20. století bylo poznamenáno triumfem člověka ve vzduchu a dobytím nejhlubších depresí Světového oceánu. Pouze sen proniknout do srdce naší planety a znát dosud skrytý život jejích útrob stále zůstává nedosažitelný. „Cesta do středu Země“slibuje, že bude nesmírně obtížná a vzrušující, plná spousty překvapení a neuvěřitelných objevů. První kroky na této cestě již byly učiněny - na světě bylo vyvrtáno několik desítek superhlubokých vrtů. Informace získané pomocí ultra-hlubokého vrtání se ukázaly být tak ohromující, že rozbily zavedené představy geologů o struktuře naší planety a poskytly nejbohatší materiály pro výzkumníky v různých oblastech znalostí.
Dotkněte se pláště
Pracovití Číňané ve 13. století kopali studny hluboké 1 200 metrů. Evropané překonali čínský rekord v roce 1930 tím, že se naučili prorazit Zemi vrtnými soupravami po dobu 3 kilometrů. Na konci 50. let se studny rozšířily až na 7 kilometrů. Začala éra ultrahlubokého vrtání.
Stejně jako většina globálních projektů, myšlenka vrtání horní skořápky Země vznikla v 60. letech, na vrcholu vesmírných letů a víře v neomezené možnosti vědy a techniky. Američané počali ne méně než projít celou zemskou kůru studnou a získat vzorky hornin horního pláště. Koncepty pláště tehdy (mimochodem a nyní) byly založeny pouze na nepřímých datech - rychlosti šíření seismických vln v útrobách, jejichž změna byla interpretována jako hranice vrstev hornin různého věku a složení. Vědci věřili, že zemská kůra je jako sendvič: nahoře mladé kameny, dole staré. Pouze superhluboké vrtání však mohlo poskytnout přesný obraz o struktuře a složení vnějšího pláště Země a horního pláště.
Projekt Mokhol
V roce 1958 se ve Spojených státech objevil superhluboký vrtný program Mohol. Jedná se o jeden z nejodvážnějších a nejtajemnějších projektů v poválečné Americe. Stejně jako mnoho jiných programů byl i Mohol navržen tak, aby předstihl SSSR ve vědecké rivalitě a vytvořil světový rekord v ultrarychlých vrtech. Název projektu pochází ze slov „Mohorovicic“- to je příjmení chorvatského vědce, který rozlišoval rozhraní mezi zemskou kůrou a pláštěm - hranice Moho, a „díra“, což v angličtině znamená „dobře“. Tvůrci programu se rozhodli vrtat v oceánu, kde je podle geofyziků zemská kůra mnohem tenčí než na kontinentech. Bylo nutné spustit potrubí několik kilometrů do vody, projet 5 kilometrů oceánského dna a dosáhnout horního pláště.
Propagační video:
V dubnu 1961, u ostrova Guadeloupe v Karibském moři, kde vodní sloupec dosahuje 3,5 km, geologové vyvrtali pět studní, z nichž nejhlubší vstoupila na dno ve výšce 183 metrů. Podle předběžných výpočtů se na tomto místě pod sedimentárními horninami očekávalo, že narazí na horní vrstvu zemské kůry - žulu. Ale jádro zvednuté zpod sedimentů obsahovalo čisté čediče - jakýsi protipól žuly. Výsledek vrtání odrazoval a zároveň inspiroval vědce, začali připravovat novou fázi vrtání. Ale když náklady na projekt překročily 100 milionů dolarů, americký Kongres zastavil financování. Mohol neodpověděl na žádnou z položených otázek, ale ukázal to hlavní - superhluboké vrtání v oceánu je možné.
Pohřeb se odkládá
Extrémně hluboké vrtání umožnilo nahlédnout do útrob a pochopit, jak se horniny chovají při vysokých tlacích a teplotách. Myšlenka, že horniny s hloubkou se stávají hustšími a jejich pórovitost klesá, se ukázala jako nesprávná, stejně jako úhel pohledu na suché podloží. Toto bylo poprvé objeveno během vrtání superhlubiny Kola, další studny ve starodávných krystalických vrstvách potvrdily skutečnost, že v hloubce mnoha kilometrů jsou horniny rozbité prasklinami a pronikány četnými póry a vodné roztoky se volně pohybují pod tlakem několika stovek atmosfér. Tento objev je jedním z nejdůležitějších úspěchů ultra hlubokého vrtání. Přinutilo nás to znovu se obrátit k problému ukládání radioaktivního odpadu, který měl být umístěn do hlubokých vrtů, které se zdály zcela bezpečné. S přihlédnutím k informacím o stavu podloží získaným při hloubkovém vrtání vypadají nyní projekty na vytvoření takových úložišť velmi riskantně.
Při hledání ochlazeného pekla
Od té doby svět onemocněl velmi hlubokým vrtáním. Ve Spojených státech se připravuje nový program pro studium oceánského dna (Deep Sea Drilling Project). Glomar Challenger, postavený speciálně pro tento projekt, strávil několik let ve vodách různých oceánů a moří, kde vyvrtal téměř 800 vrtů na dně a dosáhl maximální hloubky 760 m. V polovině 80. let potvrdily výsledky vrtání na moři teorii deskové tektoniky. Znovu se zrodila geologie jako věda. Rusko mezitím šlo svou vlastní cestou. Zájem o problém, který vzbudily úspěchy Spojených států, vyústil v program „Průzkum zemského nitra a superhluboké vrtání“, ale ne v oceánu, ale na kontinentu. Navzdory své staleté historii bylo kontinentální vrtání zcela novým obchodem. Koneckonců jsme mluvili o dříve nedosažitelných hloubkách - více než 7 kilometrech. V roce 1962 Nikita Chruščov schválil tento program,i když se řídil spíše politickými než vědeckými motivy. Nechtěl zaostávat za Spojenými státy.
Nově vytvořenou laboratoř na Ústavu technologie vrtání vedl slavný naftař, doktor technických věd Nikolaj Timofeev. Byl pověřen doložit možnost superhlubokého vrtání v krystalických horninách - granitech a rulech. Výzkum trval 4 roky a v roce 1966 odborníci vynesli verdikt - můžete vrtat, a ne nutně s vybavením zítřka, vybavení, které již existuje, je dost. Hlavním problémem je teplo v hloubce. Podle výpočtů by teplota měla pronikat do hornin, které tvoří zemskou kůru, každých 33 metrů o 1 stupeň. To znamená, že v hloubce 10 km lze očekávat asi 300 ° С a na 15 km - téměř 500 ° С. Vrtné nástroje a zařízení takovéto zahřívání nevydrží. Bylo nutné hledat místo, kde útroby nejsou tak horké …
Bylo nalezeno takové místo - starodávný krystalický štít poloostrova Kola. Zpráva připravená na Ústavu fyziky Země zněla: za miliardy let své existence se štít Kola ochladil, teplota v hloubce 15 km nepřesahuje 150 ° C. Geofyzici připravili přibližnou část poloostrova Kola. Podle nich je prvních 7 kilometrů žulová vrstva horní části zemské kůry, poté začíná čedičová vrstva. Poté byla obecně přijata myšlenka dvouvrstvé struktury zemské kůry. Ale jak se ukázalo později, jak fyzici, tak geofyzici se mýlili. Místo vrtání bylo vybráno na severním konci poloostrova Kola poblíž jezera Vilgiskoddeoayvinjärvi. Ve finštině to znamená „Pod vlčí horou“, i když na tom místě nejsou hory ani vlci. Vrtání vrtu, jehož konstrukční hloubka byla 15 kilometrů, začalo v květnu 1970.
Zklamáním Švédů
Na konci 80. let byl ve Švédsku vrtán vrt do hloubky 6,8 km při hledání zemního plynu nebiologického původu. Geologové se rozhodli otestovat hypotézu, že ropa a plyn se netvoří z mrtvých rostlin, jak věří většina vědců, ale prostřednictvím kapalin v plášti - horkých směsí plynů a kapalin. Kapaliny nasycené uhlovodíky prosakují z pláště do zemské kůry a hromadí se ve velkém množství. V těchto letech byla myšlenka původu uhlovodíků nikoli z organické hmoty sedimentárních vrstev, ale prostřednictvím hlubokých tekutin novinkou, mnozí ji chtěli vyzkoušet. Z této myšlenky vyplývá, že zásoby uhlovodíků mohou obsahovat nejen sedimentární, ale i vulkanické a metamorfované horniny. Proto se Švédsko, většinou umístěné na starověkém krystalickém štítu, pustilo do experimentů.
Pro vrtání byl vybrán kráter Silyan Ring o průměru 52 km. Podle geofyzikálních údajů se v hloubce 500–600 metrů nacházely kalcinované žuly - možné těsnění pro podzemní nádrž uhlovodíků. Měření gravitačního zrychlení, změnou, při které lze posoudit složení a hustotu hornin ležících v útrobách, naznačily přítomnost vysoce porézních hornin v hloubce 5 km - možnou rezervoár ropy a plynu. Výsledky vrtání zklamaly vědce a investory, kteří do této práce investovali 60 milionů dolarů. Procestované vrstvy neobsahovaly komerční zásoby uhlovodíků, pouze ropné a plynové projevy jasně biologického původu ze starověkého bitumenu. V každém případě nebyl nikdo schopen prokázat opak.
Nástroj pro podsvětí
Vrtání vrtu Kola SG-3 nevyžadovalo vytvoření zásadně nových zařízení a obřích strojů. Začali jsme pracovat s tím, co jsme již měli: jednotka Uralmash 4E se zvedací kapacitou 200 tun a trubkami z lehkých slitin. V té době bylo skutečně zapotřebí nestandardní technologické řešení. Opravdu nikdo nevyvrtával tvrdé krystalické horniny do takové velké hloubky a co se tam stane, si představovali jen obecně. Zkušení vrtáci si však uvědomili, že bez ohledu na to, jak podrobný byl projekt, skutečná studna by byla mnohem složitější. O pět let později, když hloubka vrtu SG-3 přesáhla 7 kilometrů, byla instalována nová vrtná souprava Uralmash 15 000, jedna z nejmodernějších v té době. Výkonný, spolehlivý a s automatickým spouštěcím mechanismem vydrží řetězec trubek dlouhý až 15 km. Vrtná souprava se změnila na plně opláštěný jeřáb s výškou 68 m, vzdorující silnému větru zuřícímu v Arktidě. V blízkosti vyrostla mini rostlina, vědecké laboratoře a základní úložiště.
Při vrtání do mělkých hloubek je na povrchu instalován motor, který na konci otáčí řetězec potrubí vrtákem. Vrták je železný válec s zuby z diamantu nebo z tvrdé slitiny - trochu. Tato koruna se kousá do skal a vyřezává z nich tenký sloup - jádro. Za účelem ochlazení nástroje a extrakce drobných úlomků ze studny se do něj čerpá vrtné bahno - tekutá hlína, která neustále cirkuluje po hlavni, jako krev v cévách. Po nějaké době se trubky zvednou na povrch, uvolní se z jádra, korunka se změní a sloup se znovu spustí do spodního otvoru. Takto funguje konvenční vrtání.
A pokud je délka hlavně 10-12 kilometrů s průměrem 215 milimetrů? Řetězec trubek se stává nejtenčím závitem, který je spuštěn do studny. Jak to spravovat Jak zjistit, co se děje v obličeji? Proto byly na studni Kola, na dně vrtací kolony, instalovány miniaturní turbíny, které byly spuštěny vrtáním bahna čerpaného trubkami pod tlakem. Turbíny otáčely karbidovým vrtákem a řezem jádra. Celá technologie byla dobře vyvinutá, operátor na ovládacím panelu viděl rotaci bitu, znal jeho rychlost a mohl řídit proces.
Každých 8–10 metrů bylo nutné zvednout vícekilometrovou šňůru potrubí. Sestup a výstup trval celkem 18 hodin.
Diamantové sny o oblasti Volhy
Když byly v oblasti Nižnij Novgorod nalezeny malé diamanty, geology to hodně zmátlo. Samozřejmě bylo nejjednodušší předpokládat, že drahé kameny byly doneseny ledovcem nebo říčními vodami odkudsi na severu. Ale co když místní útroby skrývají kimberlitovou trubku - rezervoár diamantů? Tuto hypotézu se rozhodli otestovat koncem 80. let, kdy se vědecký vrtací program v Rusku nabral na obrátkách. Místo pro vrtání bylo vybráno severně od Nižního Novgorodu, uprostřed obří prstencové struktury, která dobře vyniká v reliéfu. Někteří to považovali za kráter meteoritů, jiní za výbuchovou trubici nebo sopečný průduch. Vrtání bylo zastaveno, když studna Vorotilovskaya dosáhla hloubky 5 374 m, z čehož více než kilometr spadl na krystalické sklepní skály. Kimberlity tam nebyly nalezeny, ale ve spravedlnosti je třeba říci,že ani spor o původ této struktury nebyl ukončen. Fakta získaná z hlubin byla pro příznivce obou hypotéz stejně vhodná, nakonec zůstala nepřesvědčená. A studna se změnila na hlubokou geolaboratoř, která je stále v provozu.
Mazanost čísla "7"
7 kilometrů - značka pro Kola superdeep fatální. Za ní začala nejistota, mnoho nehod a neustálý boj s kameny. Hlaveň nemohla být udržována ve svislé poloze. Když jsme poprvé ujeli 12 km, studna se odchýlila od vertikály o 21 °. Přestože se vrtáci již naučili pracovat s neuvěřitelným zakřivením vrtu, nebylo možné jít dále. Studna měla být vyvrtána od značky 7 km. Abyste získali svislý vrt do tvrdých hornin, potřebujete velmi tvrdé dno vrtací šňůry, aby šlo do útrob jako olej. Ale nastává další problém - studna se postupně rozšiřuje, vrták se v ní houpá, jako ve sklenici, stěny vrtu se začínají hroutit a mohou tlačit dolů na nástroj. Řešení tohoto problému se ukázalo jako originální - byla použita technologie kyvadla. Vrták byl ve studni uměle kýván a potlačoval silné vibrace. Z tohoto důvodu byl kufr svislý.
Nejběžnější nehodou na jakékoli plošině je prasknutí struny potrubí. Obvykle se pokusí znovu zachytit roury, ale pokud k tomu dojde ve velkých hloubkách, problém se stane neodstranitelným. Je zbytečné hledat nástroj v 10kilometrové studni, vyhodili takovou díru a založili novou, trochu výš. K rozbití a ztrátě potrubí u SG-3 došlo mnohokrát. Výsledkem je, že ve své spodní části vypadá studna jako kořenový systém obří rostliny. Rozvětvení studny rozrušilo vrtáky, ale ukázalo se, že je to štěstí pro geology, kteří neočekávaně získali trojrozměrný obraz působivé části starověkých archeanských hornin, které vznikly před více než 2,5 miliardami let.
V červnu 1990 dosáhla SG-3 hloubky 12 262 m. Studna se začala připravovat na vrtání až 14 km a poté došlo znovu k nehodě - v nadmořské výšce 8 550 m se struna potrubí odtrhla. Pokračování prací vyžadovalo dlouhou přípravu, obnovu zařízení a nové náklady. V roce 1994 bylo vrtání Kola Superdeep zastaveno. Po 3 letech se dostala do Guinnessovy knihy rekordů a stále zůstává nepřekonatelná. Nyní je studna laboratoří pro studium hlubokých střev.
Tajné útroby
SG-3 je tajné zařízení od samého začátku. Může za to příhraniční pásmo, strategická ložiska v okrese a vědecká priorita. Prvním cizincem, který navštívil vrtnou plošinu, byl jeden z vedoucích Akademie věd Československa. Později, v roce 1975, vyšel v Pravdě článek o Kola Superdeep, který podepsal ministr geologie Alexander Sidorenko. O studni Kola stále nebyly žádné vědecké publikace, ale některé informace unikly do zahraničí. Podle pověstí se svět začal učit více - nejhlubší studna se vrtá v SSSR.
Závoj tajemství by pravděpodobně visel nad studnou až do „perestrojky“, kdyby se v roce 1984 v Moskvě nekonal Světový geologický kongres. Pečlivě se připravovali na tak významnou událost ve vědeckém světě; pro ministerstvo geologie byla dokonce postavena nová budova - mnoho účastníků to očekávalo. Ale zahraniční kolegové se primárně zajímali o Kola superdeep! Američané vůbec nevěřili, že to máme. Hloubka studny v té době dosáhla 12 066 metrů. Už nemělo smysl předmět skrývat. Na účastníky kongresu v Moskvě čekala výstava úspěchů ruské geologie, jeden ze stánků byl věnován studně SG-3. Odborníci z celého světa hleděli zmateně na konvenční vrtací hlavu s opotřebovanými zuby ze slinutého karbidu. A tím vrtají nejhlubší studnu na světě? Neuvěřitelný!Do osady Zapolyarny se vydala velká delegace geologů a novinářů. Návštěvníkům byla ukázána souprava v akci a 33metrové části potrubí byly odstraněny a odpojeny. Všude kolem byly hromady přesně stejných vrtacích hlav, jaké byly na stojanu v Moskvě.
Z Akademie věd přijal delegaci známý geolog, akademik Vladimir Belousov. Během tiskové konference mu byla položena otázka od publika:
- Co nejdůležitější ukázala Kola?
- Pánové! A co je nejdůležitější, ukázalo se, že o kontinentální kůře nic nevíme, - odpověděl vědec upřímně.
Hluboké překvapení
Samozřejmě věděli něco o zemské kůře kontinentů. Skutečnost, že se kontinenty skládají z velmi starých skal, starých od 1,5 do 3 miliard let, nevyvrátila ani studna Kola. Ukázalo se však, že geologická sekce sestavená na základě jádra SG-3 byla přesně opačná, než si vědci dříve představovali. Prvních 7 kilometrů bylo složeno ze sopečných a sedimentárních hornin: tufy, čediče, brekcie, pískovce, dolomity. Hlubší ležela takzvaná Conradova část, po které se prudce zvýšila rychlost seismických vln ve skalách, což bylo interpretováno jako hranice mezi žulami a čediči. Tento úsek prošel už dávno, ale čediče spodní vrstvy zemské kůry se nikdy nikde neobjevily. Naopak, začaly žuly a ruly.
Úsek Kola dobře vyvrátil dvouvrstvý model zemské kůry a ukázal, že seismické úseky v útrobách nejsou hranicemi vrstev hornin různého složení. Spíše naznačují změnu vlastností kamene s hloubkou. Při vysokém tlaku a teplotě se vlastnosti hornin zjevně mohou dramaticky měnit, takže se žuly ve svých fyzikálních vlastnostech podobají čedičům a naopak. Ale „čedič“zvednutý na povrch z hloubky 12 kilometrů se okamžitě stal žulou, i když na cestě došlo k těžkému útoku „kesonové choroby“- jádro se rozpadlo a rozpadlo se na ploché desky. Čím dále studna šla, tím méně kvalitní vzorky se dostaly do rukou vědců.
Hloubka obsahovala mnoho překvapení. Bývalo přirozené si myslet, že se vzdáleností od povrchu Země se zvyšováním tlaku se horniny stávají monolitičtějšími, s malým počtem trhlin a pórů. SG-3 přesvědčil vědce o opaku. Počínaje 9 kilometry se vrstvy ukázaly jako velmi porézní a doslova přeplněné prasklinami, kterými cirkulovaly vodné roztoky. Později tuto skutečnost potvrdily další superhluboké studny na kontinentech. Ukázalo se, že je v hloubce mnohem žhavější, než se očekávalo: až o 80 °! Na hranici 7 km byla teplota spodní díry 120 ° С, ve 12 km dosáhla 230 ° С. Ve vzorcích studny Kola vědci objevili mineralizaci zlata. Ve starodávných horninách v hloubce 9,5–10,5 km byly nalezeny inkluze drahého kovu. Koncentrace zlata však byla příliš nízká na to, aby bylo možné deklarovat ložisko - průměrně 37,7 mg na tunu horniny,ale dost lze očekávat i na jiných podobných místech.
Teplo domovské planety
Vysoké teploty, s nimiž se vrtáky v podzemí setkávají, přiměly vědce k použití tohoto téměř nevyčerpatelného zdroje energie. Například v mladých horách (jako je Kavkaz, Alpy, Pamír) v hloubce 4 kilometrů dosáhne teplota podloží 200 ° C. Tuto přírodní baterii lze vyrobit, aby pracovala pro vás. Je nutné vyvrtat dvě hluboké studny vedle sebe a spojit je s vodorovnými drifty. Poté načerpejte vodu do jedné studny a z druhé extrahujte horkou páru, která bude použita k vytápění města nebo k získání jiného typu energie. Korozivní plyny a kapaliny, které jsou běžné v seismicky aktivních oblastech, mohou pro tyto podniky představovat vážný problém. V roce 1988 museli Američané dokončit vrtání studny na polici Mexického zálivu u pobřeží Alabamy, dosahující hloubky 7 399 m.dosahující 232 ° С, velmi vysoký tlak a emise kyselých plynů. V oblastech, kde jsou ložiska horké podzemní vody, je možné je získat přímo ze studní z poměrně hlubokých horizontů. Takové projekty jsou vhodné pro regiony Kavkazu, Pamíru a Dálného východu. Vysoké náklady na práci však omezují hloubku těžby na čtyři kilometry.
Na ruské stezce
Demonstrace studny Kola v roce 1984 udělala na světové společenství hluboký dojem. Mnoho zemí začalo připravovat vědecké vrtací projekty na kontinentech. Na konci 80. let byl takový program schválen také v Německu. Mimořádně hluboký vrt KTB Hauptborung byl vrtán v letech 1990 až 1994, podle plánu měl dosáhnout hloubky 12 km, ale kvůli nepředvídatelně vysokým teplotám bylo možné se dostat pouze k hranici 9,1 km. Vzhledem k otevřenosti dat o vrtání a vědecké práci, dobré technologii a dokumentaci zůstává ultrahluboký vrt KTV jedním z nejznámějších na světě.
Místo pro vrtání této studny bylo vybráno na jihovýchodě Bavorska, na pozůstatcích starověkého pohoří, jehož věk se odhaduje na 300 milionů let. Geologové věřili, že někde tady je zóna spojení dvou desek, které kdysi byly břehy oceánu. Podle vědců se postupem času horní část hor vyčerpala a odhalila pozůstatky starověké oceánské kůry. Ještě hlouběji, deset kilometrů od povrchu, objevili geofyzici velké těleso s neobvykle vysokou elektrickou vodivostí. Rovněž doufali, že objasní její povahu pomocí studny. Hlavním úkolem však bylo dosáhnout hloubky 10 km, aby bylo možné získat zkušenosti s ultra hlubokým vrtáním. Po prostudování materiálů Kola SG-3 se němečtí vrtáci rozhodli nejprve vyvrtat zkušební jamku hlubokou 4 km, aby získali přesnější představu o pracovních podmínkách v podloží, vyzkoušeli techniku a získali jádro. Na konci pilotních prací bylo nutno upravit většinu vrtného a vědeckého vybavení, z nichž některé musely být znovu vytvořeny.
Hlavní - superhluboká - studna KTV Hauptborung byla položena pouhých dvě stě metrů od první. Pro tuto práci byla postavena 83 metrů vysoká věž a byla postavena nejmocnější vrtná souprava v té době se zvedací kapacitou 800 tun. Mnoho vrtných operací bylo zautomatizováno, zejména mechanismus pro spouštění a vytahování potrubí. Samořízený vertikální vrtací systém umožnil vytvořit téměř svislý otvor. Teoreticky s takovým vybavením bylo možné vrtat do hloubky 12 kilometrů. Realita se ale jako vždy ukázala být komplikovanější a plány vědců se nesplnily.
Problémy u studny KTV začaly po hloubce 7 km a opakovaly většinu osudu kola Kola Superdeep. Nejprve se předpokládá, že kvůli vysoké teplotě se vertikální vrtací systém pokazil a díra šla šikmo. Na konci práce se spodní díra odchýlila od vertikály o 300 m. Poté začaly komplikovanější nehody - prasknutí vrtací šňůry. Stejně jako na Kole bylo nutné vrtat nové hřídele. Určité potíže způsobilo zúžení vrtu - nahoře měl průměr 71 cm, dole 16,5 cm. Nekonečné nehody a vysoká teplota spodní díry –270 ° С donutily vrtáky přestat pracovat nedaleko od drahocenného cíle.
Nelze říci, že vědecké výsledky KTV Hauptborung zasáhly představivost vědců. V hloubce se vyskytovaly hlavně amfibolity a ruly - starodávné metamorfované horniny. Zóna konvergence oceánu a zbytky oceánské kůry nebyly nikde nalezeny. Možná jsou na jiném místě, tady je malý krystalický masiv převrácený do výšky 10 km. Kilometrová vrstva byla objevena kilometr od povrchu.
V roce 1996 se studna KTV, která stála německý rozpočet 338 milionů dolarů, dostala pod záštitu Vědeckého centra pro geologii v Postupimi a stala se laboratoří pro pozorování hlubokého podloží a turistickou destinací.
Proč není měsíc vyroben z litiny?
„Protože na Měsíc by nebylo dost železa“- pravděpodobně takto by mohli odpůrci hypotézy, podle níž se Měsíc odtrhl od Země, odpovědět svým příznivcům. Tato hypotéza však nevznikla od nuly a vědci zvažují několik oblastí Země, odkud by mohl být vyřazen kousek planety o velikosti Měsíce. Kola dobře navrhla vlastní verzi. V 70. letech dodaly sovětské stanice na Zemi několik stovek gramů měsíční půdy. Látku sdíleli přední vědecká střediska v zemi za účelem provádění nezávislých analýz. Vědecké centrum Kola také získalo malý vzorek. Vědci z celého regionu se přišli podívat na zvědavost, včetně zaměstnanců studny, která se později stala nejhlubší na světě. To je vtip? Dotkněte se nadpozemského prachu a podívejte se na něj mikroskopem. Později odborníci zkoumali měsíční půdu a vydali na toto téma monografii. Do té doby studna v Zapolyarnoye dosáhla slušné hloubky, kameny vyvrtané z vrtu byly podrobně popsány. A co? Ukázky měsíční půdy, na které se vrtáci kdysi dívali s úctou, se ukázaly jako diabáze jedna k jedné z jejich studny, z hloubky 3 km. Okamžitě se objevila hypotéza, že se Měsíc neodtrhl jinak než z poloostrova Kola asi před 1,5 miliardami let - to je věk diabáz. Ačkoli nedobrovolně vyvstala otázka - jak velký byl tehdy tento poloostrov?.. Okamžitě se objevila hypotéza, že se Měsíc neodtrhl jinak než z poloostrova Kola asi před 1,5 miliardami let - to je věk diabáz. Ačkoli nedobrovolně vyvstala otázka - jak velký byl tehdy tento poloostrov?.. Okamžitě se objevila hypotéza, že se Měsíc neodtrhl jinak než z poloostrova Kola asi před 1,5 miliardami let - to je věk diabáz. Ačkoli nedobrovolně vyvstala otázka - jak velký byl tehdy tento poloostrov?..
Vrtat nebo nevrtat?
Záznam o studni Kola je stále nepřekonatelný, i když je jistě možné jít 14 a dokonce 15 km hluboko do Země. Je však nepravděpodobné, že by takové jediné úsilí poskytlo zásadně nové poznatky o zemské kůře, zatímco hluboké vrtání je velmi nákladné. Časy, kdy byly s jeho pomocí testovány různé hypotézy, jsou dávno pryč. Studny hlubší než 6-7 km pro čistě vědecké účely téměř přestaly vrtat. Například v Rusku existují pouze dva objekty tohoto druhu - Ural SG-4 a studna En-Yakhinskaya na západní Sibiři. Provozuje je státní podnik Nedra Scientific and Production Center se sídlem v Jaroslavli. Na světě je vyvrtáno tolik superhlubokých a hlubokých vrtů, že vědci nemají čas analyzovat informace. V posledních letech se geologové snažili studovat a zobecnit fakta získaná z velké hloubky. Když jsem se naučil vrtat do velkých hloubek,lidé nyní chtějí lépe zvládnout horizont, který mají k dispozici, soustředit své úsilí na praktické úkoly, které budou nyní užitečné. V Rusku tedy po dokončení vědeckého vrtacího programu a vyvrtání všech 12 plánovaných superhlubokých vrtů nyní pracují na systému pro celý stát, ve kterém budou geofyzikální data získaná „skenováním“podloží seismickými vlnami spojena s informacemi získanými superhlubokým vrtáním. Bez vrtů jsou části kůry postavené geofyziky jen modely. Aby se na těchto diagramech mohly objevit konkrétní horniny, jsou zapotřebí data vrtání. Poté budou geofyzici, jejichž práce je mnohem levnější než vrtání a pokrývají velkou oblast, schopni mnohem přesněji předpovídat ložiska nerostů.soustředit úsilí na praktické úkoly, z nichž nyní bude mít prospěch. V Rusku tedy po dokončení vědeckého vrtacího programu a vyvrtání všech 12 plánovaných superhlubokých vrtů nyní pracují na systému pro celý stát, ve kterém budou geofyzikální data získaná „skenováním“podloží seismickými vlnami spojena s informacemi získanými superhlubokým vrtáním. Bez vrtů jsou části kůry postavené geofyziky jen modely. Aby se na těchto diagramech mohly objevit konkrétní horniny, jsou zapotřebí data vrtání. Poté budou geofyzici, jejichž práce je mnohem levnější než vrtání a pokrývají velkou oblast, schopni mnohem přesněji předpovídat ložiska nerostů.soustředit úsilí na praktické úkoly, z nichž nyní bude mít prospěch. V Rusku tedy po dokončení vědeckého vrtacího programu a vyvrtání všech 12 plánovaných superhlubokých vrtů nyní pracují na systému pro celý stát, ve kterém budou geofyzikální data získaná „skenováním“podloží seismickými vlnami spojena s informacemi získanými superhlubokým vrtáním. Bez vrtů jsou kůry geofyziků jen modely. Aby se na těchto diagramech mohly objevit konkrétní horniny, jsou zapotřebí data vrtání. Poté budou geofyzici, jejichž práce je mnohem levnější než vrtání a pokrývají velkou oblast, schopni mnohem přesněji předpovídat ložiska nerostů. Poté, co vyvrtali všech 12 plánovaných ultrahlubokých vrtů, nyní pracují na systému pro celý stát, ve kterém budou geofyzikální data získaná „skenováním“podloží seismickými vlnami spojena s informacemi získanými ultrahlubším vrtáním. Bez vrtů jsou kůry geofyziků jen modely. Aby se na těchto diagramech mohly objevit konkrétní horniny, jsou zapotřebí data vrtání. Poté budou geofyzici, jejichž práce je mnohem levnější než vrtání a pokrývají velkou oblast, schopni mnohem přesněji předpovídat ložiska nerostů. Poté, co vyvrtali všech 12 plánovaných ultrahlubokých vrtů, nyní pracují na systému pro celý stát, ve kterém budou geofyzikální data získaná „skenováním“podloží seismickými vlnami spojena s informacemi získanými ultrahlubokým vrtáním. Bez vrtů jsou části kůry postavené geofyziky jen modely. Aby se na těchto diagramech mohly objevit konkrétní horniny, jsou zapotřebí data vrtání. Poté budou geofyzici, jejichž práce je mnohem levnější než vrtání a pokrývají velkou oblast, schopni mnohem přesněji předpovídat ložiska nerostů.vytvořené geofyziky jsou jen modely. Aby se na těchto diagramech mohly objevit konkrétní horniny, jsou zapotřebí data vrtání. Poté geofyzici, jejichž práce je mnohem levnější než vrtání a pokrýt velkou oblast, budou schopni mnohem přesněji předpovídat ložiska nerostů.vytvořené geofyziky jsou jen modely. Aby se na těchto diagramech mohly objevit konkrétní horniny, jsou zapotřebí data vrtání. Poté geofyzici, jejichž práce je mnohem levnější než vrtání a pokrýt velkou oblast, budou schopni mnohem přesněji předpovídat ložiska nerostů.
Ve Spojených státech pokračují v programu hloubkového vrtání oceánského dna a provádějí několik zajímavých projektů v zónách vulkanické a tektonické činnosti zemské kůry. Vědci tedy na Havaji doufali, že budou studovat podzemní život sopky a přiblížit se jazyku pláště - oblaku, o kterém se věří, že vytvořil tyto ostrovy. Studna na úpatí sopky Mauna Kea měla být vyvrtána do hloubky 4,5 km, ale kvůli extrémním teplotám bylo možné zvládnout pouze 3 km. Dalším projektem je hlubinná observatoř zlomu San Andreas. Vrtání studny skrz tuto největší poruchu na severoamerickém kontinentu začalo v červnu 2004 a pokrylo 2 z plánovaných 3 kilometrů. V hluboké laboratoři mají v úmyslu studovat původ zemětřesení, což snad umožní lepší pochopení podstaty těchto přírodních katastrof a učinit jejich předpovědi.
Navzdory skutečnosti, že moderní ultrahluboké vrtací programy již nejsou tak ambiciózní jako dříve, mají jasně velkou budoucnost. Není daleko den, kdy přijde obrat velkých hloubek - budou tam hledat a objevovat nová ložiska minerálů. Již nyní se těžba ropy a zemního plynu ve Spojených státech stává z hloubky 6–7 km běžnou záležitostí. V budoucnu bude Rusko také muset čerpat uhlovodíkové suroviny z těchto úrovní. Jak ukazuje superhluboká studna Ťumeň, 7 kilometrů od povrchu se nacházejí sedimentární vrstvy slibné pro ložiska plynu.
Není bezdůvodné, že se ultratepné vrtání srovnává s dobýváním vesmíru. Takové programy v globálním měřítku pohlcují vše nejlepší, co lidstvo v současné době má, dávají podnět k rozvoji mnoha průmyslových odvětví, technologií a nakonec připravují cestu pro nový průlom ve vědě.
Ďábelské machinace
Jednou byla Kola Superdeep ve středu globálního skandálu. Jednoho krásného rána v roce 1989 obdržel ředitel studny David Guberman telefonát od šéfredaktora regionálních novin, tajemníka regionálního výboru a řady různých lidí. Každý chtěl vědět o ďáblovi, kterého vrtači údajně vychovali z hlubin, jak uvádí několik novin a rozhlasových stanic po celém světě. Ředitel byl zaskočený a - z čeho! "Vědci objevili peklo," "Satan unikl z pekla," zněly titulky. Jak se uvádí v tisku, geologové pracující velmi daleko na Sibiři a možná na Aljašce nebo dokonce na poloostrově Kola (mezi novináři o tom nebyla shoda) vrtali v hloubce 14,4 km, když najednou začal vrták volně viset ze strany na stranu. Vědci si tedy mysleli, že dole je velká díra, že střed planety je zřejmě prázdný. Senzory klesly do hlubinukázal teplotu 2 000 ° C a zazněly supersenzitivní mikrofony … výkřiky milionů trpících duší. Výsledkem bylo zastavení vrtání ze strachu z uvolnění pekelných sil na povrch. Sovětští učenci samozřejmě tuto novinářskou „kachnu“vyvrátili, ale ozvěny této staré historie po dlouhou dobu putovaly z novin do novin a proměňovaly se v jakýsi folklór. O několik let později, když už byly příběhy o pekle zapomenuty, navštívili pracovníci Kola Superdeep Austrálii s přednáškami. Byli pozváni na recepci s guvernérem Viktorie, koketní dámou, která pozdravila ruskou delegaci otázkou: „A co se ti sakra odtamtud dostalo?“Sovětští vědci vyvrátili tuto novinářskou „kachnu“, ale ozvěny této staré historie po dlouhou dobu putovaly z novin do novin a staly se jakýmsi folklórem. O několik let později, když už byly příběhy o pekle zapomenuty, navštívili pracovníci Kola Superdeep Austrálii s přednáškami. Byli pozváni na recepci s guvernérem Viktorie, koketní dámou, která pozdravila ruskou delegaci otázkou: „A co se ti sakra odtamtud dostalo?“Sovětští učenci vyvrátili tuto novinářskou „kachnu“, ale ozvěny této staré historie po dlouhou dobu putovaly z novin do novin a proměňovaly se v jakýsi folklór. O několik let později, když už byly příběhy o pekle zapomenuty, navštívili pracovníci Kola Superdeep Austrálii s přednáškami. Byli pozváni na recepci s guvernérem Viktorie, koketní dámou, která pozdravila ruskou delegaci otázkou: „A co se ti sakra odtamtud dostalo?“„A co ses odtud sakra dostal?“„A co ses odtud sakra dostal?“
Nejhlubší studny na světě
1. Aralsor SG-1, Kaspická nížina, 1962-1971, hloubka - 6,8 km. Hledejte ropu a plyn.
2. Biikzhal SG-2, Kaspická nížina, 1962-1971, hloubka - 6,2 km. Hledejte ropu a plyn.
3. Kola SG-3, 1970-1994, hloubka - 12 262 m. Návrhová hloubka - 15 km.
4. Saatlinskaya, Ázerbájdžán, 1977-1990, hloubka - 8 324 m. Návrhová hloubka - 11 km.
5. Kolvinskaya, Arkhangelská oblast, 1961, hloubka - 7 057 m.
6. Muruntau SG-10, Uzbekistán, 1984, hloubka -
3 km. Návrhová hloubka je 7 km. Hledejte zlato.
7. Timan-Pechora SG-5, severovýchod Ruska, 1984-1993, hloubka - 6 904 m, návrhová hloubka - 7 km.
8. Tyumen SG-6, Western Siberia, 1987-1996, depth - 7,502 m. Design depth - 8 km. Hledejte ropu a plyn.
9. Novo-Elkhovskaya, Tatarstan, 1988, hloubka - 5 881 m.
10. Vorotilovská studna, oblast Volhy, 1989-1992, hloubka - 5 374 m. Hledání diamantů, studium astroblému Puchezh-Katunskaya.
11. Krivoy Rog SG-8, Ukrajina, 1984-1993, hloubka - 5 382 m. Návrhová hloubka - 12 km. Hledejte železité křemence.
Ural SG-4, střední Ural. Stanoveno v roce 1985. Návrhová hloubka - 15 000 m. Aktuální hloubka - 6 100 m. Hledání měděných rud, studium struktury Uralu. En-Yakhtinskaya SG-7, západní Sibiř. Návrhová hloubka - 7 500 m. Aktuální hloubka - 6 900 m. Průzkum ropy a zemního plynu.
Jamky na ropu a plyn
počátek 70. let
University, USA, hloubka - 8686 m.
Bayden Unit, USA, hloubka - 9159 m.
Bertha-Rogers, USA, hloubka - 9 583 m.
80. léta
Zisterdorf, Rakousko, hloubka 8,553 m.
Silyan Ring, Švédsko, hloubka - 6,8 km.
Bighorn, USA, Wyoming, hloubka - 7 583 m.
KTV Hauptbohrung, Německo, 1990-1994, hloubka -
9 100 m. Návrhová hloubka - 10 km. Vědecké vrtání.
Na hranici života
Na hranici života Extremofilní bakterie nalezené ve skalách vyvýšených z hloubky několika kilometrů DOSSIER Jedním z nejúžasnějších objevů, které vědci provedli vrtáním, je existence života hluboko v podzemí. A ačkoli tento život představují pouze bakterie, jeho hranice sahají do neuvěřitelných hloubek. Bakterie jsou všudypřítomné. Ovládli podsvětí, zdánlivě zcela nevhodné pro existenci. Obrovské tlaky, vysoké teploty, nedostatek kyslíku a životní prostor - nic se nemohlo stát překážkou šíření života. Podle některých odhadů může hmotnost mikroorganismů žijících v podzemí překročit hmotnost všeho živého, co obývá povrch naší planety.
Na počátku 20. století objevil americký vědec Edson Bustin bakterie ve vodě z roponosného horizontu z hloubky několika stovek metrů. Mikroorganismy, které tam žily, nepotřebovaly kyslík a sluneční světlo, živily se organickými sloučeninami oleje. Bastin navrhl, že tyto bakterie žijí v izolaci od povrchu 300 milionů let - od vzniku ropného pole. Jeho odvážná hypotéza však zůstala nevyžádaná, prostě v ni nevěřili. Pak se věřilo, že život je jen tenký film na povrchu planety.
Zájem o hluboké formy života může být docela praktický. V 80. letech hledalo americké ministerstvo energetiky bezpečné metody pro likvidaci radioaktivního odpadu. Pro tyto účely se mělo používat doly v nepropustných horninách, kde žijí bakterie živící se radionuklidy. V roce 1987 začalo v Jižní Karolíně hloubkové vrtání několika studní. Z hloubky půl kilometru vědci odebírali vzorky a dodržovali veškerá možná opatření, aby nepřenášeli bakterie a vzduch z povrchu Země. Studiu vzorků se věnovalo několik nezávislých laboratoří, jejichž výsledky byly pozitivní: v hlubokých vrstvách žily tzv. Anaerobní bakterie, které kyslík nepotřebovaly.
Bakterie byly také nalezeny ve skalách zlatého dolu v Jižní Africe v hloubce 2,8 km, kde byla teplota 60 ° C. Žijí také hluboko pod oceány při teplotách nad 100 °. Jak ukázala studna Kola superdeep, existují podmínky pro osídlení mikroorganismy dokonce i v hloubce více než 12 km, protože horniny se ukázaly být spíše porézní, nasycené vodnými roztoky a tam, kde je voda, je možný život.
Mikrobiologové také našli kolonie bakterií v superhlubokém vrtu, který ve Švédsku otevřel kráter Silyan Ring. Je zvláštní, že mikroorganismy žily ve starověkých žulech. I když byly velmi husté, pod vysokotlakými horninami v nich cirkuluje podzemní voda systémem mikropórů a trhlin. Vrstva hornin v hloubce 5,5-6,7 km se stala skutečnou senzací. Byl nasycen pastou oleje s krystaly magnetitu. Jedno z možných vysvětlení tohoto jevu podal americký geolog Thomas Gold, autor knihy „Hluboká horká biosféra“. Gold navrhl, že pasta z magnetitového oleje není nic jiného než odpadní produkt bakterií, které se živí metanem pocházejícím z pláště.
Studie ukazují, že bakterie jsou spokojené se skutečně spartánskými podmínkami. Meze jejich vytrvalosti zůstávají záhadou, ale zdá se, že spodní mez stanoviště bakterií je stále dána teplotou interiéru. Mohou se množit při 110 ° C a vydržet teploty 140 ° C, i když na krátkou dobu. Předpokládáme-li, že se teplota na kontinentech s každým kilometrem zvýší o 20–25 °, pak žijící komunity najdeme až do hloubky 4 km. Pod oceánským dnem teplota tak rychle nestoupá a dolní hranice života může ležet v hloubce 7 km.
To znamená, že život má obrovskou míru bezpečnosti. V důsledku toho nemůže být biosféra Země zcela zničena ani v případě nejzávažnějších kataklyzmů a pravděpodobně na planetách bez atmosféry a hydrosféry mohou v hlubinách dobře existovat mikroorganismy.