Sinds het einde van de 19e eeuw werd aangenomen dat de aarde bestaat uit korst, mantel en kern. Tegelijkertijd kon niemand echt zeggen waar de ene laag eindigt en de volgende begint. Wetenschappers wisten niet eens waaruit deze lagen in feite zijn opgebouwd. Zelfs zo'n 30 jaar geleden waren onderzoekers er zeker van dat de granietlaag begint op een diepte van 50 meter en doorloopt tot drie kilometer, en dan zijn er basalt. De mantel zou zich op een diepte van 15-18 kilometer bevinden. Ultradeep goed, die begon het boren in de Sovjet-Unie op het schiereiland Kola, toonde aan dat de wetenschappers hadden het mis …
Onderdompeling gedurende drie miljard jaar
Projecten om diep in de aarde te reizen, verschenen in het begin van de jaren zestig in verschillende landen tegelijk. De Amerikanen waren de eersten die begonnen met het boren van ultradiepe putten, en ze probeerden dat te doen op plaatsen waar volgens seismisch onderzoek de aardkorst dunner had moeten zijn. Deze plaatsen bevonden zich volgens berekeningen op de bodem van de oceanen en het meest veelbelovende gebied werd beschouwd als dichtbij het eiland Maui uit de Hawaiiaanse groep, waar oude rotsen onder de oceaanbodem zelf liggen en de aardmantel zich ongeveer vijf kilometer onder een waterkolom van vier kilometer bevindt. Helaas liepen beide pogingen om op deze plek door de aardkorst te breken op een diepte van drie kilometer op een mislukking uit.
De eerste binnenlandse projecten omvatten ook onderwaterboringen - in de Kaspische Zee of op het Baikalmeer. Maar in 1963 overtuigde boorwetenschapper Nikolai Timofeev het Staatscomité voor Wetenschap en Technologie van de USSR ervan dat het nodig was om een put op het continent te creëren. Hoewel het boren onvergelijkelijk veel langer zou duren, meende hij, zou de put wetenschappelijk veel waardevoller zijn. De boorlocatie is gekozen op het schiereiland Kola, dat zich op het zogenaamde Baltische schild bevindt, dat bestaat uit de oudste aardrotsen die de mensheid kent. Een doorsnijding van meerdere kilometers van de schildlagen moest volgens wetenschappers een beeld geven van de geschiedenis van de planeet in de afgelopen drie miljard jaar.
Dieper en dieper en dieper …
De start van de werkzaamheden na bijna vijf jaar voorbereiding viel samen met de 100ste verjaardag van de geboorte van V. I. Lenin in 1970. Het project is grondig gestart. De put had 16 onderzoekslaboratoria, elk zo groot als een gemiddelde plant; het project werd persoonlijk begeleid door de minister van Geologie van de USSR Gewone werknemers ontvingen drievoudige salarissen. Iedereen kreeg gegarandeerd een appartement in Moskou of Leningrad. Het is niet verwonderlijk dat het veel moeilijker was om bij de Kola Superdeep te komen dan bij het kosmonautcorps te komen.
Het uiterlijk van de put was in staat een externe waarnemer teleur te stellen. Geen liften en wenteltrappen die naar de diepten van de aarde leiden. Alleen een boormachine met een diameter van iets meer dan 20 centimeter ging ondergronds. Over het algemeen kan de Kola superdeep worden voorgesteld als een dunne naald die de dikte van de aarde doorboort. De boor aan het uiteinde van deze naald met talrijke sensoren werd na enkele uren werken bijna een hele dag opgetild voor inspectie, uitlezing en reparatie, en daarna een dag neergelaten. Sneller kan niet: de sterkste composietkabel (boorstreng) kan onder zijn eigen gewicht afbreken.
Wat er op het moment van boren op diepte gebeurde, was niet met zekerheid bekend. Omgevingstemperatuur, geluid en andere parameters werden met een minuut vertraging naar boven verzonden. Desalniettemin zeiden de boorers dat zelfs dergelijk contact met de kerker soms oprecht beangstigend was. De geluiden die van beneden kwamen waren als geschreeuw en gehuil. Hieraan kan nog een lange lijst van ongevallen worden toegevoegd die de Kola Superdeep volgden, toen deze een diepte van 10 kilometer bereikte. Tweemaal werd de boor er gesmolten uitgehaald, hoewel de temperaturen waarvan hij deze vorm zou kunnen aannemen vergelijkbaar zijn met de temperatuur van het oppervlak van de zon. Eens leek de kabel van onderaf te worden getrokken - en afgesneden. Vervolgens werden bij het boren op dezelfde plaats geen restanten van de kabel gevonden. Wat deze en vele andere ongelukken heeft veroorzaakt, is nog steeds een raadsel. Echter,ze waren helemaal niet de reden om het boren van de ingewanden van het Baltische schild te stoppen.
In 1983, toen de diepte van de put 12.066 meter bereikte, werd het werk tijdelijk stopgezet: er werd besloten materialen voor te bereiden op super-diepe boringen voor het Internationaal Geologisch Congres, dat in 1984 in Moskou zou plaatsvinden. Daarop leerden buitenlandse wetenschappers voor het eerst over het bestaan van de Kola-superdeep, waarvan alle informatie tot die tijd geclassificeerd was. Het werk werd op 27 september 1984 hervat. Bij de allereerste lancering van de boor deed zich echter een ongeval voor - de boorkolom brak weer af. Het boren moest worden voortgezet vanaf een diepte van 7.000 meter, waardoor een nieuw boorgat ontstond, en in 1990 bereikte deze nieuwe tak 12.262 meter, wat een absoluut record was voor ultradiepe putten, die pas in 2008 werd verbroken. Het boren werd in 1992 gestopt, dit keer, zo bleek, voor altijd. Er was geen geld voor verder werk.
Ontdekkingen en vondsten De
ontdekkingen gedaan op de Kola superdeep hebben een echte revolutie teweeggebracht in onze kennis van de structuur van de aardkorst. Theoretici hebben beloofd dat de temperatuur van het Baltische Schild relatief laag zal blijven tot een diepte van minstens 15 kilometer. Dit betekent dat een put tot bijna 20 kilometer kan worden geboord, net tot aan de mantel. Op de vijfde kilometer was de temperatuur hoger dan 700 ° C, op de zevende - meer dan 1200 ° C en op een diepte van twaalf was het meer dan 2200 ° C.
Kolaboormachines trokken de theorie van de laag-voor-laag-structuur van de aardkorst in twijfel - tenminste in het interval tot 12.262 meter. Er werd aangenomen dat er een oppervlaktelaag is (jonge rotsen), dan zouden graniet, basalt, mantel en kern moeten gaan. Maar het graniet bleek drie kilometer lager dan verwacht. Het basalt dat eronder moest liggen, werd helemaal niet gevonden. Een ongelooflijke verrassing voor wetenschappers was de overvloed aan scheuren en holtes op een diepte van meer dan 10 kilometer. In deze holtes slingerde de boor als een slinger, wat leidde tot ernstige problemen bij het werk vanwege de afwijking van de verticale as. In de holtes werd de aanwezigheid van waterdamp geregistreerd, die er met hoge snelheid naartoe bewoog, alsof het werd gedragen door een onbekende pomp. Deze dampen creëerden de geluiden die de boormachines verbazen.
Vrij onverwacht voor iedereen werd de hypothese van de schrijver Alexei Tolstoj over de olivijngordel, uitgedrukt in de roman "De hyperboloïde van ingenieur Garin", bevestigd. Op een diepte van ruim 9,5 kilometer werd een echte mijn van allerlei mineralen ontdekt, in het bijzonder goud, die 78 gram per ton bleek te zijn. Overigens wordt commerciële productie uitgevoerd in een concentratie van 34 gram per ton.
Nog een verrassing: het leven op aarde verscheen, zo blijkt, anderhalf miljard jaar eerder dan verwacht. Op diepten waar, zoals werd aangenomen, geen organisch materiaal kon zijn, werden 14 soorten gefossiliseerde micro-organismen gevonden (de leeftijd van deze lagen was meer dan 2,8 miljard jaar). Op nog grotere diepten, waar geen sedimentair gesteente meer is, kwam methaan in hoge concentraties voor, wat uiteindelijk de theorie van de biologische oorsprong van koolwaterstoffen zoals olie en gas weerlegde.
Het is onmogelijk om de ontdekking niet te vermelden die is gedaan bij het vergelijken van de maangrond die het Sovjetruimtestation eind jaren '70 vanaf het oppervlak van de maan leverde, en de monsters die werden genomen bij de Kola-bron vanaf een diepte van 3 kilometer. Het bleek dat deze monsters net zo veel op twee druppels water lijken. Sommige astronomen zagen dit als bewijs dat de maan ooit van de aarde is losgeraakt als gevolg van een ramp (mogelijk een botsing van een planeet met een grote asteroïde). Volgens anderen getuigt deze gelijkenis echter alleen van het feit dat de maan werd gevormd uit dezelfde gas- en stofwolk als de aarde, en in de eerste geologische stadia "ontwikkelden" ze zich op dezelfde manier.
De Kola Superdeep was zijn tijd ver vooruit
De Kola-bron heeft aangetoond dat het mogelijk is om 14 of zelfs 15 kilometer de diepten van de aarde in te gaan. Het is echter onwaarschijnlijk dat zo'n put fundamenteel nieuwe kennis over de
aardkorst oplevert. Dit vereist een heel netwerk van putten die op verschillende punten op het aardoppervlak zijn geboord. Maar de dagen dat er super diepe putten werden geboord voor puur wetenschappelijke doeleinden, lijken voorbij. Dit plezier is te duur. De ultradiepe boorprogramma's van vandaag zijn niet meer zo ambitieus als vroeger en hebben praktische doelen.
Dit is voornamelijk de ontdekking en winning van mineralen. In de Verenigde Staten wordt olie- en gasproductie vanaf een diepte van 6-7 kilometer al gemeengoed. In de toekomst zal Rusland ook vanaf dergelijke niveaus koolwaterstoffen gaan pompen.
Maar zelfs die diepe putten die worden geboord, brengen nu veel waardevolle informatie met zich mee die geologen proberen te generaliseren om een holistisch beeld te krijgen van ten minste de oppervlaktelagen van de aardkorst. Maar wat eronder ligt, zal nog lang een mysterie blijven. Alleen wetenschappers die in superdiepe bronnen zoals het Kola-schiereiland werken, kunnen het onthullen met behulp van de modernste wetenschappelijke apparatuur. Zulke bronnen zullen in de toekomst voor de mensheid een soort telescopen worden naar de mysterieuze ondergrondse wereld van de planeet, waarover we niet meer weten dan over verre sterrenstelsels.