Nyligen upptäckte geokemister från Ryssland, liksom Frankrike och Tyskland ett hav från den arkeiska perioden på ett djup av 410-660 kilometer under jordytan. Sådana upptäckter skulle ha varit omöjliga utan superdjupa borrmetoder som utvecklats och använts i Sovjetunionen. En av dessa artefakter är Kola Superdeep Borehole (SG-3), som, även 24 år efter att borrningen upphört, är den djupaste i världen.
Pionjärerna för ultradjup borrning var amerikanerna. Det är sant, i havets vidsträckta läge: i pilotprojektet använde de Glomar Challenger-fartyget, designat just för detta ändamål. Under tiden utvecklade Sovjetunionen aktivt en lämplig teoretisk bas.
I maj 1970, i norra delen av Murmansk-regionen, 10 kilometer från staden Zapolyarny, började borrningen av Kola superdjupbrunnen. Som förväntat var detta tidsinställt för att sammanfalla med hundraårsdagen av Lenins födelse. Till skillnad från andra superdjupa brunnar borrades SG-3 uteslutande för vetenskapliga ändamål och till och med organiserade en speciell geologisk undersökningsexpedition.
Borrplatsen valdes unik: det är på den baltiska skölden i Kolahalvområdet som gamla stenar dyker upp. Åldern för många av dem når tre miljarder år (vår planet är 4,5 miljarder år gammal). Dessutom är det riftogena tråget Pechenga-Imandra-Varzugsky en skålliknande struktur pressad in i de gamla stenarna, vars ursprung förklaras av ett djupt fel.
Rekonstruktion av borrapparaten
Det tog forskare fyra år att borra en brunn till ett djup av 7263 meter. Hittills har inget ovanligt gjorts: samma installation användes som vid utvinning av olja med gas. Sedan stod brunnen tomgång under ett helt år: riggen modifierades för borrning av turbiner. Efter uppgraderingen var det möjligt att borra cirka 60 meter per månad.
Djupet på sju kilometer presenterade överraskningar: alterneringen av hårda och inte särskilt täta stenar. Olyckor blev allt vanligare och många grottor dök upp i borrhålet. Borrningen fortsatte fram till 1983, då SG-3-djupet nådde 12 kilometer. Därefter samlade forskarna en stor konferens och pratade om deras framgångar.
Kampanjvideo:
På grund av felaktig hantering av borren stod emellertid ett avsnitt med en längd på fem kilometer kvar i gruvan. Under flera månader försökte de få det, men de lyckades inte. Det beslutades att börja borra igen från sju kilometer djup. På grund av operationens komplexitet borrades inte bara huvudborrhålet utan också fyra ytterligare. Det tog sex år att återställa de förlorade mätarna: 1990 nådde brunnen ett djup på 12262 meter och blev den djupaste i världen.
Väl firande på geologens dag
Två år senare avbröts borrningen, därefter malbrunnen och övergavs faktiskt.
Ändå gjordes många upptäckter vid Kola superdjupbrunnen. Ingenjörer har skapat ett helt ultra-djupt borrsystem. Svårigheten var inte bara på djupet utan också vid höga temperaturer (upp till 200 grader Celsius) på grund av borrningens intensitet.
Forskare rörde sig inte bara djupt in i jorden utan lyfte också stenprover och kärnor för analys. Förresten, det var de som studerade månjorden och fick reda på att i sammansättning motsvarar den nästan helt stenarna som utvunnits från Kola från ett djup av cirka tre kilometer.
På ett djup av mer än nio kilometer gick de ut i mineralfyndigheter, inklusive guld: i olivinskiktet finns det så många som 78 gram per ton. Och detta är inte så lite - guldbrytning anses vara möjligt med 34 gram per ton. Upptäckten av en ny malmhorisont av koppar-nickelmalmer var en trevlig överraskning för forskare såväl som för den närliggande anläggningen.
Tja SG-3 på 2000-talet
Bland annat lärde sig forskarna att graniter inte passerar in i ett superstarkt basaltlager: i själva verket var bakom det arkeiska gneiser, som traditionellt klassificeras som brutna stenar. Detta gjorde en slags revolution inom geologisk och geofysisk vetenskap och förändrade helt de traditionella idéerna om jordens tarmar.
En annan trevlig överraskning är upptäckten av mycket porösa brutna stenar mättade med mycket mineraliserade vatten på 9-12 kilometer djup. Enligt forskare är de ansvariga för bildandet av malm, men man trodde tidigare att detta bara sker på mycket grundare djup.
Bland annat visade det sig att underjordstemperaturen är något högre än förväntat: på ett djup av sex kilometer erhölls en temperaturgradient på 20 grader Celsius per kilometer istället för de 16 förväntade. Det radiogena ursprunget till värmeflödet fastställdes, vilket inte heller överensstämde med tidigare hypoteser.
Byggnad SG-3 på 2000-talet
Forskare har hittat 14 arter av fossiliserade mikroorganismer i de djupa skikten som är mer än 2,8 miljarder år gamla. Detta gjorde det möjligt att flytta tiden för livets ursprung på planeten med en och en halv miljard år sedan. Forskarna fick också reda på att det på djupet inte finns några sedimentära bergarter och det finns metan som för alltid begraver teorin om kolvätenas biologiska ursprung.