Человеческая природа такова, что нас всегда привлекает тайна. Это неукротимое стремление к знаниям, живущее в нашей крови и являющееся неотъемлемой частью нашей натуры, привело нас на другие континенты, в тёмные воды океанских пучин на самые глубины, и, в конечном итоге, нам удалось вырваться из крепких уз земной гравитации и вылететь в космос. Однако немало тайн хранит наша планета до сих пор, и точно никто не может с абсолютной уверенностью сказать, что находится непосредственно у нас под ногами на глубине в несколько десятков и сотен тысяч километров...

Немного из истории бурения

Мировая история развития бурения начала свой отсчет еще до начала нашей эры. Первые скважины, созданные человеком, были сооружены больше двух тысячелетий назад в Китае – около 600 года до н.э. Они были необходимы для получения солевых растворов из глубоких слоев почвы. Даже в те далёкие времена скважины уходили до 900 метров вглубь, а их диаметр составлял 12-15 сантиметров.


Нередко при производстве таких скважин обнаруживали нефтяные и газовые месторождения.

Российская же история бурения началась значительно позже – первые свидетельства о бурении скважин относятся к IX веку, и скважины были необходимы также для получения растворов соли из глубин почвы.

Но не только за водой «охотились» люди: одна из важнейших тенденций, которая сказалась на всей последующей истории бурения и развития технологий, представляла собой активное развитие нефтедобывающей промышленности. При попытке найти солевые растворы в Кентукки буровая бригада случайно наткнулась на месторождение нефти в 1826 году, что и послужило точкой отсчета для нового вида бурения – с целью добычи нефти.


Основной причиной бурения сверхглубоких скважин является то, что под землёй может находиться огромное количество неизученных ранее объектов. Каждый пласт Земной коры – это страница в истории её жизни. Например, недавно был найден океан архейского периода возрастом 2,7 миллиарда лет на глубине 410-660 километров под поверхностью Земли — его объём в разы превышает размеры Мирового океана. Это открытие сделано геохимиками из России, а также Франции и Германии – об этом сообщал журнал Nature. Гигантский водоём был сформирован в условиях высоких давлений и температур в глубокой древности — вода в нем заключена в кристаллическую структуру минералов. Таким образом, узнать строение родной Земли и её прошлое поможет бурение сверхглубоких скважин.


Кольская сверхглубокая – для чего она была нужна?

Самая глубокая скважина на Земле — Кольская сверхглубокая, или СГ-3. Она занесена в Книгу рекордов Гиннеса. В 1990 году ее глубина достигла 12 километров 262 метров. На первый взгляд, эта цифра кажется потрясающей: это расстояние почти такое же, как в среднем городе от одного района до другого. Но если сравнить эту цифру с радиусом всей планеты, то окажется, что это всего 0,2 % пути до центра Земли. Бурение этой скважины и задумывалось в научных целях: исследователи выбрали для бурения место, где на поверхность земли выходили древние породы — возрастом до трех миллиардов лет. Шахта находится в 10 км от города Заполярный. Один из аргументов при разведке состоял в том, что молодые осадочные породы были хорошо изучены при добыче нефти, а глубоко в древние слои никто еще не бурил. Кроме того, здесь находились и крупные медно-никелевые месторождения, разведка которых была бы полезным дополнением к научной миссии скважины.


В научно-исследовательские задачи входило изучение нижних слоёв земной коры, внутренних геологических процессов, исследования характера границ между ними и мантией Земли, получить данные о тепловом режиме недр, о глубинных водных растворах, газах и составе горных пород, и, конечно, развитие новых методов бурения подобных скважин.

Негостеприимные недра

Создание этой скважины началось ещё в 1970 году и продолжалось почти до 1991 года. Если вам кажется, что туда можно спуститься на лифте и посмотреть, что там внизу, то – нет! Её диаметр составляет всего 92 см. Бурение Кольской сверхглубокой скважины проходило с помощью установки «Уралмаш-4Э», а с глубины 7 263 м её заменила другая установка – «Уралмаш – 15000».


Вгрызаться в земную грудь - дело нелёгкое, так как на глубине постоянно растут температура и давление, ведь чем ближе мы будем подбираться к ядру Земли, тем всё жарче и жарче будет становиться, поэтому разработчики выбрали более легкие и термостойкие алюминиевые сплавы для труб. Но даже специально разработанные материалы не выдерживали условий бурения. До глубины в 7 км процесс бурения шёл относительно спокойно, так как бур проходил сквозь прочные породы, а вот с более глубокого погружения начались неприятности одна за другой. На дальнейшее бурение до отметки 12 км ушло почти 10 лет и более 50 километров труб! Инженеры столкнулись с тем, что ниже 7 км породы стали менее плотными и трещиноватыми — вязкими для бура. Из-за того, что породы были уже менее прочными, скважина то и дело осыпалась. Кроме того, ствол самой скважины исказил форму и стал эллиптичным. В результате несколько раз колонна обрывалась, и, не имея возможности поднять ее обратно, инженеры вынуждены были бетонировать ответвление скважины и проходить ствол заново, теряя годы работы из-за аварий. Скважина стала похожа на перевёрнутое вниз ветвистое дерево. На рекордную глубину работникам удалось пробраться лишь в 1990 году, потом произошла авария, и с 1994 года работы на скважине были окончательно прекращены. Но даже и по сей день она остаётся заслуженным рекордсменом: более дерзкого вторжения в земные недра пока ещё не совершил никто!


Что интересного узнали?

Сейчас Кольская сверхглубокая накрепко закрыта люком. Если бы можно было туда заглянуть, мы бы увидели пугающую чёрную пустоту. Она постепенно разрушается и восстанавливать этот уникальный объект никто не собирается, так как стоимость работ оценивается в сто миллионов рублей.

Спуститься на самое её дно было бы невозможным и не только из-за того, что есть риск падения «кирпича» на голову: мы бы не выдержали температуры! Так, на пятикилометровой глубине окружающая температура превысила 70 °C, на семи — 120 °C, а на глубине 12 километров датчики зафиксировали 212 °C!


Изначально предполагалось, что Кольская сверхглубокая скважина поможет найти границу между гранитами и базальтами. Но во всех образцах пород, добытых со всей глубины, обнаруживались исключительно граниты. Из-за высоких давления и температуры граниты, полученные с разных глубин, были не похожи друг на друга – по мере углубления их физические свойства сильно менялись. Более того, когда гранит поднимали, он рассыпался, не выдерживая резких перепадов давления – чтобы достать заветный образец, его нужно было поднимать очень медленно.


Благодаря изучению состава сверхглубоких пород на небольших глубинах геологи нашли границу медно-никелевых руд, пригодных для добычи. Ещё одна необычная находка – на глубине в 9,5 км обнаружили слой геохимической аномалии золота концентрацией 1г/1 тонну породы.

Если в процессе работ образовывались трещины, то они порой мгновенно заполнялись водой. Земля словно бы надёжно защищала свои недра от посторонних любопытных наших глаз и всё-таки добилась своего: скважина закрыта навсегда.


Мифы и «байки»

Разумеется, что такой уникальный объект в народе нередко называли «дорогой в ад». Так, местная городская легенда гласит, что, когда скважину пробурили до глубины 14,5 км, вдруг наткнулись на пусто́ты. Заинтригованные этим неожиданным открытием, буровики спустили туда микрофон, способный работать при чрезвычайно высоких температурах, и другие приборы. Температура внутри достигала 1100 °C, как в настоящем аду! И, несмотря на это, на записях микрофона были слышны зловещие крики, похожие на душераздирающие вопли грешников.


Но эта легенда не более чем сказка. В акустических методах исследования скважин используются сейсмоприёмники, которые записывают не звук, а волновую картину отражённых упругих колебаний, возбуждённых прибором-излучателем с частотой 10—20 кГц и 20 кГц—2 МГц. И потом, мы знаем, что глубина, на которой остановилось бурение, составила 12 262 метра с зафиксированной температурой в районе 212 °C, что не соответствует основным «фактам» легенды. Да и какие микрофоны смогли бы работать при температуре свыше тысячи градусов?!

Невежеством порождены и многие другие «байки» вокруг Кольской сверхглубокой скважины. Одна из самых ранних имела хождение в СССР ещё в середине 1980-х годов (появилась, по крайней мере, не позднее мая 1987 года); в ней речь шла о демоническом существе, которое выбралось из-под земли через буровую трубу.


Но, как говорится, сплетни сплетнями, а необъяснимое всё-таки есть. В 1995 году в глубине скважины действительно произошел взрыв, причину которого так до сих пор никто не знает. Руководитель работ по бурению скважины, академик Д. М. Губерман, говорил:

«Когда меня расспрашивают об этой загадочной истории, я не ведаю, что ответить. С одной стороны, рассказы про „демона“ — чушь собачья. С другой стороны, как честный учёный, я не могу сказать, что знаю, что же именно у нас произошло. Действительно был зафиксирован очень странный шум, потом был взрыв… Спустя несколько дней ничего подобного на той же глубине не обнаружилось».

Источник: "Аuriel Astro"