От края на 19 век се смяташе, че Земята се състои от кора, мантия и ядро. В същото време никой не можеше да каже къде свършва един слой и започва следващият. Учените дори не знаеха от какво всъщност са съставени тези слоеве. Още преди 30 години изследователите бяха сигурни, че гранитният слой започва на дълбочина 50 метра и продължава до три километра, а след това има базалти. Мантията е трябвало да се намира на дълбочина 15-18 километра. Ultradeep добре, която започна сондиране в СССР на Колския полуостров, показа, че учените са грешни …
Потапяне в продължение на три милиарда години
Проектите за пътуване дълбоко в Земята се появяват в началото на 60-те години на миналия век в няколко страни едновременно. Американците бяха първите, които започнаха да сондират ултра дълбоки кладенци и се опитаха да го направят на места, където според сеизмичните изследвания земната кора трябваше да е по-тънка. Тези места, според изчисленията, са били на дъното на океаните, а най-обещаващата зона се е считала за района близо до остров Мауи от хавайската група, където древните скали лежат под самото дъно на океана, а земната мантия се намира на около пет километра под четири километров воден стълб. Уви, и двата опита за пробиване на земната кора на това място завършиха с неуспех на дълбочина три километра.
Първите вътрешни проекти също включваха подводно сондиране - в Каспийско море или на езерото Байкал. Но през 1963 г. сондажният учен Николай Тимофеев убедил Държавния комитет за наука и технологии на СССР, че е необходимо да се създаде кладенец на континента. Въпреки че сондирането ще отнеме несравнимо по-дълго, смята той, кладенецът ще бъде много по-ценен от научна гледна точка. Мястото на сондаж е избрано на полуостров Кола, който се намира на така наречения Балтийски щит, който се състои от най-древните земни скали, известни на човечеството. Според много учени, многокилометровото изрязване на щитовите слоеве трябвало да покаже картина на историята на планетата през последните три милиарда години.
Все по-дълбоко и по-дълбоко …
Началото на работата след почти петгодишна подготовка бе присвоено на 100-годишнината от рождението на V. I. Ленин през 1970г. Проектът беше стартиран задълбочено. Кладенецът имаше 16 изследователски лаборатории, всяка с размер на средно растение; проектът е ръководен лично от министъра на геологията на СССР. Обикновените служители получават тройни заплати. На всички беше гарантиран апартамент в Москва или Ленинград. Не е изненадващо, че стигането до Колския супердеец беше много по-трудно от присъединяването към корпуса на космонавтите.
Появата на кладенеца беше способна да разочарова външен наблюдател. Без асансьори и спирални стълбища, водещи в земните дълбини. Само тренировка с диаметър малко повече от 20 сантиметра мина под земята. Като цяло свръх дълбокото на Кола може да се представи като тънка игла, пронизваща дебелината на земята. Свредлото в края на тази игла с многобройни сензори, след няколко часа работа, беше повдигнато почти цял ден за проверка, четене и поправка, след което тя беше спусната за един ден. Не може да бъде по-бързо: най-силният композитен кабел (пробивна струна) може да се скъса под собствената си тежест.
Какво се е случило на дълбочина по време на сондажа не е известно със сигурност. Температура на околната среда, шум и други параметри се предаваха горе с едноминутно закъснение. Независимо от това, сондажите казаха, че дори такъв контакт с подземието понякога е сериозно плашещ. Звуците, идващи отдолу, бяха като писъци и вой. Към това може да се добави дълъг списък от произшествия, които последваха Кола супердебел, когато достигна дълбочина от 10 километра. Два пъти свредлото е извадено разтопено, въпреки че температурите, от които може да приеме тази форма, са сравними с температурата на повърхността на Слънцето. Веднъж кабелът сякаш беше издърпан отдолу - и отрязан. Впоследствие при пробиване на едно и също място не са намерени остатъци от кабела. Какво е причинило тези и много други произшествия, все още е загадка. Въпреки това,те изобщо не са били причина за спиране на пробиването на недрата на балтийския щит.
През 1983 г., когато дълбочината на кладенеца достига 12 066 метра, работата е временно спряна: решено е да се подготвят материали за свръх дълбоко сондиране за Международния геоложки конгрес, който се планира да се проведе през 1984 г. в Москва. Върху него чуждестранни учени за първи път научиха за самото съществуване на свръхглибата на Кола, цялата информация за която беше класифицирана дотогава. Работата е възобновена на 27 септември 1984 г. Обаче при първото изстрелване на тренировката се случи авария - пробивната струна отново се прекъсна. Пробиването трябваше да продължи от 7000 метра на дълбочина, създавайки нов сондаж и до 1990 г. този нов клон достигна 12 262 метра, което беше абсолютен рекорд за ултра дълбоки кладенци, счупени само през 2008 г. Пробиването е спряно през 1992 г., този път, както се оказа, завинаги. Нямаше средства за по-нататъшна работа.
Открития и открития
Откритията, направени на свръхглибата на Кола, направиха истинска революция в познанията ни за структурата на земната кора. Теоретиците обещаха, че температурата на Балтийския щит ще остане сравнително ниска до дълбочина най-малко 15 километра. Това означава, че кладенец може да се пробие почти до 20 километра, точно до мантията. На петия километър температурата надвишава 700 ° C, на седмия - над 1200 ° C, а на дълбочина дванадесет е над 2200 ° C.
Пробивни машини от Кола поставиха под въпрос теорията за структурата на слоя по слой на земната кора - поне в интервала до 12 262 метра. Смятало се, че има повърхностен слой (млади скали), тогава трябва да отидат гранити, базалти, мантия и сърцевина. Но гранитите се оказаха три километра по-ниски от очакваното. Базалтите, които е трябвало да лежат под тях, изобщо не са открити. Невероятна изненада за учените беше изобилието от пукнатини и празнини на дълбочина над 10 километра. В тези празноти тренировката се залюля като махало, което доведе до сериозни трудности в работата поради отклонението й от вертикалната ос. В празнините беше записано наличието на водна пара, която се движеше там с висока скорост, сякаш носена от някаква неизвестна помпа. Тези пари създавали самите звуци, които изпитват страхопочитание на бормашините.
Съвсем неочаквано за всички се потвърди хипотезата на писателя Алексей Толстой за оливинския пояс, изразена в романа „Хиперболоидът на инженер Гарин“. На дълбочина над 9,5 километра беше открита истинска мина от всякакъв вид минерали, по-специално злато, което се оказа 78 грама на тон. Между другото, търговското производство се извършва в концентрация 34 грама на тон.
Друга изненада: животът на Земята се появи, оказва се, с половин милиард години по-рано от очакваното. На дълбочини, където, както се смяташе, не може да има органична материя, са открити 14 вида вкаменени микроорганизми (възрастта на тези слоеве надхвърля 2,8 милиарда години). На още по-големи дълбочини, където вече няма утаечни скали, метанът се появи във високи концентрации, което накрая опроверга теорията за биологичния произход на въглеводородите като нефт и газ.
Невъзможно е да не се спомене откритието, направено при сравняване на лунната почва, доставена от съветската космическа станция в края на 70-те години от повърхността на Луната, и проби, взети в кладенеца Кола от дълбочина 3 километра. Оказа се, че тези проби са сходни с две капки вода. Някои астрономи виждаха това като доказателство, че веднъж Луната се е откъснала от Земята в резултат на катаклизъм (вероятно сблъсък на планета с голям астероид). Според други обаче това сходство свидетелства само за факта, че Луната се е образувала от същия облак от газ и прах като Земята и на началните геоложки етапи те са се „развивали“по същия начин.
Кола Superdeep изпревари времето си
Кладенецът Кола показа, че е възможно да се отиде в дълбините на Земята за 14 или дори 15 километра. Един такъв кладенец обаче е малко вероятно да даде фундаментално нови знания за земната
кора. Това изисква цяла мрежа от кладенци, пробити в различни точки на земната повърхност. Но дните, в които са пробити сондажи с дълбоки сондажи за чисто научни цели, изглежда свършват. Това удоволствие е твърде скъпо. Днешните ултра дълбоки сондажни програми вече не са толкова амбициозни, колкото преди, и имат практически цели.
Това е главно откриването и добивът на минерали. В Съединените щати производството на нефт и газ от дълбочина от 6-7 километра вече става обичайно. В бъдеще Русия също ще започне да изпомпва въглеводороди от такива нива.
Въпреки това, дори тези дълбоки кладенци, които сега се пробиват, носят много ценна информация, която геолозите се опитват да обобщят, за да получат цялостна картина на поне повърхностните слоеве на земната кора. Но това, което се крие по-долу, ще остане загадка за дълго време. Само учени, работещи в свръх дълбоки кладенци като полуостров Кола, могат да го разкрият с помощта на най-модерното научно оборудване. Такива кладенци в бъдеще ще станат за човечеството вид телескопи в тайнствения подземен свят на планетата, за който не знаем повече от далечни галактики.