Кольская сверхглубокая скважина…

  Комментариев к записи Кольская сверхглубокая скважина… нет

Кольская сверхглубокая скважина (СГ-3) — самая глубокая скважина в мире. Пробурена Научно-производственным центром «Недра». Находится в Мурманской области, в 10 километрах к западу от города Заполярный. Скважина заложена в северо-восточной части Балтийского щита, в области сочленения рудоносных докембрийских структур, типичных для фундаментов древних платформ. Её глубина составляет 12 262 метра; диаметр верхней части — 92 см, диаметр нижней части — 21,5 см. В отличие от других сверхглубоких скважин, которые бурились для добычи нефти или геологоразведочных работ, СГ-3 была пробурена исключительно с научно-исследовательскими целями в том месте, где граница Мохоровичича подходит близко к поверхности Земли.

1
24 мая 1970 года началось собственно бурение. До глубины в 7 000 метров бурение проходило относительно спокойно, бур проходил через однородные прочные граниты. После этой глубины буровая головка вошла в менее прочные слоистые породы. При прохождении через них ствол скважины стал осыпаться с образованием каверн. В результате буровую колонну заклинивало породой и головка обрывалась при попытке подъёма. Потерянная часть буровой колонны цементировалась, бурение продолжалось с отклонением бурового инструмента. Такие аварии случались на Кольской неоднократно.

Сначала бурение велось серийной буровой установкой «Уралмаш-4Э», которую применяют для бурения скважин при поиске и разведке месторождений нефти и газа. С глубины 7263 метра бурение продолжили установкой «Уралмаш-15000». Буровая колонна ниже 2000 метров была собрана трубами из лёгких алюминиевых сплавов (стальная просто разорвалась бы от своего веса). Вес колонны около 200 тонн. Для бурения использовались обычные буровые коронки из твёрдого сплава. Одна коронка служит приблизительно 4 часа, за это время удаётся пробурить 7—10 метров. На спуск и подъём колонны уходит до 18 часов. При этом колонна разбирается на секции из нескольких труб.

12
Буквально каждый метр бурения был откровением. Скважина показала, что почти все наши прежние знания о строении земной коры неверны. Выяснилось, что Земля вовсе не похожа на слоеный пирог. «До 4 километров все шло по теории, а дальше началось светопреставление», – рассказывает руководитель проекта Д.М. Губерман. Теоретики обещали, что температура Балтийского щита останется сравнительно низкой до глубины по крайней мере 15 километров. Соответственно, скважину можно будет рыть чуть ли не до 20 километров, как раз до мантии.

4
Но уже на 5 километрах окружающая температура перевалила за 70 градусов Цельсия, на семи – за 120 градусов, а на глубине 12-ти жарило сильнее 220 градусов – на 100 градусов выше предсказанного. Кольские бурильщики поставили под сомнение теорию послойного строения земной коры – по крайней мере, в интервале до 12 262 метра.

В школе нас учили: есть молодые породы, граниты, базальты, мантия и ядро. Но граниты оказались на 3 километра ниже, чем рассчитывали. Дальше должны были быть базальты. Их вообще не нашли. Все бурение прошло в гранитном слое. Это сверхважное открытие, ибо с теорией послойного строения Земли связаны все наши представления о возникновении и размещении полезных ископаемых.

Хотя ожидалось, что будет обнаружена ярко выраженная граница между гранитами и базальтами, в керне по всей глубине обнаруживались только граниты. Однако за счёт высокого давления спрессованные граниты сильно меняли свои физические и, в частности, акустические свойства.

Как правило, поднятый с большой глубины керн рассыпался от активного газовыделения в шлам, так как не выдерживал резкой смены давлений. Вынуть прочный кусок керна удавалось только при очень медленном подъеме бурового снаряда, когда «излишний» газ, находясь ещё в поджатом до большого давления состоянии, успевал медленно выходить из породы.

9
Густота трещин на большой глубине, вопреки ожиданиям, увеличивалась. На глубине присутствовала также вода, заполнявшая трещины.

Исследователи выделили в скважине 12 уровней, различаемых по физическим свойствам. Более глубокие уровни как правило обладали более высокой однородностью. На средних уровнях высокая анизотропия позволяла предположить тектоническую активность слоёв.

Хотя в процессе исследования получено много ценнейших сведений о земных недрах, результаты были во многом неожиданны, и на их основании у ученых не возникло пока чёткого понимания природы земной мантии и сущности поверхности Мохоровичича.

В ходе исследований разреза выяснилось, что место заложения скважины было выбрано не слишком удачно. Это выразилось в том, что, в силу геологического строения территории, встреченные на больших глубинах породы при более правильном заложении скважины были бы вскрыты раньше. В частности, как видно из геологического разреза, построенного на основании данных бурения Кольской скважины, поблизости на поверхность выходят породы, поднятые с глубины 2000 м и более.

Еще один сюрприз: жизнь на планете Земля возникла, оказывается, минимум на 1,5 миллиарда лет раньше, чем предполагалось. На глубинах, где считалось, что органики быть уже не должно, обнаружили 14 видов окаменевших микроорганизмов – возраст глубинных слоев превышал 2,8 миллиарда лет. На еще больших глубинах, где уже нет осадочных пород, вдруг появился метан в огромных концентрациях. Это полностью разрушает теорию биологического происхождения углеводородов, таких как нефть и газ.

Когда в конце 70-х годов советская автоматическая космическая станция привезла на Землю 124 грамма лунного грунта, исследователи Кольского научного центра установили, что он очень похож на пробы, полученные с глубины 3-х километров. И возникла гипотеза: Луна оторвалась от Кольского полуострова. Теперь ищут, где именно… 🙂

В первые 30 лет существования Кольской сверхглубокой советские, а затем российские ученые прорвались на рекордную глубину — 12 262 метра. Но с 1995-го бурение было прекращено: стало некому финансировать проект. В 2008 году объект был заброшен, оборудование демонтировано, началось разрушение зданий.

17

 

18

1280px-Сама_скважина(заварена),_август_2012
Заваренная наглухо Кольская сверхглубокая скважина. 2012 г.

Кольская сверхглубокая послужила источником легенды о «колодце в ад». Эта легенда гуляет по Интернету по крайней мере с 1997 года. Впервые на английском языке легенда была оглашена в 1989 году в эфире американской телекомпании Trinity Broadcasting Network, которая взяла историю из репортажа финской газеты, опубликованного в «день дурака» (1 апреля). По этой легенде в самой толще земли, на глубине 12000 метров, микрофоны учёных записали крики и стоны. В бульварных газетах пишут, что это «глас из преисподней». Кольскую сверхглубокую скважину стали называть «дорогой в ад» — якобы, каждый новый пробуренный километр приносил несчастья стране. Когда бурильщики вели проходку тринадцатой тысячи метров, распался СССР. Когда скважину пробурили до глубины 14,5 км (фантазия — безгранична!), вдруг наткнулись на пусто́ты. Заинтригованные этим неожиданным открытием, буровики спустили туда микрофон, способный работать при чрезвычайно высоких температурах, и другие датчики. Температура внутри достигала 1100 °C — это был жар огненных палат, в которых, якобы, можно было услышать гудение пламени, треск масла на сковородках нечеловеческие крики… 🙂

В действительности же все это является чистейшим вымыслом, хотя бы потому, что акустические методы исследования скважин записывают не собственно звук и не на микрофон, а на сейсмоприемники волновую картину отраженных упругих колебаний, возбужденных прибором-излучателем с частотой 10 — 20 кГц и 20 кГц — 2 Мгц. В действительности глубина, на которой остановилось бурение, составила 12 262 метра с зафиксированной температурой в районе 220 °C, что не соответствует основным «фактам» легенды. Сомнение должно вызывать и наличие акустических микрофонов, работающих при температурах свыше 1000 °C. Всеобщим невежеством порождены и многие другие легенды вокруг Кольской сверхглубокой скважины.

В то же время Д.М. Губерман, один из авторов проекта, под руководством и при непосредственном участии которого была пробурена Кольская скважина, говорил: «Когда меня расспрашивают об этой загадочной истории, я не знаю, что ответить. С одной стороны, рассказы про „ад и демонов“ — чушь собачья. С другой стороны, как честный учёный, я не могу сказать, что знаю, что же именно у нас произошло. Действительно был зафиксирован очень странный шум, потом был взрыв… Спустя несколько дней ничего подобного на той же глубине не обнаружилось»…

Комментарии

blogsiam