Atinge mantia
Muncitorii chinezi din secolul al XIII-lea au săpat puțuri cu o adâncime de 1200 de metri. Europenii au spart recordul chinezesc în 1930, după ce au învățat să străpungă soliditatea pământului cu ajutorul instalațiilor de foraj de 3 kilometri. La sfârșitul anilor 1950, puțurile s-au extins la 7 kilometri. A început epoca de foraj superdepute.
La fel ca majoritatea proiectelor globale, ideea de a forța coaja superioară a Pământului a apărut în anii 1960 ai secolului al XX-lea, la înălțimea zborurilor spațiale și credința în posibilitățile fără limite ale științei și tehnologiei. Americanii au decis să treacă prin toată scoarța pământului și să preleveze mostre de roci din mantaua superioară. Percepțiile mantaua (după cum este, într-adevăr, chiar și acum) au fost construite doar pe dovezi circumstanțiale - viteza de propagare a undelor seismice în interior, care a fost interpretată ca o schimbare în straturile limită de roci de diferite vârste și compoziția. Oamenii de știință au crezut că crusta pământului este ca un sandviș: pe rafturile tinere, de jos - vechi. Cu toate acestea, numai forajul superdeep poate oferi o imagine reală a structurii și compoziției cochiliei exterioare a Pământului și a mantalei superioare.
În 1958, Statele Unite au lansat un program de foraj super-profund "Mokhol". Acesta este unul dintre cele mai îndrăznețe și misterioase proiecte ale Americii postbelice. Ca multe alte programe, Mohl a fost conceput pentru a depăși URSS în rivalitate științifică, stabilind un record mondial în foraje ultra-profunde. Numele proiectului este derivat din cuvintele „Moho“ - este numele de om de știință croat care a subliniat interfața dintre scoarța și mantaua - pentru Moho, iar „gaura“, care în limba engleză înseamnă „bine“. realizatorii programului au decis să detaliați în ocean, în cazul în care, în conformitate cu geofizicieni, crusta este mult mai subțire decât pe continent. A fost necesar să se coboare tevile pentru câțiva kilometri în apă, să treacă 5 km de podeaua oceanului și să ajungă la mantaua superioară.
Înmormântarea este amânată
găurire Ultradeep îi este permis să se uite în măruntaiele pământului și să înțeleagă comportamentul rocilor la presiuni si temperaturi ridicate .Predstavlenie care roci cu adâncimea devine mai densă și porozitatea lor scade, sa dovedit a fi greșită, deoarece punctul de vedere al interiorului uscat. Acest lucru a fost descoperit în timpul forajului de Kola super-adânci alte puțuri din straturile cristaline vechi au confirmat faptul că adâncimea de mai mulți kilometri pe stânci crăpate și penetrate de numeroși pori, iar soluția apoasă se miște liber sub presiunea de câteva sute de atmosfere. Această descoperire este una dintre cele mai importante realizări ale forajului superdeep. Ne-a forțat să ne întoarcem la problema deșeurilor radioactive care ar fi trebuit să fie plasate în puțuri adânci, care păreau în siguranță. Având în vedere informațiile privind stadiul subsolului obținut în cursul forajelor superdepuse, proiectele de creare a acestor înmormântări sunt acum foarte riscante.
În căutarea unui cuptor rece
De atunci, lumea sa îmbolnăvit cu foraje super-profunde. În Statele Unite, pregăteau un nou program pentru studierea podelei oceanice (Proiectul de foraj la adâncime). Construit special pentru nava de proiect „Glomar Challenger“ a petrecut mai mulți ani în apă a diferitelor oceane și mări, forate în partea de jos a aproape 800 de puțuri, ajungând la o adâncime maximă de 760 m. La mijlocul anilor 1980, rezultatele de foraj marin au confirmat teoria plăcilor tectonice. Geologia ca știință sa născut din nou. Între timp, Rusia și-a făcut drumul. Interesul în problema, trezit succese din SUA a dus la programul „Studiul de foraj interioare si ultradeep Pământului“, dar nu și în ocean, și pe continent. În ciuda istoriei vechi de secole, forajul continental era o afacere complet nouă. La urma urmei, era vorba despre adâncimi inaccesibile - mai mult de 7 kilometri. În 1962, Nikita Hrușciov a aprobat acest program, deși el era ghidat mai degrabă de motive politice decât de cele științifice. El nu a vrut să rămână în urma Statelor Unite.
Laboratorul nou creat la Institutul de Inginerie de foraj a fost condus de Nikolai Timofeev, un inginer de petrol bine-cunoscut. El a fost instruit să justifice posibilitatea unei foraje superdepute în roci cristaline - granite și gneisses. Cercetarea a durat 4 ani, iar în 1966 experții au făcut un verdict - este posibil să exersăm, și nu neapărat cu tehnologia de mâine, suficient echipament care există deja. Principala problemă este căldura la adâncime. Conform calculelor, ca penetrarea în rocile care formează crusta pământului, temperatura ar trebui să crească la fiecare 33 de metri cu un grad. Prin urmare, la o adâncime de 10 km, ar trebui să așteptăm aproximativ 300 ° C, iar pentru 15 km - aproximativ 500 ° C. Acest tip de instrumente și instrumente de găurit de încălzire nu poate rezista. A fost necesar să găsim un loc în care intestinele nu sunt atât de fierbinți ...
Acest loc a fost găsit - scutul vechi al cristalului din Peninsula Kola. Raportul pregătit la Institutul de Fizică al Pământului, a declarat: pentru miliarde de ani de existență scutul Kola sa răcit, temperatura la o adâncime de 15 km nu depășește 150 ° С. Și geofizicii au pregătit o tăietură aproximativă a intestinelor din Peninsula Kola. Conform datelor lor, primele 7 kilometri sunt straturile de granit ale părții superioare a crustei pământului, apoi începe stratul de bazalt. Apoi, ideea unei structuri pe două straturi a crustei pământului a fost acceptată în general. Dar, după cum sa dovedit mai târziu, atât fizicienii cât și geofizicii au greșit. Platforma de foraj a fost aleasă la vârful nordic al Peninsulei Kola, în apropierea lacului Vilgiskoddeiaivinjärvi. În finlandeză înseamnă "sub munte de lup", deși nu există munți sau lupi în acel loc. În mai 1970, a început o forare a unui puț cu o adâncime de 15 km.
Șeful expediției D.Guberman, la cârligul de pe șantierul viitorului puț.
Dezamăgirea suedezilor
La sfârșitul anilor 1980, în Suedia, în căutare de gaz natural de origine nebiologică, puțul a fost forat la o adâncime de 6,8 km. Geologii au decis pentru a testa ipoteza că petrolul și gaze nu sunt formate din plante moarte, majoritatea oamenilor de știință consideră, ci prin fluide manta - gazele fierbinți și amestecuri de lichide. Fluidele hidrocarbonate saturate se scurg din manta în crusta pământului și se acumulează în cantități mari. În acei ani, ideea originii hidrocarburilor nu sunt din materia organică de roci sedimentare, și prin fluide adânci a fost o noutate, mulți vrut să-l testeze. Din această idee rezultă că rezervele de hidrocarburi pot conține nu numai roci sedimentare, ci și vulcanice și metamorfice. De aceea, Suedia, cea mai mare parte situată pe un scut cristalin vechi, sa angajat să pună un experiment.
Craterul Siljan Ring cu diametrul de 52 km a fost ales pentru forare. Conform datelor geofizice, la o adâncime de 500-600 de metri, s-au format granițele calcinate - o posibilă anvelopă pentru rezervorul de hidrocarburi care stau la baza acesteia. Măsurătorile accelerației datorită gravitației, în care o schimbare poate fi evaluată pe compoziția și densitatea situată în adâncul rocii, a declarat că prezența rocilor cu porozitate ridicată la o adâncime de 5 km - un posibil rezervor de petrol și gaze. Rezultatele forajului au dezamăgit oamenii de știință și investitorii care au investit 60 de milioane de dolari în aceste lucrări. Straturile trecute nu conțineu rezerve industriale de hidrocarburi, doar manifestări de petrol și gaze sunt în mod clar de origine biologică din bitumurile antice. În orice caz, nimeni nu a reușit să dovedească contrariul.
Instrument pentru lumea interlopă
Crearea unor dispozitive radicale noi și a unor mașini uriașe nu au necesitat forarea gaurii de foraj Kola SG-3. Am început să lucrăm cu ceea ce a existat deja: instalația Uralmash 4E cu o capacitate de transport de 200 de tone și conducte din aliaj ușor. Ceea ce avea nevoie în acel moment era soluțiile tehnologice nestandardizate. La urma urmei, în roci solide cristaline, nimeni nu a fost forat la o adâncime atât de profundă și ceea ce va fi acolo, imaginat numai în termeni generali. Însă drilarii experimentați au realizat că, indiferent cât de detaliat este proiectul, adevăratul bine ar fi mult mai dificil. După 5 ani, când adâncimea sondei SG-3 a depășit 7 kilometri, a fost instalată o nouă unitate de foraj Uralmash 15 000 - una dintre cele mai moderne de atunci. Puternic, de încredere, cu un mecanism automat de declanșare, ar putea rezista unei coloane de țevi de până la 15 km lungime. Forarea sa transformat într-un turn complet acoperit de înălțimea de 68 m, vânturi puternice rebele, care au fugit în Arctica. În apropiere se află o mini-uzină, laboratoare științifice și o unitate de depozitare de bază.
Instalarea Uralmash 4E.
La forarea în adâncimi mici, motorul care rotește coloana de țevi cu un burghiu la capăt este instalat pe suprafață. Exercițiul este un cilindru de fier cu dinți din diamante sau aliaje dure - o coroană. Această coroană mușcă în roci și taie din ele o coloană subțire - miezul. Pentru a răci unealta și scoate din moloz gaura, este pompat fluid de foraj - argila lichid care circulă întotdeauna în portbagaj, ca și în cazul în care sângele în vasele. După un timp, conductele sunt ridicate la suprafață, eliberate din miez, coroana este schimbată și coloana este din nou coborâtă în față. Aceasta este forarea obișnuită.
Și dacă lungimea trunchiului este de 10-12 kilometri cu un diametru de 215 milimetri? Coloana de țevi devine cel mai subțire fir, coborât în gaura de foraj. Cum să o gestionăm? Cum să vezi ce se întâmplă în față? Prin urmare, în puțul Kola, turbinelor miniaturale au fost instalate la partea inferioară a șirului de foraj, au fost pornite prin forarea noroiului pompat prin conducte sub presiune. Turbinele au rotit coroana cu capăt de carbură și au tăiat miezul. Întreaga tehnologie a fost bine elaborată, operatorul de pe panoul de control a văzut rotația coroanei, și-a cunoscut viteza și a putut controla procesul.
La fiecare 8-10 metri, mulți kilometri de țevi trebuiau ridicați în sus. Coborârea și recuperarea au avut în total 18 ore.
Vise de diamant din regiunea Volga
Când au fost găsite mici diamante în regiunea Nizhny Novgorod, au fost o mulțime de geologi nedumerit. Desigur, cel mai simplu mod a fost să presupunem că pietrele prețioase au adus un ghețar sau apă râu undeva de la nord. Dar brusc, subsolul local ascunde conducta kimberlite - recipientul de diamante? Această ipoteză a fost testată la sfârșitul anilor 1980, când programul de foraj științific din Rusia a început să crească. Locul de foraj a fost ales la nord de Nizhny Novgorod, în centrul unei structuri inel gigant, care se remarcă bine în relief. Unii au considerat un crater de meteoriți, alții - un tub de explozie sau gura unui vulcan. De foraj s-au oprit când Vorotilovskaia a ajuns la o adâncime de 5.374 m, din care mai mult de un kilometru a reprezentat pietrele de subsol cristaline. Kimberlits nu au fost găsiți acolo, dar, din motive de justiție, trebuie spus că, în disputa legată de originea acestei structuri, punctul nu a fost stabilit. Faptele extrase din adâncimi au fost la fel de potrivite pentru suporterii ambelor ipoteze, astfel încât toți au rămas la propria sa părere. Iar fântâna a fost transformată într-un geo-laborator profund, care funcționează și astăzi.
Insidiositatea figurii "7"
7 kilometri - o marcă pentru rockul super-degradat Kola. După ce a început să fie necunoscut, multe accidente și lupte continue cu pietre. Trunchiul nu a reușit să mențină vertical. Când prima oară a fost de 12 km, deviat bine de la verticală cu 21 °. Deși drillers au învățat deja cum să lucreze cu incredibilă curbura a trunchiului, a fost imposibil să merg mai adânc. Fântâna a trebuit să fie refăcută de la o marcă de 7 kilometri. Pentru a obține un trunchi vertical în roci tari, aveți nevoie de un fund foarte dur al burghiului, astfel încât să intre în intestine ca uleiul. Dar există o altă problemă - bine sa extins treptat, semănătoarea agățat în ea, ca într-un pahar, pereții stem începe să se năruie și poate aplatiza instrument. Soluția la această problemă sa dovedit a fi originală - sa aplicat tehnologia pendulului. Burghiul a fost influențat artificial în foraj și a suprimat fluctuațiile puternice. Din acest motiv, butoiul sa dovedit a fi vertical.
Accidentul cel mai frecvent întâlnit pe orice platformă de foraj este o rupere de șuruburi. De obicei conductele încearcă să capteze din nou, dar dacă acest lucru se întâmplă la o profunzime mare, atunci problema se încadrează în categoria de neînlocuit. Căutarea unui instrument într-un puț de 10 kilometri este inutilă, un astfel de butoi a fost aruncat și a început unul nou, puțin mai mare. Ruperea și pierderea țevilor pe SG-3 au avut loc de mai multe ori. Ca urmare, în partea inferioară, puțul arată ca sistemul de rădăcină al unei plante uriașe. Ramificarea bine Driller în dificultate, dar sa dovedit a fi norocos pentru geologi, care au primit o imagine tridimensională în mod neașteptat segment impresionant de vechi roci archean, formate mai mult de 2,5 miliarde. Cu ani în urmă.
Misterul, probabil s-ar fi atârnat peste sondă la „perestroika“ nu sa întâmplat în 1984, la Congresul Mondial Geological Moscova. La un eveniment atât de mare în lumea științifică pregătit cu grijă, pentru Ministerul Geologiei a fost construită chiar și o clădire nouă - se așteptau mulți participanți. Dar colegii străini erau interesați în primul rând de superdeepul Kola! În general, americanii nu credeau că o avem. Adâncimea puțului a ajuns la 12.066 de metri până la acea vreme. Ascundeți obiectul nu mai este sens. La Moscova, participanții la Congres așteptatul expoziție de realizări geologie rusești, unul dintre standuri a fost dedicat foraj SG-3. Specialiștii din întreaga lume s-au uitat la capul de foraj obișnuit, cu dinți din carbură uzată. Și asta exersează cel mai adânc pământ din lume? Incredibil! O mare delegație de geologi și jurnaliști a mers la așezarea Zapolyarny. Vizitatorii au prezentat forajul în acțiune, au scos și au deconectat secțiunile de 33 de metri ale țevilor. În jurul grămelor exact aceleași capete de foraj, precum și cel care se afla pe standul de la Moscova.
Delegația a fost primită de faimosul geolog, academicianul Vladimir Belousov de la Academia de Științe. În timpul unei conferințe de presă de la public, el a fost întrebat:
- Care este cea mai importantă caracteristică a sondei Kola?
- Domnilor! Cel mai important, a arătat că nu știm nimic despre crusta continentală ", a răspuns omul de știință.
Desigur, știau ceva despre crusta pământului de pe continente. Faptul că continentele sunt compuse din roci foarte vechi, cu vârste cuprinse între 1,5 și 3 miliarde de ani, nu a fost nici măcar negat de fântâna Kola. Cu toate acestea, secțiunea geologică compilate pe baza miezului SG-3 sa dovedit a fi direct opusă celor descrise anterior de oamenii de știință. Primele 7 kilometri au fost compuse din roci vulcanice și sedimentare: tufi, bazalți, breciuri, gresii, dolomițe. situată la secțiunea mai adâncă a așa-numitul Conrad, după care viteza undelor seismice în rocile de brusc a crescut, care a fost interpretată ca granița dintre granit și bazalt. Această secțiune a trecut de mult, dar fundamentele stratului inferior al crustei pământului nu au apărut nicăieri. Dimpotrivă, au început graniturile și ginezii.
Kola găurii de sondă a negat un model cu două straturi de crusta Pământului, și a arătat că secțiunile seismice din interior - nu este limitele de straturi de roci cu compoziții diferite. Mai degrabă, ele indică o schimbare a proprietăților pietrei cu adâncimea. La presiune ridicată și proprietăți de temperatură ale rocilor, aparent, pot varia foarte mult, astfel încât granit în caracteristicile lor fizice sunt similare cu bazaltul, și vice-versa. Dar a ridicat la suprafață, cu o adâncime „bazalt“ 12-km a devenit imediat granit, deși experimentat pe drumul cel mai puternic atac al „coturile“ - miezul maruntita și se dezintegrează în plăci plate. Cu cât mergea mai bine, mostrele de mai puțină calitate au căzut în mâinile oamenilor de știință.
Adâncimea conținea multe surprize. Anterior, era firesc să ne gândim că distanța de la suprafața solului, cu creșterea pietre de presiune devin mai monolitic, cu un număr mic de fisuri și pori. SG-3 a convins oamenii de știință altfel. Începând de la 9 kilometri, straturile au fost foarte poroase și literalmente înghesuiți cu crăpături de-a lungul cărora circulau soluții apoase. Mai târziu, acest fapt a fost confirmat de alte puțuri super-profunde de pe continente. La adâncime sa dovedit a fi mult mai fierbinte decât se aștepta: cu până la 80 °! La 7 km, temperatura gaurii inferioare a fost de 120 ° C, la 12 km a ajuns la 230 ° C. În probele din fântâna Kola, oamenii de știință au descoperit mineralizarea aurului. Incluziunile de metale prețioase au fost în rocile antice la o adâncime de 9,5-10,5 km. Cu toate acestea, concentrația de aur a fost prea mică pentru a pretinde depozitul - o medie de 37,7 mg pe tonă de rocă, dar suficientă pentru a se aștepta în alte locuri similare.
P.S. De asemenea, vreau să adaug o înregistrare audio făcută, probabil, la adâncimea sondei Kola
Trimiteți-le prietenilor: