Najgloblji vodnjak na svetu je sovjetski. Skrivnosti supergloboke vrtine Kola

Danes je znanstveno raziskovanje človeštva doseglo meje sončnega sistema: vesoljska plovila smo pristala na planetih, njihovih satelitih, asteroidih, kometih, poslala misije v Kuiperjev pas in prestopila mejo heliopavze. S pomočjo teleskopov vidimo dogodke, ki so se zgodili pred 13 milijardami let – ko je bilo vesolje staro le nekaj sto milijonov let. Glede na to je zanimivo oceniti, kako dobro poznamo našo Zemljo. Najboljši način spoznaj jo notranja struktura- izvrtajte vodnjak: čim globlje, tem bolje. Večina globok vodnjak na Zemlji - Kola Superdeep ali SG-3. Leta 1990 je njegova globina dosegla 12 kilometrov 262 metrov. Če to številko primerjate s polmerom našega planeta, se izkaže, da je to le 0,2 odstotka poti do središča Zemlje. Toda tudi to je bilo dovolj za spremembo predstav o strukturi zemeljska skorja.

Če si vodnjak predstavljate kot jašek, skozi katerega se lahko z dvigalom spustite v globino zemlje ali vsaj nekaj kilometrov, potem to sploh ni tako. Premer vrtalnega orodja, s katerim so inženirji izdelali vrtino, je bil le 21,4 centimetra. Zgornji dvokilometrski odsek vodnjaka je nekoliko širši - razširili so ga na 39,4 centimetra, a še vedno ni poti, da bi človek tja prišel. Da bi si predstavljali razmerja vodnjaka, bi bila najboljša analogija 57-metrska šivalna igla s premerom 1 milimetra, na enem koncu nekoliko debelejša.

Diagram vodnjaka

Toda ta predstavitev bo tudi poenostavljena. Med vrtanjem se je na vrtini zgodilo več nesreč - del vrtalne verige je končal pod zemljo, ne da bi ga lahko izvlekli. Zato so vrtino večkrat začeli na novo, od oznak sedem in devet kilometrov. Obstajajo štiri velike veje in približno ducat majhnih. Glavne veje imajo različne največje globine: dve prečkata 12-kilometrsko oznako, dve drugi je ne dosežeta le 200-400 metrov. Upoštevajte, da je globina Marianskega jarka en kilometer manj - 10.994 metrov glede na morsko gladino.

Vodoravna (levo) in navpična projekcija trajektorij SG-3

Yu.N. Yakovlev et al. / Bilten Kola znanstveno središče RAS, 2014

Poleg tega bi bilo napačno dojemati vodnjak kot navpično črto. Zaradi dejstva da različne globine kamnine imajo različne mehanske lastnosti, je sveder med delom odstopal na manj gosta območja. Zato je v velikem merilu profil Kola Superdeep videti kot rahlo ukrivljena žica z več vejami.

Ko se danes približamo vodnjaku, bomo videli le zgornji del - kovinsko loputo, privito na ustje z dvanajstimi masivnimi vijaki. Napis na njem je narejen z napako, pravilna globina je 12.262 metrov.

Kako je bila izvrtana super globoka vrtina?

Za začetek je treba opozoriti, da je bil SG-3 prvotno zasnovan posebej za znanstvene namene. Raziskovalci so za vrtanje izbrali kraj, kjer so starodavne kamnine - do tri milijarde let - prišle na površje zemlje. Eden od argumentov med raziskovanjem je bil, da so bile mlade sedimentne kamnine med pridobivanjem nafte dobro raziskane in nihče ni nikoli vrtal globoko v starodavne plasti. Poleg tega so obstajala velika nahajališča bakra in niklja, katerih raziskovanje bi bilo koristen dodatek k znanstveni nalogi vrtine.

Vrtanje se je začelo leta 1970. Prvi del vrtine je bil izvrtan s serijsko napravo Uralmash-4E - običajno se je uporabljala za vrtanje naftnih vrtin. Sprememba naprave je omogočila doseganje globine 7 kilometrov 263 metrov. Trajalo je štiri leta. Nato so namestitev spremenili v Uralmash-15000, poimenovano po načrtovani globini vrtine - 15 kilometrov. Nova vrtalna naprava je bila zasnovana posebej za Kola superdeep: vrtanje na tako velikih globinah je zahtevalo resne spremembe opreme in materialov. Na primer, samo teža vrtalne vrvice na globini 15 kilometrov je dosegla 200 ton. Sama naprava je lahko dvignila bremena do 400 ton.

Vrtalni niz je sestavljen iz med seboj povezanih cevi. Z njegovo pomočjo inženirji spustijo vrtalno orodje na dno vrtine, zagotavlja pa tudi njegovo delovanje. Na koncu stebra so bili nameščeni posebni 46-metrski turbovrti, ki jih poganja tok vode s površja. Omogočili so vrtenje orodja za drobljenje kamnin ločeno od celotnega stebra.

Svedri, s katerimi je vrtalna nitka zabodla v granit, spominjajo na futuristične dele robota – več vrtečih se koničastih diskov, povezanih s turbino na vrhu. En tak sveder je zadoščal le za štiri ure dela - to približno ustreza prehodu 7-10 metrov, po katerem je treba celotno vrtalno vrvico dvigniti, razstaviti in nato spet spustiti. Sami stalni spusti in vzponi so trajali do 8 ur.

Tudi cevi za steber v Kola Superdeep Pipe je bilo treba uporabiti na nenavaden način. V globini se temperatura in tlak postopoma povečujeta in, kot pravijo inženirji, se pri temperaturah nad 150-160 stopinj jeklo serijskih cevi zmehča in manj prenese večtonske obremenitve - zaradi tega je verjetnost nevarnih deformacij in poveča se zlom stolpca. Zato so razvijalci izbrali lažje in toplotno odporne aluminijeve zlitine. Vsaka od cevi je imela dolžino približno 33 metrov in premer približno 20 centimetrov - nekoliko ožji od samega vodnjaka.

Vendar tudi posebej razviti materiali niso mogli vzdržati pogojev vrtanja. Po prvem sedemkilometrskem odseku je nadaljnje vrtanje do meje 12.000 metrov zahtevalo skoraj deset let in več kot 50 kilometrov cevi. Inženirji so se soočili z dejstvom, da so skale pod sedmimi kilometri postale manj goste in razpokane – viskozne za vrtalnik. Poleg tega je vrtina sama popačila svojo obliko in postala eliptična. Zaradi tega se je steber večkrat zlomil in ker ga niso mogli dvigniti nazaj, so bili inženirji prisiljeni zabetonirati vejo vodnjaka in ponovno izvrtati jašek, s čimer so izgubili leta dela.

Eden od teh velike nesreče leta 1984 prisilil vrtalce, da so betonirali krak vrtine, ki je dosegla globino 12.066 metrov. Vrtanje je bilo treba znova začeti od oznake 7 kilometrov. Pred tem je prišlo do premora pri delu z vrtino - v tistem trenutku je bil razglašen za obstoj SG-3 in v Moskvi je potekal mednarodni geološki kongres Geoexpo, katerega delegati so obiskali lokacijo.

Po besedah ​​očividcev nesreče je steber po nadaljevanju del izvrtal vodnjak še devet metrov nižje. Po štirih urah vrtanja so se delavci pripravili, da bodo steber dvignili nazaj, a "ni delovalo". Vrtalci so ugotovili, da je cev "zataknjena" nekje na stenah vrtine, in povečali dvižno moč. Obremenitev se je močno zmanjšala. Delavci so postopoma razstavili steber na 33-metrske sveče in dosegli naslednji odsek, ki se je končal z neravnim spodnjim robom: v vrtini je ostalo še pet kilometrov cevi, ki jih ni bilo mogoče dvigniti.

Vrtalci so znova dosegli mejo 12 kilometrov šele leta 1990, ko je bil postavljen rekord v potapljanju - 12.262 metrov. Nato se je zgodila nova nesreča in od leta 1994 so bila dela na vrtini ustavljena.

Supergloboka znanstvena misija

Slika potresnih preizkusov na SG-3

“Kola Superdeep” Ministrstvo za geologijo ZSSR, Založba Nedra, 1984

Vrtino so proučevali s celo vrsto geoloških in geofizikalnih metod, od zbiranja jeder (stolpec kamnin, ki ustreza določeni globini) do meritev sevanja in seizmoloških meritev. Na primer, jedro je bilo odvzeto s sprejemniki jedra s posebnimi svedri - videti so kot cevi z nazobčanimi robovi. V središču teh cevi so 6-7 centimetrske luknje, kamor pada skala.

Toda tudi pri tem na videz preprostem (razen potrebe po dvigu tega jedra iz globine več kilometrov) so se pojavile težave. Zaradi vrtalne tekočine, iste, ki je pognala sveder, se je jedro nasičilo s tekočino in spremenilo svoje lastnosti. Poleg tega so razmere v globinah in na površju zemlje zelo različne – vzorci so počili zaradi sprememb tlaka.

Na različnih globinah je izkoristek jedra zelo različen. Če bi na petih kilometrih od 100-metrskega segmenta lahko računali na 30 centimetrov jedra, potem so geologi na globinah več kot devet kilometrov namesto kamnitega stebra dobili niz podložk iz goste kamnine.

Mikrofotografija kamnin, pridobljenih iz globine 8028 metrov

“Kola Superdeep” Ministrstvo za geologijo ZSSR, Založba Nedra, 1984

Študije materiala, pridobljenega iz vrtine, so vodile do več pomembnih zaključkov. Prvič, strukture zemeljske skorje ni mogoče poenostaviti na sestavo več plasti. To so pred tem nakazovali seizmološki podatki - geofiziki so videli valove, za katere se je zdelo, da se odbijajo od gladke meje. Študije na SG-3 so pokazale, da se takšna vidljivost lahko pojavi tudi pri kompleksni porazdelitvi kamnin.

Ta predpostavka je vplivala na zasnovo vodnjaka - znanstveniki so pričakovali, da bo jašek na globini sedmih kilometrov vstopil v bazaltne kamnine, vendar se niso srečali niti pri 12-kilometrski znamki. Toda namesto bazalta so geologi odkrili kamnine, ki so imele velik znesek razpok in nizke gostote, ki je iz večkilometrske globine sploh ni bilo mogoče pričakovati. Poleg tega so v razpokah našli sledove podzemne vode - domnevalo se je celo, da so nastale z neposredno reakcijo kisika in vodika v debelini Zemlje.

Med znanstvenimi rezultati so bili tudi uporabni - na primer, na majhnih globinah so geologi našli horizont bakrovo-nikljevih rud, primernih za rudarjenje. In na globini 9,5 kilometra so odkrili plast geokemične anomalije zlata - v kamnini so bila prisotna mikrometrska zrna samorodnega zlata. Koncentracije so dosegale do gram na tono kamnine. Vendar pa je malo verjetno, da bo rudarjenje iz takih globin kdaj donosno. Toda že sam obstoj in lastnosti zlatonosne plasti so omogočile razjasnitev modelov evolucije mineralov – petrogeneze.

Ločeno bi morali govoriti o študijah temperaturnih gradientov in sevanja. Za tovrstne poskuse se uporabljajo instrumenti v vrtini, spuščeni na žičnih vrveh. Velika težava je bila zagotoviti njihovo sinhronizacijo z zemeljsko opremo, pa tudi zagotoviti delovanje na velikih globinah. Težave so na primer nastale pri dejstvu, da so se kabli v dolžini 12 kilometrov raztegnili za približno 20 metrov, kar bi lahko močno zmanjšalo točnost podatkov. Da bi se temu izognili, so morali geofiziki ustvariti nove metode za označevanje razdalj.

Večina komercialnih naprav ni bila zasnovana za delovanje v težke razmere spodnje ravni vodnjaka. Zato so znanstveniki za raziskave na velikih globinah uporabili opremo, razvito posebej za Kola Superdeep.

Najpomembnejši rezultat geotermalnih raziskav so veliko višji temperaturni gradienti od pričakovanih. Blizu površja je bila hitrost dviga temperature 11 stopinj na kilometer, do globine dveh kilometrov - 14 stopinj na kilometer. V intervalu od 2,2 do 7,5 kilometra se je temperatura povečevala s hitrostjo, ki se je približevala 24 stopinjam na kilometer, čeprav so obstoječi modeli napovedovali enkrat in pol nižjo vrednost. Posledično so instrumenti že na globini petih kilometrov zabeležili temperaturo 70 stopinj Celzija, do 12 kilometrov pa je ta vrednost dosegla 220 stopinj Celzija.

Izkazalo se je, da supergloboka vrtina Kola ni podobna drugim vrtinam - na primer, pri analizi sproščanja toplote kamnin ukrajinskega kristalnega ščita in batolitov Sierra Nevada so geologi pokazali, da se sproščanje toplote zmanjšuje z globino. V SG-3 je nasprotno raslo. Poleg tega so meritve pokazale, da je glavni vir toplote, ki zagotavlja 45-55 odst toplotni tok, je razpad radioaktivnih elementov.

Kljub dejstvu, da se globina vodnjaka zdi ogromna, ne doseže niti tretjine debeline zemeljske skorje v Baltskem ščitu. Geologi ocenjujejo, da je osnova zemeljske skorje na tem območju približno 40 kilometrov pod zemljo. Torej, tudi če bi SG-3 dosegel načrtovano mejo 15 kilometrov, še vedno ne bi dosegli plašča.

To je ambiciozna naloga, ki so si jo ameriški znanstveniki zadali pri razvoju projekta Mohol. Geologi so nameravali doseči mejo Mohorovičića - podzemnega območja, kjer se hitrost širjenja zvočnih valov močno spremeni. Povezana naj bi bila z mejo med skorjo in plaščem. Omeniti velja, da so vrtalci za lokacijo vrtine izbrali oceansko dno v bližini otoka Guadalupe - razdalja do meje je bila le nekaj kilometrov. Vendar pa je globina samega oceana tukaj dosegla 3,5 kilometra, kar je znatno zapletlo vrtanje. Prvi testi v šestdesetih letih prejšnjega stoletja so geologom omogočili vrtanje vrtin le do 183 metrov.

Pred kratkim je postalo znano o načrtih za oživitev projekta globokomorskega vrtanja s pomočjo raziskovalne vrtalne ladje JOIDES Resolution. Kot nov cilj geologi so izbrali točko v Indijskem oceanu, nedaleč od Afrike. Globina Mohorovičičeve meje je tam le okoli 2,5 kilometra. Decembra 2015 - januarja 2016 je geologom uspelo izvrtati 789 metrov globoko vrtino - peto največjo podvodno vrtino na svetu. Toda ta vrednost je le polovica zahtevane na prvi stopnji. Kljub temu se ekipa namerava vrniti in dokončati začeto.

***

0,2 odstotka poti do središča Zemlje ni tako impresivno v primerjavi z obsegom vesoljskih potovanj. Vendar je treba upoštevati, da meja Osončja ne poteka vzdolž orbite Neptuna (ali celo Kuiperjevega pasu). Sončeva gravitacija prevladuje nad zvezdno gravitacijo do razdalje dveh svetlobnih let od zvezde. Torej, če natančno izračunate vse, se izkaže, da je Voyager 2 letel le desetinko odstotka poti do obrobja našega sistema.

Zato se ne smemo vznemirjati, kako slabo poznamo »notranjost« lastnega planeta. Geologi imajo svoje teleskope - seizmične raziskave - in svoje ambiciozne načrte za osvajanje podzemlja. In če se je astronomom že uspelo dotakniti pomembnega dela nebesnih teles v solarni sistem, potem pa so za geologe najbolj zanimive stvari šele pred nami.

Vladimir Korolev

V ZSSR so ljubili obseg in še več, in to se je razširilo na dobesedno vse. Tako so v Zvezi izkopali en vodnjak, ki še danes nosi naziv najgloblji na svetu. Omeniti velja, da vrtina ni bila izvrtana za pridobivanje nafte ali geološko raziskovanje, temveč izključno za znanstvene raziskave.

Konice, ki se uporabljajo za vrtanje vodnjaka.

Kola Superdeep Well ali SG-3 je najgloblji vodnjak na zemlji, ki ga je naredil človek. Nahaja se v regiji Murmansk, 10 kilometrov od mesta Zapolyarny, v zahodni smeri. Globina luknje je 12.262 metrov. Njegov premer na vrhu je 92 centimetrov. Na dnu - 21,5 centimetrov. Pomembna lastnost SG-3 je, da je bila ta v nasprotju z drugimi vrtinami za pridobivanje nafte ali geološka dela izvrtana izključno v znanstvene namene.

Vodnjak je bil postavljen leta 1970, ob 100. obletnici rojstva Vladimirja Lenina. Izbrana lokacija je opazna, ker je bila vrtina izvrtana v izpostavljene vulkanske kamnine, stare več kot 3 milijarde let. Mimogrede, starost Zemlje je približno 4,5 milijarde let. Pri pridobivanju mineralov se vrtine redko vrtajo globlje od dva tisoč metrov.

Delo je potekalo cele dneve.

Vrtanje se je začelo 24. maja 1970. Do višine 7 tisoč metrov je vrtanje potekalo lahkotno in mirno, ko pa je glava zadela manj goste kamnine, so se začele težave. Proces se je močno upočasnil. Šele 6. junija 1979 je bil postavljen nov rekord - 9583 metrov. Pred tem so ga v ZDA namestili proizvajalci nafte. Znamka 12.066 metrov je bila presežena leta 1983. Rezultat je dosegel Mednarodni geološki kongres, ki je potekal v Moskvi. Nato sta se v kompleksu zgodili dve nesreči.

Zdaj kompleks izgleda takole.

Leta 1997 je v medijih krožilo več legend, da je supergloboka vrtina Kola prava pot v pekel. Ena od teh legend pravi, da ko je ekipa spustila mikrofon na globino nekaj tisoč metrov, so se tam zaslišali človeški kriki, stokanje in kriki.

Seveda ni bilo nič takega. Že zato, ker se za snemanje zvoka v vodnjaku na takšni globini uporablja posebna oprema - vendar ni posnela ničesar. V kompleksu se je dejansko zgodilo več nesreč, vključno s podzemno eksplozijo med vrtanjem, vendar geologi zagotovo niso zmotili nobenih podzemnih "demonov".

Sam vodnjak je naftalin.

Res pomembno je, da je imel SG-3 16 raziskovalnih laboratorijev. Med časi Sovjetska zveza domačim geologom uspelo priti do številnih dragocenih odkritij in bolje razumeti, kako deluje naš planet. Delo na gradbišču nam je omogočilo bistveno izboljšanje tehnologije vrtanja. Znanstveniki so lahko razumeli tudi lokalne geološke procese in prejeli izčrpne podatke o toplotnem režimu podzemlja, podzemnih plinov in globokih voda.

Na žalost je danes zelo globoka vrtina Kola zaprta. Kompleksna zgradba propada, odkar so leta 2008 zaprli zadnji laboratorij in razstavili vso opremo. Razlog je preprost - pomanjkanje sredstev. Leta 2010 je bil vodnjak že zaprt. Zdaj se pod vplivom naravnih procesov počasi, a zanesljivo uničuje.

V 50-70 letih prejšnjega stoletja se je svet spreminjal z neverjetno hitrostjo. Pojavile so se stvari, brez katerih si današnji svet težko predstavljamo: internet, računalnik, celični, osvajanje vesolja in morskih globin. Človek je hitro širil sfere svoje prisotnosti v vesolju, vendar je imel še vedno precej grobe predstave o strukturi svojega "doma" - planeta Zemlje. Čeprav že takrat ideja o ultra globokem vrtanju ni bila nova: že leta 1958 so Američani sprožili projekt Mohole. Njegovo ime je sestavljeno iz dveh besed:

Moho- površje, poimenovano po Andriji Mohorovičiću, hrvaškem geofiziku in seizmologu, ki je leta 1909 identificiral spodnjo mejo zemeljske skorje, na kateri prihaja do nenadnega povečanja hitrosti potresnih valov;
Luknja- vodnjak, luknja, odprtina. Na podlagi predpostavk, da je debelina zemeljske skorje pod oceani veliko manjša kot na kopnem, je bilo v bližini otoka Guadelupe izvrtanih 5 vrtin z globino približno 180 metrov (z globino oceana do 3,5 km). V petih letih so raziskovalci izvrtali pet vrtin, zbrali veliko vzorcev iz bazaltne plasti, vendar niso dosegli plašča. Posledično je bil projekt razglašen za neuspešen in dela ustavljena.

Nič lažje prodreti v skrivnosti, ki so pod našimi nogami, kot odkriti vse skrivnosti vesolja nad našimi glavami. In morda še težje, saj je za pogled v globino Zemlje potreben zelo globok vodnjak.

Nameni vrtanja so različni (pridobivanje nafte, na primer), a ultragloboke (več kot 6 km) vrtine potrebujejo predvsem znanstveniki, ki želijo izvedeti, kaj zanimivega je na našem planetu. Kje se nahajajo ta "okna" v središče Zemlje in kako se imenuje najgloblja vrtina, vam bomo povedali v tem članku. Najprej samo eno pojasnilo.

Vrtanje se lahko izvede navpično navzdol ali pod kotom glede na površino zemlje. V drugem primeru je lahko dolžina zelo velika, globina, če jo ocenimo od ustja (začetek vodnjaka na površini) do samega globoka točka v globini pa manj od tistih, ki potekajo pravokotno.

Primer je ena od vrtin polja Chayvinskoye, katere dolžina je dosegla 12.700 m, vendar je po globini bistveno slabša od najglobljih vrtin.

Ta vodnjak, globok 7520 m, se nahaja na ozemlju sodobnega Zahodna Ukrajina. Vendar pa je delo na njem potekalo že v ZSSR v letih 1975 - 1982.

Namen ustvarjanja te ene najglobljih vrtin v ZSSR je bilo pridobivanje mineralov (nafte in plina), vendar je bila pomembna naloga tudi preučevanje zemeljskega drobovja.

9 Yen-Yakhinskaya vodnjak

Nedaleč od mesta Novy Urengoy v Okrožje Yamalo-Nenets. Namen vrtanja Zemlje je bil ugotoviti sestavo zemeljske skorje na mestu vrtanja in ugotoviti donosnost razvijanja velikih globin za rudarjenje.

Kot je običajno pri ultra globokih vrtinah, je podzemlje raziskovalcem prineslo veliko »presenečenj«. Na primer, na globini približno 4 km je temperatura dosegla +125 (nad izračunano), po nadaljnjih 3 km pa je bila temperatura že +210 stopinj. Kljub temu so znanstveniki zaključili raziskavo in leta 2006 je bil vodnjak opuščen.

8 Saatli v Azerbajdžanu

V ZSSR je bila na ozemlju Azerbajdžanske republike izvrtana ena najglobljih vrtin na svetu Saatli. Načrtovano je bilo doseči njegovo globino na 11 km in izvesti različne študije, povezane tako s strukturo zemeljske skorje kot z razvojem nafte na različnih globinah.

Morda bi vas zanimalo

Vendar ni bilo mogoče izvrtati tako globoke vrtine, kot se zgodi zelo, zelo pogosto. Med delovanjem stroji pogosto odpovejo zaradi izjemno visokih temperatur in pritiskov; vodnjak je upognjen, ker trdota različnih kamnin ni enakomerna; Pogosto manjša okvara povzroči takšne težave, da njihovo reševanje zahteva več denarja kot ustvarjanje novega.

Torej v tem primeru, kljub dejstvu, da so bili materiali, pridobljeni z vrtanjem, zelo dragoceni, je bilo treba delo prekiniti na okoli 8324 m.

7 Zisterdorf - najgloblji v Avstriji

Druga globoka vrtina je bila izvrtana v Avstriji, blizu mesta Zisterdorf. V bližini so bila plinska in naftna polja in geologi so upali, da bo ultra globoka vrtina omogočila pridobivanje super dobička na področju rudarstva.

Dejansko je bil zemeljski plin odkrit na zelo veliki globini - na obup strokovnjakov ga ni bilo mogoče pridobiti. Nadaljnje vrtanje se je končalo z nesrečo; stene vodnjaka so se porušile.
Obnavljati ga ni imelo smisla, v bližini so se odločili vrtati drugega, a v njem ni bilo nič zanimivega za industrialce.

6 univerz v ZDA

Eden najglobljih vodnjakov na Zemlji je Univerza v ZDA. Njegova globina je 8686 m, saj so materiali, pridobljeni z vrtanjem, zelo zanimivi nov material o zgradbi planeta, na katerem živimo.

Presenetljivo se je izkazalo, da niso imeli prav znanstveniki, ampak pisci znanstvene fantastike: v globinah so plasti mineralov in življenje obstaja na velikih globinah - vendar govorimo o o bakterijah!

V 90. letih prejšnjega stoletja je Nemčija začela vrtati izjemno globoko vrtino Hauptborung. Načrtovano je bilo, da bi njegovo globino dosegli 12 km, vendar, kot je običajno pri ultra globokih rudnikih, načrti niso bili okronani z uspehom. Že na dobrih 7 metrih so se začele težave s stroji: vrtanje navpično navzdol je postalo nemogoče, gred pa je začela odstopati vse bolj vstran. Vsak meter je bil težak, temperatura pa se je izjemno dvignila.

Nazadnje, ko je vročina dosegla 270 stopinj in so neskončne nesreče in napake izčrpale vse, je bilo odločeno, da se delo prekine. To se je zgodilo na globini 9,1 km, zaradi česar je vodnjak Hauptborung eden najglobljih.

Znanstveni materiali, pridobljeni z vrtanjem, so postali osnova za tisoče študij, sam rudnik pa se trenutno uporablja v turistične namene.

4 enota Baden

V Združenih državah je Lone Star leta 1970 poskušal izvrtati ultra globoko vrtino. Lokacija v bližini mesta Anadarko v Oklahomi ni bila izbrana po naključju: tukaj divja narava in visok znanstveni potencial ustvarjata priročno priložnost tako za vrtanje vrtine kot za njeno preučevanje.

Dela so potekala več kot leto dni, v tem času pa so vrtali do globine 9159 m, kar mu omogoča uvrstitev med najgloblje rudnike na svetu.

In na koncu predstavljamo tri najgloblje vodnjake na svetu. Na tretjem mestu je Bertha Rogers - prva ultra globoka vrtina na svetu, ki pa ni dolgo ostala najgloblja. Le malo kasneje se je pojavil najgloblji vodnjak v ZSSR, Kola.

Bertha Rogers je vrtalo GHK, podjetje, ki razvija mineralne vire, predvsem zemeljski plin. Cilj dela je bil iskanje plina v velikih globinah. Dela so se začela leta 1970, ko je bilo o zemeljskem drobovju še zelo malo znanega.

Podjetje si je veliko obetalo od nahajališča v okrožju Ouachita, saj ima Oklahoma veliko rudnih bogastev, takrat pa so znanstveniki menili, da so v zemlji cele plasti nafte in plina. Vendar se je 500 dni dela in ogromnih sredstev, vloženih v projekt, izkazalo za neuporabno: sveder se je stopil v plasti tekočega žvepla, plina ali nafte pa ni bilo mogoče zaznati.

Poleg tega med vrtanjem št Znanstvena raziskava, saj je bil vodnjak le gospodarskega pomena.

2 KTB-Oberpfalz

Na drugem mestu naše lestvice je nemški vodnjak Oberpfalz, ki je dosegel globino skoraj 10 km.

Ta rudnik drži rekord za najglobljo navpično vrtino, saj gre brez stranskih odklonov do globine 7500 m! To je številka brez primere, saj se mine na velikih globinah neizogibno upognejo, vendar je edinstvena oprema, ki so jo uporabili znanstveniki iz Nemčije, omogočila premikanje svedra navpično navzdol zelo dolgo.

Tudi razlika v premeru ni tako velika. Ultra globoke vrtine se začnejo na površini zemlje z luknjo s precej velikim premerom (pri Oberpfalzu - 71 cm), nato pa se postopoma zožijo. Na dnu ima nemški vodnjak premer le okoli 16 cm.

Razlog za prekinitev dela je enak kot v vseh drugih primerih - okvara opreme zaradi visokih temperatur.

1 Vrtina Kola je najgloblja na svetu

Neumno legendo dolgujemo »racki«, ki se je razširila v zahodnem tisku, kjer so ob sklicevanju na mitskega »svetovno znanega znanstvenika« Azzakova govorili o »bitju«, ki je pobegnilo iz rudnika, v katerem je temperatura dosegla 1000 stopinj, o stokanju milijonov ljudi, ki so se prijavili za mikrofon navzdol in tako naprej.

Že na prvi pogled je jasno, da je zgodba šita z belo nitjo (in, mimogrede, objavljena je bila na prvi april): temperatura v rudniku ni bila višja od 220 stopinj, a pri tej temperaturi, kot tudi pri 1000 stopinjah ne more delovati noben mikrofon; bitja niso pobegnila in imenovani znanstvenik ne obstaja.

Kola dobro je najgloblje na svetu. Njegova globina doseže 12262 m, kar znatno presega globino drugih rudnikov. Ampak ne dolžina! Zdaj lahko imenujemo vsaj tri vrtine - Katar, Sahalin-1 in eno od vrtin Čajvinskega polja (Z-42), ki so daljše, a ne globlje.
Kola je znanstvenikom dala ogromno gradiva, ki še ni bilo v celoti obdelano in razumljeno.

Ime Mohole spojina. "Hole" pomeni vodnjak ali preprosto luknja, prvi zlog "Mo" pa je vzet iz priimka izjemnega hrvaškega geofizika Andreja Mohorovičića. Po njegovi zaslugi je koncept Mohorovičičeve ploskve prišel v znanstveno uporabo. Tako se imenuje skrivnostno podzemno območje, domnevno spodnja meja zemeljske skorje, na katerem se hitrosti vzdolžnih potresnih valov nenadoma povečajo s 6,7-7,6 na 7,9-8,2 km/s in prečnih s 3,6- 4. 2 do 4,4-4,7 km/s. Tudi gostota snovi se skokovito poveča, predvidoma iz 2,9-3 na 3,1-3,5 t/m³. Cilj projekta Mohol je bil ravno doseči to površino in prvič dobiti vizualno, in ne samo špekulativno predstavo o njej.

Vrtalna ploščad CUSS I, projekt Mohole

Menili so, da bi to lažje dosegli, če bi začeli vrtati na oceanskem dnu, kjer je bila skorja veliko tanjša. Lokacija je bila izbrana v bližini otoka Guadalupe z globino oceana približno 3,5 km. Vendar je bilo mogoče v dno izvrtati le 5 poskusnih vrtin z globino do 180 metrov. Po tem je bilo treba projekt, žal, zapreti zaradi prekoračitev stroškov.

V letih 1973-1974 Vrtina Bertha Rogers je bila izvrtana v Oklahomi. Njegov namen je bil bolj prozaičen - proizvodnja nafte, vendar je imel projekt tudi raziskovalno obremenitev. Bertha Rogers je dosegla globino 9583 m in je zaenkrat ostala najgloblja vrtina na svetu.

Medtem je ZSSR začela projekt za ustvarjanje približno 30 ultra globokih (več kot 5 km) vrtin v različnih regijah države. Večinoma so bili proizvajalci olja, vendar ne vsi. Leta 1974 je imela najgloblja med njimi globino 7263. To je bila supergloboka vrtina Kola, ki je zasedla posebno mesto v Sovjetski program globoko vrtanje. Ni bil namenjen pridobivanju nafte, temveč izključno znanstvenim raziskavam.

Kola superdeep rudnik je bil položen leta 1970 v severovzhodnem delu baltskega ščita, na mestu, kjer na površje pridejo najstarejše magmatske kamnine, ki so med rudarjenjem, ki se pogosto izvaja v sedimentnih plasteh, malo raziskane. Poleg tega je Mohorovičičeva meja tukaj plitvo (seveda relativno).

Namerili smo 15 km. Naloge, ki so bile dodeljene udeležencem projekta, so vključevale potrditev ali ovržbo številnih teorij v praksi, prepoznavanje značilnosti procesov nastajanja rud, določanje narave mej, ki ločujejo plasti v celinski skorji, zbiranje podatkov o materialni sestavi in fizično stanje skale.

Vrtanje se je začelo 24. maja. Premer vstopa je bil 92 cm. Sprva je delo potekalo s serijsko instalacijo, ki se običajno uporablja pri proizvodnji nafte in plina. Nato ga je nadomestila oprema, ki jo je posebej razvil Uralmash iz lahkih, a trpežnih zlitin. V nasprotnem primeru ob dvigu iz globine ne bi zdržala lastne teže.

Vrtalnik je metodično prebadal starodavne granite, katerih starost je presegla 3 milijarde let. Presenečenj ni manjkalo. Stalni direktor vrtine David Mironovich Guberman je v intervjuju za Murmansky Vestnik leta 2011 dejal:

Vrtali smo in nismo vedeli, kaj nas čaka. Na globini 1700 metrov so našli nahajališča, bogata z nikljem. Tu so zaposlitvene možnosti za naše obrate! Kopali smo dalje. In na tri kilometre smo dosegli Luno! Čista luna! - pravi David Mironovich in se smeje: - Takrat smo že imeli lunarno zemljo. Primerjali smo ga s tistim, ki smo ga dvignili s treh kilometrov, po vseh fizikalnih in mehanskih lastnostih – ena proti ena. Takrat smo se s tovariši šalili, da se je Luna odcepila od polotoka Kola! Ostane le še najti kraj, od koder je prišel ...

Kasneje so se začeli dogajati čudeži, ki so ovrgli številne splošno sprejete teorije. Veljalo je, da bodo na globini petih kilometrov granit zamenjali bazalti. Na tej globini, tako kot na Mohorovičičevi meji, so instrumenti zabeležili močno povečanje hitrosti seizmičnih valov. Ta pojav, znan kot Conradova površina, so pojasnili z dejstvom, da je tukaj zgornja granitna plast zemeljske skorje nadomeščena s spodnjo bazaltno plastjo. Vendar vrtanje tega ni potrdilo. Oznaka 5 km je ostala za nami, inštalacija pa je še vedno izvlekla granitna jedra (valjaste kamnite stebre, namenjene znanstvenim analizam) na površje. Res je, ta granit je bil vse bolj nenavaden, stisnjen visok pritisk, spreminjanje njegovih fizičnih in akustičnih lastnosti. Toda resnično pomembne metamorfoze so se začele šele na osmem kilometru in sploh ne tistem, kar so napovedali geologi. Zdaj vrtanje ni potekalo skozi granite, pa tudi ne skozi bazalte, ampak skozi gnajse - plastovito kamnino z zelo nizko gostoto za takšno globino. Vrtina se je začela krušiti, nato pa se je vrtalna veriga zagozdila s kamenjem, glava pa se je pri dvigovanju odlomila. To raziskovalcev ni vzelo poguma. Izgubljeni del vrtalne verige je bil cementiran, vrtanje pa se je nadaljevalo z deviacijo vrtalnega orodja.

založba "Nedra", 1984

Vladimir Basovič, namestnik direktorja za znanstveno delo Kola superdeep well, se spominja:

Imeli smo svoj projektivni biro, imeli smo svoje programerje, imeli smo svojo delavnico, imeli smo svojo kovačnico, termosežigalnico, kar hočete. Danes se je pojavila potreba, ideja - jutri se je spremenila v risbe. Čez dva dni smo si jo naredili sami. Štiri dni pozneje smo ga izstrelili v neznane globine, v kritične pogoje delovanja brez primere.

Foto: “Kola Superdeep” Ministrstvo za geologijo ZSSR,
založba "Nedra", 1984

Presenečenje nad tem, kar je videl, je raslo in raslo. Izkazalo se je, da je kamnina porozna in razpokana, praznine pa so bile zapolnjene z vodo, za katero ni bilo pričakovati, da bo na taki globini v tolikšnih količinah. Na poti smo merili temperaturo v celotnem jašku, naravno radioaktivnost - sevanje gama, inducirano radioaktivnost po pulznem obsevanju nevtronov, električne in magnetne lastnosti kamnin, hitrost širjenja. elastični valovi, preučeval sestavo plinov v tekočini vrtine. Tudi tu so bila presenečenja. Temperatura je rasla veliko hitreje od napovedi, radioaktivnost pa se ni hotela obnašati po pričakovanjih.

6. junija 1979 so sovjetski vrtalci podrli rekord Berthe Rogers in šli naprej. Do leta 1984 je globina vodnjaka presegla 12 km. Na trinajstem kilometru so se nesreče začele vrstiti druga za drugo. Konec koncev, prekleti ducat. Na tej stopnji se je pojavila smešna stvar urbana legenda, ki ga je pozneje z vso resnostjo ponovil najprej zahodni, nato pa še postsovjetski tisk: sovjetski vrtalci so prebili streho pekla, snemalna oprema, spuščena v vodnjak, pa je posnela krike tam trpečih grešnikov. To naj bi bil razlog za ustavitev del in zapiranje vrtine. Toda vrtanje je bilo treba ustaviti iz povsem materialističnega razloga: tehnične težave so presegle vse možne meje. Dvigovanje kamenja in vrtalne glave iz takšne globine je samo po sebi neverjetno težko. Dodaj k temu visoke temperature in pritisk. In neizogibne razlike v teh kazalnikih, ko se dvignejo na površje. Pravzaprav se je vrtanje dolgo preden je prišlo do »hudičevega ducata« spremenilo v obupno ekstremno dejavnost. Za vrtanje zadnjih 5 km vrtine so porabili 50 km cevi. Takšna je bila stopnja njihove obrabe.

Septembra 1984 se je vrtalna kolona znova odtrgala, in to tako neuspešno, da se je pet kilometrov cevi, ki so se odtrgale, zagozdilo v vrtini in jo trdno zamašilo. Skoraj na novo so začeli vrtati od globine 7000 m - do leta 1990 je nova veja dosegla globino 12.262 m, potem pa se je steber spet odtrgal. Tokrat je bilo nadaljevanje dela ocenjeno kot nemogoče. Škoda, toda Kola Superdeep je postal edinstven znanstveno-tehnični dosežek, ne le presežen, ampak celo ponovljiv, ki ga doslej še nihče ni uspel ponoviti. A od začetka je minilo skoraj pol stoletja! Danes obstaja nekaj vrtin za pridobivanje nafte, ki so daljše od Kole, vendar tečejo pod kotom glede na površje in ne prodrejo niti približno tako globoko v zemeljsko drobovje.

Vrtanje je bilo končano, vendar to ne bi smelo pomeniti konca znanstvenega projekta. Edinstveno dvanajstkilometrsko jedro, razdeljeno na ločene stolpce in oštevilčeno, je bilo razporejeno v devetsto škatlah. Shranjeni so v Yaroslavlu. Temeljita študija tega neprecenljivega gradiva se nadaljuje in najverjetneje bo trajala še dolgo. Slabše je stanje s samim vodnjakom. Tudi med delom služila kot globoka opazovalnica, kjer različne ravni nameščeni so bili instrumenti, ki so beležili značilnosti širjenja potresnih valov in še kup drugih indikatorjev. Poleg tega je bilo vse to vključeno v enoten sistem globoki observatoriji, ki delujejo v treh ducatih drugih ultra globokih vrtin, ki se nahajajo na tisoče kilometrov drug od drugega. Tako zbrane informacije so omogočile pomemben napredek pri težki nalogi napovedovanja potresov. Observatoriji so zabeležili tudi značilnosti širjenja valov iz podzemnih jedrskih eksplozij na ogromne razdalje in globine. To je med drugim omogočilo izdelavo globokih zemljevidov možnih nahajališč mineralov, ki so bili nato preneseni na praktične geologe.

Dobili smo zelo zanimive rubrike. Iz teh odsekov bi lahko resno sodili o zgradbi zemeljske skorje. Tudi do sto petdeset kilometrov. To je odprlo nove možnosti za globalno raziskovanje ozemlja Sovjetske zveze, - priča nekdanji minister za geologijo ZSSR Evgeny Kozlovsky.

Observatorij Kola Superdeep bi lahko še vedno služil kot edinstveni globoki observatorij. Lahko bi, a ne gre. Nehali so ga financirati, ga zaprli, zemeljski kompleks z edinstveno opremo pa razrezali na staro železo. V intervjuju za Murmansky Vestnik, ki se je izkazal za zadnjega, je David Mironovič Guberman dejal:

Eh, da bi ga ohranili in ne uničili, so bili potrebni peniji - tri milijone, ne dolarjev, naši "leseni" rublji. Niso dali, rešili so! In dobili so, kar so hoteli... Vsi pravijo, da je drago. Znanje je drago. Popolnoma prav. Zakaj nihče ne pove, koliko stane neznanje?! Veliko več. Poglejte, kaj se je zgodilo na Japonskem, ko so se zgodile nesreče v jedrskih elektrarnah ... Ne razumem! Niti centa nismo stali! Vrtanje je bilo poceni, vsa oprema domača, niti enega uvoženega žeblja. Ne, zaprli so ga, zaprli, odpustili! Vidite, vse to so neumnosti, da ni denarja za znanost! Neumnost, nismo zahtevali veliko. Toda kakšna vrnitev ... In zdaj lahko tam namestite znanstveno opremo, spustite senzorje v globino in opravite meritve. Neprecenljiva informacija. Glede na napoved istih potresov...

Dandanes med ljudmi kroži ironična razlaga okrajšave RF – Resource Federation. Zdi se, da si tisti, ki ponavljajo to slabo šalo, mislijo, da sredstva prav te federacije preprosto ležijo naokoli odprto polje. Pojdite ven, ga poberite z golimi rokami in odložite v zabojnike. Toda vsi ti razvpiti viri so postali dostopni le zahvaljujoč ogromnemu delu, ki so ga opravili znanstveniki in inženirji. Kakšna moč je bila vložena v geološko raziskovanje, kakšen intelekt! In s kakšno nepremišljeno ekstravaganco je bilo potem dovoljeno, da je šlo v odtok! Resnično želim verjeti, da so se dediči končno spametovali in ne bodo zapravili, kar je ostalo, je popolnoma brez vrednosti. Obstaja mnenje, da je Kola superdeep še vedno mogoče obnoviti, vsaj kot inštitut za usposabljanje strokovnjakov za vrtanje na morju. In morda ne samo to. Pravijo, da je vrtina globoka vsaj 8 km in je zdaj precej »živa« ter primerna za geofizikalne raziskave. Obnova uničenega seveda ne bo poceni, je pa možna.