22 Мая 2019

Гонка вглубь Земли: что искали ученые США и СССР с помощью сверхглубокого бурения, и ведутся ли подобные исследования сейчас

Опубликовал А.А. Алексеенко

Начнем с определения, которое в Горной энциклопедии выглядит так: «сверхглубокое бурение – это процесс создания скважин в земной коре на глубины, близкие к предельным для современной науки». Предназначено это для поиска полезных ископаемых, изучения характера образования месторождений различных руд, а также для изучения строения земной поверхности.

В 1984 году удалось установить настоящий рекорд по сверхглубокому бурению на Кольском полуострове. Что искали там ученые, что нашли и какова теперь судьба самой глубокой скважины в мире – об этом дальше в статье.

Самые первые сведения о «подземном царстве»

Начиная с самых древних времен, практически у всех народов мира возникают предания о некоем подземном царстве. У скандинавов – Хель, у греков – Тартар. Уже в эпоху Средневековья христианские мистики и богословы всерьез говорят о преисподней. Там, по представлениям тогдашнего времени, всюду огонь и сера и мучимые бесами грешники, которые стенают и плачут от не прекращающихся пыток. Однако наряду с такими представлениями о внутренностях нашей планеты, уже в античную эпоху складывается представление о минералах, камнях, рудах. Начала формироваться наука, хотя это время принято называть «донаучным периодом». Тем не менее, человечество и выдающиеся умы исследователей того времени делают первые удачные попытки в изучении естественных наук. Догматы церкви в средние века привносят настоящий застой в развитии, однако, несмотря на это, наряду с первыми открывающимися университетами в эпоху схоластики (с 5-го по 15-й века), развивается горнорудное дело.

И, как мы знаем, эпоха Возрождения становится временем великих географических открытий. Воскресают из небытия труды забытых античных ученых. Вносят свой вклад гении Леонардо да Винчи, Агрикола, Коперник (хотя, каждый из них -  в свое время). У человечества постепенно формируется более-менее научная картина мира, в том числе, в области исследования Земли.

Леонардо да Винчи посмел не согласиться с учением церковников о том, что Земля со времен «сотворения» не меняла свой лик. Его сподвигло  к такой критике богословских концепций наблюдение за земляными работами близ Милана. Да Винчи видел множество окаменелых моллюсков, раковин и кораллов там, где и близко не было моря. Из таких наблюдений он сделал вывод, что Земля меняла свои очертания не один раз, и там, где когда-то был древний океан, теперь возникла суша и наоборот. Исследователя не бросили в темницу только благодаря тому, что за него постоял местный герцог, но такие «еретические» мысли были крайне опасны для того времени.

Начало бурения

Достичь центра Земли – задача более фантастическая и невозможная, чем покорение Космоса. В обозримом будущем человечество достигнет Марса, однако прикоснуться к сердцу нашей планеты – невозможно. Но все мы из курса школьной программы помним о том, что в центре Земли – ядро, окруженное мантией и земной корой. Земная кора представляет собой самый тонкий слой и самый твердый. Но есть особенности: в океане земная кора тоньше, чем на континентах. А это значит, что именно под водой появляется малейшая надежда добраться до мантии. Первыми принялись бурить под водой американцы на судне Glomar Challenger. Ученые стремились пробурить земную кору для того, чтобы добраться до мантии. Однако, несмотря на успешно идущий процесс, у проекта закончилось финансирование, так как геологам не удалось объяснить конгрессменам необходимость этих работ для мировой науки. Это было в 60-е годы прошлого столетия. Эстафету тут же подхватил СССР.

Конкурентный дух в области освоения Космоса, первые полеты за стратосферу, высадка на Луне, все это подогревало сопернический запал между двумя сверхдержавами. И в 70-е годы было положено начало сверхглубокому бурению в далеком Заполярье, на территории Кольского полуострова возле озера Вильгискоддеоайвинъярви. Эта местность была выбрана советскими учеными неслучайно – именно там как нигде близки к поверхности древние породы. Что искали ученые того времени и какова была истинная цель рекордно-глубокого бурения? Цель была одна – научная, а задачей было – изучение горных пород, геологическая разведка.

Бурение продолжалось несколько лет, периодически усовершенствовалась буровая установка, что позволило увеличить скорость до 60 метров в месяц. Была поставлена планка в 15 000 метров, однако удалось добурить до 12-ти тысяч метров, после чего скважина была заброшена на несколько лет. В ходе халатности была утрачена часть скважины и часть оборудования, что пытались исправить дополнительными работами. И, несмотря на то, что проект был остановлен, он позволил ученым сделать некоторые интересные открытия.

Что узнали геологи в ходе бурения Кольской скважины

  • Температура при бурении на самой глубине достигает 220 градусов Цельсия, в том числе из-за высокой скорости вращения бура.  
  • В ходе изучения грунта, исследователи установили схожесть пород с трехкилометровой глубины с образцами лунного грунта, который эти же ученые исследовали.
  • Геологи нашли залежи полезных ископаемых (в том числе – золотой руды) на глубине 9-ти км.
  • Благодаря измерению температуры на 6-километровой глубине (20 градусов Цельсия на 1 км), ученые пришли к выводу о радиогенном происхождении теплового потока.
  • Самые древние породы, найденные при бурении, датируются 2,8 миллиардами лет (в то время, как нашей планете всего 4,5 миллиарда лет). Именно в этих породах ученые нашли древнейшие окаменелости и более 14 видов древнейших микроорганизмов. И это открытие изменило представление о возрасте планеты.
  • Ученые обнаружили на глубине метан и распрощались с несостоятельной теорией о биологическом происхождении углеводородов.

Мифы вокруг Кольской скважины: мистицизм и фантазии

Запись, сделанная геологами, бурившими Кольскую скважину, до сих пор будоражит воспаленное воображение мистиков. Говорят о «голосах из ада», о том, что «добурили до бесов» и тому подобное. Через некоторое время после получения геологами аудиозаписи, произошел взрыв, и работы были остановлены. Спустя какое-то время ученые пытались снова уловить эти «крики мучимых грешников» с помощью записывающих устройств и ничего подобного не обнаружили. И действительно, запись содержит шумы, некоторые из которых напоминают женские и мужские голоса, крики и неразборчивые слова.

Официальных версий на этот счет не существует. Известно, что скважина была полностью заброшена в 1994 году по причине недостаточности финансирования исследований (явление распространенное и не удивительное). Сами очевидцы записи «голосов» - инженеры, геологи, исследователи, никак не комментируют эту запись. В лучшем случае, честно признаются, что не понимают, что им довелось услышать. Но есть и более приземленная версия, что так звучит движение тектонических плит, однако и это никто не может опровергнуть или с уверенностью подтвердить.

По одной из версий, именно запись этих неведомых голосов стала причиной закрытия проекта. Но, чтобы понять, насколько это абсурдно, достаточно вспомнить о том, что бурение велось в атеистическую эпоху. В проект были вложены огромные средства, ресурсы, задолго до начала бурения велась усиленная теоретическая работа. И вряд ли запись с необъяснимыми звуками явилась поводом к отказу от многолетнего рекордного бурения.

Но, чтобы развеять мистификацию вокруг скважины на Кольском полуострове, которая складывалась с 80-х годов прошлого века и продолжает распространяться в наши дни, приведем один факт. Впервые информация о записи с «голосами грешников в аду» была опубликована как раз 1-го апреля, в день дурака, в одной из финских газет. По одной из версий, сами же геологи растиражировали эту «утку».

Есть и другая версия о подделке гуляющей в интернете записи, в которую якобы были вмонтированы звуки из фильмов ужасов. Еще одно рациональное объяснение загадочных звуков звучит так. При бурении Кольской скважины внезапно учеными были обнаружены пустоты. Вместо послойного расположения пород в толще земли, геологи сталкивались с пустотами, в которых гулял водяной пар. В этих пустотах буровой лом отклонялся от заданной траектории, раскачиваясь как маятник. И, говорят, что именно этот пар «издавал» те самые звуки, о которых идет речь.

Таким образом, невозможно даже с уверенностью сказать, является ли сама запись достоверной.

Самая глубокая скважина Исландии предназначена для получения более доступного и экологичного электричества

Несмотря на то, что СГ-3 (Кольская скважина) по сей день остается самой глубокой в мире, наука не останавливается на достигнутом. И цель ее не в том, чтобы побить рекорд, а в том, чтобы получить альтернативный источник электроэнергии. Так, в Исландии стартовал проект под названием IDDP. Цель проекта – сверхглубокое бурение, чтобы оценить возможность получения электричества из высокопрогретых геотермальных полей. Подобные изыскания принесут пользу промышленного масштаба и существенно затронут вопросы экологии, так как для получения электричества можно будет использовать меньше земельных ресурсов и, при этом, производить наименьшие финансовые затраты.

Скважина является самой глубокой из всех, которые когда-либо были пробурены на территории Исландии, она достигает почти 4,5 тысячи метров. Однако исследователи радоваться не спешат, потому что сверхглубокое бурение – процесс, который трудно предсказать до конца. Например, в 2008 и 2009 годах пришлось забросить два исландских проекта по сверхглубокому бурению из-за невозможности продолжать процесс.

Заключение…

То, к чему в советскую эпоху готовились, как к полету в космос, бурение самой глубокой скважины в мире (15 000 км – именно такой она должна была стать, а это глубже самой Марианской впадины), в результате было разрушено и забыто. Сейчас специалисты утверждают, что Кольскую СГ-3 можно расконсервировать и возобновить, однако то, в каком она сейчас состоянии – плачевно.

Американцы, которые бурили под водой, дошли чуть менее, чем до 10-ти километров. Им на это потребовалось всего 512 суток, в то время, как советские геологи должны были трудиться два долгих десятилетия. Но и американский проект также был заброшен… Однако проделанная титаническая работа в первом и во втором случаях была не зря. Удалось установить родство Земли со своим неизменным спутником Луной. Удалось сдвинуть датировку зарождения планеты и жизни на нашей Земле. А также получилось достать драгоценные образцы древнейших пород, благодаря которым можно исследовать историю нашей планеты с момента ее появления.

Остается надеяться, что геологическая наука не останавливается на достигнутом, а впереди человечество ждут разгадки самых древних тайн, развитие прогресса и расширение привычной картины мироздания.