu. Rezervuāru zonu noteikšana, augstas temperatūras veidošanās motīvi un raksturs. Ūdens fizikālā un ķīmiskā sastāva, plaisās radušos gāzu, iežu poru noteikšana.
3. Izsmeļoša materiāla iegūšana par iežu materiāla sastāvu un informāciju par garozas granīta un bazalta "blīves" intervāliem. Visaptveroša ekstrahētā serdeņa fizikālo un ķīmisko īpašību izpēte.
4. Progresīvu tehnisko līdzekļu un jaunu tehnoloģiju izstrāde superdziļu šahtu iegremdēšanai. Ģeofizikālo pētījumu metožu pielietošanas iespēja rūdas izpausmju zonā.
5. Jaunāko iekārtu izstrāde un izveide urbšanas procesa uzraudzībai, testēšanai, izpētei, kontrolei.

Kolas aka lielākoties atbilda zinātniskiem mērķiem. Uzdevums ietvēra senāko iežu izpēti, no kurām sastāv planēta, un zināšanas par tajos notiekošo procesu noslēpumiem.

Urbšanas ģeoloģiskais pamatojums Kolas pussalā

Noderīgo rūdu atradņu izpēti un ieguvi vienmēr nosaka dziļurbumu urbšana. Un kāpēc Kolas pussalā un konkrēti Murmanskas apgabalā un noteikti Pečengā. Priekšnoteikums tam bija tas, ka šis reģions tika uzskatīts par īstu derīgo izrakteņu pieliekamo ar visdažādākajām rūdas izejvielu (niķeļa, magnetītu, apatītu, vizlas, titāna, vara) rezervēm.

Taču ģeoloģiskais aprēķins, kas veikts, pamatojoties uz akas serdi, atklāja pasaules zinātniskā viedokļa absurdumu. Septiņu kilometru dziļumu veidoja vulkāniskie un nogulumieži (tufi, smilšakmeņi, dolomīti, brekšas). Zem šī intervāla, kā paredzēts, vajadzēja būt akmeņiem, kas atdala granīta un bazalta struktūras. Bet, diemžēl, bazalts nekad neparādījās.

Ģeoloģiskā ziņā pussalas Baltijas vairogs ar daļēju Norvēģijas, Zviedrijas, Somijas un Karēlijas teritoriju pārklājumu miljoniem gadsimtu garumā ir erodēts un attīstījies. Dabiski uzliesmojumi, vulkānisma destruktīvie procesi, magmatisma parādības, iežu metamorfās modifikācijas, sedimentācija visspilgtāk ir ierakstīti Pečengas ģeoloģiskajā ierakstā. Šī ir tā Baltijas salocītā vairoga daļa, kur slāņu un rūdas izpausmju ģeoloģiskā vēsture ir veidojusies miljardu gadu laikā.

Jo īpaši vairoga virsmas ziemeļu un austrumu daļas tika pakļautas gadsimtiem vecai korozijai. Rezultātā ledāji, vējš, ūdens un citas dabas katastrofas it kā norāva (skrāpēja) augšējos akmeņu slāņus.

Akas vietas izvēle balstījās uz nopietnu augšējo slāņu eroziju un seno Zemes arheo veidojumu atsegšanu. Šie atsegumi būtiski tuvināja un atviegloja piekļuvi dabas pazemes krātuvēm.

Superdziļa akas dizains

Īpaši dziļām konstrukcijām ir obligāts teleskopiskais dizains. Mūsu gadījumā sākotnējais mutes diametrs bija 92 cm, bet pēdējais - 21,5.

Dizaina vadošā kolonna jeb tā sauktais vadītājs ar diametru 720 mm paredzēja iespiešanos 39 lineāro metru dziļumā. Pirmā tehniskā virtene (stacionārais korpuss), ar diametru 324 mm un garumu 2000 metri; noņemams korpuss 245 mm, nofilmēts 8770 metri. Turpmāko urbšanu bija plānots veikt ar atvērtu caurumu līdz projekta atzīmei. Kristāliski ieži ļāva paļauties uz sienu neaptvertās daļas ilgtermiņa stabilitāti. Otrā noņemamā kolonna, kas marķēta ar magnētiskām atzīmēm, ļautu nepārtraukti ņemt serdes paraugus visā urbuma garumā. Radioaktīvie marķieri uz urbuma caurules tika noregulēti, lai reģistrētu urbšanas vides temperatūru.

Urbšanas iekārtas tehniskais aprīkojums īpaši dziļas akas urbšanai

Urbšana no nulles tika veikta ar Uralmash-4E instalāciju, tas ir, sērijveida aprīkojumu, ko izmanto dziļu naftas un gāzes urbumu urbšanai. Līdz 2000 metriem šahta tika urbta ar tērauda urbšanas caurulēm, ar turbourbi galā. Šī 46 metrus garā turbīna ar kaltu galā tika iedarbināta māla šķīduma iedarbībā, kas tika iesūknēts caurulē ar 40 atmosfēru spiedienu.

Turklāt nogrimšanu no 7264 metru intervāla veica vietējā iekārta "Uralmash-15000", no novatoriskā viedokļa jaudīgāka konstrukcija ar 400 tonnu kravnesību. Komplekss bija aprīkots ar daudziem tehniskiem, tehnoloģiskiem, elektroniskiem un citiem progresīviem jauninājumiem.

Kolas aka bija aprīkota ar augsto tehnoloģiju un automatizētu struktūru:
1. Izpēte, ar jaudīgu pamatni, uz kuras ir uzstādīts pats sekciju tornis, 68 metrus augsts. Paredzēts īstenošanai:

stobra nogrimšana, nolaišanās operācijas - šāviņa pacelšana un citas palīgdarbības;
vadošās un visas caurules virknes saglabāšana gan uz svara, gan urbšanas laikā;
urbšanas cauruļu sekciju (statīvu) izvietošana, ieskaitot apkakles, pārvietošanās sistēmu.

Torņa iekštelpā atradās arī kopuzņēmuma līdzekļi (nolaišanās – pacelšanās), darbarīki. Tajā atradās arī drošības līdzekļi un jātnieka (urbēja palīga) iespējamā avārijas evakuācija.

2. Enerģijas un tehnoloģiskās iekārtas, spēka un sūkņu agregāti.

3. Cirkulācijas un izpūšanas kontroles sistēma, cementēšanas iekārtas.

4. Automatizācija, vadība, procesu vadības sistēma.

5. Elektroapgāde, mehanizācijas līdzekļi.

6. Mērīšanas iekārtu komplekss, laboratorijas aprīkojums un daudz kas cits.

2008. gadā Kolas superdziļurbums tika pilnībā pamests, visa vērtīgā tehnika tika demontēta un aizvesta (lielākā daļa tika pārdota lūžņos).

Līdz 2012. gadam urbšanas iekārtas galvenais tornis tika demontēts.

Tagad darbojas tikai Krievijas Zinātņu akadēmijas Kolas zinātniskais centrs, kas līdz pat mūsdienām pēta no īpaši dziļas akas iegūto serdi.

Pati serde tika izņemta uz Jaroslavļas pilsētu, kur tagad glabājas.

Dokumentāls video par Kolas superdziļo aku

Jauni īpaši dziļo aku ieraksti

Kolas superdziļā aka tika uzskatīta par dziļāko aku pasaulē līdz 2008. gadam.

2008. gadā naftas urbums Maersk Oil BD-04A 12 290 metru garumā tika urbts akūtā leņķī Al Shaheen naftas baseinā.

2011. gada janvārī tika pārspēts arī šis rekords, un to pārspēja Ziemeļu kupolā (Odoptu-Sea - naftas un gāzes lauks Krievijā) izurbtais naftas urbums, arī šis urbums tika urbts akūtā leņķī pret zemes virsmu. , garums bija 12 345 metri.

2013. gada jūnijā Čavinskoje lauka aka Z-42 atkal pārspēja dziļuma rekordu ar 12 700 metru garumu.

Neskatoties uz to, ka 21. gadsimts ir pagalmā, par mūsu planētas iekšējo uzbūvi ir pētīts ļoti maz. Mēs diezgan labi zinām par to, kas notiek dziļajā kosmosā, tajā pašā laikā Zemes noslēpumu iekļūšanas pakāpi var salīdzināt ar vieglu adatas dūrienu arbūza mizas virspusē.
50. gadu vidū, kad urbēji mācījās veidot vairāk nekā 7 km dziļas akas, cilvēce tuvojās ļoti vērienīga uzdevuma īstenošanai - iespiesties zemes garozā un redzēt, kas zem tās slēpjas. Vistuvāk šim mērķim bija mūsu tautieši, kuri izurbuši Kolas superdziļu aku.
Zemes cietais apvalks ir pārsteidzoši plāns, salīdzinot ar tā izmēru - garozas biezums svārstās no 20-65 km uz sauszemes un 3-8 km zem okeāna, aizņemot mazāk nekā 1% no planētas tilpuma. Aiz tā ir plašs slānis - mantija -, kas veido lielāko daļu Zemes. Vēl zemāks ir blīvs kodols, kas sastāv galvenokārt no dzelzs, kā arī no niķeļa, svina, urāna un citiem metāliem. Starp garozu un mantiju izceļas robežzona, kas nosaukta Dienvidslāvijas zinātnieka vārdā, kurš to atklāja, virsma (robeža) Mohoroviča vai saīsināti Moho. Šajā zonā seismisko viļņu izplatīšanās ātrums strauji palielinās. Ir vairākas hipotēzes, kas izstrādātas, lai izskaidrotu šo parādību, taču kopumā tā joprojām nav atrisināta.

Vissvarīgākais 20. gadsimta otrajā pusē uzsākto nopietnāko dziļurbumu projektu mērķis bija tieši šis noslēpumainais slānis. Pētniekiem to sasniegt neizdevās, tomēr ultradziļu urbumu urbšanas laikā iegūtie dati par zemes garozas struktūru izrādījās tik negaidīti, ka Mokhoroviča robeža it kā izgaisa fonā. Vispirms bija nepieciešams izskaidrot augstākajos slāņos atrastās mīklas.
Amerikāņi bija pirmie, kas uzsāka dziļu zemes garozas urbšanu zinātniskiem nolūkiem. Sešdesmitajos gados viņi uzsāka Mohole zinātnisko projektu, kas ietvēra zemūdens urbšanas kuģu izveidi, izmantojot īpašus urbšanas kuģus. Nākamo trīsdesmit gadu laikā jūrās un okeānos parādījās vairāk nekā 800 akas, no kurām daudzas atrodas vairāk nekā 4 km dziļumā. Garākais urbums spēja iespiesties tikai 800 m jūras gultnē, un tomēr iegūtajiem datiem bija milzīga nozīme ģeoloģijā. Jo īpaši tie kalpoja kā smags apstiprinājums tā sauktajam. tektoniskā teorija, saskaņā ar kuru kontinenti balstās uz cietām litosfēras plāksnēm, kas lēnām peld, iegremdētas šķidrā mantijā.

Protams, PSRS nevarēja atpalikt no sava aizjūras konkurenta, tāpēc 60. gadu vidū mēs uzsākām neskaitāmus projektus zemes garozas izpētei. Padomju zinātnieki izvēlējās nedaudz citu ceļu, nolemjot urbt akas nevis jūrā, bet uz sauszemes. Slavenākais un veiksmīgākais šāda veida projekts ir Kolas superdziļš aka - dziļākā cilvēka radītā "bere zemē". Aka atrodas Kolas pussalas ziemeļu galā. Šī vieta nav izvēlēta nejauši – simtiem miljonu gadu dabiskā erozija iznīcināja Kolas kristāliskā vairoga virsmu, noraujot no tās augšējos iežu slāņus. Rezultātā uz virsmas parādījās senie arheju slāņi, kas atbilst 5-10 km dziļumam vidējai kontinentālā tipa zemes garozas posmam. 15 kilometru lielais urbuma projektētais dziļums ļāva zinātniekiem cerēt sasniegt noslēpumaino Mohoroviča virsmu.
Kolas urbuma urbšana sākās 1970. gadā un beidzās pēc vairāk nekā 20 gadiem - 1994. Sākumā urbēji strādāja ar visai tradicionālām metodēm: akā tika nolaista vieglmetāla cauruļu virtene, kuras galā tika fiksēts cilindrisks metāla urbis ar dimanta zobiem un sensoriem. Kolonnu grieza dzinējs, kas atradās uz virsmas. Palielinoties urbuma dziļumam, caurulēm tika pievienotas jaunas sekcijas. Periodiski visa kolonna bija jāpaceļ uz virsmu, lai izvilktu iecirsto ieža serdi un nomainītu neaso uzgali. Diemžēl šī pārbaudītā tehnoloģija kļūst neefektīva, kad urbuma dziļums pārsniedz noteiktu punktu: cauruļu berze pret akas sienām kļūst pārāk liela, lai pagrieztu visu šo milzīgo šahtu. Lai pārvarētu šīs grūtības, inženieri izstrādāja shēmu, kurā griezās tikai urbšanas iekārtas galva. Kolonnas galā tika nostiprinātas turbīnas, caur kurām tika izvadīts urbšanas šķidrums - īpašs šķidrums, kas darbojas kā smērviela un cirkulē pa caurulēm. Šīs turbīnas lika urbjam griezties.

Paraugi, kas izcelti uz virsmas urbšanas procesā, ir mainījuši ģeoloģiju. Esošie priekšstati par zemes garozas uzbūvi izrādījās tālu no realitātes. Pirmais pārsteigums bija pārejas trūkums no granīta uz bazaltu, ko zinātnieki paredzēja redzēt aptuveni 6 km dziļumā. Seismoloģiskie pētījumi liecina, ka šajā apgabalā krasi mainās akustisko viļņu izplatīšanās ātrums, kas tika interpretēts kā zemes garozas bazalta pagraba sākums. Tomēr arī pēc pārejas zonas granīti un gneisi turpināja celties virspusē. Kopš tā brīža kļuva skaidrs, ka dominējošais divslāņu zemes garozas modelis ir nepareizs. Tagad seismiskās pārejas klātbūtne ir izskaidrojama ar iežu īpašību izmaiņām paaugstināta spiediena un temperatūras apstākļos.
Vēl pārsteidzošāks atklājums bija fakts, ka ieži, kas atradās vairāk nekā 9 km dziļumā, izrādījās ārkārtīgi poraini. Pirms tam tika uzskatīts, ka, palielinoties dziļumam un spiedienam, tiem, gluži pretēji, vajadzētu kļūt arvien blīvākiem. Miniatūras plaisas tika aizpildītas ar ūdens šķīdumu, kura izcelsme ilgu laiku palika absolūti neskaidra. Vēlāk tika izvirzīta teorija, saskaņā ar kuru atklātais ūdens veidojas no ūdeņraža un skābekļa atomiem, kas kolosālu spiedienu ietekmē tiek “izspiesti” no apkārtējā iežu.
Vēl viens pārsteigums: dzīvība uz planētas Zeme radās, izrādās, 1,5 miljardus gadu agrāk, nekā gaidīts. 6,7 km dziļumā, kur tika uzskatīts, ka organisko vielu nav, tika atrasti 14 veidu pārakmeņojušies mikroorganismi. Tie tika atrasti ļoti neraksturīgās oglekļa-slāpekļa atradnēs (parastā kaļķakmens vai silīcija dioksīda vietā), kas ir vairāk nekā 2,8 miljardus gadu veci. Vēl lielākā dziļumā, kur vairs nav nogulumiežu, metāns parādījās milzīgā koncentrācijā. Tas pilnībā un pilnībā iznīcināja ogļūdeņražu, piemēram, naftas un gāzes, bioloģiskās izcelsmes teoriju.
Zinātniekus ārkārtīgi pārsteidza arī temperatūras paaugstināšanās ātrums, urbumam padziļinot. Pie 7 km atzīmes tas sasniedza 120 °C, bet 12 km dziļumā - jau 230 °C, kas bija par trešdaļu augstāks par plānoto vērtību: garozas temperatūras gradients bija gandrīz 20 grādi uz 1 km, tā vietā no paredzamajiem 16. Tika arī konstatēts, ka puse no siltuma plūsmas ir radiogēnas izcelsmes. Augstā temperatūra negatīvi ietekmēja uzgaļa darbu, tāpēc urbšanas šķidrums pirms iesūknēšanas akā tika atdzesēts. Šis pasākums izrādījās gana efektīvs, tomēr pēc 12 km atzīmes izbraukšanas tas vairs nespēja nodrošināt pietiekamu siltuma noņemšanu. Turklāt saspiestais un sakarsētais iezis ieguva dažas šķidruma īpašības, kā rezultātā urbums sāka peldēt nākamajā urbšanas auklas izvilkšanas reizē. Tālākais progress izrādījās neiespējams bez jauniem tehnoloģiskiem risinājumiem un ievērojamām finansiālām izmaksām, tāpēc 1994. gadā urbšana tika pārtraukta. Līdz tam laikam aka bija padziļinājusies līdz 12 262 m.

Kolas superdziļurbums ir dziļākais dziļurbums pasaulē (no 1979. līdz 2008. gadam), kas atrodas Murmanskas apgabalā, 10 kilometrus uz rietumiem no Zapoliarnijas pilsētas, ģeoloģiskā Baltijas vairoga teritorijā. Tā dziļums ir 12 262 metri. Atšķirībā no citiem īpaši dziļiem urbumiem, kas tika veikti naftas ieguvei vai izpētei, SG-3 tika urbts tikai litosfēras izpētei vietā, kur atrodas Mohoroviča robeža. (saīsināti Moho robeža) - zemes garozas apakšējā robeža, uz kuras strauji palielinās garenisko seismisko viļņu ātrums.

Kolas superdziļā aka tika ierīkota par godu Ļeņina dzimšanas 100. gadadienai 1970. gadā. Nogulumiežu slāņi līdz tam laikam bija labi pētīti naftas ieguves laikā. Interesantāk bija urbt, kur virspusē iznāk apmēram 3 miljardus gadu veci vulkāniskie ieži (salīdzinājumam: Zemes vecums tiek lēsts uz 4,5 miljardiem gadu). Ieguves vajadzībām šādus iežus reti urbj dziļāk par 1–2 km. Tika pieņemts, ka jau 5 km dziļumā granīta slāni nomainīs bazalts.1979. gada 6. jūnijā urbums pārspēja 9583 metru rekordu, kas iepriekš piederēja Bert-Rogers urbumam (naftas urbums Oklahomā) . Labākajos gados Kolas superdziļurbumā strādāja 16 zinātniskās laboratorijas, kuras personīgi uzraudzīja PSRS ģeoloģijas ministrs.

Lai gan bija paredzēts, ka tiks atrasta izteikta robeža starp granītiem un bazaltiem, visā dziļumā kodolā tika atrasti tikai granīti. Taču augstā spiediena ietekmē presētie granīti ļoti izmainīja savas fizikālās un akustiskās īpašības, kā likums, izvirzītais serdenis no aktīvās gāzes izdalīšanās atdalījās dūņās, jo neizturēja krasas spiediena izmaiņas. Cietu serdes gabalu bija iespējams iegūt tikai ar ļoti lēnu urbja virknes pacelšanos, kad “liekajai” gāzei, vēl atrodoties augsta spiediena stāvoklī, bija laiks atstāt iezi. Plaisu blīvums ir liels. dziļums, pretēji gaidītajam, palielinājās. Dziļumā bija arī ūdens, kas aizpildīja plaisas.

Interesanti, ka 1984. gadā Maskavā notika Starptautiskais ģeoloģijas kongress, kurā tika prezentēti pirmie urbuma izpētes rezultāti, daudzi zinātnieki jokojot ieteica to nekavējoties aprakt, jo tas iznīcina visas idejas par zemes garozas uzbūvi. Patiešām, dīvainības sākās pat pirmajos iespiešanās posmos. Tā, piemēram, teorētiķi jau pirms urbšanas uzsākšanas solīja, ka Baltijas vairoga temperatūra saglabāsies salīdzinoši zema vismaz 5 kilometru dziļumā, apkārtējās vides temperatūra pārsniedz 70 grādus pēc Celsija, septiņos - virs 120 grādiem, un plkst. 12 dziļumā tas cepās spēcīgāk par 220 grādiem - par 100 grādiem augstāk nekā prognozēts. Kolas urbēji apšaubīja teoriju par zemes garozas slāņveida uzbūvi - vismaz diapazonā līdz 12 262 metriem.

"Mums ir visdziļākā bedre pasaulē - tā jums vajadzētu to izmantot!" - rūgti iesaucas pētniecības un ražošanas centra "Kola Superdeep" pastāvīgais direktors Deivids Gubermans. Pirmajos 30 Kolas superdziļuma pastāvēšanas gados padomju un pēc tam Krievijas zinātnieki ielauzās 12 262 metru dziļumā. Taču kopš 1995. gada urbšana ir pārtraukta: nebija neviena, kas projektu finansētu. Ar UNESCO zinātnisko programmu ietvaros atvēlēto pietiek tikai urbšanas stacijas uzturēšanai darba kārtībā un iepriekš iegūto iežu paraugu izpētei.

Hūbermens ar nožēlu atceras, cik daudz zinātnisku atklājumu notika Kolas superdziļumā. Burtiski katrs metrs bija atklāsme. Aka parādīja, ka gandrīz visas mūsu līdzšinējās zināšanas par zemes garozas uzbūvi ir nepareizas. Izrādījās, ka Zeme nemaz nav līdzīga kārtainai.

Vēl viens pārsteigums: dzīvība uz planētas Zeme radās, izrādās, 1,5 miljardus gadu agrāk, nekā gaidīts. Dziļumos, kur tika uzskatīts, ka organisko vielu nav, tika atrasti 14 veidu pārakmeņojušies mikroorganismi - dziļo slāņu vecums pārsniedza 2,8 miljardus gadu. Vēl lielākā dziļumā, kur vairs nav nogulumiežu, metāns parādījās milzīgā koncentrācijā. Tas pilnībā un pilnībā iznīcināja ogļūdeņražu, piemēram, naftas un gāzes, bioloģiskās izcelsmes teoriju.Bija arī gandrīz fantastiskas sajūtas. Kad 70. gadu beigās padomju automātiskā kosmosa stacija uz Zemi atnesa 124 gramus Mēness augsnes, Kolas Zinātnes centra pētnieki atklāja, ka tas ir kā divas ūdens lāses, kas līdzīgas paraugiem no 3 kilometru dziļuma. Un radās hipotēze: mēness atrāvās no Kolas pussalas. Tagad viņi meklē, kur tieši. Starp citu, amerikāņi, kas no Mēness atveda pustonnu augsnes, ar to neko prātīgu neizdarīja. Ievietots noslēgtos traukos un atstāts pētniecībai nākamajām paaudzēm.

Visai negaidīti visiem apstiprinājās Alekseja Tolstoja prognozes no romāna "Inženiera Garina hiperboloīds". Vairāk nekā 9,5 kilometru dziļumā viņi atklāja īstu visu veidu minerālu, īpaši zelta, noliktavu. Īsts olivīna slānis, ko izcili paredzējis rakstnieks. Zelts tajā ir 78 grami tonnā.Starp citu, rūpnieciskā ražošana iespējama koncentrācijā 34 grami tonnā.Bet, pats pārsteidzošākais, vēl lielākā dziļumā, kur nav nogulumiežu, dabasgāzes metāns tika atrasts milzīgā daudzumā. koncentrācijas. Tas pilnībā un pilnībā iznīcināja ogļūdeņražu, piemēram, naftas un gāzes, bioloģiskās izcelsmes teoriju.

Ar Kolas aku bija saistītas arī ne tikai zinātniskas sensācijas, bet arī noslēpumainas leģendas, no kurām lielākā daļa pārbaudes laikā izrādījās žurnālistu izdomājums. Saskaņā ar vienu no tiem sākotnējais informācijas avots (1989) bija amerikāņu televīzijas kompānija Trinity Broadcasting Network, kas savukārt sižetu pārņēmusi no Somijas laikraksta ziņojuma. Domājams, urbjot aku, 12 000 metru dziļumā zinātnieku mikrofoni ierakstīja kliedzieni un vaidus.. Žurnālisti, nemaz nedomājot, ka tādā dziļumā vienkārši nav iespējams iebāzt mikrofonu (kāda skaņas ierakstīšanas iekārta var strādāt temperatūrā virs divsimt grādiem?) rakstīja par to, ka urbēji dzirdējuši "balsi no pazemes".

Pēc šīm publikācijām Kolas superdziļo urbumu dēvēja par "ceļu uz elli", apgalvojot, ka katrs jauns izurbtais kilometrs valstij nesot nelaimi.Tik teikts, ka tad, kad urbēji urbja trīspadsmito tūkstoti metru, PSRS sabruka. Nu, kad aka tika izurbta līdz 14,5 km dziļumam (kas patiesībā nenotika), viņi pēkšņi uzdūrās neparastiem tukšumiem. Ieinteresēti par šo negaidīto atklājumu, urbēji nolaida tajā mikrofonu, kas spēj darboties ārkārtīgi augstā temperatūrā, un citus sensorus. Temperatūra iekšā esot sasniegusi 1100 °C – tur valdījis ugunīgo kameru karstums, kurā it kā bija dzirdami cilvēku kliedzieni.

Šī leģenda joprojām klīst pa plašajiem interneta plašumiem, izdzīvojusi pašu šo tenku vaininieku - Kolas aku. Darbs pie tā tika pārtraukts tālajā 1992. gadā finansējuma trūkuma dēļ. Līdz 2008. gadam tas bija naftalizētā stāvoklī. Un pēc gada tika pieņemts galīgais lēmums atteikties no pētījumu turpināšanas un demontēt visu pētījumu kompleksu, un aku "aprakt". Akas galīgā pamešana notika 2011. gada vasarā.
Tātad, kā redzat, šoreiz zinātniekiem neizdevās tikt pie mantijas un izpētīt to. Taču tas nenozīmē, ka Kolas aka zinātnei neko nedeva – gluži otrādi, apgrieza kājām gaisā visus viņu priekšstatus par zemes garozas uzbūvi.

REZULTĀTI

Īpaši dziļo urbumu projektā izvirzītie uzdevumi ir izpildīti. Ir izstrādātas un izveidotas speciālas iekārtas un tehnoloģija īpaši dziļu urbumu veikšanai, kā arī lielā dziļumā urbtu urbumu izpētei. Mēs saņēmām informāciju, varētu teikt, "no pirmavotiem" par iežu fizisko stāvokli, īpašībām un sastāvu to dabiskajā izplatībā un no serdes paraugiem līdz 12 262 m.8 kilometru dziļumam. Tur tika atklātas rūpnieciskās vara-niķeļa rūdas - tika atklāts jauns rūdas horizonts. Un ļoti parocīgi, jo vietējā niķeļa rūpnīcā jau beidzas rūda.

Kā minēts iepriekš, urbuma posma ģeoloģiskā prognoze nepiepildījās. Bilde, kas bija gaidāma pirmajos 5 km akā stiepās 7 km garumā, un tad parādījās pavisam negaidīti akmeņi. 7 km dziļumā prognozētie bazalti netika atrasti pat tad, kad tie nokritās līdz 12 km. Bija paredzēts, ka robeža, kas visvairāk atspoguļo seismisko zondēšanu, ir līmenis, kurā granīti pāriet izturīgākā bazalta slānī. Reāli izrādījās, ka tur atrodas mazāk izturīgi un mazāk blīvi šķeltie ieži - arhejas gneisi. Tas nemaz nebija gaidīts. Un šī ir principiāli jauna ģeoloģiskā un ģeofizikālā informācija, kas ļauj citādā veidā interpretēt dziļo ģeofizikālo pētījumu datus.

Arī dati par rūdas veidošanās procesu zemes garozas dziļajos slāņos izrādījās negaidīti un principiāli jauni. Tātad 9-12 km dziļumā tika sastapti ļoti poraini šķeltie ieži, kas piesātināti ar pazemes augsti mineralizētiem ūdeņiem. Šie ūdeņi ir viens no rūdas veidošanās avotiem. Iepriekš tika uzskatīts, ka tas ir iespējams tikai daudz mazākā dziļumā. Tieši šajā intervālā tika konstatēts palielināts zelta saturs kodolā - līdz 1 g uz 1 tonnu iežu (koncentrācija, kas tiek uzskatīta par piemērotu rūpnieciskai attīstībai). Bet vai kādreiz būs izdevīgi iegūt zeltu no šāda dziļuma?

Mainījušies arī priekšstati par zemes iekšpuses termisko režīmu, par dziļo temperatūru sadalījumu bazalta vairogu zonās. Vairāk nekā 6 km dziļumā tika iegūts temperatūras gradients 20°C uz 1 km gaidīto (kā augšdaļā) 16°C uz 1 km vietā. Tika atklāts, ka puse no siltuma plūsmas ir radiogēnas izcelsmes.

Zemes zarnās ir tikpat daudz noslēpumu kā Visuma plašajos plašumos. Tieši tā domā daži zinātnieki un daļēji viņiem ir taisnība, jo cilvēki joprojām nezina, kas īsti atrodas zem mūsu kājām dziļi pazemē.Visu zemes civilizācijas pastāvēšanas laiku mēs esam spējuši iedziļināties planēta nedaudz vairāk par 10 kilometriem. Šis rekords tika uzstādīts tālajā 1990. gadā un saglabājās līdz 2008. gadam, pēc tam tas tika vairākas reizes atjaunināts. 2008. gadā tika izurbts novirzīts naftas urbums Maersk Oil BD-04A, kura garums bija 12 290 metri (Al-Shaheen naftas baseins Katarā). 2011. gada janvārī Odoptu-more laukā (projekts Sahalīna-1) tika urbts slīps naftas urbums 12 345 metru dziļumā. Urbšanas dziļuma rekords šobrīd pieder Čavinskoje lauka urbumam Z-42, kura dziļums ir 12 700 metri.

Tehnisko zinātņu kandidāts A. OSADCHI

Pagājušā gadsimta pēdējās desmitgadēs zemes garozā ir izurbti simtiem tūkstošu urbumu. Un tas nav pārsteidzoši, jo derīgo izrakteņu meklēšana un ieguve mūsdienās ir neizbēgami saistīta ar dziļurbšanu. Bet starp visām šīm akām uz planētas ir tikai viena - leģendārā Kola Superdeep (SG), kuras dziļums joprojām ir nepārspējams - vairāk nekā divpadsmit kilometri. Turklāt SG ir viens no retajiem, kas tika urbts nevis izpētes vai ieguves nolūkos, bet gan tīri zinātniskiem nolūkiem: lai izpētītu mūsu planētas senākos iežus un uzzinātu tajos notiekošo procesu noslēpumus.

Ģeologi V. Laņevs (pa kreisi) un Ju. Smirnovs pārbauda serdes paraugus.

Urbju uzgaļi. Tieši tāds pats, bet tieši tāds, kāds tika izmantots, veicot urbumus 12 km dziļumā, kļuva par eksponātu Starptautiskajā ģeoloģijas kongresā 1984. gadā.

Uz šī āķa tika nolaista un pacelta cauruļu virtene. Kreisajā pusē - grozā - ir 33 metrus garas caurules, kas sagatavotas nolaišanai - "sveces".

Kola superdziļa aka.

Atsevišķi pamata paraugi.

Unikāla serdeņu krātuve, kur stingrā secībā, numurēti, plauktos kastēs izlikti visa divpadsmit kilometru akas serdeņi.

Šādas nozīmītes ar lepnumu nēsāja visi, kas strādāja SG.

Mūsdienās Kolas superdziļumā urbšana netiek veikta, tā tika pārtraukta 1992. gadā. SG nebija pirmais un ne vienīgais Zemes dziļās struktūras izpētes programmā. No ārvalstu urbumiem trīs sasniedza 9,1 līdz 9,6 km dziļumu. Bija plānots, ka viens no tiem (Vācijā) pārspēs Kolu. Taču urbšana uz visiem trim, kā arī uz SG avāriju dēļ tika pārtraukta un tehnisku iemeslu dēļ to vēl nevar turpināt.

Redzams, ka ne velti īpaši dziļu urbumu urbšanas uzdevumus sarežģītībā salīdzina ar lidojumu kosmosā, ar ilgstošu kosmosa ekspedīciju uz citu planētu. Iežu paraugi, kas iegūti no zemes iekšpuses, ir ne mazāk interesanti kā Mēness augsnes paraugi. Padomju Mēness rovera piegādātā augsne tika pētīta dažādos institūtos, tostarp Kolas Zinātnes centrā. Izrādījās, ka Mēness augsnes sastāvs gandrīz pilnībā atbilst iežiem, kas iegūti no Kolas akas aptuveni 3 km dziļumā.

VIETAS IZVĒLE UN PROGNOZE

SG urbšanai tika izveidota īpaša izpētes ekspedīcija (Kola GRE). Arī urbšanas vieta, protams, netika izvēlēta nejauši - Baltijas vairogs Kolas pussalas rajonā. Šeit virspusē nonāk vecākie magmatiskie ieži, kuru vecums ir aptuveni 3 miljardi gadu (un Zeme ir tikai 4,5 miljardus gadu veca). Bija interesanti urbt senākajos magmatiskajos iežos, jo nogulumieži līdz 8 km dziļumam jau ir labi izpētīti naftas ieguvē. Un magmatiskos iežos kalnrūpniecības laikā tie parasti sasniedz tikai 1-2 km. Vietas izvēli SG veicināja arī tas, ka šeit atrodas Pečenega sile - milzīga bļodveida struktūra, it kā iespiesta senās klintīs. Tās izcelsme ir saistīta ar dziļu vainu. Un tieši šeit atrodas lielas vara-niķeļa atradnes. Un Kolas ģeoloģiskās ekspedīcijas uzdevumi ietvēra vairāku ģeoloģisko procesu un parādību pazīmju apzināšanu, tostarp rūdas veidošanos, kontinentālās garozas slāņus atdalošo robežu rakstura noteikšanu un datu vākšanu par iežu materiāla sastāvu un fizisko stāvokli. .

Pirms urbšanas, pamatojoties uz seismoloģiskiem datiem, tika uzbūvēts zemes garozas posms. Tas kalpoja kā prognoze par to zemes slāņu parādīšanos, ko aka šķērsoja. Tika pieņemts, ka granīta virkne stiepjas līdz 5 km dziļumam, pēc kā bija gaidāmi stiprāki un senāki bazalta ieži.

Tātad par urbšanas vietu tika izvēlēta Kolas pussalas ziemeļrietumi, kas atrodas 10 km attālumā no Zapolyarny pilsētas, netālu no mūsu robežas ar Norvēģiju. Zapolyarny ir maza pilsētiņa, kas uzaugusi piecdesmitajos gados blakus niķeļa rūpnīcai. Starp paugurainajām tundrām uz visu vēju un sniegputeņu uzpūstā paugura atrodas "laukums", kura katra puse veidota no septiņām piecstāvu mājām. Iekšpusē ir divas ielas, to krustojumā ir laukums, kur atrodas kultūras nams un viesnīca. Kilometru no pilsētiņas aiz gravas redzamas niķeļa rūpnīcas ēkas un augstie skursteņi, aiz tās gar kalna nogāzi satumst tuvākā karjera atkritumu izgāztuves. Netālu no pilsētiņas ved šoseja uz Nikelas pilsētu un uz nelielu ezeriņu, kuram otrā pusē jau atrodas Norvēģija.

Šo vietu zeme pārpilnībā glabā pagātnes kara pēdas. Braucot ar autobusu no Murmanskas uz Zapoliarniju, apmēram pusceļā šķērsojat mazo Zapadnaja Litsa upi, kuras krastā atrodas piemiņas obelisks. Šī ir vienīgā vieta visā Krievijā, kur fronte kara laikā no 1941. līdz 1944. gadam stāvēja nekustīgi, balstoties pret Barenca jūru. Lai gan visu laiku bija sīvas cīņas un zaudējumi abām pusēm bija milzīgi. Vācieši nesekmīgi mēģināja izlauzties uz Murmansku, vienīgo neaizsalstošo ostu mūsu ziemeļos. 1944. gada ziemā padomju karaspēkam izdevās izlauzties cauri frontei.

No Zapolyarny līdz Superdeep - 10 km. Ceļš iet garām rūpnīcai, tad gar karjera malu un tad kāpj kalnā. No ejas atveras neliels baseins, kurā ir uzstādīta urbšanas iekārta. Tā augstums ir no divdesmit stāvu ēkas. "Maiņu strādnieki" ieradās šeit no Zapolyarny uz katru maiņu. Kopumā ekspedīcijā strādāja ap 3000 cilvēku, viņi dzīvoja pilsētā divās mājās. No urbšanas iekārtas visu diennakti bija dzirdama dažu mehānismu kurnēšana. Klusums nozīmēja, ka urbšanā nez kāpēc bija pārtraukums. Ziemā, garajā polārajā naktī – un tā tur ilgst no 23. novembra līdz 23. janvārim – visa urbšanas iekārta tika izgaismota ar gaismām. Bieži tiem tika pievienota polārblāzma gaisma.

Mazliet par personālu. Kolas ģeoloģiskās izpētes ekspedīcijā pulcējās laba, augsti kvalificēta strādnieku komanda, kas izveidota urbšanai. D. Hubermans gandrīz vienmēr bija GRE vadītājs, talantīgs līderis, kurš izvēlējās komandu. Par urbšanu bija atbildīgs galvenais inženieris I. Vasiļčenko. Ierīci komandēja A. Batiščovs, kuru visi sauca vienkārši par Lehu. V. Leinijs bija atbildīgs par ģeoloģiju, bet Ju. Kuzņecovs – par ģeofiziku. Milzīgu darbu pie serdeņa apstrādes un serdeņa krātuves izveidošanas veica ģeologs Ju.Smirnovs - tas, kuram bija "lolotais skapītis", par ko pastāstīsim vēlāk. SG izpētē piedalījās vairāk nekā 10 pētniecības institūti. Komandai bija arī savi "kulibiņi" un "kreiļi" (īpaši izcēlās S. Cerikovskis), kuri izgudroja un izgatavoja dažādas ierīces, reizēm ļaujot tām izkļūt no vissarežģītākajām, šķietami bezcerīgākajām situācijām. Viņi paši šeit labi aprīkotās darbnīcās radīja daudzus nepieciešamos mehānismus.

URBŠANAS VĒSTURE

Akas urbšana sākās 1970. gadā. Nogrimšana 7263 m dziļumā ilga 4 gadus. To vadīja sērijveida iekārta, ko parasti izmanto naftas un gāzes ieguvē. Pastāvīgo vēju un aukstuma dēļ viss tornis bija jāpārklāj ar koka vairogiem. Citādi vienkārši nav iespējams strādāt kādam, kuram caurules auklas celšanas laikā jāstāv augšā.

Pēc tam bija viena gada pārtraukums, kas saistīts ar jauna stieņa būvniecību un īpaši izstrādātas urbšanas iekārtas - "Uralmaš-15000" - uzstādīšanu. Ar viņas palīdzību tika veiktas visas turpmākās īpaši dziļās urbšanas. Jaunajā instalācijā ir jaudīgākas automatizētās iekārtas. Tika izmantota turbīnas urbšana - tas ir, kad negriežas visa virkne, bet tikai urbja galva. Urbšanas šķidrums tika padots caur kolonnu zem spiediena, kas grieza zemāk esošo daudzpakāpju turbīnu. Tās kopējais garums ir 46 m. Turbīna beidzas ar urbšanas galvu ar diametru 214 mm (to bieži sauc par vainagu), kurai ir gredzenveida forma, tāpēc vidū paliek neizurbta akmens kolonna - serde ar diametru 60 mm. Caur visām turbīnas sekcijām iet caurule - serdes uztvērējs, kurā tiek savāktas iegūtās iežu kolonnas. Sasmalcinātais iezis kopā ar urbšanas šķidrumu tiek iznests pa aku uz virsmu.

Akā ar urbšanas šķidrumu iegremdētās auklas masa ir aptuveni 200 tonnas. Tas neskatoties uz to, ka tika izmantotas īpaši izstrādātas caurules, kas izgatavotas no vieglajiem sakausējumiem. Ja kolonna ir izgatavota no parastām tērauda caurulēm, tā saplīsīs no sava svara.

Urbšanas procesā lielā dziļumā un serdeņu atlasē ir daudz grūtību, dažreiz pilnīgi negaidītas.

Iespiešanās vienā braucienā, ko nosaka urbja galviņas nodilums, parasti ir 7-10 m. (Brauciens jeb cikls ir virknes nolaišanās ar turbīnu un urbšanas instrumentu, faktiskā urbšana un pilnīgs pacēlums no auklas.) Pati urbšana aizņem 4 stundas. Un 12 kilometru kolonnas nolaišanās un pacelšanās aizņem 18 stundas. Paceļot aukla tiek automātiski izjaukta posmos (svecēs) 33m garumā.Vidēji mēnesī tika izurbti 60m.Pēdējos 5km akas izurbšanai izlietoti 50km caurules. Tā viņi ir nodiluši.

Līdz aptuveni 7 km dziļumam aka šķērsoja spēcīgus, samērā viendabīgus iežus, un tāpēc urbums bija plakans, gandrīz atbilst urbuma galvas diametram. Darbs ritēja, varētu teikt, mierīgi. Taču 7 km dziļumā aizgāja ne tik spēcīgi plīsuši, sakrustojušies ar maziem ļoti cietiem iežu starpslāņiem – gneisiem, amfibolītiem. Urbšana ir kļuvusi grūtāka. Stumbrs ieguva ovālu formu, parādījās daudz dobumu. Nelaimes gadījumi kļuvuši biežāki.

Attēlā parādīta sākotnējā ģeoloģiskā griezuma prognoze un prognoze, kas veikta, pamatojoties uz urbšanas datiem. Interesanti atzīmēt (B kolonna), ka veidošanās slīpums gar aku ir aptuveni 50 grādi. Tādējādi ir skaidrs, ka akmeņi, kurus šķērso aka, iznāk virspusē. Tieši šeit var atsaukt atmiņā jau pieminēto ģeologa J. Smirnova "loloto skapīti". Tur viņam vienā pusē bija paraugi, kas iegūti no akas, bet otrā – paņemti uz virsmas tādā attālumā no urbšanas iekārtas, kur attiecīgais slānis iet uz augšu. Šķirņu sakritība ir gandrīz pilnīga.

1983. gads iezīmējās ar līdz šim nepārspētu rekordu: urbšanas dziļums pārsniedza 12 km. Darbs ir apturēts.

Tuvojās Starptautiskais ģeoloģijas kongress, kas saskaņā ar plānu notika Maskavā. Tam tika gatavota Geoexpo izstāde. Tika nolemts ne tikai nolasīt ziņojumus par ĢS sasniegtajiem rezultātiem, bet arī parādīt kongresa dalībniekiem darbu natūrā un iegūtos iežu paraugus. Kongresam tika izdota monogrāfija "Kola Superdeep".

Geoexpo izstādē bija liels stends, kas bija veltīts SG darbam un svarīgākajam - rekorddziļuma sasniegšanai. Bija iespaidīgi grafiki, kas stāstīja par urbšanas tehniku un tehnoloģiju, iegūti iežu paraugi, tehnikas un komandas darbā fotogrāfijas. Bet vislielāko kongresa dalībnieku un viesu uzmanību piesaistīja viena izstādes skatei netradicionāla detaļa: visizplatītākā un jau nedaudz sarūsējusi urbja galva ar nodilušiem karbīda zobiem. Uz etiķetes bija teikts, ka tieši viņa tika izmantota, veicot urbšanu vairāk nekā 12 km dziļumā. Šī urbja galva pārsteidza pat speciālistus. Droši vien visi neviļus gaidīja ieraudzīt kādu tehnikas brīnumu, varbūt ar dimanta iekārtām... Un vēl nezināja, ka uz SG blakus urbšanas iekārtai salikta liela kaudze ar tieši tādām pašām jau sarūsējušām urbjgalvām: galu galā tie bija jāmaina pret jauniem apmēram katriem 7-8 metriem, kas tika izurbti.

Daudzi kongresa delegāti vēlējās savām acīm redzēt unikālo urbšanas iekārtu Kolas pussalā un pārliecināties, ka Savienībā patiešām ir sasniegts rekordliels urbšanas dziļums. Tāda aizbraukšana notika. Tur uz vietas notika kongresa sekcijas sēde. Delegātiem tika parādīta urbšanas iekārta, kamēr viņi cēla no akas auklu, atvienojot no tās 33 metrus garus posmus. Fotogrāfijas un raksti par SG tika publicēti laikrakstos un žurnālos gandrīz visās pasaules valstīs. Tika izdota pastmarka, organizēta īpaša aplokšņu anulēšana. Es neuzskaitīšu dažādu balvu ieguvēju un par viņu darbu apbalvoto vārdus ...

Bet brīvdienas bija beigušās, bija jāturpina urbt. Un tas sākās ar lielāko avāriju pašā pirmajā lidojumā 1984. gada 27. septembrī - "melnajā datumā" SG vēsturē. Aka nepiedod, ja to ilgstoši atstāj bez uzraudzības. Laikā līdz urbšanas veikšanai tās sienās neizbēgami notika izmaiņas, tās, kuras nebija nostiprinātas ar cementētu tērauda cauruli.

Sākumā viss gāja gludi. Urbēji veica savas ierastās darbības: pa vienam tika nolaisti urbju virknes posmi, urbšanas šķidruma padeves caurule tika savienota ar pēdējo, augšējo, un tika ieslēgti sūkņi. Mēs sākām urbt. Instrumenti uz konsoles operatora priekšā rādīja parasto darbības režīmu (urbšanas galviņas apgriezienu skaitu, tā spiedienu uz akmeni, šķidruma plūsmas ātrumu turbīnas rotācijai utt.).

Izurbuši vēl vienu 9 metru segmentu vairāk nekā 12 km dziļumā, kas aizņēma 4 stundas, tie sasniedza 12,066 km dziļumu. Sagatavojieties kolonnas kāpumam. Mēs mēģinājām. Neiet. Šādos dziļumos "pielipšana" novērota ne reizi vien. Tas ir tad, kad šķiet, ka kāda kolonnas daļa pielīp pie sienām (varbūt kaut kas sabruka no augšas, un tas nedaudz iestrēga). Lai pārvietotu kolonnu no tās vietas, ir nepieciešams spēks, kas pārsniedz tās svaru (apmēram 200 tonnas). Tā arī šoreiz, bet kolonna nekustējās. Mēs pielikām nelielu piepūli, un ierīces bultiņa strauji palēnināja rādījumus. Kolonna kļuva daudz vieglāka, normālas operācijas gaitā nevarēja būt tāds svara zudums. Sākām celties: vienu pēc otras sekcijas tika noskrūvētas vienu pēc otras. Pēdējā kāpuma laikā uz āķa karājās saīsināts caurules gabals ar nelīdzenu apakšējo malu. Tas nozīmēja, ka akā palika ne tikai turbourbis, bet arī 5 km urbšanas caurules...

Septiņus mēnešus mēģinot tos iegūt. Galu galā mēs zaudējām ne tikai 5 km cauruļu, bet piecu gadu darba rezultātus.

Tad visi mēģinājumi atgriezt pazudušo tika pārtraukti un viņi atkal sāka urbt no 7 km dziļuma. Jāsaka, ka tieši pēc septītā kilometra ģeoloģiskie apstākļi šeit ir īpaši apgrūtināti darbam. Katra posma urbšanas tehnoloģija tiek izstrādāta izmēģinājumu un kļūdu ceļā. Un sākot no apmēram 10 km dziļuma – vēl grūtāk. Urbšana, iekārtu un iekārtu darbība ir uz robežas.

Līdz ar to avārijas šeit ir jārēķinās jebkurā brīdī. Viņi tiem gatavojas. To novēršanas metodes un līdzekļi tiek pārdomāti iepriekš. Tipisks sarežģīts negadījums ir urbšanas mezgla pārrāvums kopā ar urbšanas auklas daļu. Galvenā metode, kā to novērst, ir izveidot dzega tieši virs zaudētās daļas un no šīs vietas izurbt jaunu apvedceļa caurumu. Pavisam akā tika izurbti 12 šādi apvedceļi. Četri no tiem ir no 2200 līdz 5000 m gari.Šādu negadījumu galvenās izmaksas ir gadi zaudētā darbaspēka.

Tikai ikdienas skatījumā aka ir vertikāls "caurums" no zemes virsmas līdz apakšai. Patiesībā tas ir tālu no tā. It īpaši, ja aka ir īpaši dziļa un šķērso dažāda blīvuma slīpas šuves. Tad it kā līkumo, jo urbis nepārtraukti novirzās uz mazāk izturīgiem akmeņiem. Pēc katra mērījuma, parādot, ka akas slīpums pārsniedz pieļaujamo, jāmēģina "atgriezties savā vietā". Lai to izdarītu, kopā ar urbšanas instrumentu tiek nolaisti speciāli "deflektori", kas palīdz samazināt urbuma slīpuma leņķi urbšanas laikā. Negadījumi bieži notiek, pazaudējot urbšanas instrumentus un cauruļu daļas. Pēc tam jātaisa jauns bagāžnieks, kā jau teicām, pakāpjoties malā. Tāpēc iedomājieties, kā izskatās aka zemē: kaut kas līdzīgs milzu auga saknēm, kas sazarotas dziļumā.

Tas ir iemesls īpašajam urbšanas pēdējās fāzes ilgumam.

Pēc lielākās avārijas - 1984. gada "melnā datuma" - viņi atkal pietuvojās 12 km dziļumam tikai pēc 6 gadiem. 1990. gadā tika sasniegts maksimums - 12 262 km. Pēc vēl dažām avārijām mēs bijām pārliecināti, ka nevaram tikt dziļāk. Visas mūsdienu tehnoloģiju iespējas ir izsmeltas. Šķita, ka Zeme vairs nevēlas atklāt savus noslēpumus. Urbšana tika pārtraukta 1992. gadā.

PĒTNIECĪBA. MĒRĶI UN METODES

Viens no ļoti svarīgiem urbšanas mērķiem bija iegūt iežu paraugu serdes kolonnu visā urbuma garumā. Un šis uzdevums ir izpildīts. Pasaulē garākais kodols tika atzīmēts kā lineāls metros un ievietots atbilstošā secībā kastēs. Kastes numurs un parauga numuri ir norādīti augšpusē. Noliktavā ir gandrīz 900 šādu kastu.

Tagad atliek tikai izpētīt kodolu, kas patiešām ir nepieciešams, lai noteiktu iežu struktūru, sastāvu, īpašības un vecumu.

Bet virspusē paceltam iežu paraugam ir citas īpašības nekā masīvā. Šeit, augšā, viņš tiek atbrīvots no milzīgajiem mehāniskajiem spriegumiem, kas pastāv dziļumā. Urbšanas laikā tas saplaisāja un kļuva piesātināts ar urbšanas dubļiem. Pat ja dziļi apstākļi tiek atjaunoti īpašā kamerā, paraugā izmērītie parametri joprojām atšķiras no masīvā. Un vēl viens mazs "uzlauzts": uz katriem 100 m urbtas akas netiek iegūti 100 m serdeņa. SG no dziļuma, kas pārsniedz 5 km, vidējā serdeņa atjaunošanās bija tikai aptuveni 30%, un no dziļuma, kas pārsniedz 9 km, tās dažkārt bija tikai atsevišķas plāksnes, kuru biezums bija 2–3 cm, kas atbilst izturīgākajiem starpslāņiem.

Tātad kodols, kas ņemts no SG akas, nesniedz pilnīgu informāciju par dziļajiem akmeņiem.

Akas tika urbtas zinātniskiem nolūkiem, tāpēc tika izmantots viss mūsdienu pētījumu metožu klāsts. Papildus kodola ieguvei noteikti tika veikti pētījumi par iežu īpašībām to dabiskajā izplatībā. Akas tehniskais stāvoklis tika pastāvīgi uzraudzīts. Temperatūra tika mērīta visā urbumā, dabiskā radioaktivitāte - gamma starojums, inducētā radioaktivitāte pēc impulsa neitronu apstarošanas, iežu elektriskās un magnētiskās īpašības, elastīgo viļņu izplatīšanās ātrums un gāzu sastāvs urbuma šķidrumā.

Līdz 7 km dziļumam tika izmantoti sērijveida instrumenti. Strādājot lielākā dziļumā un augstākā temperatūrā, bija jāizveido īpaši karstumizturīgi un spiediena izturīgi instrumenti. Īpašas grūtības radās pēdējā urbšanas posmā; kad temperatūra akā tuvojās 200 ° C un spiediens pārsniedza 1000 atmosfēras, sērijveida ierīces vairs nevarēja darboties. Palīgā nāca vairāku pētniecības institūtu ģeofizikālās projektēšanas biroji un specializētās laboratorijas, kas ražoja termiski izturīgu instrumentu atsevišķas kopijas. Tādējādi viņi visu laiku strādāja tikai pie sadzīves tehnikas.

Vārdu sakot, aka tika pietiekami detalizēti izpētīta visā tās dziļumā. Pētījumi tika veikti pa posmiem, apmēram reizi gadā, pēc urbuma padziļināšanas par 1 km. Katru reizi pēc tam tika izvērtēta saņemto materiālu uzticamība. Atbilstoši aprēķini ļāva noteikt konkrētas šķirnes parametrus. Mēs atklājām zināmu slāņu maiņu un jau zinājām, ar kādiem akmeņiem atrodas alas, un ar tiem saistīto daļēju informācijas zudumu. Mēs iemācījāmies identificēt akmeņus burtiski pēc "drupatas" un, pamatojoties uz to, radīt pilnīgu priekšstatu par to, ko aka "slēpa". Īsāk sakot, mums izdevās uzbūvēt detalizētu litoloģisko kolonnu - parādīt iežu miju un to īpašības.

NO PAŠAS PIEREDZES

Apmēram reizi gadā, kad tika pabeigts kārtējais urbšanas posms - padziļinot aku par 1 km, devos arī uz SG veikt man uzticētos mērījumus. Aka šajā laikā parasti tika izskalota un paredzēta izpētei mēnesi. Plānotās pieturas laiks vienmēr bija zināms iepriekš. Arī telegramma-zvans uz darbu nāca iepriekš. Aprīkojums ir pārbaudīts un iepakots. Ir nokārtotas formalitātes, kas saistītas ar slēgtajiem darbiem pierobežas joslā. Beidzot viss nokārtots. Ejam.

Mūsu grupa ir neliela draudzīga komanda: urbumu instrumentu izstrādātājs, jaunu zemes iekārtu izstrādātājs un es esmu metodiķe. Ierodamies 10 dienas pirms mērījumiem. Iepazīstamies ar datiem par akas tehnisko stāvokli. Mēs sastādām un apstiprinām detalizētu mērījumu programmu. Veicam iekārtu montāžu un kalibrēšanu. Gaidām zvanu - zvanu no akas. Mūsu kārta "nirt" ir trešā, bet, ja būs atteikums no priekšgājējiem, aka mums tiks nodrošināta. Šoreiz viņiem viss kārtībā, saka, ka rīt no rīta beigs. Pie mums vienā ģeofiziķu komandā - operatori, kas reģistrē signālus, kas saņemti no akā esošās iekārtas un komandē visas darbības urbuma instrumenta nolaišanai un pacelšanai, kā arī mehāniķi uz lifta, viņi kontrolē tinumu no bungas un tinumu. uz tā tie paši 12 km kabeļa, uz kura instruments ir nolaists akā. Dežurē arī urbēji.

Darbs ir sācies. Ierīce ir nolaista akā vairākus metrus. Pēdējā pārbaude. Aiziet. Nolaišanās ir lēna - apmēram 1 km / h, nepārtraukti uzraugot signālu, kas nāk no apakšas. Tik tālu, labi. Taču astotajā kilometrā signāls noraustījās un pazuda. Tātad kaut kas nav kārtībā. Pilns pacēlums. (Tikai gadījumā mēs esam sagatavojuši otru aprīkojuma komplektu.) Mēs sākam pārbaudīt visas detaļas. Šoreiz kabelis bija bojāts. Viņš tiek nomainīts. Tas aizņem vairāk nekā dienu. Jaunais nobrauciens ilga 10 stundas. Beidzot signāla novērotājs teica: "Ieradās vienpadsmitajā kilometrā." Komanda operatoriem: "Sākt ierakstīšanu". Kas un kā ir iepriekš plānots saskaņā ar programmu. Tagad jums ir jānolaiž un jāpaaugstina dziļurbuma rīks vairākas reizes noteiktā intervālā, lai veiktu mērījumus. Šoreiz aprīkojums darbojās labi. Tagad pilns lifts. Mēs uzkāpām līdz 3 km, un pēkšņi vinčas sauciens (viņš ir mūsu cilvēks ar humoru): "Auve ir beigusies." Kā?! Kas?! Ak, vads saplīsa... Apakšā palika urbuma instruments un 8 km kabelis... Par laimi dienu vēlāk urbējiem izdevās to visu salasīt, izmantojot vietējo amatnieku izstrādāto metodiku un ierīces, novērst šādas ārkārtas situācijas.

REZULTĀTI

Aka sniedza lielisku dāvanu dzimtenei seklā dziļumā - 1,6-1,8 km diapazonā. Tur tika atklātas rūpnieciskās vara-niķeļa rūdas - tika atklāts jauns rūdas horizonts. Un ļoti parocīgi, jo vietējā niķeļa rūpnīcā jau beidzas rūda.

Kā minēts iepriekš, urbuma iecirkņa ģeoloģiskā prognoze nepiepildījās (skat. attēlu 39. lpp.). Bilde, kas bija gaidāma pirmajos 5 km akā stiepās 7 km garumā, un tad parādījās pavisam negaidīti akmeņi. 7 km dziļumā prognozētie bazalti netika atrasti pat tad, kad tie nokritās līdz 12 km.

Bija paredzēts, ka robeža, kas visvairāk atspoguļo seismisko zondēšanu, ir līmenis, kurā granīti pāriet izturīgākā bazalta slānī. Reāli izrādījās, ka tur atrodas mazāk izturīgi un mazāk blīvi šķeltie ieži - arhejas gneisi. Tas nemaz nebija gaidīts. Un šī ir principiāli jauna ģeoloģiskā un ģeofizikālā informācija, kas ļauj citādā veidā interpretēt dziļo ģeofizikālo pētījumu datus.

Mainījušies arī priekšstati par zemes iekšpuses termisko režīmu, par dziļo temperatūru sadalījumu bazalta vairogu zonās. Vairāk nekā 6 km dziļumā tika iegūts temperatūras gradients 20 ° C uz 1 km gaidītā (kā augšējā daļā) 16 ° C uz 1 km vietā. Tika atklāts, ka puse no siltuma plūsmas ir radiogēnas izcelsmes.

Izurbuši unikālo Kolas superdziļu urbumu, mēs daudz uzzinājām un tajā pašā laikā sapratām, cik maz mēs vēl zinām par mūsu planētas uzbūvi.

Tehnisko zinātņu kandidāts A. OSADCHI.

LITERATŪRA

Kola superdziļa. Maskava: Nedra, 1984.

Kola superdziļa. Zinātniskie rezultāti un pētījumu pieredze. M., 1998. gads.

Kozlovskis E.A. Pasaules ģeologu forums."Zinātne un dzīve" 1984. gada 10. nr.

Kozlovskis E.A. Kola superdziļa."Zinātne un dzīve" 1985. gada 11. nr.

PSRS viņiem patika mērogs, bet vairāk, un tas attiecās uz burtiski visu. Tātad Savienībā tika izrakta viena aka, kurai šodien ir zemes dziļākās tituls. Zīmīgi, ka urbums tika urbts nevis naftas ieguvei vai ģeoloģiskai izpētei, bet gan tīri zinātniskiem pētījumiem.

Uzgaļi, ko izmanto, lai urbtu aku.

Kolas īpaši dziļa aka jeb SG-3 ir dziļākā cilvēka radītā aka uz zemes. Tas atrodas Murmanskas apgabalā, 10 kilometrus no Zapolyarny pilsētas, rietumu virzienā. Bedrītes dziļums ir 12 262 metri. Tās diametrs augšpusē ir 92 centimetri. Apakšā - 21,5 centimetri. Svarīga SG-3 iezīme ir tā, ka atšķirībā no citiem naftas ieguves vai ģeoloģiskiem darbiem paredzētiem urbumiem šis tika urbts tikai zinātniskiem nolūkiem.

Aka ielikta 1970. gadā, par godu Vladimira Ļeņina 100. dzimšanas dienai. Izvēlētā vieta ir ievērojama ar to, ka aka tika izurbta vairāk nekā 3 miljardus gadu vecos vulkāniskos iežos. Starp citu, Zemes vecums ir aptuveni 4,5 miljardi gadu. Veicot ieguvi, akas reti tiek urbtas dziļāk par diviem tūkstošiem metru.

Darbs ritēja dienām ilgi.

Urbšana sākās 1970. gada 24. maijā. Līdz 7000 metru atzīmei urbšana noritēja viegli un mierīgi, bet pēc tam, kad galva atsitās pret mazāk blīvajiem akmeņiem, sākās problēmas. Process ir ievērojami palēninājies. Tikai 1979. gada 6. jūnijā tika uzstādīts jauns rekords - 9583 metri. Iepriekš to ASV uzstādīja naftas ražotāji. 12 066 metru atzīme tika pārvarēta 1983. gadā. Rezultātu sasniedza Starptautiskais ģeoloģijas kongress, kas notika Maskavā. Pēc tam kompleksā notika divas avārijas.

Tagad komplekss izskatās šādi.

1997. gadā plašsaziņas līdzekļos uzreiz tika izplatītas vairākas leģendas, ka Kolas superdziļā aka ir īstais ceļš uz elli. Viena no šīm leģendām vēstīja, ka, komandai nolaižot mikrofonu vairāku tūkstošu metru dziļumā, tur bija dzirdami cilvēku kliedzieni, vaidi un kliedzieni.

Protams, nekas tamlīdzīgs nebija. Kaut vai tāpēc, ka skaņu ierakstīšanai akā tādā dziļumā izmanto speciālu aparatūru - bet tā arī neko neierakstīja. Kompleksā patiešām notikušas vairākas avārijas, tostarp pazemes sprādziens urbšanas laikā, taču ģeologi noteikti nevienu pazemes “dēmonu” netraucēja.

Pati aka ir naftalizēta.

Ir patiešām svarīgi, ka SG-3 strādāja 16 pētniecības laboratorijas. Padomju Savienības laikā vietējie ģeologi spēja izdarīt daudz vērtīgu atklājumu un labāk izprast mūsu planētas darbību. Darbs objektā ļāva būtiski uzlabot urbšanas tehnoloģiju. Zinātnieki arī spēja izprast vietējos ģeoloģiskos procesus, saņēma visaptverošus datus par zarnu termisko režīmu, pazemes gāzēm un dziļūdeņiem.

Diemžēl šodien Kolas superdziļā aka ir slēgta. Kopš 2008. gadā, kad šeit tika slēgta pēdējā laboratorija, kompleksa ēka nolietojas, un visas iekārtas tika demontētas. Iemesls ir vienkāršs – finansējuma trūkums. 2010. gadā aka jau bija naftalizēta. Tagad tas lēnām, bet noteikti tiek iznīcināts dabisko procesu ietekmē.