Sedan slutet av 1800-talet har man trott att jorden består av skorpa, mantel och kärna. Samtidigt kan ingen riktigt säga var ett lager slutar och nästa börjar. Forskare visste inte ens vad faktiskt dessa lager består av. Till och med för cirka 30 år sedan var forskarna säkra på att granitskiktet börjar på ett djup av 50 meter och fortsätter upp till tre kilometer, och sedan finns det basalter. Manteln skulle vara på 15-18 kilometer djup. Ultradjupa väl, som började borra i Sovjetunionen på Kolahalvön, visade att forskarna hade fel …
Fördjupning i tre miljarder år
Projekt med resor djupt in i jorden dök upp i början av 1960-talet i flera länder på en gång. Amerikanerna var de första som började borra ultradjupa brunnar, och de försökte göra det på platser där, enligt seismiska studier, jordskorpan borde ha varit tunnare. Dessa platser var, enligt beräkningar, längst ner i haven, och det mest lovande området ansågs som området nära ön Maui från Hawaiian-gruppen, där forntida stenar ligger under havsbotten och jordens mantel ligger ungefär fem kilometer under en fyra kilometer lång vattenpelare. Tyvärr, båda försöken att bryta igenom jordskorpan på denna plats slutade i misslyckanden på ett djup av tre kilometer.
De första inhemska projekten omfattade också undervattensborrning - i Kaspiska havet eller vid Bajkalsjön. Men 1963 övertygade borrforskaren Nikolai Timofeev statsutskottet för vetenskap och teknik i Sovjetunionen att det var nödvändigt att skapa en brunn på kontinenten. Även om borrningen skulle ta ojämförligt längre, trodde han, skulle brunnen vara mycket mer värdefull ur ett vetenskapligt perspektiv. Borrplatsen valdes på Kola-halvön, som ligger på den så kallade baltiska skölden, bestående av de mest forntida jordklipporna som är kända för mänskligheten. En skärningslager med flera kilometer skulle enligt forskare visa en bild av planetens historia under de senaste tre miljarder åren.
Djupare och djupare och djupare …
Starten av arbetet efter nästan fem års förberedelser var tidsbegränsad för att sammanfalla med 100-årsjubileet för födelsen av V. I. Lenin 1970. Projektet startades grundligt. Brunnen hade 16 forskningslaboratorier, vardera storleken på en genomsnittlig anläggning; Projektet övervakades personligen av USSR: s geologiminister och vanliga anställda fick trippel lön. Alla garanterades en lägenhet i Moskva eller Leningrad. Det är inte förvånande att det var mycket svårare att komma till Kola Superdeep än att gå med i kosmonautkorpset.
Utseendet på brunnen kunde svika en extern observatör. Inga hissar och spiraltrappar som leder in i jordens djup. Endast en borr med en diameter på drygt 20 centimeter gick under jord. I allmänhet kan Kola superdeep föreställas som en tunn nål som tränger igenom jordens tjocklek. Borraren i slutet av denna nål med flera sensorer, efter flera timmars drift, lyftes i nästan en hel dag för inspektion, läsning och reparation, och sedan sänktes den ned under en dag. Det kan inte vara snabbare: den starkaste sammansatta kabeln (borrsträng) kunde bryta av under sin egen vikt.
Vad som hände på ett djup vid tidpunkten för borrningen var inte känt med säkerhet. Omgivningstemperatur, brus och andra parametrar överfördes på övervåningen med en minuts fördröjning. Icke desto mindre sa borrarna att till och med sådan kontakt med fängelsehålan ibland var skrämmande på allvar. Ljuden från under var som skrik och tjut. Till detta kan man lägga till en lång lista med olyckor som följde Kola Superdeep, när den nådde ett djup på 10 kilometer. Två gånger togs borren ut smält, även om temperaturen från vilken den skulle kunna ta denna form är jämförbar med temperaturen på solens yta. En gång verkade kabeln dras underifrån - och stängs av. Därefter hittades inga rester av kabeln vid borrning på samma plats. Vad som orsakade dessa och många andra olyckor är fortfarande ett mysterium. I alla fall,de var inte alls anledningen till att stoppa borrningen av tarmarna i Östersjöns sköld.
1983, när djupet på brunnen nådde 12 066 meter, stoppades arbetet tillfälligt: det beslutades att förbereda material för superdep-borrning för International Geological Congress, som planerades hållas 1984 i Moskva. På den lärde utländska forskare först om själva förekomsten av Kola-superdep, all information om vilken hade klassificerats fram till den tiden. Arbetet återupptogs 27 september 1984. Men vid den första starten av borrningen inträffade en olycka - borrsträngen bröt av igen. Borrningen var tvungen att fortsätta från ett djup på 7000 meter, skapa ett nytt borrhål, och 1990 kom denna nya gren till 12 262 meter, vilket var ett absolut rekord för ultradjupa brunnar, först 2008. Borrningen stoppades 1992, denna gång, som det visade sig, för alltid. Det fanns inga medel för ytterligare arbete.
Upptäckter och fynd
Upptäckterna som gjorts på Kola-superdep har gjort en verklig revolution i vår kunskap om jordskorpans struktur. Teoretiker har lovat att temperaturen på Baltic Shield kommer att förbli relativt låg ner till ett djup på minst 15 kilometer. Detta innebär att en brunn kan borras nästan upp till 20 kilometer, bara till manteln. På den femte kilometeren överskred temperaturen 700 ° C, den sjunde - över 1200 ° C, och på ett djup av tolv var den mer än 2200 ° C.
Kola-borrmaskiner ifrågasatte teorin om jordskorpans lager-för-skiktstruktur - åtminstone i intervallet upp till 12 262 meter. Man trodde att det finns ett ytskikt (unga stenar), då bör graniter, basalter, mantel och kärna gå. Men graniterna visade sig vara tre kilometer lägre än väntat. Basalterna som skulle ligga under dem hittades inte alls. En otrolig överraskning för forskare var överflödet av sprickor och tomrum på ett djup på över 10 kilometer. I dessa tomrum svängde borren som en pendel, vilket ledde till allvarliga svårigheter i arbetet på grund av dess avvikelse från den vertikala axeln. I tomrummen registrerades närvaron av vattenånga, som flyttade dit med hög hastighet, som om de transporterades av någon okänd pump. Dessa ångor skapade själva ljud som är värda borrarna.
Helt oväntat för alla bekräftades hypotesen från författaren Alexei Tolstoy om olivinbältet, uttryckt i romanen "Hyperboloid of Engineer Garin". På ett djup på över 9,5 kilometer upptäcktes en riktig gruva av alla slags mineraler, särskilt guld, som visade sig vara 78 gram per ton. Förresten, kommersiell produktion genomförs i en koncentration av 34 gram per ton.
En annan överraskning: livet på jorden dök upp, det visar sig, en och en halv miljard miljarder tidigare än väntat. På djup där, som man trodde, det inte kunde finnas något organiskt material, hittades 14 arter av fossiliserade mikroorganismer (åldern för dessa lager överskred 2,8 miljarder år). På ännu större djup, där det inte längre finns några sedimentära bergarter, dök metan upp i höga koncentrationer, som slutligen motbeviste teorin om det biologiska ursprunget för kolväten som olja och gas.
Det är omöjligt att inte nämna upptäckten som gjordes när man jämför den månjord som levererades av den sovjetiska rymdstationen i slutet av 70-talet från månens yta och proverna tagna vid Kola-brunnen från ett djup på 3 kilometer. Det visade sig att dessa prover liknar två droppar vatten. Vissa astronomer såg detta som bevis på att månen en gång bröt bort från jorden som ett resultat av en katastrof (kanske en kollision av en planet med en stor asteroid). Enligt andra vittnar emellertid denna likhet bara om att månen bildades av samma gas- och dammmoln som jorden, och i de initiala geologiska stadierna "utvecklades de" på samma sätt.
Kola Superdeep var före sin tid
Kola-brunnen har visat att det är möjligt att gå in i jordens djup under 14 eller till och med 15 kilometer. En sådan brunn är dock osannolik att ge grundläggande ny kunskap om
jordskorpan. Detta kräver ett helt nätverk av brunnar som borras på olika punkter på jordytan. Men dagarna då superdjupa brunnar borrades för rent vetenskapliga ändamål verkar vara över. Detta nöje är för dyrt. Dagens ultradjupa borrprogram är inte längre så ambitiösa som de brukade ha och har praktiska mål.
Detta är främst upptäckten och utvinningen av mineraler. I USA har olje- och gasproduktionen från 6-7 kilometer djup redan blivit vanligt. I framtiden kommer Ryssland också att börja pumpa kolväten från sådana nivåer.
Men även de djupa brunnar som borras ger nu mycket värdefull information som geologer försöker generalisera för att få en helhetsbild av åtminstone ytlagren på jordskorpan. Men det som ligger nedan kommer att förbli ett mysterium under lång tid. Endast forskare som arbetar i superdeep-brunnar som Kola-halvön kan avslöja det med hjälp av den modernaste vetenskapliga utrustningen. Sådana brunnar i framtiden kommer för mänskligheten att bli ett slags teleskop in i den mystiska underjordiska världen på planeten, som vi inte vet mer än om avlägsna galaxer.
