Dziļākais urbums pasaulē. Dziļākā aka pasaulē

Mūsdienās cilvēces zinātniskie pētījumi ir sasnieguši Saules sistēmas robežas: mēs esam stādījuši kosmosa kuģis uz planētām, to pavadoņiem, asteroīdiem, komētām, nosūtīja misijas uz Koipera joslu un šķērsoja heliopauzes robežu. Ar teleskopu palīdzību mēs redzam notikumus, kas risinājās pirms 13 miljardiem gadu – kad Visums bija tikai dažus simtus miljonu gadu vecs. Uz šī fona ir interesanti novērtēt, cik labi mēs pazīstam savu Zemi. Labākais veids iepazīt viņu iekšējā struktūra- urbt aku: jo dziļāks, jo labāk. Visvairāk dziļa aka uz Zemes - Kola Superdeep jeb SG-3. 1990. gadā tā dziļums sasniedza 12 kilometrus 262 metrus. Ja salīdzina šo skaitli ar mūsu planētas rādiusu, izrādās, ka tas ir tikai 0,2 procenti no ceļa līdz Zemes centram. Bet pat ar to pietika, lai mainītu idejas par struktūru zemes garoza.

Ja jūs iedomājaties aku kā šahtu, caur kuru ar liftu var nolaisties pašā zemes dzīlēs vai vismaz pāris kilometrus, tad tas tā nebūt nav. Urbšanas instrumenta diametrs, ar kuru inženieri izveidoja aku, bija tikai 21,4 centimetri. Akas augšējais divu kilometru posms ir nedaudz platāks - tas tika paplašināts līdz 39,4 centimetriem, taču tik un tā cilvēkam nav iespējas tur nokļūt. Lai iedomāties akas proporcijas, vislabākā līdzība būtu 57 metrus gara šujamā adata ar 1 milimetra diametru un vienā galā nedaudz biezāka.

Nu diagramma

Bet arī šis attēlojums tiks vienkāršots. Urbšanas laikā pie akas notikušas vairākas avārijas - daļa urbuma auklas nokļuva zem zemes, nepaspējot to noņemt. Tāpēc aka vairākas reizes tika iedarbināta no jauna, sākot no septiņu un deviņu kilometru atzīmes. Ir četri lieli zari un apmēram ducis mazu. Galvenajiem zariem ir atšķirīgs maksimālais dziļums: divi no tiem šķērso 12 kilometru atzīmi, vēl divi to nesasniedz tikai par 200-400 metriem. Ņemiet vērā, ka Marianas tranšejas dziļums ir par vienu kilometru mazāks - 10 994 metri attiecībā pret jūras līmeni.

SG-3 trajektoriju horizontālās (pa kreisi) un vertikālās projekcijas

Yu.N. Jakovļevs u.c. / Krievijas Zinātņu akadēmijas Kolas Zinātniskā centra biļetens, 2014. gads

Turklāt būtu kļūda uztvert aku kā svērteni. Tā kā akmeņiem dažādos dziļumos ir dažādas mehāniskās īpašības, urbis darba laikā novirzījās uz mazāk blīvām vietām. Tāpēc lielā mērogā Kola Superdeep profils izskatās kā nedaudz izliekts vads ar vairākiem zariem.

Šodien tuvojoties akai, redzēsim tikai augšējo daļu - ar divpadsmit masīvām skrūvēm pie mutes pieskrūvētu metāla lūku. Uzraksts uz tā veikts ar kļūdu, pareizais dziļums ir 12 262 metri.

Kā tika izurbta īpaši dziļa aka?

Vispirms jāatzīmē, ka SG-3 sākotnēji tika izstrādāts īpaši zinātniskiem nolūkiem. Pētnieki urbšanai izvēlējās vietu, kur uz zemes virsmas nonāca senie ieži, kuru vecums sasniedza trīs miljardus gadu. Viens no argumentiem izpētes laikā bija tāds, ka jaunie nogulumieži tika labi pētīti naftas ieguves laikā, un neviens nekad nebija dziļi urbis senos slāņos. Turklāt bija lielas vara-niķeļa atradnes, kuru izpēte būtu noderīgs papildinājums urbuma zinātniskajai misijai.

Urbšana sākās 1970. gadā. Akas pirmā daļa tika urbta ar sērijveida Uralmash-4E platformu - to parasti izmantoja naftas urbumu urbšanai. Instalācijas pārveidošana ļāva sasniegt 7 kilometru 263 metru dziļumu. Pagāja četri gadi. Pēc tam instalācija tika mainīta uz Uralmash-15000, kas nosaukta pēc plānotā urbuma dziļuma - 15 kilometri. Jaunā urbšanas iekārta tika izstrādāta īpaši Kola superdeep: urbšanai tik lielā dziļumā bija nepieciešama nopietna aprīkojuma un materiālu pārveidošana. Piemēram, urbšanas auklas svars vien 15 kilometru dziļumā sasniedza 200 tonnas. Pati iekārta varēja pacelt kravas līdz 400 tonnām.

Urbju virkne sastāv no caurulēm, kas savienotas viena ar otru. Ar tās palīdzību inženieri nolaiž urbšanas instrumentu līdz urbuma dibenam, un tas arī nodrošina tā darbību. Kolonnas galā tika uzstādīti speciāli 46 metrus gari turbourbji, kurus darbināja ūdens plūsma no virsmas. Tie ļāva pagriezt iežu drupināšanas instrumentu atsevišķi no visas kolonnas.

Uzgaļi, ar kuriem urbjmašīna iegrieza granītā, rada futūristiskas robota daļas - vairākus rotējošus diskus ar ķīļveida disku, kas savienoti ar turbīnu augšpusē. Ar vienu šādu uzgaļu pietika tikai četrām darba stundām - tas aptuveni atbilst 7-10 metru pārejai, pēc kuras visa urbja virkne ir jāpaceļ, jāizjauc un pēc tam atkal jānolaiž. Paši pastāvīgie nobraucieni un kāpumi aizņēma līdz 8 stundām.

Pat Kola Superdeep Pipe kolonnas caurules bija jāizmanto neparastos veidos. Dziļumā temperatūra un spiediens pakāpeniski palielinās, un, kā saka inženieri, temperatūrā virs 150-160 grādiem sērijveida cauruļu tērauds kļūst mīkstāks un mazāk iztur vairāku tonnu slodzes - tādēļ pastāv bīstamu deformāciju iespējamība un kolonnas lūzums palielinās. Tāpēc izstrādātāji izvēlējās vieglākus un karstumizturīgus alumīnija sakausējumus. Katra no caurulēm bija aptuveni 33 metrus gara un aptuveni 20 centimetru diametrs – nedaudz šaurāka par pašu aku.

Tomēr pat īpaši izstrādāti materiāli nevarēja izturēt urbšanas apstākļus. Pēc pirmā septiņu kilometru posma tālāka urbšana līdz 12 000 metru atzīmei prasīja gandrīz desmit gadus un vairāk nekā 50 kilometrus cauruļu. Inženieri saskārās ar faktu, ka zemāk par septiņiem kilometriem akmeņi kļuva mazāk blīvi un saplīsuši - viskozi urbjam. Turklāt pats urbums izkropļoja savu formu un kļuva eliptisks. Rezultātā kolonna vairākas reizes salūza, un, nespējot to pacelt atpakaļ, inženieri bija spiesti betonēt akas atzaru un vēlreiz izurbt šahtu, zaudējot gadiem ilgu darbu.

Viena no šīm lielajām avārijām lika urbējiem 1984. gadā iebetonēt urbuma atzaru, kas sasniedza 12 066 metru dziļumu. Urbšana bija jāsāk no jauna no 7 kilometru atzīmes. Pirms tam bija pauze darbā ar aku - tajā brīdī SG-3 esamība tika deklasificēta, un Maskavā notika starptautiskais ģeoloģijas kongress Geoexpo, kura delegāti apmeklēja vietu.

Kā stāsta negadījuma aculiecinieki, pēc darbu atsākšanas kolonna izurbusi aku vēl deviņus metrus zemāk. Pēc četru stundu ilgas urbšanas strādnieki gatavojās pacelt kolonnu atpakaļ, taču tas "nedarbojās". Urbēji nolēma, ka caurule kaut kur ir “pielipusi” pie akas sienām, un palielināja celtspēju. Krasi samazinājusies slodze. Pamazām demontējot kolonnu 33 metrus garās svecēs, strādnieki sasniedza nākamo posmu, kas beidzās ar nelīdzenu apakšējo malu: akā palika turbourbis un vēl pieci kilometri cauruļu tos nevarēja pacelt.

Atkal 12 kilometru atzīmi urbējiem izdevās sasniegt tikai 1990. gadā, kad tika uzstādīts niršanas rekords - 12 262 metri. Tad notika jauns negadījums, un kopš 1994. gada darbi pie akas tika pārtraukti.

Superdeep zinātniskā misija

SG-3 seismisko testu attēls

“Kola Superdeep” PSRS Ģeoloģijas ministrija, izdevniecība Nedra, 1984.g.

Urbums tika pētīts, izmantojot virkni ģeoloģisko un ģeofizisko metožu, sākot no serdeņu savākšanas (noteiktam dziļumam atbilstoša akmeņu kolonna) līdz radiācijas un seismoloģiskiem mērījumiem. Piemēram, serde tika ņemta, izmantojot serdes uztvērējus ar speciāliem urbjiem - tie izskatās kā caurules ar robainām malām. Šo cauruļu centrā ir 6-7 centimetrus lielas bedrītes, kurās iekrīt akmens.

Bet pat ar šo šķietami vienkāršo (izņemot nepieciešamību pacelt šo kodolu no daudzu kilometru dziļuma) radās grūtības. Urbšanas šķidruma dēļ, tas pats, kas iekustināja urbi, serde kļuva piesātināta ar šķidrumu un mainīja tā īpašības. Turklāt apstākļi zemes dzīlēs un uz virsmas ir ļoti atšķirīgi – paraugi plaisājuši spiediena izmaiņu dēļ.

Dažādos dziļumos serdes raža bija ļoti atšķirīga. Ja piecu kilometru attālumā no 100 metru segmenta varēja rēķināties ar 30 centimetru kodolu, tad vairāk nekā deviņu kilometru dziļumā klinšu kolonnas vietā ģeologi saņēma no blīva iežu izgatavotu paplāksņu komplektu.

No 8028 metru dziļuma atgūto akmeņu mikrofotogrāfija

“Kola Superdeep” PSRS Ģeoloģijas ministrija, izdevniecība Nedra, 1984.g.

No akas iegūtā materiāla izpēte ir devusi vairākus svarīgus secinājumus. Pirmkārt, zemes garozas struktūru nevar vienkāršot līdz vairāku slāņu sastāvam. Par to iepriekš norādīja seismoloģiskie dati – ģeofiziķi redzēja viļņus, kas it kā atspīdēja no gludas robežas. SG-3 pētījumi ir parādījuši, ka šāda redzamība var rasties arī ar sarežģītu iežu sadalījumu.

Šis pieņēmums ietekmēja urbuma konstrukciju – zinātnieki paredzēja, ka septiņu kilometru dziļumā šahta iekļūs bazalta iežos, taču tie nesaskārās pat pie 12 kilometru atzīmes. Bet bazalta vietā ģeologi atklāja akmeņus, kuros bija liels plaisu skaits un zems blīvums, ko no daudzu kilometru dziļuma nemaz nevarēja sagaidīt. Turklāt plaisās tika atrastas pazemes ūdens pēdas – pat tika uzskatīts, ka tās veidojušās tiešās skābekļa un ūdeņraža reakcijas rezultātā Zemes biezumā.

Zinātnisko rezultātu vidū bija arī lietišķi - piemēram, seklā dziļumā ģeologi atrada ieguvei piemērotu vara-niķeļa rūdu horizontu. Un 9,5 kilometru dziļumā tika atklāts ģeoķīmiskās zelta anomālijas slānis - klintī atradās mikrometra izmēra dabiskā zelta graudi. Koncentrācija sasniedza līdz gramam uz tonnu akmeņu. Tomēr maz ticams, ka ieguve no šādiem dziļumiem kādreiz būs rentabla. Bet pati zeltu saturošā slāņa esamība un īpašības ļāva noskaidrot minerālu evolūcijas modeļus - petroģenēzi.

Atsevišķi mums vajadzētu runāt par temperatūras gradientu un starojuma pētījumiem. Šāda veida eksperimentiem tiek izmantoti dziļurbuma instrumenti, kas nolaisti uz stiepļu trosēm. Liela problēma bija nodrošināt to sinhronizāciju ar zemes iekārtām, kā arī nodrošināt darbību lielā dziļumā. Piemēram, grūtības sagādāja fakts, ka kabeļi 12 kilometru garumā izstiepās par aptuveni 20 metriem, kas varēja krietni samazināt datu precizitāti. Lai no tā izvairītos, ģeofiziķiem bija jārada jaunas metodes attālumu marķēšanai.

Lielākā daļa komerciālo instrumentu nebija paredzēti darbam skarbos apstākļos urbuma zemākajos līmeņos. Tāpēc pētījumiem lielā dziļumā zinātnieki izmantoja aprīkojumu, kas īpaši izstrādāts Kola Superdeep.

Vissvarīgākais ģeotermālās izpētes rezultāts ir daudz augstāki temperatūras gradienti nekā gaidīts. Virszemes tuvumā temperatūras paaugstināšanās ātrums bija 11 grādi uz kilometru, līdz divu kilometru dziļumam - 14 grādi uz kilometru. Intervālā no 2,2 līdz 7,5 kilometriem temperatūra paaugstinājās ar ātrumu, kas tuvojās 24 grādiem uz kilometru, lai gan esošie modeļi paredzēja pusotru reizi zemāku vērtību. Rezultātā jau piecu kilometru dziļumā instrumenti fiksēja 70 grādu temperatūru pēc Celsija, un pēc 12 kilometriem šī vērtība sasniedza 220 grādus pēc Celsija.

Kolas superdziļais urbums izrādījās atšķirīgs no citiem urbumiem - piemēram, analizējot Ukrainas kristāliskā vairoga un Sjerranevadas batolītu iežu siltuma izdalīšanos, ģeologi parādīja, ka siltuma izdalīšanās samazinās līdz ar dziļumu. SG-3, gluži pretēji, tas pieauga. Turklāt mērījumi ir parādījuši, ka galvenais siltuma avots, kas nodrošina 45-55 procentus no siltuma plūsmas, ir radioaktīvo elementu sabrukšana.

Neskatoties uz to, ka akas dziļums šķiet kolosāls, tas Baltijas vairogā nesasniedz pat trešo daļu no zemes garozas biezuma. Ģeologi lēš, ka zemes garozas pamatne šajā teritorijā atrodas aptuveni 40 kilometrus zem zemes. Tāpēc, pat ja SG-3 sasniegtu plānoto 15 kilometru robežu, mēs tik un tā nebūtu sasnieguši mantiju.

Tas ir ambiciozs uzdevums, ko amerikāņu zinātnieki izvirzīja sev, izstrādājot Moholas projektu. Ģeologi plānoja sasniegt Mohoroviča robežu - pazemes zonu, kur ir krasas izplatīšanās ātruma izmaiņas skaņas viļņi. Tiek uzskatīts, ka tas ir saistīts ar robežu starp garozu un apvalku. Ir vērts atzīmēt, ka urbēji par urbuma vietu izvēlējās okeāna dibenu netālu no Gvadalupes salas - attālums līdz robežai bija tikai daži kilometri. Taču pats okeāna dziļums šeit sasniedza 3,5 kilometrus, kas būtiski sarežģīja urbšanas operācijas. Pirmie testi 60. gados ļāva ģeologiem urbt urbumus tikai līdz 183 metriem.

Nesen kļuva zināms par plāniem atjaunot okeāna dziļurbumu projektu ar pētniecības urbšanas kuģa JOIDES Resolution palīdzību. Ģeologi izvēlējās punktu plkst Indijas okeāns, netālu no Āfrikas. Mohoroviča robežas dziļums tur ir tikai aptuveni 2,5 kilometri. 2015. gada decembrī – 2016. gada janvārī ģeologiem izdevās izurbt 789 metrus dziļu aku – piekto lielāko zemūdens urbumu pasaulē. Bet šī vērtība ir tikai puse no tā, kas bija nepieciešama pirmajā posmā. Tomēr komanda plāno atgriezties un pabeigt iesākto.

***

0,2 procenti no ceļa līdz Zemes centram nav tik iespaidīga vērtība, salīdzinot ar mērogu kosmosa ceļojumi. Taču jāņem vērā, ka Saules sistēmas robeža neiet gar Neptūna orbītu (vai pat Koipera joslu). Saules gravitācija dominē pār zvaigžņu gravitāciju līdz divu gaismas gadu attālumam no zvaigznes. Tātad, ja jūs rūpīgi visu aprēķinātu, izrādās, ka Voyager 2 lidoja tikai procenta desmitdaļu no ceļa uz mūsu sistēmas nomalēm.

Tāpēc mums nevajadzētu satraukties par to, cik slikti mēs zinām savas planētas “iekšpuses”. Ģeologiem ir savi teleskopi – seismiskie pētījumi – un savi ambiciozi plāni zemes dzīļu iekarošanai. Un ja astronomiem jau ir izdevies pieskarties kādai cietai daļai debess ķermeņi V Saules sistēma, tad ģeologiem interesantākās lietas vēl priekšā.

Vladimirs Koroļovs

PSRS ir valsts, kas pārsteidza pasauli ar daudziem projektiem, grandioziem gan apjoma, gan izmaksu ziņā. Viens no šiem projektiem tika saukts "Kola superdziļa aka" (SG-3). Tās īstenošana sākās Murmanskas apgabalā, 10 km uz rietumiem no Zapolyarny pilsētas.

Zinātnieki vēlējās uzzināt vairāk par zemes dzīlēm un “noslaucīt degunu” amerikāņu zinātniekiem, kuri līdzekļu trūkuma dēļ pameta savu Moholas projektu. Uz jautājumu par kas ir dziļākā aka pasaulē, Padomju ģeologi sapņoja lepni atbildēt: mūsējie!

Par to, vai tik vērienīga ideja bija veiksmīga un kāds liktenis Kolu sagaidīja, mēs detalizēti runāsim šajā rakstā.

Kāpēc PSRS bija vajadzīgs “ceļojums uz Zemes centru”

Divdesmitā gadsimta 50. gados lielākā daļa materiālu par Zemes uzbūvi bija teorētiski. Viss mainījās 60. un 70. gadu sākumā, kad ASV un Padomju savienība sākās jauna versija“kosmosa sacīkstes” - tā sakot, sacīkstes uz Zemes centru.

Kolas superdziļā aka bija unikāls projekts, ko finansēja PSRS un pēc tam Krievija no 1970. līdz 1995. gadam. Tas tika urbts nevis “melnā zelta” vai “zilās degvielas” ieguvei, bet gan tikai zinātniski pētnieciskiem nolūkiem.

• Pirmkārt, padomju zinātniekus interesēja, vai apstiprināsies pieņēmums par zemes garozas apakšējo (granīta un bazalta) slāņu uzbūvi.
• Viņi arī vēlējās atrast un izpētīt robežas starp šiem slāņiem un mantiju - vienu no "dzinējiem", kas nodrošina pastāvīgu planētas evolūciju.
• Tolaik ģeologiem un ģeofiziķiem bija tikai netieši pierādījumi par to, kas notiek zemes garozā, un bija nepieciešamas īpaši dziļas akas, lai labāk izprastu ģeoloģijas pamatā esošos procesus. Turklāt visdrošākais veids ir tieša novērošana.

Urbšanas vieta tika izvēlēta Baltijas vairoga ziemeļaustrumu daļā. Tur atrodas maz pētīti magmatiskie ieži, kuru vecums, domājams, ir trīs miljardi gadu. Un Kolas pussalas teritorijā atrodas Pechenga struktūra, kas veidota kā bļoda. Tur ir vara un niķeļa nogulsnes. Viens no zinātnieku uzdevumiem bija izpētīt rūdas veidošanās procesu.

Pat līdz šai dienai šī projekta ietvaros savāktā informācija joprojām tiek analizēta un interpretēta.

Īpaši dziļas akas urbšanas iezīmes

Pirmos četrus gadus, kamēr rakšana notika 7263 metru dziļumā, tika izmantota standarta urbšanas iekārta ar nosaukumu “Uralmash-4E”. Bet tad viņas spējas sāka pietrūkt.

Tāpēc pētnieki nolēma izmantot jaudīgo Uralmash-15000 instalāciju ar 46 metru turbo urbi. Tas griezās urbšanas šķidruma spiediena dēļ.

Uralmash-15000 instalācija tika izstrādāta tā, ka iegūto iežu paraugi tika savākti serdes uztvērējā - caurulē, kas iet cauri visām urbja sekcijām. Sasmalcinātais akmens sasniedza virsmu kopā ar urbšanas šķidrumu. Tādā veidā ģeologi saņēma jaunāko informāciju par urbuma sastāvu, urbšanas iekārtai virzoties arvien dziļāk un dziļāk.

Rezultātā tika izurbti vairāki urbumi, kas sazarojās no vienas centrālās akas. Dziļākais atzars tika nosaukts SG-3.

Kā teica viens no Kola Exploration Exploration komandas zinātniekiem: “Katru reizi, kad sākam urbt, mēs atrodam negaidītu. Tas ir aizraujoši un vienlaikus satraucoši."

Granīts, granīts visur

Pirmais pārsteigums, ar ko saskārās urbēji, bija tā sauktā bazalta slāņa neesamība aptuveni 7 km dziļumā. Iepriekš visjaunākā ģeoloģiskā informācija par zemes garozas dziļākajām daļām tika iegūta seismisko viļņu analīzes rezultātā. Un, pamatojoties uz to, zinātnieki cerēja atrast granīta slāni un, padziļinot, bazalta slāni. Bet viņiem par lielu pārsteigumu, kad viņi virzījās dziļāk Zemes zarnās, viņi tur atrada vairāk granīta, bet nemaz nesasniedza bazalta slāni. Visa urbšana notika granīta slānī.

Tas ir ārkārtīgi svarīgi, jo tas ir saistīts ar Zemes slāņa uzbūves teoriju. Un tas, savukārt, ir saistīts ar idejām par to, kā minerāli rodas un atrodas.

Kolas superdziļurbums ir avots ne tikai vērtīgākās zināšanas, bet arī briesmīga pilsētas leģenda.

Sasniedzot 14,5 tūkstošu metru dziļumu, urbēji esot atklājuši tukšumus. Nolaiduši tur aprīkojumu, kas spēj izturēt ārkārtīgi augstu temperatūru, viņi atklāja, ka temperatūra tukšumos sasniedz 1100 grādus pēc Celsija. Un mikrofons pirms kušanas ierakstīja 17 sekundes audio, kas nekavējoties tika nodēvēts par "elles skaņām". Tie bija nolādēto dvēseļu saucieni.

Šī stāsta pirmā parādīšanās tika ierakstīta 1989. gadā, un tā pirmā liela mēroga publikācija notika Amerikas televīzijas tīklā Trinity Broadcasting Network. Un viņa aizņēmās materiālu no Somijas kristiešu izdevuma Ammennusastia.

Pēc tam stāsts tika plaši pārpublicēts nelielos kristiešu izdevumos, informatīvajos izdevumos utt., taču tas praktiski netika atspoguļots no galvenajiem plašsaziņas līdzekļiem. Daži evaņģēlisti minēja šo notikumu kā pierādījumu tam, ka pastāv fiziska elle.

• Cilvēki, kas pārzina akustisko urbumu izpētes rīku darbības principus, par šo stāstu tikai pasmējās. Galu galā šajā gadījumā tiek izmantotas akustiskās reģistrēšanas zondes, kas uztver atstaroto elastīgo vibrāciju viļņu modeli.
• SG-3 maksimālais dziļums - 12 262 metri. Tas ir dziļāks par pat okeāna dziļāko daļu Challenger Deep (10 994 metri).
• Augstākā temperatūra tajā nepacēlās virs 220 C.

• Un vēl viens svarīgs fakts: maz ticams, ka mikrofons vai urbšanas iekārta varētu izturēt elles karstumu virs tūkstoš grādiem.

1992. gadā publicēja amerikāņu laikraksts Weekly World News alternatīva versija stāsts, kas norisinājās Aļaskā, kur 13 kalnrači tika nogalināti pēc Sātana izrāviena no elles.

Ja jūs interesē šī leģenda, tad Youtube var viegli atrast video ar attiecīgām izmeklēšanām. Vienkārši neuztveriet tos pārāk nopietni, daži (ja ne visi) audio, kas it kā ir pazemes cietēju kliedzieni, ir ņemti no 1972. gada filmas Baron Blood.

Ko zinātnieki atrada Kolas superdziļās akas dibenā

• Pirmkārt, ūdens tika atklāts 9 km dziļumā. Tika uzskatīts, ka tai vienkārši nevajadzētu pastāvēt šajā dziļumā - un tomēr tas tur bija. Tagad mēs saprotam, ka pat dziļi zemē esošam granītam var veidoties plaisas, kas piepildās ar ūdeni. Tehniski runājot, ūdens ir vienkārši ūdeņraža un skābekļa atomi, ko izspiež milzīgs spiediens, ko izraisa dziļums un kas ir iesprostoti iežu slāņos.

• Otrkārt, pētnieki ziņoja par dubļu atgūšanu, kas "vārījās ar ūdeņradi". Tik liels ūdeņraža daudzums lielā dziļumā bija pilnīgi negaidīta parādība.
• Treškārt, Kolas akas dibens izrādījās neticami karsts - 220°C.
• Bez šaubām, lielākais pārsteigums bija dzīvības atklāšana. Vairāk nekā 6000 metru dziļumā ir atklātas mikroskopiskas planktona fosilijas, kas tur ir bijušas trīs miljardus gadu. Kopumā tika atklātas aptuveni 24 senās mikroorganismu sugas, kas kaut kādā veidā pārdzīvoja ārkārtēju spiedienu un augstu temperatūru. zemes virsma. Tas ir radījis daudz jautājumu par dzīvības formu iespējamo izdzīvošanu lielā dziļumā. Mūsdienu pētījumi parādīja, ka dzīvība var pastāvēt pat okeāna garozā, taču toreiz šo fosiliju atklāšana bija šoks.

Neraugoties uz visiem urbēju pūliņiem un gadu desmitiem ilgo smago darbu, Kolas superdziļā aka atradās tikai 0,18% no ceļa līdz Zemes centram. Zinātnieki uzskata, ka attālums līdz tai ir aptuveni 6400 kilometri.

Pamests, bet nav aizmirsts

Pašlaik SG-3 nav personāla vai aprīkojuma. Šis ir viens no. Un tikai sarūsējusi lūka zemē atgādina par grandiozo projektu, kas ierakstīts Ginesa rekordu grāmatā kā dziļākais cilvēka iebrukums planētas garozā.

Projekts tika slēgts 1995. gadā (jūs uzminējāt) finansējuma trūkuma dēļ. Vēl agrāk, 1992. gadā, urbšanas darbi urbumā tika ierobežoti, jo ģeologi saskārās ar augstāku, nekā gaidīts, temperatūru - 220 grādiem. Siltums izraisa aprīkojuma bojājumus. Un jo augstāka temperatūra, jo grūtāk ir urbt. Tas ir tāpat kā mēģināt izveidot un noturēt caurumu karstas zupas katla centrā.

Līdz 2008. gadam pētniecības un ražošanas centrs, kas darbojās pie akas, tika pilnībā likvidēts. Un visas urbšanas un izpētes iekārtas tika iznīcinātas.

Darba rezultāti

Kolas GRE dalībnieku drosmīgie centieni ilga vairākas desmitgades. Tomēr gala mērķis - 15 tūkstošu metru atzīme - tā arī netika sasniegts. Taču darbs, kas paveikts PSRS un pēc tam Krievijā, sniedza daudz informācijas par to, kas atrodas tieši zem zemes virsmas, un tas joprojām ir zinātniski noderīgs.

• Tika izstrādātas un veiksmīgi pārbaudītas unikālas iekārtas un īpaši dziļas urbšanas tehnoloģija.
• Tika iegūta vērtīga informācija par to, no kā veidoti ieži un kādas īpašības tiem piemīt dažādos dziļumos.
• 1,6-1,8 km dziļumā tika atrastas rūpnieciskas nozīmes vara-niķeļa atradnes.
• 5000 metru augstumā gaidāmā teorētiskā aina neapstiprinājās. Bazalti netika atrasti ne šajā, ne dziļākajos akas posmos. Bet negaidīti viņi atklāja ne pārāk spēcīgus iežus, ko sauc par granīta gneisiem.
• Zelts tika atrasts intervālā no 9 līdz 12 tūkstošiem metru. Tomēr viņi nesāka to mīnēt no tāda dziļuma - tas bija neizdevīgi.

• Tika veiktas izmaiņas teorijās par zemes iekšpuses termisko režīmu.
• Izrādījās, ka 50% siltuma plūsmas izcelsme ir saistīta ar radioaktīvo vielu sabrukšanu.

SG-3 atklāja ģeologiem daudzus noslēpumus. Un tajā pašā laikā tas radīja daudzus jautājumus, kas joprojām ir neatbildēti. Varbūt daži no tiem tiks ražoti citu īpaši dziļu urbumu darbības laikā.

Dziļākās akas uz Zemes (tabula)

Vieta	Nu vārds	Urbšanas gadi	Urbšanas dziļums, m.
10	Ševčenkovska-1	1982	7 520
9	Yen-Yakhinskaya īpaši dziļa aka (SG-7)	2000–2006	8 250
8	Saatlinskas superdziļa aka (SG-1)	1977–1982	8 324
7	Zisterdorfa		8 553
6	Universitāte		8 686
5	KTB Hauptborung	1990–1994	9 100
4	Bādenes vienība		9 159
3	Berta Rodžersa	1973–1974	9 583
2	KTB-Oberpfalca	1990–1994	9 900
1	Kolas superdziļa aka (SG-3)	1970–1990	12 262

Sahalīna-1 projekts

Naftas urbšana sākās 1846. gadā Kaspijas jūras krastā, taču tā izskatījās ļoti primitīva. Sējmašīna tika vienkārši iespiesta zemē un izvilkta. Pirmās akas nepārsniedza 100 metru dziļumu. Bet eļļa pirmo reizi tika iegūta no akas 1859. gadā Pensilvānijā 21 metra augstumā. Mūsdienās dziļākais naftas urbums ir vairāk nekā 12 km garš un sasniedz gandrīz zemes apvalku. Vidējais aku izmērs mūsdienās ir 2-3 km dziļš.

Projektā Sahalin-1 ietilpst lauki Odoptu, Chayvo un Arkutun-Daigi, un pašā projektā ir iekļauti vairāki uzņēmumi ar dažādām akcijām. Tādējādi Exxon Neftegas Limited (ENL) un Rosneft katram ir 30%, bet ONGC un Sodeco katram ir 20%. Un Sahalīna-1 iekļauto lauku rezerves tiek lēstas 485 miljardu kubikmetru apmērā dabasgāze un 307 miljoni tonnu naftas.

12 345 metri

Un no 2010. gada beigām līdz 2011. gada sākumam Exxon Neftegas Limited Odoptu urbja pasaulē dziļāko naftas urbumu, kura garums ir 12 345 metri. Bet projekta Sahalin-1 jomas turpina attīstīties, tāpēc ir pilnīgi iespējams, ka tas nav ierobežojums. Zinātnieki uzskata, ka ir pilnīgi iespējams nolaisties līdz 15 km dziļumam, pēc kura sāks krist zemes garozas apvalks.

Pirms Exxon Neftegas Limited uzstādītā rekorda par dziļāko naftas urbumu tika uzskatīts urbums, kas atrodas Katarā, Al Šahīnas naftas baseinā, ko Transocean 2008. gadā veica Maersk Oil projektam un kura dziļums ir 12 289 metri.

Ieguvumi zinātnei no aku urbšanas

Šādu dziļurbumu urbšana sniedz ne tikai praktisku vērtību ieguves rūpniecībā iesaistītajiem uzņēmumiem, bet arī ieguvumus zinātnei. Galu galā, ejot arvien zemāk, jūs varat iegūt vairākus atklājumus, kas dažkārt atspēko noteikto lietu kārtību. Tādējādi pasaulē dziļākā aka Kola, kas nav paredzēta derīgo izrakteņu ieguvei, apvērsa idejas par zemes garozas sastāvu. Bet vēl vairāk ir saistīts ar šādām akām mistiski stāsti, jo, sasniedzot noteiktu dziļumu, no zemes sāk atskanēt skaņas, kas atgādina cilvēku kliedzieni un gaudošanu. Tas izraisīja runas, ka kādu dienu šāda nafta vai jebkura cita aka sasniegs elli, no kuras it kā izlidos dēmoni, kas biedē vairākus vienkāršus cilvēkus, kuri pieprasa šādu projektu slēgšanu.

Vladimirs Homutko

Lasīšanas laiks: 4 minūtes

A A

Kur atrodas dziļākais naftas ieguves urbums?

Cilvēks jau sen ir sapņojis ne tikai lidot kosmosā, bet arī dziļi iekļūt savā dzimtajā planētā. Ilgu laiku šis sapnis palika nerealizējams, jo esošās tehnoloģijas neļāva būtiski iedziļināties zemes garozā.

Trīspadsmitajā gadsimtā ķīniešu izrakto aku dziļums tam laikam sasniedza fantastiskus 1200 metrus, un, sākot ar pagājušā gadsimta trīsdesmitajiem gadiem, kad parādījās urbšanas iekārtas, cilvēki Eiropā sāka urbt trīs kilometrus. garas bedres. Taču tas viss, tā teikt, bija tikai seklas skrambas uz zemes virsmas.

Ideja urbt cauri zemes augšējai čaulai globālā projektā radās divdesmitā gadsimta 60. gados. Iepriekš visi pieņēmumi par zemes apvalka uzbūvi tika balstīti uz datiem seismiskā aktivitāte citi netiešie faktori. Tomēr vienīgais veids, kā ieskatīties Zemes zarnās šī vārda tiešajā nozīmē, bija urbt dziļas akas.

Simtiem urbumu, kas urbti šiem nolūkiem gan uz zemes, gan okeānā, ir snieguši daudzus datus, kas palīdz atbildēt uz daudziem jautājumiem par mūsu planētas uzbūvi. Tomēr tagad īpaši dziļi darbi ir vērsti ne tikai uz zinātniskiem, bet arī tīri praktiskiem mērķiem. Tālāk mēs aplūkojam dziļākās akas, kas jebkad urbtas pasaulē.

Šis 8553 metrus dziļais urbums tika izurbts 1977. gadā teritorijā, kur atrodas Vīnes naftas un gāzes province. Tajā tika atrasti mazi naftas lauki, un radās doma paskatīties dziļāk. 7544 metru dziļumā eksperti atrada neatgūstamus gāzes krājumus, pēc kā urbums pēkšņi sabruka. Uzņēmums OMV nolēma urbt otru, taču, neskatoties uz tā lielo dziļumu, ogļrači nespēja atrast derīgos izrakteņus.

Austrijas aka Zistersdorf

Vācijas Federatīvā Republika – Hauptbohrung

Vācu speciālistus organizēt šo dziļo ieguves operāciju iedvesmoja slavenā Kolas superdziļā aka. Tajās dienās daudzas valstis Eiropā un pasaulē sāka izstrādāt savus dziļurbumu projektus. To vidū izcēlās Hauptborung projekts, kas tika īstenots četru gadu garumā – no 1990. līdz 1994. gadam Vācijā. Neskatoties uz salīdzinoši nelielo dziļumu (salīdzinot ar zemāk aprakstītajiem urbumiem) - 9101 metrs, šis projekts ir kļuvis plaši pazīstams visā pasaulē, pateicoties brīvai pieejai iegūtajiem ģeoloģiskajiem un urbšanas datiem.

Amerikas Savienotās Valstis – Bādenes vienība

9159 metrus dziļo aku Anadarko (ASV) pilsētas apkaimē urbusi amerikāņu kompānija Lone Star. Izstrāde sākās 1970. gadā un turpinājās 545 dienas. Tā būvniecības izmaksas bija seši miljoni dolāru, un materiālu izteiksmē tika izmantoti 150 dimanta uzgaļi un 1700 tonnas cementa.

ASV – Berta Rodžersa

Šīs raktuves tika izveidotas arī Oklahomas štatā Anadarko naftas un gāzes provinces apgabalā Oklahomā. Darbs sākās 1974. gadā un ilga 502 dienas. Arī urbšanu veica tas pats uzņēmums, kas iepriekšējā piemērā. Tikuši garām 9583 metriem, kalnrači saskārās ar izkausēta sēra atradni un bija spiesti pārtraukt darbu.

Šī aka Ginesa rekordu grāmatā tiek saukta par “dziļāko cilvēka iejaukšanos Zemes garozā”. 1970. gada maijā ezera ar mataino nosaukumu Vilgiskoddeoaivinjärvi apkārtnē sākās šo grandiozo raktuvju celtniecība. Sākotnēji gribējām noiet 15 kilometrus, bet tāpēc, ka arī tā bija augstas temperatūras apstājās pie 12 262 metriem. Pašlaik Kola Superdeep cauruļvads ir apbēdināts.

Katara – BD-04A

Urbts naftas atradnē Al-Shaheen ģeoloģiskās izpētes nolūkos.

Kopējais dziļums bija 12 289 metri, un 12 kilometru atzīme tika pārvarēta tikai 36 dienās! Tas bija pirms septiņiem gadiem.

Krievijas Federācija – OP-11

Kopš 2003. gada projekta Sahalin-1 ietvaros tika uzsākta vesela virkne īpaši dziļu urbšanas darbu.

2011. gadā Exxon Neftegas tikai 60 dienās veica pasaulē dziļāko naftas urbumu - 12 245 metrus.

Tas notika laukā, ko sauc par Odoptu.

Tomēr ar to ieraksti nebeidzās.

O-14 ir ražošanas urbums pasaulē, kam nav analogu pēc stumbra kopējā garuma - 13 500 metri, kā arī garākā horizontālā aka - 12 033 metri.

Tās izstrādi veica Krievijas uzņēmums NK Rosņeftj, kas ir daļa no projekta Sahalīna-1 konsorcija. Šī aka tika izstrādāta laukā ar nosaukumu Chayvo. Tās urbšanai tika izmantota ultramodernā Orlan urbšanas platforma.

Atzīmējam arī 2013. gadā tā paša projekta ietvaros ar numuru Z-43 izbūvētās akas dziļumu gar šahtu, kura vērtība sasniedza 12 450 metrus. Tajā pašā gadā šis rekords tika pārspēts Čavinskoje laukā - Z-42 šahtas garums sasniedza 12 700 metrus, bet horizontālās daļas garums - 11 739 metrus.

2014. gadā tika pabeigta Z-40 akas (ārzonas Chayvo lauka) rakšana, kas līdz O-14 bija garākā aka pasaulē - 13 000 metru, un tai bija arī garākais horizontālais posms - 12 130 m.

Citiem vārdiem sakot, līdz šim 8 no 10 garākajām akām pasaulē atrodas projekta Sahalin-1 laukos.

Kola superdziļa aka

Lauks, ko sauc par Chaivo, ir viens no trim, ko izstrādā konsorcijs Sahalīnā. Tas atrodas Sahalīnas salas krasta ziemeļaustrumos. Jūras gultnes dziļums šajā zonā svārstās no 14 līdz 30 m. Lauks tika nodots ekspluatācijā 2005. gadā.

Kopumā starptautiskais plauktu projekts Sahalin-1 apvieno vairāku lielu globālu korporāciju intereses. Tajā ietilpst trīs lauki, kas atrodas ārzonas šelfā Odoptu, Chayvo un Arkutun-Dagi. Pēc ekspertu domām, kopējās pieejamās ogļūdeņražu rezerves šeit ir aptuveni 236 miljoni tonnu naftas un gandrīz 487 miljardi kubikmetru dabasgāzes. Chayvo lauks tika nodots ekspluatācijā (kā mēs teicām iepriekš) 2005. gadā, Odoptu lauks 2010. gadā, un 2015. gada pašā sākumā sākās Arkutun-Dagi lauka attīstība.

Nav vieglāk iekļūt noslēpumos, kas atrodas zem mūsu kājām, nekā uzzināt visus Visuma noslēpumus virs mūsu galvām. Un varbūt pat grūtāk, jo, lai ieskatītos Zemes dzīlēs, ir nepieciešama ļoti dziļa aka.

Urbšanas mērķi ir dažādi (piemēram, naftas ieguve), taču īpaši dziļi (vairāk nekā 6 km) urbumi galvenokārt ir nepieciešami zinātniekiem, kuri vēlas uzzināt, kas ir interesants mūsu planētas iekšienē. Kur atrodas šie “logi” uz Zemes centru un kā sauc dziļāko urbumu, mēs jums pastāstīsim šajā rakstā. Vispirms tikai viens precizējums.

Urbšanu var veikt vai nu vertikāli uz leju, vai leņķī pret zemes virsmu. Otrajā gadījumā garums var būt ļoti liels, bet dziļums, ja to vērtē no ietekas (urbuma sākuma virspusē) līdz dziļākajam apakšzemes punktam, ir mazāks nekā tiem, kas iet perpendikulāri.

Kā piemēru var minēt vienu no Chaivinskoje lauka akām, kuras garums sasniedza 12 700 m, bet dziļumā tas ir ievērojami zemāks par dziļākajām akām.

Šī 7520 m dziļā aka atrodas mūsdienu Rietumukrainas teritorijā. Tomēr darbs pie tā tika veikts vēl PSRS laikā no 1975. līdz 1982. gadam.

Šīs PSRS dziļākās urbuma izveides mērķis bija derīgo izrakteņu (naftas un gāzes) ieguve, taču svarīgs uzdevums bija arī zemes dzīļu izpēte.

9 Yen-Yakhinskaya aka

Netālu no pilsētas Jauns Urengojs V Jamalo-Ņencu rajons. Zemes urbšanas mērķis bija noteikt zemes garozas sastāvu urbšanas vietā un noteikt, cik izdevīgi ir attīstīt lielu dziļumu ieguvei.

Kā tas parasti notiek ar īpaši dziļām akām, zemūdens pētniekus sagādāja daudz "pārsteigumu". Piemēram, apmēram 4 km dziļumā temperatūra sasniedza +125 (virs aprēķinātā), un vēl pēc 3 km temperatūra jau bija +210 grādi. Neskatoties uz to, zinātnieki pabeidza pētījumu, un 2006. gadā aka tika pamesta.

8 Saatli Azerbaidžānā

PSRS Azerbaidžānas Republikas teritorijā tika izurbts viens no dziļākajiem urbumiem pasaulē Saatli. Bija plānots tā dziļumu sasniegt 11 km un veikt dažādus pētījumus, kas saistīti gan ar zemes garozas struktūru, gan naftas attīstību dažādos dziļumos.