De 20e eeuw werd gekenmerkt door de triomf van de mens in de lucht en de verovering van de diepste depressies van de Wereldoceaan. Alleen de droom om het hart van onze planeet binnen te dringen en het tot dusver verborgen leven in zijn ingewanden te kennen, blijft nog steeds onbereikbaar. "Reis naar het middelpunt van de aarde" belooft buitengewoon moeilijk en opwindend te worden, vol verrassingen en ongelooflijke ontdekkingen. De eerste stappen op deze weg zijn al gezet - er zijn tientallen super diepe putten geboord in de wereld. De informatie die werd verkregen met behulp van ultradiep boren bleek zo overweldigend dat het de gevestigde ideeën van geologen over de structuur van onze planeet verbrijzelde en de rijkste materialen opleverde voor onderzoekers op verschillende kennisgebieden.
Raak de mantel aan
De ijverige Chinezen groeven in de 13e eeuw putten van 1.200 meter diep. Europeanen braken het Chinese record in 1930 door te leren hoe ze de aarde 3 kilometer lang met booreilanden konden doorboren. Eind jaren vijftig strekten de putten zich uit tot 7 kilometer. Het tijdperk van ultradiep boren begon.
Zoals de meeste wereldwijde projecten, ontstond het idee om in de bovenste schil van de aarde te boren in de jaren zestig, op het hoogtepunt van de ruimtevaart en het geloof in de grenzeloze mogelijkheden van wetenschap en technologie. De Amerikanen bedachten niets minder dan met een put door de hele aardkorst te gaan en monsters te nemen van de rotsen van de bovenmantel. De concepten van de mantel toen (zoals trouwens, en nu) waren alleen gebaseerd op indirecte gegevens - de voortplantingssnelheid van seismische golven in de ingewanden, waarvan de verandering werd geïnterpreteerd als de grens van lagen rotsen van verschillende leeftijden en samenstellingen. Wetenschappers geloofden dat de aardkorst als een sandwich is: jonge stenen bovenop, oude eronder. Alleen superdiep boren kon echter een nauwkeurig beeld geven van de structuur en samenstelling van de buitenste schil en de bovenmantel van de aarde.
Mokhol-project
In 1958 verscheen het Mohol superdeep boorprogramma in de Verenigde Staten. Dit is een van de meest gewaagde en mysterieuze projecten in het naoorlogse Amerika. Net als veel andere programma's was Mohol ontworpen om de USSR in te halen in wetenschappelijke rivaliteit en een wereldrecord te vestigen in ultradiep boren. De naam van het project komt van de woorden "Mohorovicic" - dit is de achternaam van de Kroatische wetenschapper die onderscheid maakte tussen de aardkorst en de mantel - de grens van Moho, en "gat", wat in het Engels "goed" betekent. De makers van het programma besloten om in de oceaan te boren, waar volgens geofysici de aardkorst veel dunner is dan op de continenten. Het was nodig om de leidingen enkele kilometers in het water te laten zakken, 5 kilometer van de oceaanbodem te doorkruisen en de bovenmantel te bereiken.
Promotie video:
In april 1961 boorden geologen voor het eiland Guadeloupe in de Caribische Zee, waar de waterkolom 3,5 km bereikt, vijf putten, waarvan de diepste met 183 meter de bodem binnendrong. Volgens voorlopige berekeningen verwachtten ze op deze plek, onder het sedimentaire gesteente, de bovenste laag van de aardkorst te ontmoeten - graniet. Maar de kern die onder de sedimenten vandaan kwam, bevatte pure basalt - een soort antipode van graniet. Het resultaat van ontmoedigde en tegelijkertijd geïnspireerde wetenschappers, begonnen met het voorbereiden van een nieuwe fase van het boren. Maar toen de kosten van het project meer dan $ 100 miljoen bedroegen, stopte het Amerikaanse Congres met de financiering. Mohol beantwoordde geen van de gestelde vragen, maar het toonde het belangrijkste aan: super diep boren in de oceaan is mogelijk.
De begrafenis wordt uitgesteld
Ultradiep boren maakte het mogelijk om in de darmen te kijken en te begrijpen hoe rotsen zich gedragen bij hoge drukken en temperaturen. Het idee dat gesteenten met diepte dichter worden en hun porositeit afneemt, bleek niet te kloppen, evenals het standpunt over droge ondergrond. Dit werd voor het eerst ontdekt tijdens het boren van de Kola-superdeep, andere putten in oude kristallijne lagen bevestigden het feit dat op een diepte van vele kilometers rotsen worden gebroken door scheuren en doordringen door talrijke poriën, en waterige oplossingen vrij bewegen onder druk van enkele honderden atmosfeer. Deze ontdekking is een van de belangrijkste verworvenheden van ultradiep boren. Het dwong ons om opnieuw te kijken naar het probleem van de berging van radioactief afval, dat in diepe putten moest worden geplaatst, wat volkomen veilig leek. Gezien de informatie over de toestand van de ondergrond die is verkregen tijdens super-diepe boringen, zien projecten voor het creëren van dergelijke opslagplaatsen er nu erg riskant uit.
Op zoek naar de afgekoelde hel
Sindsdien is de wereld ziek geworden met ultradiep boren. In de Verenigde Staten was een nieuw programma voor het bestuderen van de oceaanbodem (Deep Sea Drilling Project) in voorbereiding. De Glomar Challenger, speciaal gebouwd voor dit project, bracht verscheidene jaren door in de wateren van verschillende oceanen en zeeën en boorde bijna 800 putten in hun bodem, tot een maximale diepte van 760 m. Halverwege de jaren tachtig bevestigden de boorresultaten op zee de theorie van de platentektoniek. De geologie als wetenschap werd herboren. Ondertussen ging Rusland zijn eigen weg. De belangstelling voor het probleem, gewekt door het succes van de Verenigde Staten, resulteerde in het programma "Verkenning van het binnenste van de aarde en superdiep boren", maar niet in de oceaan, maar op het continent. Ondanks zijn eeuwenoude geschiedenis was continentaal boren een compleet nieuwe onderneming. We hadden het tenslotte over voorheen onbereikbare diepten - meer dan 7 kilometer. In 1962 keurde Nikita Chroesjtsjov dit programma goed,hoewel hij zich liet leiden door politieke in plaats van wetenschappelijke motieven. Hij wilde niet achterblijven bij de Verenigde Staten.
Het nieuw gecreëerde laboratorium aan het Institute of Drilling Technology stond onder leiding van de beroemde olieman, doctor in de technische wetenschappen Nikolai Timofeev. Hij kreeg de opdracht om de mogelijkheid van ultradiep boren in kristallijn gesteente - graniet en gneis - te onderbouwen. Het onderzoek duurde 4 jaar en in 1966 vielen de experts het vonnis aan - je kunt boren, en niet noodzakelijkerwijs met de apparatuur van morgen, de apparatuur die al bestaat is voldoende. Het grootste probleem is de hitte op diepte. Volgens berekeningen zou de temperatuur, terwijl het in de rotsen van de aardkorst dringt, elke 33 meter met 1 graad moeten stijgen. Dit betekent dat men op een diepte van 10 km ongeveer 300 ° С moet verwachten, en op 15 km - bijna 500 ° С. Boorgereedschap en -apparaten zijn niet bestand tegen dergelijke verhitting. Het was nodig om een plek te zoeken waar de darmen niet zo heet zijn …
Zo'n plaats werd gevonden - een oud kristallijn schild van het Kola-schiereiland. Het rapport, opgesteld door het Institute of Physics of the Earth, luidde: gedurende de miljarden jaren van zijn bestaan is het Kola-schild afgekoeld, de temperatuur op een diepte van 15 km is niet hoger dan 150 ° C. Geofysici hebben bij benadering een deel van het Kola-schiereiland voorbereid. Volgens hen zijn de eerste 7 kilometer granietlagen van het bovenste deel van de aardkorst, daarna begint de basaltlaag. Toen werd het idee van een tweelaagse structuur van de aardkorst algemeen aanvaard. Maar zoals later bleek, hadden zowel natuurkundigen als geofysici ongelijk. De boorlocatie werd gekozen aan de noordkant van het Kola-schiereiland nabij het meer Vilgiskoddeoayvinjärvi. In het Fins betekent het "Onder de Wolfsberg", hoewel er op die plaats geen bergen of wolven zijn. Het boren van de put, waarvan de ontwerpdiepte 15 kilometer bedroeg, begon in mei 1970.
Teleurstellende Zweden
Eind jaren tachtig werd in Zweden een put geboord tot een diepte van 6,8 km, op zoek naar aardgas van niet-biologische oorsprong. Geologen besloten de hypothese te testen dat olie en gas niet worden gevormd uit dode planten, zoals de meeste wetenschappers denken, maar door mantelvloeistoffen - hete mengsels van gassen en vloeistoffen. Met koolwaterstoffen verzadigde vloeistoffen sijpelen uit de mantel in de aardkorst en hopen zich in grote hoeveelheden op. In die jaren was het idee van de oorsprong van koolwaterstoffen niet uit de organische stof van sedimentaire lagen, maar via diepe vloeistoffen een nieuwigheid, velen wilden het testen. Uit dit idee volgt dat koolwaterstofreserves niet alleen sedimentair, maar ook vulkanisch en metamorf gesteente kunnen bevatten. Dit is de reden waarom Zweden, meestal gelegen op een oud kristallijnen schild, ging experimenteren.
Voor het boren werd gekozen voor de Silyan Ring-krater met een diameter van 52 km. Volgens geofysische gegevens was er op een diepte van 500-600 meter gecalcineerd graniet - een mogelijke afdichting voor het onderliggende koolwaterstofreservoir. Metingen van de versnelling van de zwaartekracht, door de verandering waarin men de samenstelling en dichtheid van de gesteenten in de ingewanden kan beoordelen, duidden op de aanwezigheid van zeer poreuze rotsen op een diepte van 5 km - een mogelijk reservoir van olie en gas. De boorresultaten stelden wetenschappers en investeerders teleur, die $ 60 miljoen in dit werk investeerden. De doorkruiste lagen bevatten geen commerciële reserves van koolwaterstoffen, alleen olie- en gasmanifestaties van duidelijk biologische oorsprong van oud bitumen. Niemand heeft in ieder geval het tegendeel kunnen bewijzen.
Tool voor de onderwereld
Voor het boren van de Kola-bron SG-3 waren geen fundamenteel nieuwe apparaten en gigantische machines nodig. We gingen aan de slag met wat we al hadden: de Uralmash 4E-unit met een hijscapaciteit van 200 ton en lichtmetalen buizen. Wat in die tijd echt nodig was, waren niet-standaard technologische oplossingen. Inderdaad, niemand boorde tot zo'n grote diepte in harde kristallijne rotsen, en wat daar zou gebeuren, dachten ze alleen in algemene termen. Ervaren boormachines realiseerden zich echter dat, hoe gedetailleerd het project ook was, een echte put veel complexer zou zijn. Vijf jaar later, toen de diepte van de SG-3-put meer dan 7 kilometer bedroeg, werd een nieuwe Uralmash 15.000 boorinstallatie geïnstalleerd - een van de modernste op dat moment. Krachtig, betrouwbaar, met een automatisch trekkermechanisme, kan het een reeks pijpen tot 15 km lang weerstaan. De boorinstallatie is veranderd in een volledig omhulde boortoren met een hoogte van 68 m, bestand tegen de harde wind in het noordpoolgebied. In de buurt zijn een miniplant, wetenschappelijke laboratoria en een kernopslag gegroeid.
Bij het boren tot ondiepe diepten, wordt een motor geïnstalleerd die de pijpstreng met een boor aan het uiteinde ronddraait op het oppervlak. Een boor is een ijzeren cilinder met tanden van diamant of een harde legering - een beetje. Deze kroon bijt in de rotsen en snijdt er een dunne kolom uit - een kern. Om het gereedschap af te koelen en klein vuil uit de put te verwijderen, wordt er boorsuspensie in gepompt - vloeibare klei, die de hele tijd door de boorput circuleert, zoals bloed in vaten. Na enige tijd worden de pijpen naar de oppervlakte gebracht, bevrijd van de kern, wordt de kroon verwisseld en wordt de kolom weer in het bodemgat neergelaten. Dit is hoe conventioneel boren werkt.
En als de looplengte 10-12 kilometer is met een diameter van 215 millimeter? De reeks pijpen wordt de dunste draad die in de put wordt neergelaten. Hoe het te beheren? Hoe te zien wat er in het gezicht gebeurt? Daarom werden op de Kola-put, aan de onderkant van de boorkolom, miniatuurturbines geïnstalleerd, die werden gestart met boorspoeling die onder druk door buizen werd gepompt. Turbines draaiden een hardmetalen bit en een kernsnede. De hele technologie was goed ontwikkeld, de operator op het bedieningspaneel zag de rotatie van het bit, kende de snelheid en kon het proces besturen.
Elke 8-10 meter moest een kilometerslange pijpsnoer worden opgetild. De afdaling en klim namen in totaal 18 uur in beslag.
Diamond dromen van de Wolga-regio
Toen er kleine diamanten werden gevonden in de regio Nizhny Novgorod, bracht het geologen veel voor een raadsel. Het was natuurlijk het gemakkelijkst om aan te nemen dat de edelstenen door een gletsjer of rivierwater van ergens in het noorden werden meegebracht. Maar wat als de plaatselijke ingewanden een kimberlietpijp verbergen - een reservoir met diamanten? Ze besloten deze hypothese eind jaren tachtig te testen, toen het wetenschappelijk boorprogramma in Rusland in een stroomversnelling kwam. De locatie voor het boren werd gekozen ten noorden van Nizhny Novgorod, in het midden van een gigantische ringstructuur, die goed opvalt in het reliëf. Sommigen beschouwden het als een meteorietkrater, anderen als een explosiebuis of een vulkanische opening. Het boren werd gestopt toen de Vorotilovskaya-put een diepte van 5.374 m bereikte, waarvan meer dan een kilometer viel op kristallijne kelderrotsen. Kimberlites werden daar niet gevonden, maar eerlijk gezegd moet het gezegd wordendat het geschil over het ontstaan van deze structuur evenmin werd beëindigd. De feiten die uit de diepten waren verkregen, waren even geschikt voor de aanhangers van beide hypothesen, maar uiteindelijk bleven ze niet overtuigd. En de put werd veranderd in een diep geolaboratorium, dat nog steeds in bedrijf is.
Sluwheid van het nummer "7"
7 kilometer - het merkteken voor de Kola superdeep fataal. Daarachter begon onzekerheid, veel ongelukken en een voortdurende strijd met rotsen. De loop kon niet rechtop worden gehouden. Toen de eerste keer 12 km passeerde, week de put 21 ° af van de verticaal. Hoewel de boormachines al hadden leren werken met een ongelooflijke kromming van het boorgat, was het onmogelijk om verder te gaan. De put moest worden geboord vanaf de 7 km-markering. Om een verticaal boorgat in harde rotsen te krijgen, heb je een zeer harde onderkant van de boorstreng nodig, zodat deze als olie de darmen in gaat. Maar een ander probleem doet zich voor: de put breidt zich geleidelijk uit, de boor bungelt erin, zoals in een glas, de wanden van de put beginnen in te storten en kunnen het gereedschap naar beneden drukken. De oplossing voor dit probleem bleek origineel te zijn - de slingertechnologie werd toegepast. De boor werd kunstmatig geschud in de put en onderdrukte sterke trillingen. Hierdoor stond de stam verticaal.
Het meest voorkomende ongeval op een tuigage is een pijpsnoerbreuk. Meestal proberen ze de leidingen opnieuw op te vangen, maar als dit op grote diepten gebeurt, wordt het probleem onherstelbaar. Het heeft geen zin om in een boorgat van 10 kilometer een werktuig te zoeken, ze gooiden zo'n gat en begonnen een nieuwe, iets hoger. Leidingbreuk en -verlies bij SG-3 kwamen vaak voor. Als gevolg hiervan ziet de put er in het onderste deel uit als het wortelsysteem van een gigantische plant. De vertakking van de put maakte de boormachines van streek, maar bleek geluk te zijn voor de geologen, die onverwachts een driedimensionaal beeld kregen van een indrukwekkend stuk oude Archeïsche rotsen die meer dan 2,5 miljard jaar geleden gevormd waren.
In juni 1990 bereikte SG-3 een diepte van 12.262 m. De put werd voorbereid voor het boren tot 14 km, en toen deed zich opnieuw een ongeval voor - op een hoogte van 8.550 m brak de pijpsnoer af. De voortzetting van de werkzaamheden vereiste een lange voorbereiding, vernieuwing van de apparatuur en nieuwe kosten. In 1994 werd het boren van de Kola Superdeep stopgezet. Na 3 jaar kwam ze in het Guinness Book of Records en is ze nog steeds onovertroffen. Nu is de put een laboratorium voor de studie van diepe darmen.
Geheime darmen
SG-3 is vanaf het begin een geheime faciliteit geweest. De grenszone, de strategische afzettingen in de wijk en de wetenschappelijke prioriteit zijn de schuldige. De eerste buitenlander die de boorlocatie bezocht, was een van de leiders van de Academie van Wetenschappen van Tsjecho-Slowakije. Later, in 1975, werd in de Pravda een artikel gepubliceerd over de Kola Superdeep, ondertekend door de minister van Geologie Alexander Sidorenko. Er waren nog geen wetenschappelijke publicaties over de Kola-bron, maar sommige informatie lekte in het buitenland uit. Volgens geruchten begon de wereld meer te leren - de diepste put wordt geboord in de USSR.
Een sluier van geheimhouding zou waarschijnlijk tot aan de "perestrojka" over de put hebben gehangen, als het Wereldgeologisch congres niet in 1984 in Moskou had plaatsgevonden. Ze bereidden zich zorgvuldig voor op zo'n groot evenement in de wetenschappelijke wereld; er werd zelfs een nieuw gebouw gebouwd voor het Ministerie van Geologie - er werden veel deelnemers verwacht. Maar buitenlandse collega's waren vooral geïnteresseerd in de Kola superdeep! De Amerikanen geloofden helemaal niet dat we het hadden. De diepte van de put had tegen die tijd 12.066 meter bereikt. Het had geen zin meer om het object te verbergen. Een tentoonstelling met prestaties van de Russische geologie wachtte de deelnemers van het congres in Moskou, een van de stands was gewijd aan de SG-3-put. Deskundigen over de hele wereld keken verbijsterd naar een conventionele boorkop met versleten hardmetalen tanden. En daarmee boren ze de diepste put ter wereld? Ongelofelijk!Een grote delegatie van geologen en journalisten ging naar de nederzetting Zapolyarny. Bezoekers kregen de opstelling in actie te zien en leidingdelen van 33 meter werden verwijderd en losgekoppeld. Rondom waren hopen exact dezelfde boorkoppen als die op de stand in Moskou.
Van de Academie van Wetenschappen werd de delegatie ontvangen door de beroemde geoloog, academicus Vladimir Belousov. Tijdens een persconferentie kreeg hij een vraag uit het publiek:
- Wat liet de Kola het belangrijkste zien?
- Mijne heren! Het belangrijkste was dat het aantoonde dat we niets weten over de continentale korst, - antwoordde de wetenschapper eerlijk.
Diepe verrassing
Ze wisten natuurlijk iets over de aardkorst van de continenten. Het feit dat de continenten zijn samengesteld uit zeer oude rotsen, van 1,5 tot 3 miljard jaar oud, werd niet weerlegd, zelfs niet door de Kola-bron. De geologische sectie die was samengesteld op basis van de SG-3-kern bleek echter precies het tegenovergestelde te zijn van wat wetenschappers eerder hadden gedacht. De eerste 7 kilometer bestonden uit vulkanisch gesteente en sedimentair gesteente: tufsteen, basalt, breccias, zandsteen, dolomiet. Dieper lag de zogenaamde Conrad-sectie, waarna de snelheid van seismische golven in de rotsen sterk toenam, wat werd geïnterpreteerd als de grens tussen graniet en basalt. Dit gedeelte is lang geleden gepasseerd, maar het basalt van de onderste laag van de aardkorst is nergens verschenen. Integendeel, graniet en gneis begonnen.
Het gedeelte van de Kola-put weerlegde het tweelaagse model van de aardkorst en toonde aan dat de seismische secties in de ingewanden niet de grenzen zijn van gesteentelagen van verschillende samenstelling. Ze duiden eerder op een verandering in de eigenschappen van de steen met diepte. Bij hoge druk en temperatuur kunnen de eigenschappen van gesteenten blijkbaar dramatisch veranderen, zodat graniet in hun fysieke kenmerken vergelijkbaar wordt met basalt en vice versa. Maar het "basalt" dat vanaf een diepte van 12 kilometer naar de oppervlakte kwam, werd onmiddellijk graniet, hoewel het onderweg een ernstige aanval van "caissonziekte" ervoer - de kern brokkelde af en viel uiteen in platte plaques. Hoe verder de put ging, des te minder kwaliteitsmonsters vielen in handen van wetenschappers.
De diepte bevatte veel verrassingen. Vroeger was het normaal om te denken dat met toenemende afstand tot het aardoppervlak, met toenemende druk, de rotsen monolithischer worden, met een klein aantal scheuren en poriën. SG-3 overtuigde wetenschappers anders. Vanaf 9 kilometer bleken de lagen erg poreus en letterlijk volgepropt met scheuren waardoor waterige oplossingen circuleerden. Later werd dit feit bevestigd door andere super diepe putten op de continenten. Het bleek op diepte veel warmer te zijn dan verwacht: wel 80 °! Op de 7 km-markering was de temperatuur in het bodemgat 120 ° С, op 12 km bereikte deze 230 ° С. In de monsters van de Kola-put hebben wetenschappers goudmineralisatie ontdekt. Insluitingen van edelmetaal werden gevonden in oude rotsen op een diepte van 9,5-10,5 km. De goudconcentratie was echter te laag om aanspraak te maken op een aanbetaling - gemiddeld 37,7 mg per ton gesteente,maar genoeg te verwachten op andere vergelijkbare plaatsen.
De warmte van de thuisplaneet
De hoge temperaturen die boormachines ondergronds tegenkomen, hebben wetenschappers ertoe aangezet deze bijna onuitputtelijke energiebron te gebruiken. Bijvoorbeeld, in jonge bergen (zoals de Kaukasus, Alpen, Pamir) op een diepte van 4 kilometer zal de ondergrondtemperatuur 200 ° C bereiken. Deze natuurlijke batterij kan voor u worden gemaakt. Het is noodzakelijk om twee diepe putten naast elkaar te boren en ze met horizontale driften te verbinden. Pomp vervolgens water in de ene put en onttrekt hete stoom aan de andere, die wordt gebruikt om de stad te verwarmen of een ander soort energie te verkrijgen. Corrosieve gassen en vloeistoffen, die veel voorkomen in seismisch actieve gebieden, kunnen een ernstig probleem vormen voor dergelijke ondernemingen. In 1988 moesten de Amerikanen het boren van een put voltooien op de plank van de Golf van Mexico voor de kust van Alabama, met een diepte van 7.399 meter.het bereiken van 232 ° С, zeer hoge druk en uitstoot van zure gassen. In gebieden met afzettingen van heet grondwater, kunt u deze rechtstreeks uit putten halen uit vrij diepe horizonten. Dergelijke projecten zijn geschikt voor de regio's van de Kaukasus, Pamir en het Verre Oosten. De hoge kosten van het werk beperken de mijndiepte echter tot vier kilometer.
Op het Russische spoor
De demonstratie van de Kola-put in 1984 maakte diepe indruk op de wereldgemeenschap. Veel landen zijn begonnen met het voorbereiden van wetenschappelijke boorprojecten op de continenten. Zo'n programma werd eind jaren tachtig ook in Duitsland goedgekeurd. De ultradiepe put KTB Hauptborung werd geboord van 1990 tot 1994, volgens het plan had hij een diepte van 12 km moeten bereiken, maar vanwege onvoorspelbare hoge temperaturen was het alleen mogelijk om de 9,1 km-markering te bereiken. Vanwege de openheid van gegevens over boren en wetenschappelijk werk, goede technologie en documentatie, blijft de ultradiepe put van KTV een van de beroemdste ter wereld.
De locatie voor het boren van deze put is gekozen in het zuidoosten van Beieren, op de overblijfselen van een oude bergketen, waarvan de leeftijd wordt geschat op 300 miljoen jaar. Geologen geloofden dat hier ergens een verbindingszone is van twee platen, die ooit de oevers van de oceaan waren. Volgens wetenschappers is het bovenste deel van de bergen in de loop van de tijd weggesleten, waardoor de overblijfselen van de oude oceanische korst zijn blootgelegd. Nog dieper, tien kilometer van het oppervlak, ontdekten geofysici een groot lichaam met een abnormaal hoge elektrische geleidbaarheid. Ze hoopten ook de aard ervan te verduidelijken met behulp van een put. Maar de belangrijkste uitdaging was om een diepte van 10 km te bereiken om ervaring op te doen met ultradiep boren. Na bestudering van de materialen van de Kola SG-3, besloten de Duitse boormachines om eerst een testput van 4 km diep te boren om een nauwkeuriger beeld te krijgen van de werkomstandigheden in de ondergrond, de techniek te testen en een kern te nemen. Aan het einde van de pilotwerkzaamheden moest veel van de boor- en wetenschappelijke apparatuur worden gewijzigd, waarvan een deel opnieuw moest worden aangelegd.
De belangrijkste - super diepe - put KTV Hauptborung werd slechts tweehonderd meter van de eerste gelegd. Voor het werk werd een 83 meter hoge toren neergezet en werd een booreiland gebouwd, de krachtigste op dat moment, met een hefvermogen van 800 ton. Veel boorbewerkingen zijn geautomatiseerd, in de eerste plaats het mechanisme voor het neerlaten en terughalen van de pijpstreng. Het zelfgeleide verticale boorsysteem maakte het mogelijk om een bijna verticaal gat te maken. Theoretisch was het met dergelijke apparatuur mogelijk om tot een diepte van 12 kilometer te boren. Maar de realiteit bleek, zoals altijd, gecompliceerder en de plannen van de wetenschappers kwamen niet uit.
De problemen bij de KTV-bron begonnen na een diepte van 7 km en herhaalden veel van het lot van de Kola Superdeep. In eerste instantie wordt aangenomen dat vanwege de hoge temperatuur het verticale boorsysteem kapot ging en het gat schuin ging. Aan het einde van het werk week de bodem 300 m af van de verticaal. Toen begonnen er meer gecompliceerde ongelukken - een breuk in de boorkolom. Net als bij Kola moesten er nieuwe schachten worden geboord. Bepaalde problemen werden veroorzaakt door de vernauwing van de put - aan de bovenkant was de diameter 71 cm, aan de onderkant - 16.5 cm. Eindeloze ongevallen en een hoge temperatuur onderaan van –270 ° С dwongen de boormachines te stoppen met werken niet ver van het gekoesterde doel.
Het kan niet gezegd worden dat de wetenschappelijke resultaten van KTV Hauptborung tot de verbeelding van wetenschappers spraken. Op de diepte werden voornamelijk amfibolieten en gneissen, oude metamorfe gesteenten, afgezet. De convergentiezone van de oceaan en de overblijfselen van de oceanische korst zijn nergens gevonden. Misschien bevinden ze zich op een andere plaats, hier is een klein kristallijn massief, omhooggedraaid tot een hoogte van 10 km. Een grafietafzetting werd ontdekt op een kilometer van het oppervlak.
In 1996 kwam de KTV-put, die het Duitse budget 338 miljoen dollar kostte, onder de bescherming van het Wetenschappelijk Centrum voor Geologie in Potsdam, het werd omgevormd tot een laboratorium voor het observeren van diepe ondergrond en een toeristische bestemming.
Waarom is de maan niet gemaakt van gietijzer?
"Omdat er niet genoeg ijzer zou zijn voor de maan" - waarschijnlijk konden tegenstanders van de hypothese, volgens welke de maan zich losmaakte van de aarde, zijn aanhangers antwoorden. Deze hypothese is echter niet helemaal opnieuw ontstaan, en wetenschappers overwegen verschillende delen van de aarde, van waaruit een stukje van een planeet ter grootte van de maan kan worden uitgeschakeld. De Kola stelde zijn eigen versie voor. In de jaren zeventig leverden Sovjetstations honderden gram maangrond aan de aarde. De stof werd gedeeld door de toonaangevende wetenschappelijke centra van het land om onafhankelijke analyses uit te voeren. Het Kola Wetenschappelijk Centrum kreeg ook een klein monster. Wetenschappers uit de hele regio kwamen kijken naar de nieuwsgierigheid, ook medewerkers van de put, die later de diepste ter wereld werd. Het is een grap? Raak onaards stof aan, bekijk het door een microscoop. Later onderzochten experts de maangrond en publiceerden ze een monografie over dit onderwerp. Tegen die tijd had de put in Zapolyarnoye een behoorlijke diepte bereikt, de rotsen die uit het boorgat waren opgetrokken, werden in detail beschreven. En wat? De monsters van de maangrond, waar de boorers ooit met ontzag naar keken, bleken één op één diabasen te zijn vanuit hun bron, vanaf een diepte van 3 km. Meteen ontstond er een hypothese dat de maan niet anders dan van het Kola-schiereiland ongeveer 1,5 miljard jaar geleden brak - dit is de leeftijd van de diabasen. Hoewel de vraag onvrijwillig opkwam: hoe groot was dit schiereiland dan?.. Meteen ontstond de hypothese dat de maan niet anders dan van het Kola-schiereiland ongeveer 1,5 miljard jaar geleden losbrak - dit is de leeftijd van de diabasen. Hoewel de vraag onvrijwillig opkwam: hoe groot was dit schiereiland dan?.. Meteen ontstond de hypothese dat de maan niet anders dan van het Kola-schiereiland ongeveer 1,5 miljard jaar geleden losbrak - dit is de leeftijd van de diabasen. Hoewel de vraag onwillekeurig opkwam: hoe groot was dit schiereiland dan?..
Boren of niet boren?
Het record van de Kola-put is nog steeds onovertroffen, hoewel het zeker mogelijk is om 14 en zelfs 15 km diep de aarde in te gaan. Het is echter onwaarschijnlijk dat zo'n enkele inspanning fundamenteel nieuwe kennis over de aardkorst oplevert, terwijl super diep boren erg duur is. De tijd dat verschillende hypothesen met behulp hiervan werden getest, is allang voorbij. Putten dieper dan 6-7 km voor puur wetenschappelijke doeleinden stopten bijna met boren. In Rusland zijn er bijvoorbeeld slechts twee van dit soort objecten: de Ural SG-4 en de En-Yakhinskaya-bron in West-Siberië. Ze worden gerund door het staatsbedrijf Nedra Scientific and Production Center, gevestigd in Yaroslavl. Er zijn zoveel super- en diepe putten geboord in de wereld dat wetenschappers geen tijd hebben om de informatie te analyseren. In de afgelopen jaren hebben geologen ernaar gestreefd de feiten die van grote diepten zijn verkregen, te bestuderen en te generaliseren. Hebben geleerd om tot grote diepten te boren,mensen willen de horizon die hen ter beschikking staat nu beter beheersen, om hun inspanningen te concentreren op praktische taken die nu nuttig zullen zijn. Dus in Rusland, nadat ze het wetenschappelijke boorprogramma hebben voltooid en alle 12 geplande super-diepe putten hebben geboord, werken ze nu aan een systeem voor de hele staat, waarin geofysische gegevens die zijn verkregen door de ondergrond met seismische golven te 'scannen', worden gekoppeld aan informatie die is verkregen door super-diepe boringen. Zonder boorgaten zijn de aardkorstgedeelten gebouwd door geofysici slechts modellen. Om specifieke stenen op deze diagrammen te laten verschijnen, zijn boorgegevens nodig. Dan zullen geofysici, wier werk veel goedkoper is dan boren en een groot gebied bestrijken, minerale afzettingen veel nauwkeuriger kunnen voorspellen.de inspanningen concentreren op praktische taken die er nu baat bij hebben. Dus in Rusland, nadat ze het wetenschappelijke boorprogramma hebben voltooid en alle 12 geplande super-diepe putten hebben geboord, werken ze nu aan een systeem voor de hele staat, waarin geofysische gegevens die zijn verkregen door de ondergrond met seismische golven te 'scannen', worden gekoppeld aan informatie die is verkregen door super-diepe boringen. Zonder boorgaten zijn de aardkorstgedeelten gebouwd door geofysici slechts modellen. Om specifieke stenen op deze diagrammen te laten verschijnen, zijn boorgegevens nodig. Dan zullen geofysici, wier werk veel goedkoper is dan boren en een groot gebied bestrijken, minerale afzettingen veel nauwkeuriger kunnen voorspellen.om de inspanningen te concentreren op praktische taken die er nu baat bij hebben. Dus in Rusland, nadat ze het wetenschappelijke boorprogramma hebben voltooid en alle 12 geplande super-diepe putten hebben geboord, werken ze nu aan een systeem voor de hele staat, waarin geofysische gegevens die zijn verkregen door de ondergrond met seismische golven te 'scannen', worden gekoppeld aan informatie die is verkregen door super-diepe boringen. Zonder boorgaten zijn de aardkorstgedeelten gebouwd door geofysici slechts modellen. Om specifieke stenen op deze diagrammen te laten verschijnen, zijn boorgegevens nodig. Dan zullen geofysici, wier werk veel goedkoper is dan boren en een groot gebied bestrijken, minerale afzettingen veel nauwkeuriger kunnen voorspellen. Nadat ze alle 12 geplande ultradiepe putten hebben geboord, werken ze nu aan een systeem voor de hele staat, waarin geofysische data verkregen door de ondergrond te "scannen" met seismische golven, worden gekoppeld aan informatie verkregen door ultradiepe boringen. Zonder boorgaten zijn de aardkorstgedeelten gebouwd door geofysici slechts modellen. Om specifieke stenen op deze diagrammen te laten verschijnen, zijn boorgegevens nodig. Dan zullen geofysici, wier werk veel goedkoper is dan boren en een groot gebied bestrijken, minerale afzettingen veel nauwkeuriger kunnen voorspellen. Nadat ze alle 12 geplande ultradiepe putten hebben geboord, werken ze nu aan een systeem voor de hele staat, waarin geofysische data verkregen door de ondergrond te "scannen" met seismische golven, worden gekoppeld aan informatie verkregen door ultradiepe boringen. Zonder boorgaten zijn de aardkorstsecties van geofysici slechts modellen. Om specifieke stenen op deze diagrammen te laten verschijnen, zijn boorgegevens nodig. Dan zullen geofysici, wier werk veel goedkoper is dan boren en een groot gebied bestrijken, minerale afzettingen veel nauwkeuriger kunnen voorspellen.gebouwd door geofysici zijn slechts modellen. Om specifieke stenen op deze diagrammen te laten verschijnen, zijn boorgegevens nodig. Dan zullen geofysici, wier werk veel goedkoper is dan boren en een groot gebied bestrijken, minerale afzettingen veel nauwkeuriger kunnen voorspellen.gebouwd door geofysici zijn slechts modellen. Om specifieke stenen op deze diagrammen te laten verschijnen, zijn boorgegevens nodig. Dan zullen geofysici, wier werk veel goedkoper is dan boren en een groot gebied bestrijken, minerale afzettingen veel nauwkeuriger kunnen voorspellen.
In de Verenigde Staten blijven ze deelnemen aan een programma van diepe boringen in de oceaanbodem en voeren ze verschillende interessante projecten uit in de zones van vulkanische en tektonische activiteit van de aardkorst. Op de Hawaiiaanse eilanden hoopten onderzoekers bijvoorbeeld het ondergrondse leven van de vulkaan te bestuderen en dichter bij de manteltong te komen - de pluim, waarvan wordt aangenomen dat deze eilanden heeft gebaard. De put aan de voet van de Mauna Kea-vulkaan zou tot een diepte van 4,5 km worden geboord, maar vanwege extreme temperaturen kon slechts 3 km worden overwonnen. Een ander project is het San Andreas Fault Deep Observatory. Het boren van de put door deze grootste breuk in het Noord-Amerikaanse continent begon in juni 2004 en besloeg 2 van de geplande 3 kilometer. In het diepe laboratorium zijn ze van plan de oorsprong van aardbevingen te bestuderen, waardoor ze misschien een beter begrip van de aard van deze natuurrampen kunnen krijgen en hun voorspellingen kunnen doen.
Ondanks dat moderne ultradiep boorprogramma's niet meer zo ambitieus zijn als voorheen, hebben ze duidelijk een geweldige toekomst. De dag is niet ver meer dat de grote diepten omslaan - ze zullen nieuwe afzettingen van mineralen zoeken en ontdekken. Nu al wordt olie- en gaswinning in de Verenigde Staten vanaf een diepte van 6-7 km gemeengoed. In de toekomst zal Rusland ook koolwaterstofgrondstoffen uit dergelijke niveaus moeten pompen. Zoals blijkt uit de Tyumen superdeep put, zijn er 7 kilometer vanaf het oppervlak sedimentaire lagen die veelbelovend zijn voor gasafzettingen.
Superdiep boren is niet zonder reden vergeleken met ruimteverkenning. Dergelijke programma's, op wereldschaal, die al het beste absorberen dat de mensheid op dit moment heeft, geven een impuls aan de ontwikkeling van vele industrieën en technologie en bereiden uiteindelijk de weg voor voor een nieuwe doorbraak in de wetenschap.
Duivelse machinaties
Ooit stond de Kola Superdeep in het middelpunt van een wereldwijd schandaal. Op een mooie ochtend in 1989 ontving de directeur van de put, David Guberman, een telefoontje van de hoofdredacteur van de regionale krant, de secretaris van het regionale comité en een hele reeks verschillende mensen. Iedereen wilde weten over de duivel, die de boormachines naar verluidt uit de diepten hebben gehaald, zoals gerapporteerd door sommige kranten en radiostations over de hele wereld. De regisseur was verbaasd, en - van wat! "Wetenschappers hebben de hel ontdekt", "Satan ontsnapte uit de hel", lezen de krantenkoppen. Zoals gerapporteerd in de pers, waren geologen die heel ver weg werkten in Siberië, en misschien in Alaska of zelfs het Kola-schiereiland (er was geen consensus onder de journalisten), aan het boren op een diepte van 14,4 km, toen de boor plotseling los begon te hangen. van links naar rechts. Er is dus een groot gat beneden, dachten wetenschappers, blijkbaar is het centrum van de planeet leeg. Sensoren zakt in de dieptetoonde een temperatuur van 2000 ° C, en overgevoelige microfoons klonken … de kreten van miljoenen lijdende zielen. Als gevolg hiervan werd het boren gestopt uit angst dat helse krachten naar de oppervlakte zouden komen. Natuurlijk weerlegden Sovjetgeleerden deze journalistieke "eend", maar de echo's van die oude geschiedenis dwaalden lange tijd van krant naar krant en veranderden in een soort folklore. Een paar jaar later, toen de verhalen van de hel al waren vergeten, bezocht de staf van de Kola Superdeep Australië met lezingen. Ze werden uitgenodigd voor een receptie met de gouverneur van Victoria, een flirterige dame die de Russische delegatie begroette met een vraag: "En wat heb je daar verdomme vandaan?"Sovjetgeleerden weerlegden deze journalistieke "eend", maar de echo's van die oude geschiedenis dwaalden lange tijd van krant naar krant en veranderden in een soort folklore. Een paar jaar later, toen de verhalen over de hel al waren vergeten, bezocht de staf van de Kola Superdeep Australië met lezingen. Ze waren uitgenodigd voor een receptie met de gouverneur van Victoria, een flirterige dame die de Russische delegatie begroette met een vraag: "En wat heb je daar verdomme uitgehaald?"Sovjetgeleerden weerlegden deze journalistieke "eend", maar de echo's van die oude geschiedenis dwaalden lange tijd van krant naar krant en veranderden in een soort folklore. Een paar jaar later, toen de verhalen over de hel al waren vergeten, bezocht de staf van de Kola Superdeep Australië met lezingen. Ze werden uitgenodigd voor een receptie met de gouverneur van Victoria, een flirterige dame die de Russische delegatie begroette met een vraag: "En wat heb je daar verdomme uitgehaald?"'En wat heb je daar verdomme uitgehaald?”En wat heb je daar verdomme uitgehaald?'
De diepste putten ter wereld
1. Aralsor SG-1, Kaspisch laagland, 1962-1971, diepte - 6,8 km. Zoek naar olie en gas.
2. Biikzhal SG-2, Kaspisch laagland, 1962-1971, diepte - 6,2 km. Zoek naar olie en gas.
3. Kola SG-3, 1970-1994, diepte - 12.262 m. Ontwerpdiepte - 15 km.
4. Saatlinskaya, Azerbeidzjan, 1977-1990, diepte - 8 324 m. Ontwerpdiepte - 11 km.
5. Kolvinskaya, regio Arkhangelsk, 1961, diepte - 7.057 m.
6. Muruntau SG-10, Oezbekistan, 1984, diepte -
3 km. De ontwerpdiepte is 7 km. Zoek naar goud.
7. Timan-Pechora SG-5, Noordoost-Rusland, 1984-1993, diepte - 6904 m, ontwerpdiepte - 7 km.
8. Tyumen SG-6, West-Siberië, 1987-1996, diepte - 7.502 m. Ontwerpdiepte - 8 km. Zoek naar olie en gas.
9. Novo-Elkhovskaya, Tatarstan, 1988, diepte - 5881 m.
10. Vorotylovskaya-bron, Wolga-regio, 1989-1992, diepte - 5.374 m. Zoeken naar diamanten, studie van het astrobleme Puchezh-Katunskaya.
11. Krivoy Rog SG-8, Oekraïne, 1984-1993, diepte - 5 382 m. Ontwerpdiepte - 12 km. Zoek naar ijzerhoudend kwartsiet.
Ural SG-4, Midden-Oeral. Bepaald in 1985. Ontwerpdiepte - 15.000 m. Huidige diepte - 6.100 m. Zoeken naar koperertsen, studie van de structuur van de Oeral. En-Yakhtinskaya SG-7, West-Siberië. Ontwerpdiepte - 7.500 m. Huidige diepte - 6.900 m. Olie- en gasexploratie.
Putten voor olie en gas
begin jaren 70
Universiteit, VS, diepte - 8686 m.
Bayden Unit, VS, diepte - 9.159 m.
Bertha-Rogers, VS, diepte - 9.583 m.
Jaren 80
Zisterdorf, Oostenrijk, diepte 8553 m.
Silyan Ring, Zweden, diepte - 6,8 km.
Bighorn, VS, Wyoming, diepte - 7583 m.
KTV Hauptbohrung, Duitsland, 1990-1994, diepte -
9 100 m. Ontwerpdiepte - 10 km. Wetenschappelijk boren.
Aan de grenzen van het leven
At the Limits of Life Extremofiele bacteriën gevonden in gesteenten die uit een diepte van enkele kilometers zijn opgetrokken DOSSIER Een van de meest verbazingwekkende ontdekkingen die wetenschappers hebben gedaan door middel van boren is het bestaan van leven diep onder de grond. En hoewel dit leven alleen door bacteriën wordt vertegenwoordigd, strekken zijn grenzen zich uit tot ongelooflijke diepten. Bacteriën zijn alomtegenwoordig. Ze hebben de onderwereld onder de knie, schijnbaar volkomen ongeschikt voor het bestaan. Enorme druk, hoge temperaturen, gebrek aan zuurstof en leefruimte - niets mocht de verspreiding van het leven in de weg staan. Volgens sommige schattingen kan de massa van ondergrondse micro-organismen groter zijn dan de massa van alle levende wezens die het oppervlak van onze planeet bewonen.
Aan het begin van de 20e eeuw ontdekte de Amerikaanse wetenschapper Edson Bustin bacteriën in water vanaf een oliehoudende horizon vanaf een diepte van enkele honderden meters. De micro-organismen die daar leefden, hadden geen zuurstof en zonlicht nodig, ze voedden zich met organische olieverbindingen. Bastin suggereerde dat deze bacteriën 300 miljoen jaar geïsoleerd van het oppervlak hebben geleefd - sinds de vorming van het olieveld. Maar zijn gewaagde hypothese bleef niet opgeëist, ze geloofden er gewoon niet in. Toen werd aangenomen dat het leven slechts een dunne film op het oppervlak van de planeet is.
Interesse in diepe levensvormen kan heel praktisch zijn. In de jaren tachtig was het Amerikaanse ministerie van Energie op zoek naar veilige methoden voor de verwijdering van radioactief afval. Voor deze doeleinden moest het mijnen gebruiken in ondoordringbare rotsen, waar bacteriën zich voeden met radionucliden. In 1987 werd begonnen met het diep boren van verschillende putten in South Carolina. Vanaf een halve kilometer diepte namen wetenschappers monsters, waarbij ze alle mogelijke voorzorgsmaatregelen in acht namen om bacteriën en lucht niet van het aardoppervlak te halen. Verschillende onafhankelijke laboratoria bestudeerden de monsters, hun resultaten bleken positief: de zogenaamde anaërobe bacteriën leefden in diepe lagen, die geen zuurstof nodig hadden.
De bacteriën werden ook gevonden in de rotsen van een goudmijn in Zuid-Afrika op een diepte van 2,8 km, waar de temperatuur 60 ° C was. Ze leven ook diep onder de oceanen bij temperaturen boven de 100 °. Zoals het Kola Superdeep-boorgat liet zien, zijn er voorwaarden voor micro-organismen om zelfs op een diepte van meer dan 12 km te leven, aangezien de rotsen nogal poreus bleken te zijn, verzadigd met waterige oplossingen, en waar water is, is leven mogelijk.
Microbiologen vonden ook bacteriekolonies in een super diep boorgat dat de Silyan Ring-krater in Zweden opende. Het is merkwaardig dat micro-organismen leefden in oud graniet. Hoewel deze zeer dicht waren, onder hoge druk rotsen, circuleerde er grondwater door een systeem van microporiën en scheuren. De rotslaag op een diepte van 5,5-6,7 km werd een ware sensatie. Het was verzadigd met een pasta van olie met magnetietkristallen. Een van de mogelijke verklaringen voor dit fenomeen werd gegeven door de Amerikaanse geoloog Thomas Gold, auteur van het boek "The Deep Hot Biosphere". Gold suggereerde dat de magnetiet-oliepasta niets meer is dan een afvalproduct van bacteriën die zich voeden met methaan dat uit de mantel komt.
Studies tonen aan dat bacteriën tevreden zijn met echt Spartaanse aandoeningen. De grenzen van hun uithoudingsvermogen blijven een mysterie, maar het lijkt erop dat de ondergrens van de habitat van bacteriën nog steeds wordt bepaald door de temperatuur van het interieur. Ze kunnen zich vermenigvuldigen bij 110 ° C en zijn bestand tegen temperaturen van 140 ° C, zij het voor een korte tijd. Als we aannemen dat de temperatuur op de continenten met elke kilometer met 20-25 ° toeneemt, dan zijn er leefgemeenschappen te vinden tot een diepte van 4 km. Onder de oceaanbodem stijgt de temperatuur niet zo snel en kan de ondergrens van het leven op een diepte van 7 km liggen.
Dit betekent dat het leven een enorme veiligheidsmarge heeft. Bijgevolg kan de biosfeer van de aarde niet volledig worden vernietigd, zelfs niet in het geval van de meest ernstige rampen, en waarschijnlijk kunnen er op planeten zonder atmosfeer en hydrosfeer in de diepten bestaan.