Kaevu maksimaalne sügavus. Ülisügav kaev Koola poolsaarel: ajalugu ja saladused

Vaatamata sellele, et oleme 21. sajandil, on meie planeedi siseehitust uuritud väga vähe. Teame üsna hästi, mis süvakosmoses toimub, kuid samas võib Maa saladustesse tungimise astet võrrelda kerge nõelatorkega arbuusi koore pinnale.
1950. aastate keskel, kui puurijad õppisid tegema rohkem kui 7 km sügavusi kaeve, jõudis inimkond lähemale väga ambitsioonika ülesande täitmisele – läbida maakoor ja vaadata, mis selle all peitub. Meie kaasmaalased jõudsid sellele eesmärgile kõige lähemale, kui puurisid Koola supersügavuse kaevu.
Maa tahke kest on oma suuruse suhtes üllatavalt õhuke – maakoore paksus kõigub maismaal 20-65 km ja ookeani all 3-8 km vahel, hõivates vähem kui 1% planeedi mahust. Selle taga on tohutu kiht - vahevöö -, mis moodustab suurema osa Maa ruumist. Veelgi madalam on tihe tuum, mis koosneb peamiselt rauast, aga ka niklist, pliist, uraanist ja muudest metallidest. Maakoore ja vahevöö vahel on piiritsoon, mis on nime saanud selle avastanud Jugoslaavia teadlase järgi, Mohorovici pind (piir) või lühidalt Moho. Selles tsoonis suureneb seismiliste lainete levimise kiirus järsult. Selle nähtuse selgitamiseks on loodud mitmeid hüpoteese, kuid üldiselt jääb see lahendamata.

20. sajandi teisel poolel käivitatud kõige tõsisemate süvapuurimisprojektide olulisim eesmärk oli just see salapärane kiht. Teadlastel ei õnnestunud kunagi selleni jõuda, kuid ülisügavate kaevude puurimisel saadud andmed maakoore ehituse kohta osutusid nii ootamatuteks, et Mohorovici piir näis taanduvat. Kõigepealt oli vaja selgitada kõrgemates kihtides avastatud saladusi.
Ameeriklased olid esimesed, kes alustasid maakoore sügavpuurimist teaduslikel eesmärkidel. 1960. aastatel käivitasid nad teadusliku projekti Mohole, mis hõlmas veealuste laevade loomist spetsiaalsete puurimislaevade abil. Järgmise kolmekümne aasta jooksul tekkis meredesse ja ookeanidesse üle 800 kaevu, millest paljud asuvad rohkem kui 4 km sügavusel. Pikim kaev suutis merepõhja minna vaid 800 m, kuid saadud andmetel oli geoloogia jaoks tohutu tähtsus. Eelkõige olid need oluliseks kinnituseks nn. tektooniline teooria, mille kohaselt mandrid põhinevad tahketel litosfääriplaatidel, mis on aeglaselt hõljuvad, sukeldatud vedelasse vahevöösse.

Loomulikult ei saanud NSVL oma ülemerekonkurendist maha jääda, mistõttu käivitasime 1960. aastate keskel arvukalt maapõue uurimise projekte. Nõukogude teadlased valisid veidi teistsuguse tee, otsustades puurida kaevud mitte merre, vaid maal. Tuntuim ja edukaim sedalaadi projekt on Koola ülisügav kaev – sügavaim “auk maa sees”, mille inimene on kunagi teinud. Kaev asub Koola poolsaare põhjatipus. Seda kohta ei valitud juhuslikult – sadade miljonite aastate jooksul hävitas looduslik erosioon Koola kristalse kilbi pinna, eemaldades kivimi ülemised kihid. Selle tulemusena tekkisid pinnale iidsed arheoaegsed kihid, mis vastavad kontinentaalset tüüpi maakoore keskmise lõigu sügavusele 5-10 km. Kaevu 15-kilomeetrine projekteerimissügavus võimaldas teadlastel loota jõuda salapärasele Mohorovici pinnale.
Koola kaevu puurimist alustati 1970. aastal ja see lõppes üle 20 aasta hiljem - 1994. Algul töötasid puurijad täiesti traditsiooniliste meetoditega: kaevu lasti kergsulamist torudest sammas, mille lõpus külge kinnitati teemanthammaste ja anduritega silindriline metallpuur. Kolonni pööras pinnal asuv mootor. Kaevu sügavuse suurenedes lisati torudele uusi sektsioone. Perioodiliselt tuli kogu kolonn pinnale tõsta, et eemaldada lõigatud kivisüdamik ja asendada tuhm kroon. Kahjuks muutub see end tõestanud tehnoloogia ebaefektiivseks, kui kaevu sügavus ületab teatud märgi: torude hõõrdumine kaevu seinte vastu muutub kogu selle tohutu võlli pööramiseks liiga suureks. Selle raskuse ületamiseks töötasid insenerid välja disaini, milles pöörles ainult puuripea. Kolonni otsa paigaldati turbiinid, millest juhiti läbi puurimisvedelik - spetsiaalne vedelik, mis toimib määrdeainena ja ringleb läbi torude. Need turbiinid panid puuri pöörlema.

Puurimise käigus pinnale toodud proovid tegid geoloogias tõelise revolutsiooni. Olemasolevad ettekujutused maakoore ehitusest osutusid tegelikkusest kaugel. Esimene üllatus oli graniidilt basaltile ülemineku puudumine, mida teadlased eeldasid umbes 6 km sügavusel. Seismoloogilised uuringud näitavad, et selles piirkonnas muutub järsult akustiliste lainete levimise kiirus, mida on tõlgendatud maakoore basaltse vundamendi algusena. Kuid ka pärast üleminekutsooni tõusid graniidid ja gneissid jätkuvalt pinnale. Sellest hetkest alates sai selgeks, et valitsev kahekihilise maakoore mudel oli vale. Nüüd seletatakse seismilise ülemineku olemasolu kivimi omaduste muutumisega kõrgendatud rõhu ja temperatuuri tingimustes.
Veelgi üllatavam avastus oli asjaolu, et enam kui 9 km sügavusel asuvad kivimid osutusid äärmiselt poorseteks. Enne seda usuti, et sügavuse ja rõhu suurenedes peaksid need vastupidi muutuma üha tihedamaks. Miniatuursed praod täideti vesilahusega, mille päritolu jäi pikka aega täiesti ebaselgeks. Hiljem esitati teooria, mille kohaselt avastatud vesi moodustub vesiniku- ja hapnikuaatomitest, mis kolossaalsete rõhkude mõjul ümbritsevast kivimist “välja pigistatakse”.
Veel üks üllatus: ilmneb, et elu planeedil Maa tekkis oodatust 1,5 miljardit aastat varem. 6,7 km sügavuselt, kus arvati, et orgaanilist ainet pole, avastati 14 liiki kivistunud mikroorganisme. Neid leiti äärmiselt ebaiseloomulikest süsinik-lämmastiku ladestustest (tavalise lubjakivi või ränidioksiidi asemel), mis olid üle 2,8 miljardi aasta vanad. Veelgi suuremal sügavusel, kus enam setteid pole, ilmus metaan tohututes kontsentratsioonides. See hävitas täielikult ja täielikult süsivesinike, näiteks nafta ja gaasi bioloogilise päritolu teooria.
Teadlasi üllatas ka kaevu süvenedes temperatuuri tõusmise kiirus. 7 km märgil ulatus see 120 °C ja 12 km sügavusel juba 230 °C, mis oli kolmandiku võrra suurem kui planeeritud väärtus: maakoore temperatuurigradient oli ligi 20 kraadi 1 km kohta, selle asemel. oodatud 16. Samuti selgus, et pool soojusvoolust on radiogeenset päritolu. Kõrge temperatuur mõjutas biti tööd negatiivselt, mistõttu hakati puurimisvedelikku enne kaevu pumpamist jahutama. See meede osutus üsna tõhusaks, kuid pärast 12 km piiri läbimist ei suutnud see enam piisavat soojuse eemaldamist tagada. Lisaks omandas kokkusurutud ja kuumutatud kivim teatud vedelikuomadused, mille tulemusena hakkas kaev järgmisel puurnööri eemaldamisel ujuma. Edasine areng osutus ilma uute tehnoloogiliste lahenduste ja märkimisväärsete finantskuludeta võimatuks, mistõttu puurimine 1994. aastal peatati. Selleks ajaks oli kaev süvenenud 12 262 meetrini.

Pole lihtsam tungida meie jalge all olevatesse saladustesse, kui välja selgitada kõik meie peade kohal olevad universumi saladused. Ja võib-olla isegi raskem, sest Maa sügavustesse vaatamiseks on vaja väga sügavat kaevu.

Puurimise eesmärgid on erinevad (näiteks naftatootmine), kuid ülisügavaid (üle 6 km) puurauke vajavad eelkõige teadlased, kes tahavad teada, mida huvitavat meie planeedi sees leidub. Kus need Maa keskpunkti "aknad" asuvad ja kuidas nimetatakse sügavaimat puurkaevu, räägime teile selles artiklis. Kõigepealt üks täpsustus.

Puurida saab kas vertikaalselt allapoole või maapinna suhtes nurga all. Teisel juhul võib pikkus olla väga suur, kuid sügavus, kui hinnata suudmest (kaevu algusest pinnal) kuni maapinna sügavaima punktini, on väiksem kui risti kulgevatel.

Näitena võib tuua ühe Tšaivinskoje välja kaevu, mille pikkus ulatus 12 700 m-ni, kuid sügavuselt jääb see sügavamatest kaevudest oluliselt alla.

See 7520 m sügavune kaev asub tänapäeva Lääne-Ukraina territooriumil. Selle kallal töötati aga NSV Liidus aastatel 1975–1982.

Selle NSV Liidu ühe sügavaima kaevu loomise eesmärk oli maavarade (nafta ja gaasi) kaevandamine, kuid oluline ülesanne oli ka maa sisikonna uurimine.

9 Yen-Yakhinskaya kaev

Mitte kaugel Novy Urengoy linnast Jamalo-Neenetsi rajoonis. Maa puurimise eesmärk oli puurimiskohas maakoore koostise määramine ja kaevandamiseks suurte sügavuste arendamise tasuvuse väljaselgitamine.

Nagu tavaliselt ülisügavate kaevude puhul, valmistas maa-alune teadlastele palju "üllatusi". Näiteks umbes 4 km sügavusel küündis temperatuur +125 (üle arvestusliku) ja veel 3 km pärast oli temperatuur juba +210 kraadi. Sellegipoolest viisid teadlased oma uurimistöö lõpule ja 2006. aastal jäeti kaev maha.

8 Saatli Aserbaidžaanis

NSV Liidus tehti Aserbaidžaani Vabariigi territooriumil üks maailma sügavamaid puurauke Saatli. Plaanis oli viia selle sügavus 11 km-ni ja viia läbi erinevaid uuringuid, mis olid seotud nii maakoore ehituse kui ka nafta arenguga erinevatel sügavustel.

Teid võib huvitada

Nii sügavat kaevu aga puurida ei õnnestunud, nagu väga-väga tihti juhtub. Töö ajal masinad sageli ebaõnnestuvad ülikõrgete temperatuuride ja rõhu tõttu; kaev on painutatud, kuna erinevate kivimite kõvadus ei ole ühtlane; Tihti kaasnevad väiksema rikkega sellised probleemid, mille lahendamine nõuab rohkem raha kui uue loomine.

Nii et antud juhul tuli vaatamata sellele, et puurimise tulemusena saadud materjalid olid väga väärtuslikud, töö peatada umbes 8324 m kõrgusel.

7 Zisterdorf – Austria sügavaim

Teine sügav kaev puuriti Austrias Zisterdorfi linna lähedal. Läheduses olid gaasi- ja naftamaardlad ning geoloogid lootsid, et ülisügav kaev võimaldab saada kaevandamise vallas superkasumit.

Tõepoolest, maagaas avastati väga olulisel sügavusel - spetsialistide meeleheiteks oli seda võimatu ammutada. Edasine puurimine lõppes õnnetusega, kaevu seinad varisesid kokku.
Seda polnud mõtet taastada, nad otsustasid puurida lähedale veel ühe, kuid midagi töösturite jaoks huvitavat sealt leida ei õnnestunud.

6 ülikooli USA-s

Üks sügavamaid puurauke Maal on USA ülikool. Selle sügavus on 8686 m. Puurimise tulemusena saadud materjalid pakuvad märkimisväärset huvi, kuna need annavad uut materjali meie elukoha planeedi ehituse kohta.

Üllataval kombel selgus selle tulemusel, et õigus polnud mitte teadlastel, vaid ulmekirjanikel: sügavustes on mineraalide kihid ja suures sügavuses on elu - jutt on siiski bakteritest!

90ndatel alustas Saksamaa ülisügava Hauptborungi puuraugu puurimist. Plaanis oli viia selle sügavus 12 km-ni, kuid nagu ülisügavate miinide puhul ikka, ei krooninud plaane edu. Juba veidi üle 7 meetri kõrgusel algasid probleemid masinatega: vertikaalselt alla puurimine muutus võimatuks ning võll hakkas järjest rohkem kõrvale kalduma. Iga meeter oli raske ja temperatuur tõusis tohutult.

Lõpuks, kui kuumus küündis 270 kraadini ning lõputud õnnetused ja tõrked kõik kurnasid, otsustati töö peatada. See toimus 9,1 km sügavusel, muutes Hauptborungi kaevu üheks sügavamaks.

Puurimisel saadud teaduslikud materjalid on saanud aluseks tuhandetele uuringutele ning kaevandust ennast kasutatakse praegu turismi eesmärgil.

4 Badeni üksus

Ameerika Ühendriikides üritas Lone Star 1970. aastal puurida ülisügavat puuraugu. Asukohta Anadarko linna lähedal Oklahomas ei valitud juhuslikult: siin loob metsik loodus ja kõrge teaduslik potentsiaal mugava võimaluse nii kaevu puurimiseks kui ka selle uurimiseks.

Töid tehti üle aasta ja selle aja jooksul puuriti 9159 m sügavusele, mis võimaldab arvata selle maailma sügavaimate kaevanduste hulka.

Ja lõpuks tutvustame kolme maailma sügavaimat kaevu. Kolmandal kohal on Bertha Rogers – maailma esimene ülisügav kaev, mis aga ei püsinud kauaks kõige sügavamal. Alles veidi aega hiljem ilmus NSV Liidu sügavaim kaev, Koola kaev.

Bertha Rogersi puuris maavarasid, peamiselt maagaasi, arendav ettevõte GHK. Töö eesmärgiks oli gaasi otsimine suurest sügavusest. Töö algas 1970. aastal, kui maa sisikonnast teati väga vähe.

Ettevõte pani Ouachita maakonnas asuva koha suhtes suuri lootusi, sest Oklahomas on palju maavarasid ning toona arvasid teadlased, et maakeral on terved nafta- ja gaasikihid. 500 päeva tööd ja projekti investeeritud tohutud rahalised vahendid osutusid aga kasutuks: puur sulas vedela väävlikihi sisse ning gaasi ega õli ei õnnestunud tuvastada.

Lisaks ei tehtud puurimise ajal teaduslikke uuringuid, kuna kaev oli ainult kaubandusliku tähtsusega.

2 KTB-Oberpfalz

Meie edetabelis on teisel kohal sakslaste Oberpfalzi kaev, mis ulatus ligi 10 km sügavusele.

Sellel kaevandusel on kõige sügavama vertikaalse kaevu rekord, kuna ilma kõrvalekaldeta ulatub see 7500 m sügavusele! See on pretsedenditu näitaja, sest suurel sügavusel asuvad miinid painduvad paratamatult, kuid Saksamaalt pärit teadlaste poolt kasutatud ainulaadne varustus võimaldas puurit vertikaalselt allapoole liigutada väga pikka aega.

Diameetri vahe pole ka nii suur. Ülisügavad kaevud algavad maapinnal üsna suure läbimõõduga auguga (Oberpfalzis - 71 cm) ja kitsenevad seejärel järk-järgult. Põhjas on Saksa kaevu läbimõõt vaid umbes 16 cm.

Põhjus, miks töö tuli peatada, on sama, mis kõigil muudel juhtudel - seadmete rike kõrge temperatuuri tõttu.

1 Koola kaev on maailma sügavaim

Oleme võlgu rumala legendi lääne ajakirjanduses levinud “pardile”, kus räägiti müütilise “maailmakuulsa teadlase” Azzakovi kohta kaevandusest põgenenud “olendist”, mille temperatuur ulatus 1000 kraadini. kraadi, miljonite inimeste oigamisest, kes registreerusid mikrofoni mahavõtmisele ja nii edasi.

Esmapilgul on selge, et jutt on õmmeldud valge niidiga (ja muuseas ilmus see aprillinaljapäeval): temperatuur ei olnud kaevanduses üle 220 kraadi, kuid sellisel temperatuuril, nagu samuti 1000 kraadi juures ei tööta ükski mikrofon; olendid ei pääsenud ja nimetatud teadlast pole olemas.

Koola kaev on maailma sügavaim. Selle sügavus ulatub 12262 m-ni, mis ületab oluliselt teiste kaevanduste sügavust. Aga mitte pikkust! Nüüd saame nimetada vähemalt kolme kaevu - Katar, Sahhalin-1 ja üks Chaivinskoje välja (Z-42) kaevudest -, mis on pikemad, kuid mitte sügavamad.
Koola andis teadlastele kolossaalse materjali, mida pole veel täielikult töödeldud ja mõistetud.

Maailma sügavaimad kaevud 18. märts 2015

Unistus tungida meie planeedi sügavustesse koos plaaniga saata inimene kosmosesse tundus palju sajandeid täiesti võimatu. 13. sajandil kaevasid hiinlased juba kuni 1200 meetri sügavuseid kaevusid ja puurplatvormide tulekuga 1930. aastatel õnnestus eurooplastel tungida kolme kilomeetri sügavusele, kuid need olid vaid kriimud planeedi kehal. .

Ülemaailmse projektina tekkis 1960. aastatel idee puurida Maa ülemisse kesta. Hüpoteesid vahevöö ehituse kohta põhinesid kaudsetel andmetel, nagu seismiline aktiivsus. Ja ainus viis sõna otseses mõttes maa sisikonda vaadata oli ülisügavate kaevude puurimine. Sajad kaevud ookeani pinnal ja sügavuses on andnud vastused mõnele teadlaste küsimusele, kuid ajad, mil neid kasutati mitmesuguste hüpoteeside kontrollimiseks, on ammu möödas.

Meenutagem maakera sügavaimate kaevude nimekirja...

Siljan Ring (Rootsi, 6800 m)

Rootsis puuriti 80. aastate lõpus Siljan Ringi kraatris samanimeline kaev. Teadlaste hüpoteesi kohaselt loodeti just sellest kohast leida mittebioloogilise päritoluga maagaasimaardlaid. Puurimise tulemus valmistas pettumuse nii investoritele kui ka teadlastele. Tööstuslikus mastaabis süsivesinikke ei tuvastatud.

Zistersdorf UT2A (Austria, 8553 m)

1977. aastal puuriti Viini nafta- ja gaasibasseinis Zistersdorfi UT1A kaev, kuhu oli peidetud mitu väikest naftamaardlat. Kui 7544 m sügavuselt avastati taastamatud gaasivarud, varises esimene puurkaev ootamatult sisse, sundides OMV-d teist puurima. Seekord aga kaevurid sügavaid süsivesinike ressursse ei leidnud.

Hauptbohrung (Saksamaa, 9101 m)

Kuulus Koola kaev jättis Euroopa avalikkusele kustumatu mulje. Paljud riigid on asunud ette valmistama oma ülisügavate kaevude projekte, kuid eriti tähelepanuväärne on Hauptborungi kaev, mis töötati välja aastatel 1990–1994 Saksamaal. Jõudes vaid 9 km kaugusele, on sellest saanud üks kuulsamaid ülisügavaid puurauke tänu puurimise ja teaduslike andmete avalikkusele.

Badeni üksus (USA, 9159 m)

Lone Stari puurkaev Anadarko linna lähedal. Selle väljatöötamine algas 1970. aastal ja kestis 545 päeva. Kokku kulus selleks kaevuks 1700 tonni tsementi ja 150 teemantotsikut. Ja selle kogumaksumus läks ettevõttele maksma 6 miljonit dollarit.

Bertha Rogers (USA, 9583 m)

Veel üks ülisügav puurkaev, mis loodi 1974. aastal Oklahomas Anadarko nafta- ja gaasibasseinis. Kogu puurimisprotsess võttis Lone Stari töölistel aega 502 päeva. Tööd tuli peatada, kui kaevurid komistasid 9,5 kilomeetri sügavusel sula väävlimaardla otsa.

Koola ülisügav (NSVL, 12 262 m)

Kantud Guinnessi rekordite raamatusse kui "inimeste sügavaim sissetung maapõue". Kui 1970. aasta mais hääldamatu nimega Vilgiskoddeoaivinjärvi järve lähedal puurimist alustati, eeldati, et kaev ulatub 15 kilomeetri sügavusele. Kuid kõrgete temperatuuride (kuni 230°C) tõttu tuli tööd piirata. Hetkel on Koola kaev koivarrega.

Ma juba rääkisin teile selle kaevu ajaloost -

BD-04A (Katar, 12 289 m)

7 aastat tagasi puuriti Kataris Al-Shaheeni naftaväljal uurimiskaev BD-04A. Tähelepanuväärne on, et Maerski puurplatvorm suutis rekordilise 36 päevaga jõuda 12 kilomeetri kõrgusele!

OP-11 (Venemaa, 12 345 m)

2011. aasta jaanuari tähistas Exxon Neftegasi sõnum, et pikima laiendatud ulatusega kaevu puurimine on lõpule jõudmas. Odoptu väljal asuv OR-11 püstitas ka horisontaalse puuraugu pikkuse rekordi - 11 475 meetrit. Kaevurid suutsid tööd lõpetada vaid 60 päevaga.

Odoptu väljal asuva OP-11 kaevu kogupikkus oli 12 345 meetrit (7,67 miili), millega püstitati uus laiendatud ulatusega kaevude (ERR) puurimise maailmarekord. OR-11 oli maailmas esikohal ka põhja ja puurimispunkti vahelise horisontaalkauguse poolest – 11 475 meetrit (7,13 miili). ENL lõpetas rekordilise puuraugu kõigest 60 päevaga, kasutades ExxonMobili kiiret puurimist ja integreeritud puurimise kvaliteedikontrolli tehnoloogiaid, saavutades parima puurimistõhususe OR-11 kaevu igal jalamil.

"Sahhalin-1 projekt aitab jätkuvalt kaasa Venemaa juhtpositsioonile ülemaailmses nafta- ja gaasitööstuses," ütles ENLi president James Taylor. — Praeguseks on Sahhalin-1 projekti raames puuritud 6 kümnest pikimast EDS-kaevust, sealhulgas kaev OP-11, kasutades ettevõtte ExxonMobil Corporation puurimistehnoloogiaid. Kogu projekti vältel kasutati spetsiaalselt disainitud Yastrebi puurimisseadet, mis püstitas arvukalt tööstusrekordeid augu pikkuse, puurimiskiiruse ja suundpuurimise jõudluse osas. Samuti püstitasime uue rekordi, säilitades samal ajal suurepärase ohutuse, tervise ja keskkonnaalase toimimise.

Odoptu väli, üks kolmest Sahhalin-1 projekti väljast, asub riiulil, 5–7 miili (8–11 km) kaugusel Sahhalini saare kirderannikust. BOV-tehnoloogia võimaldab ohutuse ja keskkonnakaitse põhimõtteid rikkumata edukalt puurida kaldalt merepõhja alt kaevusid avamere nafta- ja gaasimaardlateni jõudmiseks ühes maailma kõige raskemini arendatavas subarktilises piirkonnas.

P.S. Ja siin on see, mida nad kommentaaridesse kirjutavad: tim_o_fay: eraldame kärbsed kotlettidest :) Pikad hästi ≠ sügav. Samal BD-04A-l, oma 12 289 m pikkusel, on 10 902 m horisontaalset pagasiruumi. http://www.democraticunderground.com/discuss/duboard.php?az=view_all&address=115x150185 Vastavalt sellele on vertikaal seal kokku umbes kilomeeter. Mida see tähendab? See tähendab madalat (võrreldes) rõhku ja temperatuuri põhjas, pehmeid kive (hea läbitungimiskiirusega) jne. ja nii edasi. OP-11 samast ooperist. Ma ei ütle, et horisontaalide puurimine on lihtne (olen seda teinud kaheksa aastat), kuid see on siiski palju lihtsam kui ülisügavate puurimine. Bertha Rogers, SG-3 (Kola), Baden Unit ja teised suure tõelise vertikaalse sügavusega (sõnasõnaline tõlge inglise keelest True Vertical Depth, TVD) – see on tõesti midagi transtsendentaalset. 1985. aastal tulid endised lõpetajad üle liidu SOGRT viiekümnendale aastapäevale lugude ja kingitustega tehnikumi muuseumile. Siis oli mul au rohkem kui 11,5 km sügavuselt katsuda graniidist gneissi tükki :)

Paljud teaduslikud ja tööstuslikud tööd hõlmavad maa-aluste kaevude puurimist. Ainuüksi selliste objektide koguarv Venemaal on vaevalt arvutatav. Aga legendaarne Koola ülisügav on püsinud ületamatuna alates 1990. aastatest, ulatudes enam kui 12 kilomeetri sügavusele Maa sisse! Seda puuriti mitte majandusliku kasu saamiseks, vaid puhtalt teaduslikust huvist – et teada saada, millised protsessid planeedi sees toimuvad.

Koola ülisügav kaev. Esimese etapi puurimisseade (sügavus 7600 m), 1974. a

50 kandidaati ametikoha kohta

Maailma hämmastavaim kaev asub Murmanski oblastis, Zapolyarnõi linnast 10 kilomeetrit läänes. Selle sügavus on 12 262 meetrit, ülemise osa läbimõõt on 92 sentimeetrit, alumise osa läbimõõt on 21,5 sentimeetrit.

Kaev rajati 1970. aastal V.I 100. sünniaastapäeva auks. Lenin. Asukoha valik polnud juhuslik – just siin, Balti kilbi territooriumil, kerkivad pinnale vanimad kivimid, mis on kolm miljardit aastat vanad.

Alates 19. sajandi lõpust on teada teooria, et meie planeet koosneb maakoorest, vahevööst ja tuumast. Kuid kus täpselt üks kiht lõpeb ja järgmine algab, võisid teadlased vaid oletada. Levinuima versiooni järgi laskuvad kuni kolme kilomeetrini alla graniidid, seejärel basaltid ja 15-18 kilomeetri sügavuselt algab vahevöö. Seda kõike tuli praktikas katsetada.

Maa-alune uurimine 1960. aastatel meenutas kosmosevõistlust, kus juhtivad riigid püüdsid üksteisest ette jõuda. Arvati, et suurtes sügavustes leidub rikkalikke mineraalide, sealhulgas kulla maardlaid.

Ameeriklased olid esimesed, kes puurisid ülisügavaid puurauke. 1960. aastate alguses avastasid nende teadlased, et maakoor on ookeanide all palju õhem. Seetõttu valiti kõige perspektiivikamaks töökohaks Maui saare (üks Hawaii saartest) lähedal asuv piirkond, kus maakera vahevöö asub umbes viie kilomeetri sügavusel (pluss 4-kilomeetrine veekiht). . Kuid mõlemad USA teadlaste katsed lõppesid ebaõnnestumisega.

Nõukogude Liit pidi vastama väärikalt. Meie teadlased tegid ettepaneku luua kontinendile kaev – hoolimata sellest, et puurimine võttis kauem aega, tõotas tulemus olla edukas.

Projektist sai üks NSV Liidu suurimaid. Kaevu juures töötas 16 uurimislaborit. Siia tööle saamine polnud vähem keeruline kui kosmonautide korpusesse pääsemine. Lihttöölised said kolmekordset palka ja korteri Moskvas või Leningradis. Pole üllatav, et kaadrivoolavus polnud üldse ning igale kohale kandideeris vähemalt 50 kandidaati.

Kosmose sensatsioon

Puurimine 7263 meetri sügavusele viidi läbi tavapärase seeriapaigaldise abil, mida sel ajal kasutati nafta- või gaasitootmises. See etapp kestis neli aastat. Seejärel tehti aasta pikkune paus uue torni ehitamiseks ja võimsama Uralmash-15000 installatsiooni paigaldamiseks, mis loodi Sverdlovskis ja nimega "Severyanka". Selle töös kasutati turbiini põhimõtet - kui mitte kogu kolonn pöörleb, vaid ainult puurimispea.

Iga läbitud meetriga muutus kaevamine raskemaks. Varem arvati, et kivimi temperatuur ei ületa isegi 15 kilomeetri sügavusel 150 °C. Aga selgus, et kaheksa kilomeetri sügavusel ulatus see 169 °C, 12 kilomeetri sügavusel aga 220 °C!

Varustus läks kiiresti katki. Kuid töö jätkus peatumata. Ülesanne jõuda maailmas esimesena 12 kilomeetri piirini oli poliitiliselt oluline. See lahendati 1983. aastal – just Moskvas toimuva rahvusvahelise geoloogiakongressi alguseks.

Kongressi delegaatidele näidati rekordiliselt 12 kilomeetri sügavuselt võetud mullaproove ning korraldati neile väljasõit kaevu juurde. Fotod ja artiklid Koola Superdeep Pit'ist levisid kõigis maailma juhtivates ajalehtedes ja ajakirjades ning selle auks anti välja mitmes riigis postmarke.

Aga peaasi, et spetsiaalselt kongressi jaoks valmistati ette tõeline sensatsioon. Selgus, et Koola kaevust 3 kilomeetri sügavuselt võetud kivimiproovid on täiesti identsed Kuu pinnasega (esmakordselt toimetas selle Maale 1970. aastal Nõukogude automaatkosmosejaam Luna-16).

Teadlased on pikka aega oletanud, et Kuu oli kunagi osa Maast ja rebiti sealt kosmilise katastroofi tagajärjel lahti. Nüüd võis öelda, et meie planeedi lahkulöönud osa puutus miljardeid aastaid tagasi kokku praeguse Koola poolsaare alaga.

Ülisügavast kaevust sai tõeline nõukogude teaduse triumf. Teadlasi, disainereid, isegi tavalisi töötajaid austati ja autasustati peaaegu terve aasta.

Koola ülisügav kaev, 2007

Kuld sügavuses

Sel ajal peatati tööd Koola ülisügavkaevanduses. Neid jätkati alles 1984. aasta septembris. Ja juba esimene start viis suure õnnetuseni. Tundub, et töötajad olid unustanud, et maa-aluses käigus toimuvad pidevalt muutused. Kaev ei andesta töö katkestamist – ja sunnib kõike otsast alustama.

Selle tagajärjel purunes puurnöör, mis jättis viie kilomeetri sügavusele torud. Nad üritasid neid hankida, kuid mõne kuu pärast sai selgeks, et see pole võimalik.

Puurimistööd algasid taas alates 7 kilomeetri märgist. Teist korda lähenesid nad 12 kilomeetri sügavusele alles kuus aastat hiljem. 1990. aastal saavutati maksimum – 12 262 meetrit.

Ja siis mõjutasid kaevu tööd nii kohaliku mastaabiga tõrked kui ka riigis toimuvad sündmused. Olemasoleva tehnoloogia võimalused olid ammendatud ja riigi rahastamine vähenes järsult. Pärast mitmeid raskeid õnnetusi lõpetati puurimine 1992. aastal.

Koola supersügavuse teaduslikku tähtsust on raske üle hinnata. Esiteks kinnitas selle kallal töötamine oletust rikkalike mineraalide leiukohtade kohta suurtes sügavustes. Väärismetalle seal puhtal kujul muidugi ei leitud. Kuid üheksa kilomeetri piiril avastati õmblused kullasisaldusega 78 grammi tonni kohta (aktiivne tööstuslik kaevandamine toimub siis, kui see sisaldus on 34 grammi tonni kohta).

Lisaks võimaldas muistsete süvakivimite analüüs selgitada Maa vanust – selgus, et see on poolteist miljardit aastat vanem, kui tavaliselt arvati.

Usuti, et ülisügavustel orgaanilist elu ei ole ega saagi olla, kuid pinnale tõstetud mullaproovides, mis olid kolm miljardit aastat vanad, Avastati 14 senitundmatut kivistunud mikroorganismide liiki.

Vahetult enne sulgemist, 1989. aastal, tõusis Kola Superdeep Pipe taas rahvusvahelise tähelepanu keskpunkti. Kaevu direktor, akadeemik David Guberman, hakkas ootamatult saama kõnesid ja kirju kõikjalt maailmast. Teadlasi, ajakirjanikke ja lihtsalt uudishimulikke kodanikke huvitas küsimus: kas on tõsi, et ülisügavast kaevust on saanud “põrgu kaev”?

Selgus, et Soome ajakirjanduse esindajad vestlesid mõne Koola Superdeepi töötajaga. Ja tunnistasid: kui puur ületas 12-kilomeetrise piiri, hakkas kaevu sügavusest kostma kummalisi hääli. Töötajad langetasid puuripea asemel kuumakindla mikrofoni - ja salvestasid selle abil inimeste karjeid meenutavaid helisid. Üks töötajatest esitas versiooni, et see patuste hüüded põrgus.

Kui tõesed sellised lood on? Tehniliselt on mikrofoni paigutamine puuri asemel keeruline, kuid võimalik. Tõsi, töö selle langetamiseks võib võtta mitu nädalat. Ja vaevalt oleks olnud võimalik seda puurimise asemel tundlikus rajatises läbi viia. Kuid teisest küljest kuulsid paljud kaevutöötajad tegelikult kummalisi helisid, mis regulaarselt sügavusest kostusid. Ja keegi ei teadnud kindlalt, mis see võiks olla.

Soome ajakirjanike õhutusel avaldas maailma ajakirjandus mitmeid artikleid, milles väideti, et Koola ülisügavus on "tee põrgusse". Müstilist tähtsust hakati omistama asjaolule, et NSV Liit varises kokku, kui puurijad kaevasid “õnnetut” kolmteist tuhat meetrit.

1995. aastal, kui jaamas oli juba koipall, toimus kaevanduse sügavuses arusaamatu plahvatus – kasvõi juba sel põhjusel, et seal polnud midagi plahvatada. Välismaised ajalehed teatasid, et inimeste tehtud käigu kaudu lendas deemon Maa sisikonnast pinnale (väljaanded olid täis pealkirju nagu “Saatan põgenes põrgust”).

Noh, režissöör David Guberman tunnistas oma intervjuus ausalt: ta ei usu põrgusse ja deemonitesse, vaid toimus tegelikult arusaamatu plahvatus, nagu ka kummalised hääli meenutavad mürad. Pealegi näitas plahvatuse järgselt tehtud ekspertiis, et kogu varustus oli täiesti korras.

Koola ülisügav kaev, 2012

Kaev ise (keevitatud), august 2012.a

Muuseum 100 miljoni eest

Pikka aega peeti kaevu koivarjuks, seal töötas umbes 20 töötajat (1980ndatel ületas nende arv 500). 2008. aastal suleti rajatis täielikult ja osa seadmeid demonteeriti. Kaevu maapealne osa on 12-korruselise maja suurune hoone, nüüdseks on see mahajäetud ja tasapisi lagunemas. Mõnikord tulevad siia turistid, keda meelitavad legendid põrguhäältest.

Varem kaevu omanud Venemaa Teaduste Akadeemia Koola Teaduskeskuse Geoloogia Instituudi töötajate sõnul läheks selle taastamine maksma 100 miljonit rubla.

Kuid me ei räägi enam süvitsi teaduslikust tööst: selle rajatise alusel saab avada ainult instituudi või muu ettevõtte avamere puurimisspetsialistide koolitamiseks. Või luua muuseum – Koola kaev on ju jätkuvalt maailma sügavaim.

Anastasia BABANOVSKAYA, ajakiri "20. sajandi saladused" nr 5 2017

"Dr Huberman, mida kuradit te seal alla kaevasite?" - katkestas publiku märkus ühe Vene teadlase ettekande UNESCO kohtumisel Austraalias. Paar nädalat varem, 1995. aasta aprillis, levis üle maailma teadete laine salapärasest õnnetusest Koola ülisügaval kaevus.

Väidetavalt salvestasid instrumendid 13. kilomeetrile lähenedes kummalist müra, mis kostis planeedi sisikonnast – kollased ajalehed kinnitasid üksmeelselt, et nii võivad kõlada vaid allilma patuste karjed. Mõni sekund pärast kohutava heli ilmumist toimus plahvatus...

Ruumi jalge all

70ndate lõpus - 80ndate alguses oli Koola ülisügaval kaevus, nagu Murmanski oblastis asuva Zapolyarnõi küla elanikud kaevu hellitavalt kutsuvad, tööle saamine keerulisem kui kosmonautide korpusesse pääsemine. Sadade soovijate seast valiti välja üks või kaks. Koos töökorraldusega said õnnelikud eraldi korteri ja Moskva professorite kahe-kolmekordse palga. Kaevu juures töötas korraga 16 uurimislaborit, millest igaüks oli keskmise tehase suurune. Sellise visadusega kaevasid maad vaid sakslased, kuid nagu Guinnessi rekordite raamat tunnistab, on Saksa sügavaim kaev meie omast peaaegu poole pikem.

Kaugeid galaktikaid on inimkond palju paremini uurinud kui seda, mis asub maapõue all meist mõne kilomeetri kaugusel. Kola Superdeep on omamoodi teleskoop planeedi salapärasesse sisemaailma.

Alates 20. sajandi algusest usuti, et Maa koosneb maakoorest, vahevööst ja tuumast. Samas ei osanud keegi õieti öelda, kus üks kiht lõpeb ja järgmine algab. Teadlased isegi ei teadnud, millest need kihid tegelikult koosnevad. Umbes 40 aastat tagasi olid nad kindlad, et graniidikiht algab 50 meetri sügavuselt ja jätkub kuni 3 kilomeetrit ning seejärel on basaltid. Vahevööga loodeti kohata 15–18 kilomeetri sügavusel. Tegelikkuses osutus kõik hoopis teisiti. Ja kuigi kooliõpikutes kirjutatakse endiselt, et Maa koosneb kolmest kihist, on Koola ülisügavuse ala teadlased tõestanud, et see pole nii.

Balti kilp

Sügavale Maasse reisimise projektid ilmusid 60ndate alguses mitmes riigis korraga. Prooviti puurida kaevu kohtadesse, kus maakoor oleks pidanud olema õhem – eesmärk oli jõuda mantlini. Näiteks puurisid ameeriklased Hawaiil Maui saare piirkonnas, kus seismiliste uuringute kohaselt kerkivad ookeanipõhja alt välja iidsed kivimid ja vahevöö asub umbes 5 kilomeetri sügavusel nelja kilomeetri all. veekiht. Paraku pole ükski ookeani puurimiskoht tunginud sügavamale kui 3 kilomeetrit.

Üldiselt lõppesid peaaegu kõik ülisügavate kaevude projektid müstiliselt kolme kilomeetri sügavusel. Just sel hetkel hakkas õppuritega juhtuma midagi kummalist: kas nad sattusid ootamatult ülikuumale alale või oleks nagu mõni enneolematu koletis neid ära hammustanud. Vaid 5 kaevu murdis läbi sügavamalt kui 3 kilomeetrit, millest 4 olid nõukogude kaevu. Ja ainult Kola Superdeep oli määratud 7-kilomeetrise piiri ületama.

Esialgsed kodumaised projektid hõlmasid ka veealust puurimist - Kaspia meres või Baikali järvel. Kuid 1963. aastal veenis puurimisteadlane Nikolai Timofejev NSVL Riiklikku Teadus- ja Tehnikakomiteed, et mandril on vaja kaev luua. Kuigi puurimine võtaks palju kauem aega, on tema arvates kaev teaduslikust seisukohast palju väärtuslikum, sest just mandriplaatide paksuses toimusid eelajaloolistel aegadel kõige olulisemad maakivimite liikumised. Puurimiskohta ei valitud Koola poolsaarel juhuslikult. Poolsaar asub nn Balti kilbil, mis koosneb kõige iidsematest inimkonnale teadaolevatest kivimitest.

Mitmekilomeetrine lõik Balti kilbi kihtidest on planeedi visuaalne ajalugu viimase 3 miljardi aasta jooksul.

Sügavuse vallutaja

Kola puurplatvormi välimus võib tavainimesele pettumuse valmistada. Kaev ei ole nagu kaevandus, mida meie kujutlusvõime kujutab. Maa all pole laskumisi, paksusesse läheb vaid veidi enam kui 20 sentimeetrise läbimõõduga puur. Koola ülisügava kaevu kujuteldav osa näeb välja nagu pisike nõel, mis läbistab maakera paksuse. Arvukate anduritega puur, mis asub nõela otsas, tõstetakse ja langetatakse mitme päeva jooksul. Te ei saa kiiremini minna: tugevaim komposiitkaabel võib oma raskuse all puruneda.

Mis sügavuses toimub, pole täpselt teada. Ümbritsev temperatuur, müra ja muud parameetrid edastatakse ülespoole minutise viivitusega. Küll aga räägivad puurijad, et isegi selline kokkupuude maa-alusega võib tõsiselt ehmatada. Altpoolt tulevad helid näevad tõesti välja nagu karjed ja ulgumised. Sellele võib lisada pika nimekirja õnnetustest, mis tabasid Koola supersügavust, kui see jõudis 10 kilomeetri sügavusele. Kahel korral võeti puur välja sulanuna, kuigi temperatuurid, mille juures see võib sulada, on võrreldavad Päikese pinna temperatuuriga. Ühel päeval oli selline tunne, nagu oleks kaabel alt ära tõmmatud ja ära rebitud. Hiljem samas kohas puurides kaabli jäänuseid ei leitud. Mis need ja paljud teised õnnetused põhjustas, jääb siiani saladuseks. Kuid need ei olnud Balti kilbi puurimise lõpetamise põhjuseks.

12 226 meetrit avastusi ja veidi kuradit

"Meil on maailma sügavaim auk - seega peame seda kasutama!" - hüüatab Kola Superdeep uurimis- ja tootmiskeskuse alaline direktor David Guberman mõrult. Koola ülisügavuse esimese 30 aasta jooksul tungisid Nõukogude ja seejärel Venemaa teadlased 12 226 meetri sügavusele. Kuid alates 1995. aastast on puurimine peatatud: polnud kedagi, kes projekti rahastaks. UNESCO teadusprogrammide raames eraldatust piisab vaid puurjaama töökorras hoidmiseks ja varem kaevandatud kivimiproovide uurimiseks.

Huberman meenutab kahetsusega, kui palju teaduslikke avastusi Koola supersügavuses tehti. Sõna otseses mõttes oli iga meeter ilmutus. Kaev näitas, et peaaegu kõik meie varasemad teadmised maakoore ehituse kohta on valed. Selgus, et Maa pole üldsegi nagu kihiline kook. "Kuni 4 kilomeetrit läks kõik teooria järgi ja siis algas maailmalõpp," ütleb Huberman. Teoreetikud lubasid, et Baltic Shieldi temperatuur jääb suhteliselt madalaks vähemalt 15 kilomeetri sügavusele.

Sellest lähtuvalt on võimalik kaevata kaevu peaaegu 20 kilomeetrini, vaid kuni vahevööni. Kuid juba 5 kilomeetril ületas ümbritseva õhu temperatuur 70 ºC, seitsmel - üle 120 ºC ja 12 sügavusel oli see kuumem kui 220 ºC - 100 ºC prognoositust kõrgem. Koola puurijad seadsid kahtluse alla maakoore kihilise struktuuri teooria - vähemalt vahemikus kuni 12 262 meetrit.

Koolis meile õpetati: on noored kivimid, graniidid, basaldid, mantel ja südamik. Aga graniidid osutusid oodatust 3 kilomeetrit madalamaks. Järgmisena oleks pidanud olema basaltid. Neid ei leitud üldse. Kogu puurimine toimus graniidikihis. See on väga oluline avastus, sest kõik meie ideed mineraalide päritolu ja leviku kohta on seotud Maa kihilise struktuuri teooriaga.

Veel üks üllatus: ilmneb, et elu planeedil Maa tekkis oodatust 1,5 miljardit aastat varem. Sügavustel, kus arvati, et orgaanilist ainet pole, avastati 14 liiki kivistunud mikroorganisme – süvakihtide vanus ületas 2,8 miljardit aastat. Veelgi suuremal sügavusel, kus enam setteid pole, ilmus metaan tohututes kontsentratsioonides. See hävitas täielikult ja täielikult süsivesinike, näiteks nafta ja gaasi bioloogilise päritolu teooria

Deemonid

Seal olid peaaegu fantastilised sensatsioonid. Kui 70. aastate lõpus tõi Nõukogude automaatne kosmosejaam Maale 124 grammi Kuu mulda, leidsid Koola teaduskeskuse teadlased, et see on 3 kilomeetri sügavuselt võetud proovide jaoks nagu kaks hernest kaunas. Ja tekkis hüpotees: Kuu murdus Koola poolsaarest lahti. Nüüd otsitakse, kus täpselt.

Koola supersügavuse ajalugu ei ole ilma müstikata. Ametlikult, nagu juba mainitud, seiskus kaev rahapuudusel. Kokkusattumus või mitte, aga just 1995. aastal kostis kaevanduse sügavuses võimas, teadmata päritoluga plahvatus. Soome ajalehe ajakirjanikud murdsid läbi Zapolyarny elanikeni - ja maailma vapustas lugu planeedi sisikonnast välja lennanud deemonist.

«Kui UNESCO minult selle salapärase loo kohta küsima hakkas, ei teadnud ma, mida vastata. Ühest küljest on see jama. Teisalt ei saaks mina ausa teadlasena öelda, et tean, mis meiega täpselt juhtus. Salvestati väga kummaline müra, siis toimus plahvatus... Paar päeva hiljem samast sügavusest midagi sellist ei leitud,” meenutab akadeemik David Guberman.

Kõigile üsna ootamatult said kinnitust Aleksei Tolstoi ennustused romaanist “Insener Garini hüperboloid”. Üle 9,5 kilomeetri sügavuselt avastati tõeline aardelamber igasugustest mineraalidest, eriti kullast. Tõeline oliviinivöö, mille kirjanik hiilgavalt ennustas. See sisaldab 78 grammi kulda tonni kohta. Muide, tööstuslik tootmine on võimalik kontsentratsiooniga 34 grammi tonni kohta. Võib-olla suudab inimkond lähitulevikus seda rikkust ära kasutada.