Niedawno geochemicy z Rosji, a także Francji i Niemiec odkryli ocean z okresu archeologicznego na głębokości 410-660 kilometrów pod powierzchnią Ziemi. Takie odkrycia nie byłyby możliwe bez supergłębokich metod wiercenia opracowanych i stosowanych w Związku Radzieckim. Jednym z artefaktów tamtych czasów jest odwiert Kola Superdeep (SG-3), który nawet 24 lata po zaprzestaniu wierceń pozostaje najgłębszym na świecie.
Pionierami ultra głębokich wierceń byli Amerykanie. To prawda, na bezkresie oceanu: w projekcie pilotażowym wykorzystali statek Glomar Challenger, zaprojektowany specjalnie do tego celu. W międzyczasie Związek Radziecki aktywnie rozwijał odpowiednią bazę teoretyczną.
W maju 1970 r. Na północy obwodu murmańskiego, 10 km od miasta Zapolyarny, rozpoczęto wiercenie studni głębinowej Kola. Zgodnie z oczekiwaniami zbiegło się to w czasie z setną rocznicą urodzin Lenina. W przeciwieństwie do innych bardzo głębokich odwiertów, SG-3 wiercono wyłącznie w celach naukowych, a nawet zorganizowano specjalną ekspedycję geologiczną.
Miejsce wiercenia zostało wybrane jako wyjątkowe: to właśnie na bałtyckiej tarczy w rejonie Półwyspu Kolskiego wyłaniają się starożytne skały. Wiele z nich ma trzy miliardy lat (sama nasza planeta ma 4,5 miliarda lat). Ponadto w tym przypadku koryto szczelinowe Pechenga-Imandra-Varzugsky jest strukturą przypominającą misę wciśniętą w starożytne skały, której pochodzenie tłumaczy się głębokim uskokiem.
Przebudowa aparatu wiertniczego
Wywiercenie studni na głębokość 7263 metrów zajęło naukowcom cztery lata. Jak dotąd nie zrobiono nic niezwykłego: ta sama instalacja była używana do wydobywania ropy za pomocą gazu. Następnie studnia stała przez cały rok bezczynnie: platforma została zmodyfikowana pod kątem wiercenia turbinowego. Po modernizacji możliwe było wiercenie około 60 metrów miesięcznie.
Głębokość siedmiu kilometrów przedstawiała niespodzianki: naprzemienność twardych i niezbyt gęstych skał. Wypadki stawały się coraz częstsze, aw odwiercie pojawiło się wiele jaskiń. Wiercenie trwało do 1983 roku, kiedy to głębokość SG-3 osiągnęła 12 kilometrów. Następnie naukowcy zebrali się na dużej konferencji i opowiedzieli o swoich sukcesach.
Film promocyjny:
Jednak ze względu na niedokładną obsługę wiertła w kopalni pozostał odcinek o długości pięciu kilometrów. Przez kilka miesięcy próbowali go zdobyć, ale im się to nie udało. Zdecydowano się na ponowne rozpoczęcie wiercenia z głębokości siedmiu kilometrów. Ze względu na złożoność operacji wywiercono nie tylko główny otwór, ale także cztery dodatkowe. Odnowienie utraconych metrów zajęło sześć lat: w 1990 roku studnia osiągnęła głębokość 12262 metrów, stając się najgłębszą na świecie.
Cóż, obchody Dnia Geologa
Dwa lata później wstrzymano wiercenie, a następnie odwiert został wstrzymany przez mole i faktycznie porzucony.
Niemniej jednak wiele odkryć dokonano w studni głębinowej Kola. Inżynierowie stworzyli cały system ultra głębokiego wiercenia. Trudność polegała nie tylko na głębokości, ale także w wysokich temperaturach (do 200 stopni Celsjusza) ze względu na intensywność wiercenia.
Naukowcy nie tylko przenieśli się w głąb Ziemi, ale także pobrali próbki skał i rdzenie do analizy. Nawiasem mówiąc, to oni badali glebę księżycową i odkryli, że w składzie prawie całkowicie odpowiada ona skałom wydobytym ze studni Kola z głębokości około trzech kilometrów.
Na głębokości ponad dziewięciu kilometrów wyszły w złoża minerałów, w tym złota: w warstwie oliwinu jest ich aż 78 gramów na tonę. I to nie jest tak mało - uważa się, że wydobycie złota jest możliwe przy 34 gramach na tonę. Odkrycie nowego poziomu rud miedzi i niklu było miłym zaskoczeniem zarówno dla naukowców, jak i dla pobliskiego zakładu.
Cóż, SG-3 w 2000 roku
Naukowcy dowiedzieli się między innymi, że granity nie przechodzą w super mocną warstwę bazaltu: w rzeczywistości za nią znajdowały się gnejsy archeańskie, które tradycyjnie klasyfikowane są jako spękane skały. To dokonało swego rodzaju rewolucji w naukach geologicznych i geofizycznych i całkowicie zmieniło tradycyjne wyobrażenia o wnętrznościach Ziemi.
Kolejnym miłym zaskoczeniem jest odkrycie na głębokości 9-12 kilometrów wysoce porowatych spękanych skał nasyconych silnie zmineralizowanymi wodami. Według naukowców są one odpowiedzialne za powstawanie rud, ale wcześniej uważano, że dzieje się to tylko na znacznie płytszych głębokościach.
Okazało się między innymi, że temperatura podłoża jest nieco wyższa niż oczekiwano: na głębokości sześciu kilometrów zamiast oczekiwanych 16 uzyskano gradient temperatury wynoszący 20 stopni Celsjusza na kilometr. Ustalono radiogeniczne pochodzenie strumienia ciepła, co również nie było zgodne z wcześniejszymi hipotezami.
Budowa SG-3 w 2000 roku
Naukowcy odkryli 14 rodzajów skamieniałych mikroorganizmów w głębokich warstwach mających ponad 2,8 miliarda lat. Umożliwiło to przesunięcie czasu powstania życia na planecie o półtora miliarda lat temu. Naukowcy odkryli również, że na głębokościach nie ma skał osadowych i jest metan, na zawsze pogrzebujący teorię biologicznego pochodzenia węglowodorów.