20. sajandit tähistas inimese võidukäik õhus ja Maailmamere kõige sügavamate lohkude vallutamine. Ainult unistus tungida meie planeedi südamesse ja tunda selle seni peidetud soolestiku elu on endiselt saavutamatu. "Teekond Maa keskele" tõotab kujuneda äärmiselt keeruliseks ja põnevaks, täis palju üllatusi ja uskumatuid avastusi. Esimesed sammud sellel teel on juba tehtud - maailmas on puuritud mitukümmend super sügavkaevu. Ülisügava puurimise abil saadud teave osutus nii tohutuks, et purustas geoloogide väljakujunenud ideed meie planeedi ülesehitusest ja pakkus rikkalikumaid materjale teadlastele erinevates teadmiste valdkondades.
Puudutage mantlit
Usinad hiinlased kaevasid 13. sajandil kaevud 1200 meetri sügavusele. Eurooplased purustasid 1930. aastal Hiina rekordi, õppides 3 kilomeetri jooksul puurimisseadmetega maad augustama. 1950. aastate lõpus ulatusid kaevud kuni 7 kilomeetrini. Algas ülisügava puurimise ajastu.
Nagu enamik globaalseid projekte, tekkis ka Maa ülemise kesta puurimise idee 1960. aastatel, kosmoselendude kõrgpunktis ning usus teaduse ja tehnoloogia piiramatutesse võimalustesse. Ameeriklased eostasid vähemalt selle, et läbivad kaevuga kogu maakoore ja saavad proovid ülemise mantli kivimitest. Mantli kontseptsioonid põhinesid tollal (nagu muide ka praegu) ainult kaudsetel andmetel - seismiliste lainete levimise kiirusel sügavuses, mille muutust tõlgendati kui erinevas vanuses ja koosseisus olevate kivimite kihtide piiri. Teadlased uskusid, et maakoor on nagu võileib: noored kivid peal, iidsed all. Maa väliskesta ja ülemise mantli struktuurist ja koosseisust sai täpse pildi anda aga ainult ülisügavpuurimine.
Mokholi projekt
1958. aastal ilmus Ameerika Ühendriikides puurimisprogramm Mohol superdeep. See on sõjajärgses Ameerikas üks julgemaid ja salapärasemaid projekte. Nagu paljud teised programmid, loodi ka Mohol teaduslikus konkurentsis NSV Liidust üle saada, püstitades maailmarekord ultradeep puurimisel. Projekti nimi pärineb sõnadest "Mohorovicić" - see on Horvaatia teadlase perekonnanimi, kes eristas maapõue ja mantli vahelist liidest - Moho piir ja "hole", mis inglise keeles tähendab "hästi". Programmi loojad otsustasid puurida ookeani, kus geofüüsikute sõnul on maakoor palju õhem kui mandritel. Oli vaja torud mitu kilomeetrit vette lasta, läbida 5 kilomeetrit ookeanipõhjast ja jõuda ülemise mantlini.
Reklaamvideo:
1961. aasta aprillis puurisid geoloogid Kariibi meres asuva Guadeloupe saare lähedal, kus veesammas ulatub 3,5 km kaugusele, viis kaevu, millest sügavaim tungis 183 meetri kõrgusele põhja. Esialgsete arvutuste kohaselt eeldasid nad selles kohas settekivimite all kohtumist maakoore ülemise kihi - graniidiga. Kuid setete alt üles tõstetud südamik sisaldas puhtaid basaltid - mingi graniitide antipood. Puurimise tulemus julgustas ja samal ajal inspireeris teadlasi ning nad hakkasid ette valmistama uut puurimisetappi. Kuid kui projekti maksumus ületas 100 miljonit dollarit, lõpetas USA kongress rahastamise. Mohol ei vastanud ühelegi püstitatud küsimusele, kuid see näitas peamist - ookeanis on võimalik süvitsi puurida.
Matused lükatakse edasi
Eriti sügav puurimine võimaldas vaadata soolestikku ja mõista, kuidas kivid käituvad kõrgel rõhul ja temperatuuril. Idee, et sügavusega kivimid muutuvad tihedamaks ja nende poorsus väheneb, osutus valeks ning ka seisukoht kuiva aluspinnase kohta. See avastati esmakordselt Kola supersüvendi puurimisel, teised iidsete kristallkihtide kaevud kinnitasid fakti, et paljude kilomeetrite sügavusel lõhuvad kivid pragudest ja tungivad läbi arvukate pooride ning vesilahused liiguvad vabalt mitusada atmosfääri rõhul. See avastus on ülisügava puurimise üks olulisemaid saavutusi. See sundis meid uuesti pöörduma radioaktiivsete jäätmete kõrvaldamise probleemi poole, mis pidi asetuma sügavatesse kaevudesse, mis tundus olevat täiesti ohutu. Võttes arvesse superpõhja puurimise käigus saadud teavet aluspinnase seisundi kohta, näevad selliste hoidlate loomise projektid nüüd väga riskantsed.
Jahtunud põrgu otsimas
Sellest ajast alates on maailm haigestunud ülisügavate puurimistega. Ameerika Ühendriikides oli ettevalmistamisel uus programm ookeanipõhja uurimiseks (Deep Sea Drilling Project). Spetsiaalselt selle projekti jaoks ehitatud Glomar Challenger veetis mitu aastat erinevate ookeanide ja merede vetes, puurides nende põhjas ligi 800 kaevu, saavutades maksimaalse sügavuse 760 m. 1980. aastate keskpaigaks kinnitasid avamere puurimistulemused plaattektoonika teooriat. Geoloogia kui teadus sündis uuesti. Vahepeal läks Venemaa oma teed. Huvi probleemi vastu, mille tekitas USA edu, viis programmi "Maa sisemuse uurimine ja ülisügavpuurimine" tulemuseni, kuid mitte ookeanis, vaid mandril. Vaatamata sajanditevanusele ajaloole oli mandri puurimine täiesti uus äri. Lõppude lõpuks rääkisime varem kättesaamatutest sügavustest - üle 7 kilomeetri. 1962. aastal kiitis Nikita Hruštšov selle programmi heaks,kuigi ta juhindus pigem poliitilistest kui teaduslikest motiividest. Ta ei tahtnud USAst maha jääda.
Puurimistehnika instituudi vastloodud laboratooriumi juhtis kuulus naftatööline, tehnikateaduste doktor Nikolai Timofeev. Talle tehti ülesandeks põhjendada ülisügava puurimise võimalust kristalsetes kivimites - graniidis ja gneissis. Uuringud kestsid neli aastat ja 1966. aastal langetasid eksperdid otsuse - võite puurida ja mitte tingimata homsete seadmetega, piisab juba olemasolevatest seadmetest. Põhiprobleemiks on sügavus. Arvutuste kohaselt peaks temperatuur tungides maakoore moodustavatesse kivimitesse tõusma iga 33 meetri tagant 1 kraadi võrra. See tähendab, et 10 km sügavusel peaks ootama umbes 300 ° С ja 15 km juures - peaaegu 500 ° С. Puurimistööriistad ja -seadmed ei talu sellist kuumutamist. Oli vaja otsida koht, kus sooled pole nii kuumad …
Leiti selline koht - iidne Koola poolsaare kristalne kilp. Maa Füüsika Instituudis koostatud aruandes oli kirjas: selle miljardite aastate jooksul on Kola kilp jahtunud, temperatuur 15 km sügavusel ei ületa 150 ° C. Geofüüsikud valmistasid ette umbkaudse osa Koola poolsaarest. Nende sõnul on esimesed 7 kilomeetrit maakoore ülemise osa graniidikihid, seejärel algab basaltikiht. Siis võeti maapõue kahekihilise struktuuri idee üldiselt heaks. Kuid nagu hiljem selgus, eksisid nii füüsikud kui ka geofüüsikud. Puurimiskoht valiti Kola poolsaare põhjaotsast Vilgiskoddeoayvinjärvi lähedale. Soome keeles tähendab see "Hundimäe all", kuigi selles kohas pole mägesid ega hunte. Kaevu, mille projekteerimissügavus oli 15 kilomeetrit, hakati puurima 1970. aasta mais.
Pettunud rootslased
1980. aastate lõpus puuriti Rootsis mitte-bioloogilise päritoluga maagaasi otsimiseks kaev 6,8 km sügavusele. Geoloogid otsustasid proovile panna hüpoteesi, et nafta ja gaas ei teki mitte surnud taimedest, nagu enamik teadlasi usub, vaid mantelivedelike - gaaside ja vedelike kuumade segude kaudu. Süsivesinikest küllastunud vedelikud imbuvad mantlist maapõue ja kogunevad suurtes kogustes. Nendel aastatel oli uudsus idee süsivesinike päritolust mitte settekihtide orgaanilisest ainest, vaid sügavate vedelike kaudu, paljud tahtsid seda katsetada. Sellest ideest järeldub, et süsivesinikevarud võivad sisaldada lisaks settekivimitele ka vulkaanilisi ja moondekivimeid. Seetõttu asus Rootsi, mis asub enamasti iidsel kristallkilbil, katsetama.
Puurimiseks valiti 52 km läbimõõduga kraater Silyan Ring. Geofüüsikaliste andmete kohaselt asus 500-600 meetri sügavusel kaltsineeritud graniit - võimalik pitser all oleva süsivesinikuvaru jaoks. Raskuskiirenduse mõõtmised muutuse abil, mille põhjal on võimalik hinnata aluseks olevate kivimite koostist ja tihedust, näitasid väga poorsete kivimite olemasolu 5 km sügavusel - võimalikku nafta- ja gaasihoidlat. Puurimistulemused valmistasid pettumuse teadlastele ja investoritele, kes investeerisid sellesse töösse 60 miljonit dollarit. Läbitud kihid ei sisaldanud kaubanduslikke süsivesinike varusid, olid vaid iidsest bituumenist ilmselgelt bioloogilist päritolu nafta ja gaasi ilmingud. Igal juhul pole keegi suutnud vastupidist tõestada.
Tööriist allilma jaoks
Kola kaevu SG-3 puurimine ei nõudnud põhimõtteliselt uute seadmete ja hiiglaslike masinate loomist. Hakkasime töötama sellega, mis meil juba oli: 200-tonnise tõstevõimega seade Uralmash 4E ja kergmetallisulamistorud. Sel ajal oli tegelikult vaja mittestandardseid tehnoloogilisi lahendusi. Tõepoolest, keegi ei puurinud kõvades kristallkivimites nii suure sügavusega ja mis seal juhtuma hakkab, kujutasid nad ette vaid üldjoontes. Kogenud puurijad said aga aru, et ükskõik kui detailne projekt ka poleks, oleks tõeline kaev palju keerulisem. Viis aastat hiljem, kui SG-3 sügavus ületas tublisti 7 kilomeetrit, paigaldati uus puurimisseade Uralmash 15 000 - tol ajal üks moodsamaid. Võimas, töökindel, automaatse päästikumehhanismiga suudaks see vastu pidada kuni 15 km pikkustele torujuhtmetele. Puurimisseadmest on saanud täielikult kaetud mantel, mille kõrgus on 68 m, trotsides Arktikas möllavat tugevat tuult. Lähedal on kasvanud minitehas, teaduslaborid ja põhihoidla.
Madala sügavusega puurimisel paigaldatakse pinnale mootor, mis pöörleb toru nööri koos otsaga puuriga. Puur on rauasilinder, millel on teemant- või kõvasulamist hambad - natuke. See võra hammustab kivimiteks ja lõikab neist välja õhukese samba - südamiku. Tööriista jahutamiseks ja kaevust väikeste prahtide väljavõtmiseks pumbatakse sinna puurimuda - vedelat savi, mis ringleb kogu aeg mööda puurkaevu, nagu veri anumates. Mõne aja pärast tõstetakse torud pinnale, vabastatakse südamikust, vahetatakse võra ja sammas lastakse uuesti põhjaauku. Nii töötab tavapärane puurimine.
Ja kui tünni pikkus on 10–12 kilomeetrit läbimõõduga 215 millimeetrit? Torude nöörist saab kõige õhem niit, mis kaevu langetatakse. Kuidas seda hallata? Kuidas näha, mis näos toimub? Seetõttu paigaldati Kola kaevu puurimisnööri põhja miniatuursed turbiinid, mis käivitati rõhu all torude kaudu pumbatud muda puurimisega. Turbiinid pöörasid karbiidotsikut ja südamiku lõiget. Kogu tehnoloogia oli hästi arenenud, juhtpaneeli operaator nägi otsiku pöörlemist, teadis selle kiirust ja suutis protsessi juhtida.
Iga 8–10 meetri tagant tuli üles tõsta mitme kilomeetri pikkune torustik. Laskumine ja tõus võttis aega kokku 18 tundi.
Teemandid unistavad Volga piirkonnast
Kui Nižni Novgorodi piirkonnast leiti väikesi teemante, tekitas see geoloogides palju hämmeldust. Muidugi oli kõige lihtsam eeldada, et vääriskivid tõid liustik või jõevesi kusagilt põhjast. Aga mis siis, kui kohalikud sooled peidavad kimberliiditoru - teemantide reservuaari? Nad otsustasid seda hüpoteesi testida 1980. aastate lõpus, kui Venemaal oli teadusliku puurimise programm hoogu kogumas. Puurimiskoht valiti Nižni Novgorodist põhja pool, hiiglasliku rõngasstruktuuri keskel, mis paistab hästi silma reljeefis. Mõni pidas seda meteoriidikraateriks, teine - plahvatustoruks või vulkaaniauguks. Puurimine lõpetati, kui Vorotilovskaja kaev jõudis 5374 m sügavusele, millest üle kilomeetri langes kristallkeldrikivimitele. Kimberliite sealt ei leitud, kuid õigluse mõttes tuleks öeldaet ka vaidlust selle struktuuri päritolu üle ei lõpetatud. Sügavusest saadud faktid olid mõlema hüpoteesi toetajatele võrdselt sobivad, lõpuks jäid kumbki veenmatuks. Ja kaevust tehti sügav geolabor, mis töötab siiani.
Numbri "7" kavalus
7 kilomeetrit - Kola superdeep on saatuslik. Selle taga algas ebakindlus, palju õnnetusi ja pidev võitlus kivimitega. Tünni ei olnud võimalik püsti hoida. Kui esimest korda möödus 12 km, kaldus kaev vertikaalist 21 ° võrra. Kuigi puurijad olid juba õppinud töötama puurkaevu uskumatu kumerusega, oli võimatu kaugemale minna. Kaev tuli puurida 7 km märgist. Kõvade kivimite vertikaalse augu saamiseks vajate puurimisnööri väga kõva põhja, nii et see läheks soolestikku nagu õli. Kuid tekib veel üks probleem - kaev laieneb järk-järgult, puur rippub selles nagu klaasis, puuraugu seinad hakkavad varisema ja võivad tööriista alla suruda. Selle probleemi lahendus osutus originaalseks - rakendati pendeltehnoloogiat. Puur lasti kaevus kunstlikult sisse ja summutas tugevat vibratsiooni. Selle tõttu oli pakiruum vertikaalne.
Igasuguse platvormi kõige tavalisem õnnetus on torustike purunemine. Tavaliselt üritatakse torusid uuesti kinni haarata, kuid kui see juhtub suurel sügavusel, siis muutub probleem taastamatuks. 10-kilomeetrisest puurkaevust on asjatu otsida tööriista, nad viskasid sellise augu ja alustasid uue, veidi kõrgemale. Torude purunemist ja kaotamist SG-3-l juhtus mitu korda. Selle tulemusena näeb kaev selle alumises osas välja nagu hiiglasliku taime juurestik. Kaevu hargnemine ajas puurijad pahaks, kuid osutus õnneks geoloogidele, kes said ootamatult kolmemõõtmelise pildi muljetavaldavast iidsete Arkeuse kivimite segmendist, mis tekkis enam kui 2,5 miljardi aasta eest.
1990. aasta juunis jõudis SG-3 12 262 m sügavusele. Kaevu hakati ette valmistama kuni 14 km pikkuseks puurimiseks ja siis juhtus taas õnnetus - 8550 m kõrgusel katkes torustik. Töö jätkamine nõudis pikka ettevalmistust, seadmete uuendamist ja uusi kulusid. 1994. aastal lõpetati Kola Superdeepi puurimine. Kolme aasta pärast sisenes ta Guinnessi rekordite raamatusse ja on endiselt ületamatu. Nüüd on kaevu sügavate soolte uurimise labor.
Salajane sisikond
SG-3 on algusest peale olnud salajane rajatis. Selles on süüdi piiritsoon, linnaosa strateegilised maardlad ja teaduslik prioriteet. Esimene puurimiskohta külastanud välismaalane oli Tšehhoslovakkia Teaduste Akadeemia üks juhte. Hiljem, 1975. aastal, avaldati Pravdas artikkel Kola Superdeepist, millele kirjutas alla geoloogiaminister Alexander Sidorenko. Koolakaevu kohta ei olnud endiselt teaduslikke väljaandeid, kuid osa teavet lekkis välismaale. Kuulujuttude järgi hakkas maailm rohkem õppima - kõige sügavamat kaevu puuritakse NSV Liidus.
Ilmselt oleks saladuse loor rippunud kaevu kohal kuni "perestroikani", kui maailma geoloogiakongress poleks toimunud 1984. aastal Moskvas. Nad valmistusid hoolikalt ette nii suureks sündmuseks teadusmaailmas, geoloogiaministeeriumile ehitati isegi uus hoone - paljud osalejad ootasid. Kuid välismaiseid kolleege huvitas eelkõige Kola supersügavus! Ameeriklased ei uskunud üldse, et meil see on. Kaevu sügavus oli selleks ajaks jõudnud 12 066 meetrini. Objekti polnud enam mõtet varjata. Moskvas ootas kongressil osalejaid Venemaa geoloogia saavutuste näitus, üks stend oli pühendatud kaevule SG-3. Eksperdid üle kogu maailma vaatasid hämmeldunult tavapärast puuripead koos kulunud karbiidhammastega. Ja sellega puurivad nad maailma sügavaima kaevu? Uskumatu!Zapolyarny asulasse suundus suur delegatsioon geolooge ja ajakirjanikke. Külastajatele näidati seadet töös ning 33-meetrised toruosad eemaldati ja ühendati lahti. Ümberringi olid kuhjad täpselt samadest puuripeadest, mis Moskvas stendil.
Teaduste Akadeemiast võttis delegatsiooni vastu tuntud geoloog, akadeemik Vladimir Belousov. Pressikonverentsi ajal esitati talle publikult küsimus:
- Mis oli kõige olulisem, mida Kola kaev näitas?
- Härrased! Mis kõige tähtsam, see näitas, et me ei tea mandri koorest midagi, - vastas teadlane ausalt.
Sügav üllatus
Muidugi teadsid nad mandrite maapõuest midagi. Seda, et mandrid koosnevad väga iidsetest, 1,5–3 miljardi aasta vanustest kivimitest, ei lükanud ümber isegi Kola kaev. SG-3 südamiku põhjal koostatud geoloogiline sektsioon osutus aga täpselt vastupidiseks sellele, mida teadlased olid varem ette kujutanud. Esimesed 7 kilomeetrit koosnesid vulkaanilistest ja settekivimitest: tufid, basaltid, bretšid, liivakivid, dolomiidid. Sügavamalt asus nn Conradi lõik, mille järel seismiliste lainete kiirus kivimites järsult kasvas, mida tõlgendati graniitide ja basaltide piirina. See lõik läbiti juba ammu, kuid maakoore alumise kihi basaltid ei ilmunud kunagi kuhugi. Vastupidi, algasid graniidid ja gneissid.
Kola jagu lükkas hästi ümber maakoore kahekihilise mudeli ja näitas, et soolestikus olevad seismilised lõigud ei ole erineva koostisega kivimikihtide piirid. Pigem näitavad need kivi omaduste muutumist sügavusega. Kõrgel rõhul ja temperatuuril võivad kivimite omadused ilmselt dramaatiliselt muutuda, nii et graniidid muutuvad oma füüsikalistes omadustes sarnaseks basaltidega ja vastupidi. Kuid 12 kilomeetri sügavuselt pinnale tõstetud "basalt" sai kohe graniidiks, ehkki sellel teel koges tõsist "kessonitõve" rünnakut - südamik murenes ja lagunes lamedateks naastudeks. Mida kaugemale kaev läks, seda vähem kvaliteetsed proovid langesid teadlaste kätte.
Sügavus sisaldas palju üllatusi. Varem oli loomulik arvata, et maakera pinnast kasvava kauguse ja rõhu kasvades muutuvad kivimid monoliitsemaks, väheste pragude ja pooridega. SG-3 veenis teadlasi teisiti. Alates 9 kilomeetrist osutusid kihid väga poorseteks ja sõna otseses mõttes täis pragusid, mille kaudu ringlesid vesilahused. Hiljem kinnitasid seda fakti ka teised mandrite supersügavkaevud. See osutus sügavamal oodatust palju kuumaks: lausa 80 °! 7 km märgi juures oli põhjaava temperatuur 120 ° С, 12 km juures oli see jõudnud juba 230 ° С. Kola kaevu proovides on teadlased avastanud kulla mineralisatsiooni. Väärismetalli lisandeid leiti iidsetest kivimitest 9,5–10,5 km sügavusel. Kulla kontsentratsioon oli aga maardla deklareerimiseks liiga madal - keskmiselt 37,7 mg kivi tonni kohta,kuid piisavalt, et oodata ka teistes sarnastes kohtades.
Koduplaneedi soojus
Puurijate maa all kohatud kõrged temperatuurid on ajendanud teadlasi seda peaaegu ammendamatut energiaallikat kasutama. Näiteks noortel mägedel (näiteks Kaukaasias, Alpides, Pamiiris) 4 kilomeetri sügavusel jõuab aluspinna temperatuur 200 ° C-ni. Selle loodusliku aku saab teie jaoks tööle panna. On vaja puurida kõrvuti kaks sügavat kaevu ja ühendada need horisontaalsete triividega. Seejärel pumbake ühte kaevu vett ja eraldage teisest kuum aur, mida kasutatakse linna soojendamiseks või teist tüüpi energia saamiseks. Seismiliselt aktiivsetes piirkondades levinud söövitavad gaasid ja vedelikud võivad sellistele ettevõtetele tõsist probleemi tekitada. 1988. aastal pidid ameeriklased Mehhiko lahe riiulil Alabama ranniku lähedal puurimise lõpule viima, ulatudes 7 399 m sügavusele. Selle põhjuseks oli maapinna temperatuur,232 ° С, väga kõrge rõhk ja happegaaside heitkogused. Nendes piirkondades, kus on kuuma põhjavee sademeid, on võimalik neid kaevata otse kaevudest üsna sügavatest silmapiiridest. Sellised projektid sobivad Kaukaasia, Pamiiri ja Kaug-Ida piirkondadele. Tööde kõrge hind piirab kaevandamissügavuse aga nelja kilomeetrini.
Vene rajal
1984. aastal Kola kaevu tutvustav demonstratsioon avaldas maailmakogukonnale sügavat muljet. Paljud riigid on alustanud mandril teaduslike puurimisprojektide ettevalmistamist. Selline programm kiideti heaks ka Saksamaal 1980. aastate lõpus. Ülisügav kaev KTB Hauptborung puuriti aastatel 1990–1994, plaani kohaselt pidi see jõudma 12 km sügavusele, kuid ettearvamatute kõrgete temperatuuride tõttu oli võimalik jõuda vaid 9,1 km märgini. Puurimis- ja teadustööde andmete avatuse, hea tehnoloogia ja dokumentatsiooni tõttu on KTV ülisügav kaev endiselt üks kuulsamaid maailmas.
Selle kaevu puurimise koht valiti Baieri kaguosas, iidse mäeaheliku jäänustele, mille vanuseks hinnatakse 300 miljonit aastat. Geoloogid uskusid, et kuskil siin on kahe plaadi liitumistsoon, mis kunagi olid ookeani kaldad. Teadlaste sõnul on mägede ülaosa aja jooksul kulunud, paljastades iidse ookeanikoore jäänused. Isegi sügavamal, kümme kilomeetrit maapinnast, avastasid geofüüsikud suure keha, millel oli ebanormaalselt kõrge elektrijuhtivus. Samuti loodeti kaevu abil selgitada selle olemust. Kuid peamine ülesanne oli jõuda 10 km sügavusele, et saada kogemusi ülisügavast puurimisest. Olles tutvunud Kola SG-3 materjalidega, otsustasid Saksa puurijad kõigepealt puurida proovikaevu 4 km sügavusele, et saada täpsem ülevaade aluspõhja töötingimustest, katsetada tehnikat ja võtta südamik. Katsetöö lõppedes tuli muuta suurt osa puurimis- ja teadusseadmetest ning midagi tuli uuesti luua.
Peamine - ülisügav - kaev KTV Hauptborung pandi esimesest kõigest kakssada meetrit. Tööks püstitati 83-meetrine torn ja ehitati tol ajal kõige võimsam puurimisseade, mille tõstevõime oli 800 tonni. Paljud puurimistoimingud on automatiseeritud, peamiselt torujuhtme langetamise ja taastamise mehhanism. Isejuhtiv vertikaalne puurimissüsteem võimaldas teha peaaegu vertikaalse augu. Teoreetiliselt oli sellise varustusega võimalik puurida 12 kilomeetri sügavusele. Kuid tegelikkus osutus nagu alati keerulisemaks ja teadlaste plaanid ei täitunud.
KTV kaevu probleemid algasid pärast 7 km sügavust, korrates suurt osa Kola Superdeepi saatusest. Algul arvatakse kõrge temperatuuri tõttu, et vertikaalne puurimissüsteem lagunes ja auk läks viltu. Töö lõpus kaldus nägu vertikaalist 300 m kaugusele. Seejärel algasid keerulisemad õnnetused - puurimispaela purunemine. Nii nagu Koolal, tuli ka uued šahtid puurida. Teatud raskusi põhjustas kaevu kitsenemine - ülaservas oli selle läbimõõt 71 cm, põhjas - 16,5 cm. Lõputud õnnetused ja kõrge temperatuur –270 ° С põhjas sundisid puurijaid töö lõpetama kallist eesmärgist kaugel.
Ei saa öelda, et KTV Hauptborungi teadustulemused tabasid teadlaste kujutlusvõimet. Sügaval tekkisid peamiselt amfiboliidid ja gneisid - iidsed metamorfsed kivimid. Ookeani lähenemisvööndit ja ookeanikoore jäänuseid pole kuskilt leitud. Võib-olla on nad teises kohas, siin on väike kristallmassiiv, mis on üles ehitatud 10 km kõrgusele. Kilomeetri kaugusel pinnast avastati grafiidi ladestus.
1996. aastal sattus Saksamaa eelarvele 338 miljonit dollarit maksma läinud KTV kaev Potsdami geoloogia teaduskeskuse patrooni alla, see muudeti sügava aluspinnase vaatlemise laboriks ja turismisihtkohaks.
Miks pole kuu malmist?
"Kuna Kuu jaoks ei jätkuks piisavalt rauda" - tõenäoliselt said nii hüpoteesi vastased, mille kohaselt kuu eraldus Maast, oma toetajatele vastata. See hüpotees ei tekkinud siiski nullist ja teadlased kaaluvad mitut Maa piirkonda, kust võiks tükikese Kuu suurusest planeedist välja lüüa. Kola pakkus hästi välja oma versiooni. 1970. aastatel toimetasid Nõukogude jaamad Maale mitusada grammi kuupinnast. Aine jagasid riigi juhtivad teaduskeskused sõltumatute analüüside tegemiseks. Kola teaduskeskus sai ka imepisikese proovi. Teadlased kogu piirkonnast tulid uurima uudishimu, sealhulgas kaevu töötajaid, mis hiljem muutusid maailma sügavaks. Kas see on nali? Puudutage ebamaist tolmu, vaadake seda läbi mikroskoobi. Hiljem uurisid eksperdid kuupinnast ja avaldasid sel teemal monograafia. Selleks ajaks oli Zapolyarnoye kaev jõudnud korraliku sügavuseni, puurkaevust üles tõstetud kivid olid üksikasjalikult kirjeldatud. Ja mida? Kuu pinnase proovid, mida puurijad kunagi hirmuäratavalt vaatasid, osutusid diabeetideks üks-ühele oma kaevust, 3 km sügavuselt. Kohe tekkis hüpotees, et Kuu ei eraldunud muidu kui Koola poolsaarelt umbes 1,5 miljardit aastat tagasi - see on diabeeside vanus. Kuigi tahtmatult tekkis küsimus - mis suurus see poolsaar siis oli?.. Kohe tekkis hüpotees, et Kuu ei eraldunud muidu kui Koola poolsaarelt umbes 1,5 miljardit aastat tagasi - see on diabaaside vanus. Kuigi tahtmatult tekkis küsimus - mis suurus see poolsaar siis oli?.. Kohe tekkis hüpotees, et Kuu ei eraldunud muidu kui Koola poolsaarelt umbes 1,5 miljardit aastat tagasi - see on diabaaside vanus. Kuigi tahtmatult tekkis küsimus - mis suurus see poolsaar siis oli?..
Puurida või mitte puurida?
Kola kaevu rekord on endiselt ületamatu, ehkki 14 ja isegi 15 km sügavale Maasse saab kindlasti läbida. Kuid selline üksik pingutus ei anna tõenäoliselt põhimõtteliselt uusi teadmisi maakoore kohta, samas kui ülisügavpuurimine on väga kallis. Ajad, mil selle abil testiti erinevaid hüpoteese, on ammu möödas. Üle 6–7 km sügavamate kaevude puurimine on puhtalt teaduslikel eesmärkidel peaaegu lakanud. Näiteks Venemaal on ainult kaks sellist tüüpi objekti - Uurali SG-4 ja Lääne-Siberis asuv En-Jahhinskaya kaev. Neid juhib riigiettevõte Nedra teadus- ja tootmiskeskus, mis asub Jaroslavlis. Maailmas on puuritud nii palju ülisügavaid ja sügavaid kaevusid, et teadlastel pole aega teavet analüüsida. Viimastel aastatel on geoloogid püüdnud uurida ja üldistada suuri sügavustest saadud fakte. Olles õppinud puurima väga sügavale,inimesed tahavad nüüd paremini teada saada olevat silmapiiri, koondada oma jõupingutused praktilistele ülesannetele, mis on nüüd kasulikud. Nii et Venemaal, olles teadusliku puurimise programmi lõpetanud ja kõik kavandatud 12 süvakaevu puurinud, töötavad nad nüüd kogu osariigi süsteemi väljatöötamisel, kus seosiliste lainetega "aluspinnase" skaneerimisega "saadud geofüüsikalised andmed seotakse ülisügavpuurimisel saadud teabega. Puurkaevudeta on geofüüsikute maapõueosad vaid mudelid. Selleks, et nendel diagrammidel ilmuksid konkreetsed kivimid, on vaja puurimisandmeid. Siis suudavad geofüüsikud, kelle töö on puurimisest palju odavam ja katavad suure ala, maavarade sademeid palju täpsemini ennustada.koondada jõupingutused praktilistele ülesannetele, millest nüüd kasu on. Nii et Venemaal, olles teadusliku puurimise programmi lõpetanud ja kõik kavandatud 12 süvakaevu puurinud, töötavad nad nüüd kogu osariigi süsteemi väljatöötamisel, kus seosiliste lainetega "aluspinnase" skaneerimise "teel saadud geofüüsikalised andmed seotakse ülisügavate puuride abil saadud teabega. Puurkaevudeta on geofüüsikute maapõueosad vaid mudelid. Selleks, et nendel diagrammidel ilmuksid konkreetsed kivimid, on vaja puurimisandmeid. Siis suudavad geofüüsikud, kelle töö on puurimisest palju odavam ja katavad suure ala, maavarade sademeid palju täpsemini ennustada.koondada jõupingutused praktilistele ülesannetele, millest nüüd kasu on. Nii et Venemaal, olles teadusliku puurimise programmi lõpetanud ja kõik kavandatud 12 süvakaevu puurinud, töötavad nad nüüd kogu osariigi süsteemi väljatöötamisel, kus seosiliste lainetega "aluspinnase" skaneerimise "teel saadud geofüüsikalised andmed seotakse ülisügavate puuride abil saadud teabega. Puurkaevudeta on geofüüsikute ehitatud maapõueosad vaid mudelid. Selleks, et nendel diagrammidel ilmuksid konkreetsed kivimid, on vaja puurimisandmeid. Siis suudavad geofüüsikud, kelle töö on palju odavam kui puurimine ja katavad suure ala, maavarade sademeid palju täpsemini ennustada. Olles puurinud kõik 12 kavandatud ülisügavat kaevu, töötavad nad nüüd kogu osariigi süsteemi väljatöötamisel, kus seosiliste lainetega aluspinnase "skaneerimise" abil saadud geofüüsikalised andmed seotakse ülisügavate puurimiste käigus saadud teabega. Puurkaevudeta on geofüüsikute maapõueosad vaid mudelid. Selleks, et nendel diagrammidel ilmuksid konkreetsed kivimid, on vaja puurimisandmeid. Siis suudavad geofüüsikud, kelle töö on puurimisest palju odavam ja katavad suure ala, maavarade sademeid palju täpsemini ennustada. Olles puurinud kõik 12 kavandatud ülisügavat kaevu, töötavad nad nüüd kogu osariigi süsteemi väljatöötamisel, kus seosiliste lainetega "aluspinnase" skaneerimisega "saadud geofüüsikalised andmed seotakse ülisügavate puurimistega saadud teabega. Puurkaevudeta on geofüüsikute ehitatud maapõueosad vaid mudelid. Selleks, et nendel diagrammidel ilmuksid konkreetsed kivimid, on vaja puurimisandmeid. Siis suudavad geofüüsikud, kelle töö on puurimisest palju odavam ja katavad suure ala, maavarade sademeid palju täpsemini ennustada.geofüüsikute ehitatud on vaid mudelid. Selleks, et nendel diagrammidel ilmuksid konkreetsed kivimid, on vaja puurimisandmeid. Siis suudavad geofüüsikud, kelle töö on palju odavam kui puurimine ja katavad suure ala, maavarade sademeid palju täpsemini ennustada.geofüüsikute ehitatud on vaid mudelid. Selleks, et nendel diagrammidel ilmuksid konkreetsed kivimid, on vaja puurimisandmeid. Siis suudavad geofüüsikud, kelle töö on puurimisest palju odavam ja katavad suure ala, maavarade sademeid palju täpsemini ennustada.
Ameerika Ühendriikides jätkavad nad ookeanipõhja sügava puurimise programmi ja viivad läbi mitmeid huvitavaid projekte maakoore vulkaanilise ja tektoonilise aktiivsuse tsoonides. Niisiis lootsid Hawaiil teadlased uurida vulkaani maa-alust elu ja jõuda lähemale mantelkeelele - ploomile, mis arvatavasti on need saared kudenud. Mauna Kea vulkaani jalamil asuv kaev plaaniti puurida 4,5 km sügavusele, kuid äärmuslike temperatuuride tõttu suudeti valdada vaid 3 km. Teine projekt on sügav vaatluskeskus San Andrease murrangul. Kaevu puurimine selle Põhja-Ameerika mandri suurima rikke tõttu algas 2004. aasta juunis ja läbis plaanitud 3 kilomeetrist 2. Sügavas laboris kavatsevad nad uurida maavärinate päritolu, mis võib-olla võimaldab paremini mõista nende loodusõnnetuste olemust ja teha nende ennustusi.
Hoolimata asjaolust, et tänapäevased ülisügavad puurimisprogrammid pole enam nii ambitsioonikad kui varem, on neil selgelt suur tulevik. Päev pole enam kaugel, kui saabub suure sügavuse kord - nad otsivad ja avastavad seal uusi mineraalide ladestusi. Juba praegu on nafta ja gaasi tootmine USA-s 6–7 km sügavusest muutumas tavapäraseks. Tulevikus peab Venemaa sellelt tasemelt pumpama ka süsivesinike toorainet. Nagu näitab Tjumeni superkaevukaev, on 7 km kaugusel pinnast settekihid, mis lubavad gaasimaardlaid.
Superdeep puurimine pole kosmoseuuringutega võrreldes põhjuseta. Sellised programmid globaalses plaanis, mis neelavad endas kõik inimkonna parimad võimalused, annavad tõuke paljude tööstusharude, tehnoloogia arengule ja valmistavad lõpuks pinnast teaduse uueks läbimurdeks.
Kuradima mahhinatsioonid
Kord sattus Kola superdeep ülemaailmse skandaali keskmesse. Ühel 1989. aasta ilusal hommikul helistas kaevu direktor David Guberman regionaalse ajalehe peatoimetajalt, regionaalkomitee sekretärilt ja paljudelt teistelt inimestelt. Kõik tahtsid teada kuradist, mille puurijad väidetavalt sügavusest üles tõstsid, nagu teatasid mõned ajalehed ja raadiojaamad üle kogu maailma. Lavastaja oli üllatunud ja - millest! "Teadlased on avastanud põrgu", "Saatan põgenes põrgust", lugesid pealkirjad. Nagu ajakirjanduses kajastatud, puurisid geoloogid, kes töötasid väga kaugel Siberis ja võib-olla Alaskal või isegi Koola poolsaarel (ajakirjanike seas polnud üksmeelt) 14,4 km sügavusel, kui äkki hakkas puur lahti rippuma küljelt küljele. Seega on allpool suur auk, arvasid teadlased, et ilmselt on planeedi keskosa tühi. Andurid langetati sügavustessenäitas temperatuuri 2000 ° C ja kõlasid ülitundlikud mikrofonid … miljonite kannatavate hingede hüüded. Selle tulemusena lõpetati puurimine, sest kartsin põrgulike jõudude pinnale laskmist. Muidugi lükkasid nõukogude teadlased selle ajakirjandusliku "pardi" ümber, kuid selle vana ajaloo kajad rändasid pikka aega ajalehtedelt ajalehtedele, muutudes omamoodi folklooriks. Mõni aasta hiljem, kui põrgujutud olid juba unustatud, külastasid Kola Superdeepi töötajad loengutega Austraaliat. Nad kutsuti vastuvõtule Victoria kuberneri, flirtiva daami poolt, kes tervitas Vene delegatsiooni küsimusega: "Ja mida kuradit sa sealt said?"Nõukogude teadlased lükkasid selle ajakirjandusliku "pardi" ümber, kuid selle vana ajaloo kajad rändasid pikka aega ajalehtedelt ajalehtedele, muutudes omamoodi folklooriks. Mõni aasta hiljem, kui lood põrgusest olid juba unustatud, külastasid Kola Superdeepi töötajad loengutega Austraaliat. Nad kutsuti vastuvõtule Victoria kuberneri, flirtiva daami juurde, kes tervitas Vene delegatsiooni küsimusega: "Ja mida kuradit sa sealt said?"Nõukogude teadlased lükkasid selle ajakirjandusliku "pardi" ümber, kuid selle vana ajaloo kajad rändasid pikka aega ajalehtedelt ajalehtedele, muutudes omamoodi folklooriks. Mõni aasta hiljem, kui põrgujutud olid juba unustatud, külastasid Kola Superdeepi töötajad loengutega Austraaliat. Nad kutsuti vastuvõtule Victoria kuberneri, flirtiva daami poolt, kes tervitas Vene delegatsiooni küsimusega: "Ja mida kuradit sa sealt said?"Ja mida kuradit sa sealt said?"Ja mida kuradit sa sealt said?"
Maailma sügavaimad kaevud
1. Aralsor SG-1, Kaspia madalik, 1962-1971, sügavus - 6,8 km. Nafta ja gaasi otsimine.
2. Biikzhal SG-2, Kaspia madalik, 1962-1971, sügavus - 6,2 km. Nafta ja gaasi otsimine.
3. Kola SG-3, 1970-1994, sügavus - 12 262 m. Projekteerimise sügavus - 15 km.
4. Saatlinskaya, Aserbaidžaan, 1977-1990, sügavus - 8 324 m. Projekteerimise sügavus - 11 km.
5. Kolvinskaya, Arhangelski oblast, 1961, sügavus - 7057 m.
6. Muruntau SG-10, Usbekistan, 1984, sügavus -
3 km. Projekteerimise sügavus on 7 km. Otsige kulda.
7. Timan-Pechora SG-5, Venemaa kirdeosa, 1984-1993, sügavus - 6904 m, projekteeritud sügavus - 7 km.
8. Tjumen SG-6, Lääne-Siberi, 1987-1996, sügavus - 7502 m. Projekteerimissügavus - 8 km. Nafta ja gaasi otsimine.
9. Novo-Elkhovskaya, Tatarstan, 1988, sügavus - 5881 m.
10. Vorotylovskaja kaev, Volga piirkond, 1989-1992, sügavus - 5374 m. Teemantide otsimine, Puchezh-Katunskaya astrobleme uurimine.
11. Krivoy Rog SG-8, Ukraina, 1984-1993, sügavus - 5382 m. Projekteerimise sügavus - 12 km. Otsige raudrohkseid kvartsiite.
Uurali SG-4, Kesk-Uural. Pandi tööle 1985. aastal. Projekteerimissügavus - 15 000 m. Praegune sügavus - 6100 m. Vasemaagide otsimine, Uurali struktuuri uurimine. En-Jahtinskaja SG-7, Lääne-Siberi. Projekteeritud sügavus - 7500 m. Praegune sügavus - 6900 m. Nafta ja gaasi otsimine.
Kaevud nafta ja gaasi jaoks
70ndate alguses
USA ülikool, sügavus - 8686 m.
Baydeni üksus, USA, sügavus - 9159 m.
Bertha-Rogers, USA, sügavus - 9583 m.
80ndad
Zisterdorf, Austria, sügavus 8553 m.
Silyani ring, Rootsi, sügavus - 6,8 km.
Bighorn, USA, Wyoming, sügavus - 7 583 m.
KTV Hauptbohrung, Saksamaa, 1990–1994, sügavus -
9 100 m. Projekteerimise sügavus - 10 km. Teaduslik puurimine.
Elu piiril
Elu piiril Extremophilic bakterid, mida leidub mitme kilomeetri sügavuselt tõusnud kivimites DOSSIER Üks hämmastavamaid avastusi, mida teadlased puurimise käigus on teinud, on elu olemasolu maa all. Ja kuigi seda elu esindavad ainult bakterid, ulatuvad selle piirid uskumatult sügavale. Bakterid on üldlevinud. Nad on valdanud allilma, mis näib olevat eksistentsiks täiesti sobimatu. Tohutu surve, kõrge temperatuur, hapnikupuudus ja elamispind - miski ei saa olla elu leviku takistuseks. Mõnede hinnangute kohaselt võib maa all elavate mikroorganismide mass ületada kõigi meie planeedi pinnal elavate elusolendite massi.
20. sajandi alguses avastas Ameerika teadlane Edson Bustin mõnesaja meetri sügavuselt õli kandvast horisondist veest bakterid. Seal elanud mikroorganismid ei vajanud hapnikku ja päikesevalgust, nad toitusid orgaanilistest õliühenditest. Bastin pakkus, et need bakterid on elanud pinnast eraldatuna 300 miljonit aastat - alates naftavälja tekkimisest. Kuid tema julge hüpotees jäi kinnitamata, nad lihtsalt ei uskunud sellesse. Siis usuti, et elu on lihtsalt õhuke kile planeedi pinnal.
Huvi sügavate eluvormide vastu võib olla üsna praktiline. 1980. aastatel otsis USA energeetikaministeerium radioaktiivsete jäätmete kõrvaldamiseks ohutuid meetodeid. Nendel eesmärkidel pidi see kasutama miinid mitteläbilaskvates kivimites, kus elavad radionukliididest toituvad bakterid. 1987. aastal alustati Lõuna-Carolinas mitme kaevu sügavat puurimist. Poole kilomeetri sügavuselt võtsid teadlased proove, järgides kõiki võimalikke ettevaatusabinõusid, et mitte tuua baktereid ja õhku Maa pinnalt. Mitmed sõltumatud laborid uurisid proove, nende tulemused olid positiivsed: nn anaeroobsed bakterid elasid sügavates kihtides, mis ei vajanud hapnikku.
Bakterid leiti ka Lõuna-Aafrika kullakaevanduse kivimitest 2,8 km sügavusel, kus temperatuur oli 60 ° C. Nad elavad ka sügavamal ookeanide all temperatuuril üle 100 °. Nagu näitas Kola Superdeep puurkaev, on mikroorganismidel tingimused elamiseks isegi üle 12 km sügavusel, kuna kivid osutusid üsna poorseteks, küllastunud vesilahustega ja kus on vesi, on elu võimalik.
Mikrobioloogid leidsid bakterikolooniad ka ülisügavas puurkaevus, mis avas Rootsis Silyani rõnga kraatri. On uudishimulik, et iidsetes graniitides elasid mikroorganismid. Ehkki need olid väga tihedad, ringles kõrgrõhkkivide all põhjavesi läbi mikropooride ja pragude süsteemi. 5,5-6,7 km sügavusel asunud kivimite kiht muutus tõeliseks sensatsiooniks. See oli küllastunud magnetiidikristallidega õlipastaga. Selle nähtuse ühe võimaliku seletuse andis Ameerika geoloog Thomas Gold, raamatu "The Deep Hot Biosphere" autor. Gold pakkus, et magnetiidi-õli pasta pole midagi muud kui mantlist tulevast metaanist toituvate bakterite jääkaine.
Uuringud näitavad, et bakterid on rahul tõeliselt spartalike tingimustega. Nende vastupidavuse piirid jäävad saladuseks, kuid näib, et bakterite elupaiga alumise piiri määrab ikkagi interjööri temperatuur. Nad võivad paljuneda temperatuuril 110 ° C ja taluda 140 ° C temperatuuri, kuigi lühikest aega. Kui eeldada, et mandritel tõuseb iga kilomeetriga temperatuur 20–25 °, siis võib elukooslusi leida kuni 4 km sügavusele. Ookeani põhja all temperatuur nii kiiresti ei tõuse ja elu alumine piir võib asuda 7 km sügavusel.
See tähendab, et elul on tohutu ohutusvaru. Järelikult ei saa Maa biosfääri täielikult hävitada ka kõige tõsisemate kataklüsmide korral ning tõenäoliselt võivad atmosfäärita ja hüdrosfäärita planeetidel mikroorganismid sügavalt eksisteerida.
