Das tiefste Loch der Erde ist 12 km lang. Geheimnisse des Kola Superdeep Well. Der Kola-Brunnen ist der tiefste der Welt

Es belegt die ersten Plätze in der Liste der „Super-deep wells of the world“. Es wurde gebohrt, um die Struktur tiefer Erdgesteine ​​zu untersuchen. Im Gegensatz zu anderen bestehenden Brunnen auf dem Planeten wurde dieser ausschließlich zu Forschungszwecken gebohrt und nicht zur Gewinnung nützlicher Ressourcen verwendet.

Standort der ultratiefen Kola-Station

Wo befindet sich der Kola Superdeep Well? Ö on befindet sich in der Region Murmansk, in der Nähe der Stadt Zapolyarny (etwa 10 Kilometer davon entfernt). Die Lage des Brunnens ist wirklich einzigartig. Es wurde auf dem Territorium im Bereich der Kola-Halbinsel gelegt. Hier drückt die Erde täglich verschiedene alte Felsen an die Oberfläche.

In der Nähe des Brunnens befindet sich die Riftrinne Pechenga-Imandra-Varzuga, die infolge einer Verwerfung entstanden ist.

Kola Supertiefbrunnen: Erscheinungsgeschichte

Zu Ehren des hundertjährigen Jubiläums anlässlich der Geburt von Wladimir Iljitsch Lenin in der ersten Hälfte des Jahres 1970 wurde mit dem Bohren eines Brunnens begonnen.

Am 24. Mai 1970, nachdem der Standort des Brunnens von der geologischen Expedition genehmigt worden war, begannen die Arbeiten. Bis zu einer Tiefe von etwa 7.000 Metern ging alles leicht und reibungslos. Nach dem Überschreiten des Siebentausender-Meilensteins wurde die Arbeit schwieriger und es kam zu ständigen Zusammenbrüchen.

Infolge des ständigen Bruchs der Hebemechanismen und des Bohrkopfbruchs sowie regelmäßiger Einstürze waren die Wände des Brunnens dem Zementierungsprozess ausgesetzt. Aufgrund ständiger Störungen dauerten die Arbeiten jedoch mehrere Jahre und gingen äußerst langsam voran.

Am 6. Juni 1979 überschritt die Tiefe des Bohrlochs die Linie von 9583 Metern und brach damit den Weltrekord für die Ölförderung in den Vereinigten Staaten von Amerika von Bert Rogers aus Oklahoma. Zu dieser Zeit arbeiteten im Kola-Brunnen ununterbrochen etwa sechzehn wissenschaftliche Labors, und der Bohrprozess wurde vom Minister für Geologie der Sowjetunion, Evgeny Kozlovsky, persönlich kontrolliert.

Als 1983 die Tiefe des Kola-Supertiefbrunnens 12.066 Meter erreichte, wurden die Arbeiten im Zusammenhang mit den Vorbereitungen für den Internationalen Geologenkongress 1984 vorübergehend eingestellt. Nach der Fertigstellung wurden die Arbeiten wieder aufgenommen.

Die Wiederaufnahme der Arbeiten fiel auf den 27. September 1984. Aber während des ersten Abstiegs wurde der Bohrstrang abgeschnitten, und der Brunnen brach erneut zusammen. Die Arbeiten wurden aus einer Tiefe von etwa 7.000 Metern wieder aufgenommen.

1990 erreichte die Tiefe des Bohrlochs einen Rekordwert von 12.262 Metern. Nach dem Bruch der nächsten Säule wurde der Befehl erhalten, das Bohren des Brunnens einzustellen und die Arbeiten abzuschließen.

Der aktuelle Zustand des Brunnens Kola

Anfang 2008 galt die ultratiefe Bohrung auf der Kola-Halbinsel als aufgegeben, die Ausrüstung wurde demontiert und ein Abrissprojekt für bestehende Gebäude und Labore hatte bereits begonnen.

Anfang 2010 gab der Direktor des Kola Geologischen Instituts der Russischen Akademie der Wissenschaften bekannt, dass der Brunnen nun einem Konservierungsprozess unterzogen wurde und von selbst zerstört wird. Seitdem wurde das Thema nicht mehr angesprochen.

Nun Tiefe bis heute

Derzeit gilt der Kola-Supertiefbrunnen, dessen Foto dem Leser in dem Artikel vorgestellt wird, als eines der größten Bohrprojekte der Welt. Seine offizielle Tiefe beträgt 12.263 Meter.

Klingt im Kola gut

Als die Bohrtürme die 12.000-Meter-Linie überquerten, hörten die Arbeiter seltsame Geräusche aus der Tiefe. Darauf haben sie zunächst keinen Wert gelegt. Als jedoch alle Bohrgeräte stoppten und im Brunnen Totenstille herrschte, waren ungewöhnliche Geräusche zu hören, die die Arbeiter selbst „die Schreie der Sünder in der Hölle“ nannten. Da die Geräusche des ultratiefen Brunnens als eher ungewöhnlich galten, entschied man sich, sie mit hitzebeständigen Mikrofonen aufzunehmen. Als die Aufnahmen angehört wurden, staunten alle – sie sahen aus wie das Schreien und Kreischen von Menschen.

Wenige Stunden nach dem Abhören der Aufnahmen fanden die Arbeiter Spuren einer gewaltigen Explosion bisher unbekannter Ursache. Bis zur Klärung der Umstände wurden die Arbeiten vorübergehend eingestellt. Sie wurden jedoch nach einigen Tagen wieder aufgenommen. Wieder in den Brunnen hinabgestiegen, erwartete jeder mit angehaltenem Atem, menschliche Schreie zu hören, aber es war wirklich Totenstille.

Als die Erforschung des Ursprungs von Geräuschen begann, begann man sich zu fragen, wer was gehört habe. Die erstaunten und verängstigten Arbeiter versuchten, die Beantwortung dieser Fragen zu vermeiden, und wiesen nur den Satz zurück: „Ich habe etwas Seltsames gehört ...“ Erst nach langer Zeit und nach Abschluss des Projekts wurde eine Version vorgelegt, bei der die Geräusche unbekannter Herkunft sind das Geräusch der Bewegung tektonischer Platten. Diese Version wurde im Laufe der Zeit widerlegt.

Die Geheimnisse, die den Brunnen umhüllten

1989 wurde der supertiefe Kola-Brunnen, dessen Geräusche die menschliche Vorstellungskraft anregen, "der Weg zur Hölle" genannt. Die Legende entstand in der Sendung einer amerikanischen Fernsehgesellschaft, die einen Aprilscherzartikel in einer finnischen Zeitung über die Kola für Realität hielt. Der Artikel besagte, dass jeder gebohrte Kilometer auf dem Weg zum 13. dem Land anhaltendes Unglück brachte. Der Legende nach begannen die Arbeiter in einer Tiefe von 12.000 Metern, sich menschliche Hilferufe vorzustellen, die mit hochempfindlichen Mikrofonen aufgezeichnet wurden.

Mit jedem neuen Kilometer auf dem Weg zum 13. ereigneten sich im Land Katastrophen, sodass die UdSSR auf dem oben genannten Weg zusammenbrach.

Es wurde auch festgestellt, dass die Arbeiter, nachdem sie einen Brunnen bis zu einer Tiefe von 14,5 Tausend Metern gebohrt hatten, auf hohle "Räume" stießen, in denen die Temperatur 1100 Grad Celsius erreichte. Nachdem sie eines der hitzebeständigen Mikrofone in eines dieser Löcher gesenkt hatten, nahmen sie Stöhnen, Knirschen und Schreie auf. Diese Geräusche wurden "die Stimme der Unterwelt" genannt, und der Brunnen selbst wurde nur noch als "der Weg zur Hölle" bezeichnet.

Das Forschungsteam selbst widerlegte diese Legende jedoch bald. Wissenschaftler berichteten, dass die Tiefe des Bohrlochs zu diesem Zeitpunkt nur 12.263 Meter betrug und die maximal gemessene Temperatur 220 Grad Celsius betrug. Nur eine Tatsache blieb unwiderlegt, dank derer der Kola-Supertiefbrunnen einen so zweifelhaften Ruhm hat - klingt.

Interview mit einem der Arbeiter des Kola Superdeep Well

In einem der Interviews, das der Widerlegung der Legende des Kola-Brunnens gewidmet war, sagte David Mironovich Huberman: „Wenn sie mich nach der Richtigkeit dieser Legende und nach der Existenz des Dämons fragen, den wir dort gefunden haben, antworte ich, dass dies vollständig ist Unsinn. Aber um ehrlich zu sein, kann ich nicht leugnen, dass wir auf etwas Übernatürliches gestoßen sind. Zuerst begannen uns Geräusche unbekannter Herkunft zu stören, dann gab es eine Explosion. Als wir ein paar Tage später in der gleichen Tiefe in den Brunnen schauten, war alles absolut normal ... "

Welchen Nutzen hatte das Bohren des supertiefen Kola-Bohrlochs?

Einer der Hauptvorteile des Aussehens dieses Brunnens kann natürlich als bedeutender Fortschritt auf dem Gebiet des Bohrens bezeichnet werden. Es wurden neue Methoden und Bohrarten entwickelt. Auch Bohr- und wissenschaftliche Ausrüstung wurde persönlich für den Kola-Superdeep-Brunnen geschaffen, der noch heute verwendet wird.

Ein weiterer Pluspunkt war die Entdeckung eines neuen Standorts wertvoller natürlicher Ressourcen, darunter Gold.

Das wissenschaftliche Hauptziel des Projekts, die Erforschung der tiefen Erdschichten, wurde erreicht. Viele bestehende Theorien wurden widerlegt (ua über die Basaltschicht der Erde).

Anzahl ultratiefer Bohrlöcher weltweit

Insgesamt gibt es auf dem Planeten etwa 25 ultratiefe Brunnen.

Die meisten von ihnen befinden sich auf dem Territorium der ehemaligen UdSSR, aber etwa 8 befinden sich auf der ganzen Welt.

Supertiefe Brunnen auf dem Territorium der ehemaligen UdSSR

Auf dem Territorium der Sowjetunion gab es eine große Anzahl supertiefer Brunnen, aber die folgenden sollten besonders hervorgehoben werden:

1. Muruntau gut. In der Tiefe erreicht der Brunnen nur 3 Tausend Meter. Es befindet sich in der Republik Usbekistan, in dem kleinen Dorf Muruntau. Die Bohrung des Brunnens begann 1984 und ist noch nicht abgeschlossen.
2. Krivoy Rog gut. In der Tiefe erreicht es nur 5383 Meter von 12.000 konzipierten Metern. Die Bohrungen begannen 1984 und endeten 1993. Als Standort des Brunnens wird die Ukraine in der Nähe der Stadt Krivoy Rog angesehen.
3. Dnjepr-Donezk gut. Sie ist eine Landsfrau des Vorgängers und lebt ebenfalls in der Ukraine, in der Nähe der Republik Donezk. Die Tiefe des Brunnens beträgt heute 5691 Meter. Die Bohrungen begannen 1983 und dauern bis heute an.
4. Ural gut. Es hat eine Tiefe von 6100 Metern. Es befindet sich in der Region Swerdlowsk, in der Nähe der Stadt Verkhnyaya Tura. Die Arbeit an der Software dauerte 20 Jahre, von 1985 bis 2005.
5. Biikzhal gut. Seine Tiefe erreicht 6700 Meter. Der Brunnen wurde von 1962 bis 1971 gebohrt. Es liegt im kaspischen Tiefland.
6. Aralsol gut. Seine Tiefe ist hundert Meter mehr als Biikzhalskaya und beträgt nur 6800 Meter. Das Bohrjahr und der Standort der Bohrung sind vollständig identisch mit der Biizhalskaya-Bohrung.
7. Timan-Pechora gut. Seine Tiefe erreicht 6904 Meter. Befindet sich in der Republik Komi. Genauer gesagt in der Region Vuktyl. Die Arbeit an der Software dauerte etwa 10 Jahre, von 1984 bis 1993.
8. Tjumen gut. Die Tiefe erreicht 7502 von 8000 geplanten Metern. Der Brunnen befindet sich in der Nähe der Stadt und des Dorfes Korotchaevo. Die Bohrungen fanden von 1987 bis 1996 statt.
9. Shevchenko gut. Es wurde 1982 ein Jahr lang gebohrt, um Öl in der Westukraine zu fördern. Die Tiefe des Brunnens beträgt 7520 Meter. In der Karpatenregion gelegen.
10. En-Yakhinskaya gut. Es hat eine Tiefe von etwa 8250 Metern. Die einzige Bohrung, die den Bohrplan übertraf (ursprünglich waren 6000 geplant). Es befindet sich auf dem Territorium Westsibiriens in der Nähe der Stadt Novy Urengoy. Die Bohrungen dauerten von 2000 bis 2006. Es war derzeit die letzte in Betrieb befindliche ultratiefe Bohrung in Russland.
11. Saatlinskaya gut. Seine Tiefe beträgt 8324 Meter. Die Bohrungen wurden zwischen 1977 und 1982 durchgeführt. Es befindet sich in Aserbaidschan, 10 Kilometer von der Stadt Saatly entfernt, innerhalb der Kursker Ausbuchtung.

Weltweit ultratiefe Bohrungen

Auf dem Territorium anderer Länder gibt es auch eine Reihe von supertiefen Brunnen, die nicht ignoriert werden können:

1. Schweden. Silyan Ring mit einer Tiefe von 6800 Metern.
2. Kasachstan. Tasym Südosten mit einer Tiefe von 7050 Metern.
3. VEREINIGTE STAATEN VON AMERIKA. Das Bighorn ist 7583 Meter tief.
4. Österreich. Zisterdorf mit einer Tiefe von 8553 Metern.
5. VEREINIGTE STAATEN VON AMERIKA. Universität mit einer Tiefe von 8686 Metern.
6. Deutschland. KTB-Oberpfalz mit einer Tiefe von 9101 Metern.
7. VEREINIGTE STAATEN VON AMERIKA. Beydat-Einheit mit einer Tiefe von 9159 Metern.
8. VEREINIGTE STAATEN VON AMERIKA. Bertha Rogers in einer Tiefe von 9583 Metern.

Weltrekorde für ultratiefe Bohrungen in der Welt

2008 wurde der Weltrekord der Kola-Bohrung von der Maersk-Ölquelle gebrochen. Seine Tiefe beträgt 12.290 Meter.

Danach wurden mehrere weitere Weltrekorde für ultratiefe Bohrungen aufgezeichnet:

1. Anfang Januar 2011 wurde der Rekord von der Ölquelle Sachalin-1 gebrochen, die eine Tiefe von 12.345 Metern erreicht.
2. Im Juni 2013 wurde der Rekord durch die Bohrung des Chayvinskoye-Feldes gebrochen, dessen Tiefe 12.700 Meter betrug.

Die Rätsel und Mysterien des supertiefen Kola-Brunnens wurden jedoch bis heute nicht enthüllt oder erklärt. Bezüglich der Geräusche, die während seines Bohrens vorhanden sind, sind bis heute neue Theorien entstanden. Wer weiß, vielleicht ist das wirklich die Frucht einer gewalttätigen menschlichen Fantasie? Nun, warum dann so viele Augenzeugen? Vielleicht gibt es bald eine Person, die wissenschaftlich erklärt, was passiert, und vielleicht bleibt der Brunnen eine Legende, die noch viele Jahrhunderte lang erzählt wird ...

Heute hat die wissenschaftliche Forschung der Menschheit die Grenzen des Sonnensystems erreicht: Wir haben Raumschiffe auf den Planeten, ihren Satelliten, Asteroiden, Kometen gelandet, Missionen zum Kuipergürtel geschickt und die Grenze der Heliopause überschritten. Mit Hilfe von Teleskopen sehen wir Ereignisse, die vor 13 Milliarden Jahren stattfanden – als das Universum erst wenige hundert Millionen Jahre alt war. Vor diesem Hintergrund ist es interessant zu beurteilen, wie gut wir unsere Erde kennen. Seine innere Struktur findet man am besten heraus, indem man einen Brunnen bohrt: Je tiefer, desto besser. Der tiefste Brunnen der Erde ist der Kola Superdeep oder SG-3. 1990 erreichte seine Tiefe 12 Kilometer 262 Meter. Vergleichen wir diese Zahl mit dem Radius unseres Planeten, stellt sich heraus, dass dies nur 0,2 Prozent des Weges zum Erdmittelpunkt sind. Aber selbst dies erwies sich als ausreichend, um die Vorstellungen über den Aufbau der Erdkruste umzukehren.

Wenn Sie sich einen Brunnen als Schacht vorstellen, durch den Sie mit dem Aufzug bis in die Tiefen der Erde oder zumindest ein paar Kilometer hinunterfahren können, dann ist dies überhaupt nicht der Fall. Der Durchmesser des Bohrwerkzeugs, mit dem die Ingenieure den Brunnen erstellten, betrug nur 21,4 Zentimeter. Der obere zwei Kilometer lange Abschnitt des Brunnens ist etwas breiter - er wurde auf 39,4 Zentimeter erweitert, aber es gibt immer noch keine Möglichkeit für eine Person, dorthin zu gelangen. Um sich die Proportionen des Brunnens vorzustellen, wäre die beste Analogie eine 57 Meter lange Nähnadel mit einem Durchmesser von 1 Millimeter, die an einem Ende etwas dicker ist.

Nun Schema

Aber diese Darstellung wird vereinfacht. Während des Bohrens ereigneten sich am Bohrloch mehrere Unfälle - ein Teil des Bohrstrangs landete unter der Erde, ohne dass die Möglichkeit besteht, ihn zu extrahieren. Deshalb wurde der Brunnen mehrmals neu begonnen, ab den Markierungen von sieben und neun Kilometern. Es gibt vier Hauptzweige und etwa ein Dutzend kleinere. Die Hauptarme haben unterschiedliche Maximaltiefen: Zwei von ihnen überschreiten die 12-Kilometer-Marke, zwei weitere erreichen sie um nur 200-400 Meter nicht. Beachten Sie, dass die Tiefe des Marianengrabens einen Kilometer weniger beträgt - 10.994 Meter relativ zum Meeresspiegel.

Horizontale (links) und vertikale Projektionen der Flugbahnen von SG-3

Yu.N. Jakowlew et al. / Bulletin des Wissenschaftszentrums Kola der Russischen Akademie der Wissenschaften, 2014

Außerdem wäre es ein Fehler, den Brunnen als Lot wahrzunehmen. Aufgrund der Tatsache, dass die Gesteine ​​in unterschiedlichen Tiefen unterschiedliche mechanische Eigenschaften aufweisen, wich der Bohrer während der Arbeiten zu weniger dichten Bereichen ab. Daher sieht das Profil des Kola Superdeep im großen Maßstab aus wie ein leicht gebogener Draht mit mehreren Ästen.

Wenn wir uns heute dem Brunnen nähern, sehen wir nur den oberen Teil - eine Metallklappe, die mit zwölf massiven Bolzen an die Öffnung geschraubt ist. Die Inschrift darauf wurde mit einem Fehler gemacht, die richtige Tiefe beträgt 12.262 Meter.

Wie wurde ein Tiefbrunnen gebohrt?

Zunächst sei darauf hingewiesen, dass das SG-3 ursprünglich speziell für wissenschaftliche Zwecke konzipiert wurde. Die Forscher wählten einen Ort, an dem uraltes Gestein an die Erdoberfläche kam – bis zu drei Milliarden Jahre alt. Eines der Argumente bei der Exploration war, dass die jungen Sedimentgesteine ​​während der Ölförderung gut untersucht wurden und noch niemand tief in die alten Schichten gebohrt hatte. Daneben gab es auch große Kupfer-Nickel-Lagerstätten, deren Erkundung eine sinnvolle Ergänzung zum wissenschaftlichen Auftrag der Bohrung wäre.

Die Bohrungen begannen 1970. Der erste Teil des Brunnens wurde mit einem Uralmash-4E-Serienbohrgerät gebohrt - es wurde normalerweise zum Bohren von Ölquellen verwendet. Die Modifikation der Installation ermöglichte es, eine Tiefe von 7 Kilometern 263 Metern zu erreichen. Es dauerte vier Jahre. Dann wurde die Installation in "Uralmash-15000" geändert, benannt nach der geplanten Tiefe des Brunnens - 15 Kilometer. Das neue Bohrgerät wurde speziell für Kola Superdeep entwickelt: Das Bohren in so großen Tiefen erforderte eine ernsthafte Verfeinerung von Ausrüstung und Materialien. Beispielsweise erreichte allein das Gewicht des Bohrstrangs in 15 Kilometer Tiefe 200 Tonnen. Die Anlage selbst konnte Lasten bis zu 400 Tonnen heben.

Der Bohrstrang besteht aus miteinander verbundenen Rohren. Mit seiner Hilfe senken die Ingenieure das Bohrwerkzeug auf den Boden des Bohrlochs und stellen auch dessen Betrieb sicher. Am Ende der Säule wurden spezielle 46-Meter-Turbobohrer installiert, die von einem Wasserstrahl von der Oberfläche angetrieben wurden. Sie ermöglichten es, das Gesteinsbrechwerkzeug getrennt von der gesamten Säule zu drehen.

Die Bits, mit denen sich der Bohrstrang in den Granit schneidet, wecken Assoziationen an futuristische Details des Roboters – mehrere rotierende Stachelscheiben, die von oben mit der Turbine verbunden sind. Ein solcher Bohrer reichte für nur vier Stunden Arbeit – das entspricht in etwa einem Durchgang von 7-10 Metern, danach muss der gesamte Bohrstrang angehoben, demontiert und wieder abgesenkt werden. Ständige Ab- und Aufstiege selbst dauerten bis zu 8 Stunden.

Sogar die Rohre für die Säule im Kola Superdeep mussten ungewöhnliche verwenden. In der Tiefe nehmen Temperatur und Druck allmählich zu, und, wie Ingenieure sagen, bei Temperaturen über 150-160 Grad wird der Stahl von Serienrohren weicher und hält Lasten von mehreren Tonnen schlechter aus - aus diesem Grund besteht die Wahrscheinlichkeit gefährlicher Verformungen und Brüche Spalte erhöht. Daher entschieden sich die Entwickler für leichtere und hitzebeständigere Aluminiumlegierungen. Jedes der Rohre hatte eine Länge von etwa 33 Metern und einen Durchmesser von etwa 20 Zentimetern – etwas schmaler als der Brunnen selbst.

Allerdings konnten selbst speziell entworfene Materialien Bohrbedingungen nicht standhalten. Nach dem ersten sieben Kilometer langen Abschnitt dauerte es fast zehn Jahre und mehr als 50 Kilometer Rohre, um bis zur Marke von 12.000 Metern weiter zu bohren. Die Ingenieure waren mit der Tatsache konfrontiert, dass das Gestein unterhalb von sieben Kilometern weniger dicht und brüchig wurde – zähflüssig für den Bohrer. Außerdem verzerrte das Bohrloch selbst seine Form und wurde elliptisch. Infolgedessen brach die Schnur mehrmals ab, und da die Ingenieure sie nicht zurückheben konnten, waren sie gezwungen, den Brunnenabzweig zu betonieren und erneut durch das Bohrloch zu gehen, was jahrelange Arbeit verschwendete.

Einer dieser großen Unfälle zwang die Bohrer im Jahr 1984, einen Brunnenzweig zu betonieren, der eine Tiefe von 12.066 Metern erreichte. Die Bohrungen mussten ab der 7-Kilometer-Marke wieder aufgenommen werden. Vorausgegangen war eine Arbeitspause am Brunnen - in diesem Moment wurde die Existenz von SG-3 freigegeben und in Moskau fand der internationale geologische Kongress Geoexpo statt, dessen Delegierte das Objekt besuchten.

Augenzeugen des Unglücks zufolge bohrte die Kolonne nach Wiederaufnahme der Arbeiten neun Meter in die Tiefe. Nach vier Stunden Bohren bereiteten sich die Arbeiter darauf vor, die Säule wieder anzuheben, aber sie "ging nicht". Die Bohrer entschieden, dass das Rohr irgendwo an den Wänden des Brunnens "klebte", und erhöhten die Hubkraft. Der Arbeitsaufwand wurde drastisch reduziert. Die Arbeiter zerlegten die Schnur nach und nach in 33-Meter-Kerzen und erreichten das nächste Segment, das mit einer unebenen Unterkante endete: Der Turbobohrer und weitere fünf Kilometer Rohre blieben im Bohrloch, sie konnten nicht angehoben werden.

Die Bohrer schafften es erst 1990 wieder, die 12-Kilometer-Marke zu erreichen, gleichzeitig wurde der Tauchrekord aufgestellt - 12.262 Meter. Dann gab es einen neuen Unfall, und seit 1994 wurden die Arbeiten am Brunnen eingestellt.

Die wissenschaftliche Mission der Ultra-Tiefe

Muster der seismischen Tests auf SG-3

"Kola superdeep" Ministerium für Geologie der UdSSR, Verlag "Nedra", 1984

Das Bohrloch wurde mit einer ganzen Reihe von geologischen und geophysikalischen Methoden untersucht, die von der Kernsammlung (einer Gesteinssäule, die bestimmten Tiefen entspricht) bis hin zu strahlungs- und seismologischen Messungen reichten. Zum Beispiel wurde der Kern mit Kernempfängern mit Spezialbohrern entnommen - sie sehen aus wie Rohre mit gezackten Kanten. In der Mitte dieser Rohre befinden sich 6-7 cm große Löcher, in die das Gestein eintritt.

Aber selbst bei dieser scheinbar einfachen Technik (abgesehen von der Notwendigkeit, diesen Kern aus vielen Kilometern Tiefe zu heben) traten Schwierigkeiten auf. Durch die Bohrflüssigkeit – dieselbe, die den Bohrer in Bewegung setzte – wurde der Bohrkern mit Flüssigkeit gesättigt und veränderte seine Eigenschaften. Außerdem sind die Bedingungen in der Tiefe und an der Erdoberfläche sehr unterschiedlich – die Proben brachen durch den Druckunterschied.

In verschiedenen Tiefen war die Kernausbeute sehr unterschiedlich. Wenn in fünf Kilometern Entfernung von einem 100-Meter-Segment mit 30 Zentimetern Kern gerechnet werden konnte, erhielten Geologen in Tiefen von mehr als neun Kilometern anstelle einer Steinsäule einen Satz Unterlegscheiben aus dichtem Gestein.

Mikroskopische Aufnahme von Felsen aus einer Tiefe von 8028 Metern

"Kola superdeep" Ministerium für Geologie der UdSSR, Verlag "Nedra", 1984

Untersuchungen des aus dem Bohrloch geförderten Materials führten zu mehreren wichtigen Schlussfolgerungen. Erstens lässt sich der Aufbau der Erdkruste nicht auf eine Zusammensetzung aus mehreren Schichten vereinfachen. Dies wurde zuvor durch seismologische Daten angezeigt - Geophysiker sahen Wellen, die von einer glatten Grenze reflektiert zu werden schienen. Studien bei SG-3 haben gezeigt, dass eine solche Sichtbarkeit auch bei einer komplexen Verteilung von Gesteinen auftreten kann.

Diese Annahme wirkte sich auf das Design des Bohrlochs aus - Wissenschaftler erwarteten, dass der Schacht in einer Tiefe von sieben Kilometern in Basaltfelsen eindringen würde, aber sie trafen sich auch nicht an der 12-Kilometer-Marke. Doch statt Basalt entdeckten Geologen Gesteine ​​mit vielen Rissen und geringer Dichte, was man in vielen Kilometern Tiefe gar nicht erwarten konnte. Darüber hinaus wurden in den Rissen Spuren von Grundwasser gefunden - es wurde sogar vermutet, dass sie durch eine direkte Reaktion von Sauerstoff und Wasserstoff in der Dicke der Erde entstanden sind.

Unter den wissenschaftlichen Ergebnissen gab es auch angewandte - zum Beispiel fanden Geologen in geringen Tiefen einen Horizont aus Kupfer-Nickel-Erzen, der für den Bergbau geeignet war. Und in einer Tiefe von 9,5 Kilometern wurde eine Schicht einer geochemischen Goldanomalie entdeckt - Mikrometerkörner von einheimischem Gold waren im Gestein vorhanden. Die Konzentrationen erreichten Gramm pro Tonne Gestein. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass der Abbau aus einer solchen Tiefe jemals rentabel sein wird. Aber die bloße Existenz und Eigenschaften der goldhaltigen Schicht ermöglichten es, die Modelle der Evolution von Mineralien - Petrogenese - zu klären.

Unabhängig davon ist es notwendig, über die Untersuchungen von Temperaturgradienten und Strahlung zu sprechen. Für solche Experimente werden Bohrlochinstrumente verwendet, die an Drahtseilen abgesenkt werden. Das große Problem bestand darin, ihre Synchronisation mit Bodengeräten sowie den Betrieb in großen Tiefen sicherzustellen. Schwierigkeiten ergaben sich beispielsweise dadurch, dass die Kabel bei einer Länge von 12 Kilometern um etwa 20 Meter gedehnt wurden, was die Genauigkeit der Daten stark mindern konnte. Um dies zu vermeiden, mussten Geophysiker neue Methoden zur Markierung von Entfernungen entwickeln.

Die meisten kommerziellen Werkzeuge waren nicht dafür ausgelegt, unter den rauen Bedingungen der unteren Ebenen des Bohrlochs zu arbeiten. Daher verwendeten Wissenschaftler für die Forschung in großen Tiefen Geräte, die speziell für Kola Superdeep entwickelt wurden.

Das wichtigste Ergebnis der Geothermieforschung sind viel höhere Temperaturgradienten als erwartet. In der Nähe der Oberfläche betrug die Temperaturanstiegsrate 11 Grad pro Kilometer, bis zu einer Tiefe von zwei Kilometern - 14 Grad pro Kilometer. Im Intervall von 2,2 bis 7,5 Kilometer stieg die Temperatur mit einer Geschwindigkeit von annähernd 24 Grad pro Kilometer, obwohl bestehende Modelle einen anderthalbmal geringeren Wert vorhersagten. Infolgedessen zeigten die Instrumente bereits in fünf Kilometern Tiefe eine Temperatur von 70 Grad Celsius an, und in 12 Kilometern erreichte dieser Wert 220 Grad Celsius.

Die supertiefe Kola-Bohrung erwies sich als anders als andere Bohrungen - zum Beispiel zeigten Geologen bei der Analyse der Wärmeabgabe der Gesteine ​​​​des ukrainischen kristallinen Schildes und der Batholithen der Sierra Nevada, dass die Wärmeabgabe mit der Tiefe abnimmt. In SG-3 hingegen wuchs es. Darüber hinaus haben Messungen gezeigt, dass die Hauptwärmequelle, die 45-55 Prozent des Wärmestroms liefert, der Zerfall radioaktiver Elemente ist.

Obwohl die Tiefe des Brunnens kolossal erscheint, erreicht sie nicht einmal ein Drittel der Dicke der Erdkruste im Baltischen Schild. Geologen schätzen, dass die Basis der Erdkruste in diesem Gebiet etwa 40 Kilometer unter der Erde verläuft. Selbst wenn SG-3 also die geplante 15-Kilometer-Grenze erreicht hätte, hätten wir den Mantel immer noch nicht erreicht.

Eine solch ehrgeizige Aufgabe wurde von amerikanischen Wissenschaftlern bei der Entwicklung des Mohol-Projekts gestellt. Geologen planten, die Grenze von Mohorovichich zu erreichen - ein unterirdisches Gebiet, in dem sich die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Schallwellen stark ändert. Es wird angenommen, dass es mit der Grenze zwischen der Kruste und dem Mantel zusammenhängt. Es ist erwähnenswert, dass die Bohrer den Grund des Ozeans in der Nähe der Insel Guadalupe als Ort für den Brunnen ausgewählt haben - die Entfernung zur Grenze betrug nur wenige Kilometer. Allerdings erreichte die Tiefe des Ozeans selbst hier 3,5 Kilometer, was die Bohrarbeiten erheblich erschwerte. Die ersten Tests in den 1960er Jahren erlaubten Geologen, nur 183 Meter lange Löcher zu bohren.

Kürzlich wurde geplant, das Tiefsee-Bohrprojekt mit Hilfe des Explorationsbohrschiffs JOIDES Resolution wiederzubeleben. Als neues Ziel haben Geologen einen Punkt im Indischen Ozean unweit von Afrika gewählt. Die Tiefe der Mohorovichi-Grenze beträgt dort nur etwa 2,5 Kilometer. Von Dezember 2015 bis Januar 2016 gelang es Geologen, einen Brunnen mit einer Tiefe von 789 Metern zu bohren - dem fünftgrößten Unterwasserbrunnen der Welt. Dieser Wert ist jedoch nur die Hälfte dessen, was in der ersten Stufe erforderlich war. Das Team plant jedoch, zurückzukehren und das zu vollenden, was es begonnen hat.

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0,2 Prozent des Weges zum Erdmittelpunkt sind im Vergleich zum Maßstab der Raumfahrt keine so beeindruckende Zahl. Es sollte jedoch berücksichtigt werden, dass die Grenze des Sonnensystems nicht entlang der Neptunbahn (oder sogar des Kuipergürtels) verläuft. Die Schwerkraft der Sonne überwiegt die stellare bis zu Entfernungen von zwei Lichtjahren vom Stern. Wenn Sie also alles sorgfältig durchrechnen, stellt sich heraus, dass Voyager 2 auch nur ein Zehntelprozent der Strecke bis an den Rand unseres Systems geflogen ist.

Seien Sie deshalb nicht verärgert darüber, wie wenig wir das „Innere“ unseres eigenen Planeten kennen. Geologen haben ihre eigenen Teleskope – seismische Forschung – und ihre eigenen ehrgeizigen Pläne, die Eingeweide zu erobern. Und wenn es den Astronomen bereits gelungen ist, einen festen Teil der Himmelskörper im Sonnensystem zu berühren, dann haben die Geologen die interessantesten Dinge noch vor sich.

Wladimir Koroljow

Die Kola-Supertiefbohrung ist das tiefste Bohrloch der Welt (von 1979 bis 2008) und befindet sich in der Region Murmansk, 10 Kilometer westlich der Stadt Zapoljarny, auf dem Gebiet des geologischen Baltischen Schildes. Seine Tiefe beträgt 12.262 Meter. Im Gegensatz zu anderen ultratiefen Bohrlöchern, die für die Ölförderung oder -exploration hergestellt wurden, wurde SG-3 ausschließlich für die Untersuchung der Lithosphäre an der Stelle gebohrt, an der sich die Mohorovichic-Grenze befindet. (abgekürzt Moho-Grenze) - die untere Grenze der Erdkruste, an der die Geschwindigkeiten seismischer Längswellen abrupt ansteigen.

Der Kola-Superdeep-Brunnen wurde 1970 zu Ehren des 100. Geburtstags von Lenin angelegt. Die Schichten von Sedimentgesteinen wurden zu dieser Zeit während der Ölförderung gut untersucht. Interessanter war es, dort zu bohren, wo etwa 3 Milliarden Jahre altes Vulkangestein (zum Vergleich: Das Alter der Erde wird auf 4,5 Milliarden Jahre geschätzt) an die Oberfläche kommen. Für den Bergbau werden solche Gesteine ​​selten tiefer als 1–2 km gebohrt. Es wurde angenommen, dass bereits in einer Tiefe von 5 km die Granitschicht durch Basalt ersetzt würde.Am 6. Juni 1979 brach die Bohrung den Rekord von 9583 Metern, der zuvor von der Bert-Rogers-Bohrung (einer Ölquelle in Oklahoma) gehalten wurde ). In den besten Jahren arbeiteten 16 Forschungslabors am Kola-Superdeep-Brunnen, sie wurden vom Minister für Geologie der UdSSR persönlich überwacht.

Obwohl erwartet wurde, dass eine ausgeprägte Grenze zwischen Graniten und Basalten gefunden werden würde, wurden im Kern in der gesamten Tiefe nur Granite gefunden. Allerdings veränderten die gepressten Granite durch den hohen Druck ihre physikalischen und akustischen Eigenschaften stark: In der Regel fiel der angehobene Kern neben der aktiven Gasfreisetzung in Schlamm, da er einer starken Druckänderung nicht standhalten konnte. Ein festes Stück Kern konnte nur mit einem sehr langsamen Anstieg des Bohrstrangs gewonnen werden, wenn das „überschüssige“ Gas noch unter hohem Druck Zeit hatte, das Gestein zu verlassen Tiefen, wider Erwarten, zugenommen. In der Tiefe war auch Wasser vorhanden, das die Risse füllte.

Als interessanterweise 1984 in Moskau der Internationale Geologische Kongress stattfand, auf dem die ersten Ergebnisse der Brunnenforschung präsentiert wurden, schlugen viele Wissenschaftler scherzhaft vor, ihn sofort zu vergraben, da er alle Vorstellungen über den Aufbau der Erdkruste zerstört. Tatsächlich begannen Kuriositäten bereits in den ersten Stadien der Penetration. So versprachen beispielsweise Theoretiker bereits vor Bohrbeginn, dass die Temperatur des Baltischen Schildes bis zu einer Tiefe von mindestens 5 Kilometern relativ niedrig bleiben würde, die Umgebungstemperatur 70 Grad Celsius überstieg, bei sieben - über 120 Grad und bei Bei einer Tiefe von 12 brannte es stärker als 220 Grad - 100 Grad höher als vorhergesagt. Die Kola-Bohrer stellten die Theorie des Schichtaufbaus der Erdkruste in Frage – zumindest im Bereich bis 12.262 Meter.

„Wir haben das tiefste Loch der Welt – so solltest du es nutzen!“ - ruft bitter der ständige Direktor des Forschungs- und Produktionszentrums "Kola Superdeep" David Guberman aus. In den ersten 30 Jahren des Bestehens des Kola Superdeep brachen sowjetische und dann russische Wissenschaftler in eine Tiefe von 12.262 Metern vor. Aber seit 1995 wurde das Bohren eingestellt: Es gab niemanden, der das Projekt finanzierte. Was im Rahmen der wissenschaftlichen Programme der UNESCO bereitgestellt wird, reicht nur aus, um die Bohrstation in einem funktionsfähigen Zustand zu halten und zuvor entnommene Gesteinsproben zu untersuchen.

Huberman erinnert sich mit Bedauern daran, wie viele wissenschaftliche Entdeckungen im Kola Superdeep stattgefunden haben. Buchstäblich jeder Meter war eine Offenbarung. Der Brunnen zeigte, dass fast unser gesamtes bisheriges Wissen über den Aufbau der Erdkruste falsch ist. Es stellte sich heraus, dass die Erde überhaupt nicht wie eine Schichttorte ist.

Eine weitere Überraschung: Das Leben auf dem Planeten Erde entstand, wie sich herausstellte, 1,5 Milliarden Jahre früher als erwartet. In Tiefen, in denen angenommen wurde, dass es keine organische Substanz gibt, wurden 14 Arten versteinerter Mikroorganismen gefunden - das Alter der tiefen Schichten überstieg 2,8 Milliarden Jahre. In noch größeren Tiefen, wo es keine Sedimentgesteine ​​mehr gibt, trat Methan in enormen Konzentrationen auf. Damit wurde die Theorie der biologischen Herkunft von Kohlenwasserstoffen wie Öl und Gas restlos zerstört, es gab auch fast phantastische Sensationen. Als die sowjetische automatische Raumstation Ende der 70er Jahre 124 Gramm Mondboden auf die Erde brachte, stellten die Forscher des Kola Science Center fest, dass es sich um zwei Wassertropfen handelte, ähnlich wie Proben aus einer Tiefe von 3 Kilometern. Und eine Hypothese entstand: Der Mond löste sich von der Kola-Halbinsel. Jetzt suchen sie genau wo. Übrigens haben die Amerikaner, die eine halbe Tonne Erde vom Mond mitgebracht haben, nichts Vernünftiges damit gemacht. In versiegelten Behältern platziert und zukünftigen Generationen zur Forschung überlassen.

Ganz unerwartet für alle wurden die Vorhersagen von Alexei Tolstoi aus dem Roman "The Hyperboloid of Engineer Garin" bestätigt. In einer Tiefe von mehr als 9,5 Kilometern entdeckten sie ein wahres Lagerhaus für alle Arten von Mineralien, insbesondere Gold. Eine echte Olivinschicht, brillant vorhergesagt vom Autor. Gold enthält 78 Gramm pro Tonne, eine industrielle Produktion ist übrigens bei einer Konzentration von 34 Gramm pro Tonne möglich, aber überraschenderweise wurde in noch größeren Tiefen, wo es keine Sedimentgesteine ​​​​gibt, Erdgas in riesigen Mengen gefunden Konzentrationen. Dies zerstörte die Theorie der biologischen Herkunft von Kohlenwasserstoffen wie Öl und Gas vollständig und vollständig.

Mit dem Kola-Brunnen wurden auch nicht nur wissenschaftliche Sensationen in Verbindung gebracht, sondern auch mysteriöse Legenden, von denen sich die meisten bei der Überprüfung als Fiktion von Journalisten herausstellten. Einer von ihnen zufolge war die ursprüngliche Informationsquelle (1989) die amerikanische Fernsehgesellschaft Trinity Broadcasting Network, die ihrerseits die Geschichte einem finnischen Zeitungsbericht entnahm. Angeblich haben die Mikrofone von Wissenschaftlern beim Bohren eines Brunnens in einer Tiefe von 12.000 Metern Schreie und Stöhnen aufgezeichnet Arbeiten bei Temperaturen über zweihundert Grad?) schrieb darüber, dass die Bohrer eine "Stimme aus der Unterwelt" hörten.

Nach diesen Veröffentlichungen wurde der supertiefe Brunnen von Kola als "Straße zur Hölle" bezeichnet, mit dem Argument, dass jeder neue gebohrte Kilometer dem Land Unglück brachte.Sie sagten, als die Bohrer die dreizehntausend Meter bohrten, brach die UdSSR zusammen. Nun, als der Brunnen bis zu einer Tiefe von 14,5 km gebohrt wurde (was eigentlich nicht geschah), stießen sie plötzlich auf ungewöhnliche Hohlräume. Fasziniert von dieser unerwarteten Entdeckung senkten die Bohrer ein Mikrofon, das bei extrem hohen Temperaturen betrieben werden kann, und andere Sensoren hinein. Die Temperatur im Inneren erreichte angeblich 1.100 ° C - da war die Hitze der Feuerkammern, in denen angeblich menschliche Schreie zu hören waren.

Diese Legende durchstreift immer noch die Weiten des Internets, nachdem sie den eigentlichen Schuldigen dieses Klatsches überlebt hat - den Kola-Brunnen. Die Arbeiten daran wurden bereits 1992 wegen Geldmangels eingestellt. Bis 2008 befand es sich in einem eingemotteten Zustand. Und ein Jahr später wurde die endgültige Entscheidung getroffen, die Fortsetzung der Forschung einzustellen und den gesamten Forschungskomplex abzubauen und den Brunnen zu "begraben". Die endgültige Stilllegung des Brunnens erfolgte im Sommer 2011.
Wie Sie also sehen können, waren die Wissenschaftler dieses Mal nicht in der Lage, zum Mantel zu gelangen und ihn zu erforschen. Dies bedeutet jedoch nicht, dass der Kola-Brunnen der Wissenschaft nichts gegeben hat - im Gegenteil, er hat alle ihre Vorstellungen über den Aufbau der Erdkruste auf den Kopf gestellt.

ERGEBNISSE

Die gestellten Aufgaben des Ultratiefbohrprojekts sind erfüllt. Spezielle Ausrüstung und Technologie für ultratiefe Bohrungen sowie für die Untersuchung von Brunnen, die in große Tiefen gebohrt wurden, wurden entwickelt und geschaffen. Wir erhielten sozusagen „aus erster Hand“ Informationen über den physikalischen Zustand, die Eigenschaften und die Zusammensetzung von Gesteinen in ihrem natürlichen Vorkommen und aus Kernproben bis zu einer Tiefe von 12.262 m. 8 km. Dort wurden industrielle Kupfer-Nickel-Erze entdeckt – ein neuer Erzhorizont wurde entdeckt. Und sehr praktisch, denn der örtlichen Nickelfabrik geht bereits das Erz aus.

Wie oben erwähnt, hat sich die geologische Vorhersage des Bohrabschnitts nicht bewahrheitet. Das Bild, das während der ersten 5 km im Brunnen erwartet wurde, erstreckte sich über 7 km, und dann tauchten völlig unerwartete Felsen auf. Die vorhergesagten Basalte in einer Tiefe von 7 km wurden nicht gefunden, selbst als sie auf 12 km abfielen. Es wurde erwartet, dass die Grenze, die die seismische Sondierung am meisten reflektiert, die Ebene ist, wo die Granite in eine haltbarere Basaltschicht übergehen. In Wirklichkeit stellte sich heraus, dass sich dort weniger haltbares und weniger dichtes Bruchgestein – archaische Gneise – befindet. Das war überhaupt nicht zu erwarten. Und dies sind grundlegend neue geologische und geophysikalische Informationen, die es Ihnen ermöglichen, die Daten tiefer geophysikalischer Untersuchungen auf andere Weise zu interpretieren.

Auch die Daten zum Prozess der Erzbildung in den tiefen Schichten der Erdkruste erwiesen sich als unerwartet und grundlegend neu. So wurden in Tiefen von 9-12 km hochporöse gebrochene Gesteine ​​angetroffen, die mit unterirdischem hochmineralisiertem Wasser gesättigt waren. Diese Gewässer sind eine der Quellen der Erzbildung. Bisher glaubte man, dass dies nur in viel geringeren Tiefen möglich sei. In diesem Abschnitt wurde im Kern ein erhöhter Goldgehalt gefunden - bis zu 1 g pro 1 Tonne Gestein (eine Konzentration, die als geeignet für die industrielle Entwicklung gilt). Aber wird es jemals rentabel sein, Gold aus einer solchen Tiefe abzubauen?

Auch die Vorstellungen über das Wärmeregime des Erdinneren, über die Tiefenverteilung der Temperaturen in den Bereichen der Basaltschilde haben sich geändert. In einer Tiefe von mehr als 6 km ergab sich ein Temperaturgradient von 20 °C pro 1 km statt der erwarteten (wie im oberen Teil) 16 °C pro 1 km. Es zeigte sich, dass die Hälfte des Wärmeflusses radiogenen Ursprungs ist.

Die Eingeweide der Erde enthalten so viele Geheimnisse wie die Weiten des Universums. Genau das denken einige Wissenschaftler, und sie haben teilweise Recht, denn die Menschen wissen immer noch nicht genau, was sich unter unseren Füßen tief unter der Erde befindet.Während der gesamten Zeit des Bestehens der irdischen Zivilisation konnten wir tief in die Erde vordringen Planet etwas mehr als 10 Kilometer. Dieser Rekord wurde 1990 zurückgesetzt und dauerte bis 2008, danach wurde er mehrmals aktualisiert. 2008 wurde die umgeleitete Ölquelle Maersk Oil BD-04A mit einer Länge von 12.290 Metern gebohrt (Al-Shaheen-Ölbecken in Katar). Im Januar 2011 wurde im Feld Odoptu-Sea (Projekt Sachalin-1) eine geneigte Ölquelle mit einer Tiefe von 12.345 Metern gebohrt. Der Rekord für die Bohrtiefe gehört derzeit der Z-42-Bohrung des Chayvinskoye-Feldes, deren Tiefe 12.700 Meter beträgt.

Trotz der Tatsache, dass das 21. Jahrhundert vor der Tür steht, wurde sehr wenig über die innere Struktur unseres Planeten untersucht. Wir wissen ziemlich genau, was im Weltraum passiert, gleichzeitig kann der Grad des Eindringens in die Geheimnisse der Erde mit einem leichten Nadelstich in die Oberfläche einer Wassermelonenschale verglichen werden.
Mitte der 1950er Jahre, als Bohrer lernten, mehr als 7 km tiefe Brunnen zu bauen, näherte sich die Menschheit der Umsetzung einer sehr ehrgeizigen Aufgabe - die Erdkruste zu durchdringen und zu sehen, was sich darunter verbirgt. Diesem Ziel kamen unsere Landsleute, die die supertiefe Bohrung Kola gebohrt haben, am nächsten.
Die feste Hülle der Erde ist im Verhältnis zu ihrer Größe überraschend dünn - die Dicke der Kruste variiert zwischen 20-65 km an Land und 3-8 km unter dem Ozean und nimmt weniger als 1% des Planetenvolumens ein. Dahinter befindet sich eine riesige Schicht – der Mantel – der den Großteil der Erde ausmacht. Noch niedriger ist ein dichter Kern, der hauptsächlich aus Eisen sowie Nickel, Blei, Uran und anderen Metallen besteht. Zwischen der Kruste und dem Mantel zeichnet sich eine Grenzzone ab, benannt nach dem jugoslawischen Wissenschaftler, der sie entdeckt hat, die Oberfläche (Grenze) von Mohorovich oder kurz - Moho. In dieser Zone nimmt die Ausbreitungsgeschwindigkeit seismischer Wellen stark zu. Es gibt eine Reihe von Hypothesen, die dieses Phänomen erklären sollen, aber im Allgemeinen bleibt es ungelöst.

Das wichtigste Ziel der ernsthaftesten Tiefbohrprojekte, die in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts gestartet wurden, war genau diese mysteriöse Schicht. Die Forscher erreichten es jedoch nicht, die Daten über die Struktur der Erdkruste, die beim Bohren ultratiefer Brunnen gewonnen wurden, erwiesen sich als so unerwartet, dass die Mokhorovich-Grenze sozusagen in den Hintergrund trat. Zunächst galt es, die in den höheren Schichten gefundenen Rätsel zu erklären.
Die Amerikaner begannen als erste, zu wissenschaftlichen Zwecken tief in die Erdkruste zu bohren. In den 1960er Jahren starteten sie das wissenschaftliche Projekt Mohole, bei dem Unterwasserbohrschiffe mit speziellen Bohrschiffen gebaut wurden. In den nächsten dreißig Jahren tauchten mehr als 800 Brunnen in den Meeren und Ozeanen auf, von denen sich viele in Tiefen von mehr als 4 km befinden. Das längste Bohrloch konnte nur 800 m in den Meeresboden vordringen, und doch waren die gewonnenen Daten von enormer Bedeutung für die Geologie. Insbesondere dienten sie als gewichtige Bestätigung der sogenannten. tektonische Theorie, nach der die Kontinente auf festen Lithosphärenplatten basieren, die langsam schwimmen und in einen flüssigen Mantel eingetaucht sind.

Natürlich konnte die UdSSR ihrem Konkurrenten aus Übersee nicht hinterherhinken, also starteten wir Mitte der 1960er Jahre zahlreiche Projekte zur Erforschung der Erdkruste. Sowjetische Wissenschaftler gingen einen etwas anderen Weg und beschlossen, Brunnen nicht im Meer, sondern an Land zu bohren. Das bekannteste und erfolgreichste Projekt dieser Art ist der Kola Superdeep Well, das tiefste „Loch im Boden“, das je von Menschenhand geschaffen wurde. Der Brunnen befindet sich an der Nordspitze der Kola-Halbinsel. Dieser Ort wurde nicht zufällig gewählt - über Hunderte von Millionen Jahren zerstörte natürliche Erosion die Oberfläche des Kola-Kristallschildes und riss die oberen Gesteinsschichten davon ab. Infolgedessen tauchten an der Oberfläche alte archaische Schichten auf, die Tiefen von 5-10 km für den durchschnittlichen Abschnitt der Erdkruste des kontinentalen Typs entsprechen. Die 15-Kilometer-Entwurfstiefe des Brunnens ließ die Wissenschaftler hoffen, die mysteriöse Oberfläche von Mohorovich zu erreichen.
Das Bohren des Kola-Brunnens begann 1970 und endete mehr als 20 Jahre später - 1994. Zunächst arbeiteten die Bohrer mit ganz traditionellen Methoden: Eine Reihe von Leichtmetallrohren wurde in den Brunnen abgesenkt, an dessen Ende Ein zylindrischer Metallbohrer mit Diamantzähnen und Sensoren wurde befestigt. Die Säule wurde von einem Motor gedreht, der sich an der Oberfläche befand. Als die Tiefe des Bohrlochs zunahm, wurden den Rohren neue Abschnitte hinzugefügt. In regelmäßigen Abständen musste die gesamte Säule an die Oberfläche gehoben werden, um den geschnittenen Kern des Gesteins zu extrahieren und den stumpfen Bohrer zu ersetzen. Leider wird diese bewährte Technik wirkungslos, wenn die Tiefe des Brunnens einen bestimmten Punkt überschreitet: Die Reibung der Rohre an den Wänden des Brunnens wird zu groß, um diesen ganzen riesigen Schacht zu drehen. Um diese Schwierigkeit zu überwinden, entwickelten die Ingenieure ein Schema, bei dem sich nur der Kopf des Bohrgeräts drehte. Am Ende der Säule wurden Turbinen verstärkt, durch die Bohrflüssigkeit geleitet wurde - eine spezielle Flüssigkeit, die als Schmiermittel dient und durch die Rohre zirkuliert. Diese Turbinen versetzten den Bohrer in Rotation.

Die während des Bohrvorgangs an die Oberfläche gebrachten Proben haben die Geologie revolutioniert. Die bestehenden Vorstellungen über den Aufbau der Erdkruste erwiesen sich als weit von der Realität entfernt. Die erste Überraschung war der fehlende Übergang von Granit zu Basalt, den die Wissenschaftler in einer Tiefe von etwa 6 km erwarteten. Seismologische Untersuchungen weisen darauf hin, dass sich in diesem Bereich die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Schallwellen dramatisch ändert, was als Beginn des Basaltuntergrundes der Erdkruste interpretiert wurde. Aber auch nach der Übergangszone stiegen weiterhin Granite und Gneise an die Oberfläche. Von diesem Moment an wurde klar, dass das vorherrschende Modell einer zweischichtigen Erdkruste falsch war. Jetzt wird das Vorhandensein eines seismischen Übergangs durch eine Änderung der Eigenschaften des Gesteins unter Bedingungen erhöhten Drucks und erhöhter Temperatur erklärt.
Eine noch überraschendere Entdeckung war die Tatsache, dass sich Gesteine ​​in Tiefen von mehr als 9 km als extrem porös herausstellten. Zuvor glaubte man, dass sie mit zunehmender Tiefe und zunehmendem Druck im Gegenteil immer dichter werden sollten. Miniaturrisse wurden mit einer wässrigen Lösung gefüllt, deren Herkunft lange Zeit völlig unklar blieb. Später wurde eine Theorie aufgestellt, wonach das entdeckte Wasser aus Wasserstoff- und Sauerstoffatomen entsteht, die unter dem Einfluss kolossaler Drücke aus dem umgebenden Gestein „herausgepresst“ werden.
Eine weitere Überraschung: Das Leben auf dem Planeten Erde entstand, wie sich herausstellte, 1,5 Milliarden Jahre früher als erwartet. In einer Tiefe von 6,7 km, wo man annahm, dass es keine organische Substanz gab, wurden 14 Arten versteinerter Mikroorganismen gefunden. Sie wurden in höchst uncharakteristischen Kohlenstoff-Stickstoff-Lagerstätten (anstelle des üblichen Kalksteins oder Silikats) gefunden, die über 2,8 Milliarden Jahre alt sind. In noch größeren Tiefen, wo es keine Sedimentgesteine ​​mehr gibt, trat Methan in enormen Konzentrationen auf. Dies zerstörte die Theorie der biologischen Herkunft von Kohlenwasserstoffen wie Öl und Gas vollständig und endgültig.
Die Wissenschaftler waren auch sehr überrascht von der Geschwindigkeit, mit der die Temperatur anstieg, als sich der Brunnen vertiefte. Bei einer Marke von 7 km erreichte sie 120 °C und in 12 km Tiefe bereits 230 °C, was ein Drittel über dem geplanten Wert lag: Der Temperaturgradient der Kruste betrug stattdessen fast 20 Grad pro 1 km von den erwarteten 16. Es wurde auch festgestellt, dass die Hälfte des Wärmeflusses radiogenen Ursprungs ist. Die hohe Temperatur wirkte sich negativ auf die Arbeit des Meißels aus, sodass die Bohrflüssigkeit gekühlt wurde, bevor sie in das Bohrloch gepumpt wurde. Diese Maßnahme erwies sich als recht effektiv, konnte jedoch nach Überschreiten der 12 km-Marke keine ausreichende Wärmeabfuhr mehr leisten. Darüber hinaus nahm das komprimierte und erhitzte Gestein einige Eigenschaften einer Flüssigkeit an, wodurch das Bohrloch beim nächsten Herausziehen des Bohrstrangs zu schwimmen begann. Weitere Fortschritte erwiesen sich ohne neue technologische Lösungen und erhebliche finanzielle Kosten als unmöglich, so dass die Bohrungen 1994 eingestellt wurden. Zu diesem Zeitpunkt hatte sich der Brunnen auf 12.262 m vertieft.

Name Mohole Komplex. "Loch" bedeutet Brunnen oder einfach Loch, und die erste Silbe "Mo" ist dem Namen des herausragenden kroatischen Geophysikers Andrei Mohorovichich entnommen. Dank ihm kam das Konzept der Mohorovichi-Oberfläche zur wissenschaftlichen Anwendung. Dies ist der Name der mysteriösen unterirdischen Region, vermutlich der unteren Grenze der Erdkruste, auf der die Geschwindigkeiten der seismischen Längswellen von 6,7-7,6 auf 7,9-8,2 km / s und der Querwellen von 3,6- 4, 2 bis 4,4 – 4,7 km/s. Auch die Materiedichte nimmt sprunghaft zu, vermutlich von 2,9–3 auf 3,1–3,5 t/m3. Ziel des Mohol-Projekts war es, genau diese Oberfläche zu erreichen und erstmals eine visuelle und nicht nur spekulative Vorstellung davon zu bekommen.

Bohrplattform CUSS I, Projekt Mohole

Es wurde angenommen, dass dies einfacher zu erreichen wäre, wenn man mit dem Bohren am Grund des Ozeans beginnt, wo die Kruste viel dünner ist. Es wurde ein Ort in der Nähe der Insel Guadalupe mit einer Meerestiefe von etwa 3,5 km ausgewählt. Es wurden jedoch nur 5 Testbohrungen mit einer Tiefe von bis zu 180 Metern gebohrt. Danach musste das Projekt leider wegen Kostenüberschreitungen geschlossen werden.

1973-1974 Bertha Rogers hat in Oklahoma gut gebohrt. Sein Zweck war eher prosaisch - Ölförderung, aber das Projekt hatte auch eine Forschungslast. Bertha Rogers erreichte eine Tiefe von 9583 m und blieb vorerst die tiefste Bohrung der Welt.

In der Zwischenzeit wurde in der UdSSR ein Projekt gestartet, um etwa 30 ultratiefe (mehr als 5 km) Brunnen in verschiedenen Regionen des Landes zu erstellen. Sie waren hauptsächlich Ölproduzenten, aber nicht alle. 1974 hatte der tiefste von ihnen eine Tiefe von 7263. Dies war der ultratiefe Brunnen Kola, der einen besonderen Platz im sowjetischen Tiefbohrprogramm einnahm. Es war nicht für die Ölförderung gedacht, sondern ausschließlich für die wissenschaftliche Forschung.

Kola Superdeep wurde 1970 im nordöstlichen Teil des Baltischen Schildes verlegt, an einem Ort, an dem die ältesten magmatischen Gesteine ​​an die Oberfläche kommen, die im Bergbau, der oft in Sedimentschichten durchgeführt wird, wenig untersucht wurden. Außerdem ist die Grenze von Mohorovichic hier nicht tief (natürlich relativ).

Wir haben bei 15 km geschwungen. Die den Projektteilnehmern übertragenen Aufgaben umfassten in der Praxis die Bestätigung oder Widerlegung einer Reihe von Theorien, die Identifizierung der Merkmale von Erzbildungsprozessen, die Bestimmung der Art der Grenzen, die Schichten in der kontinentalen Kruste trennen, und das Sammeln von Daten über die stoffliche Zusammensetzung und den physikalischen Zustand von Felsen.

Die Bohrungen begannen am 24. Mai. Der Einlaufdurchmesser betrug 92 cm Zunächst wurde mit einer Serienanlage gearbeitet, die üblicherweise in der Öl- und Gasförderung eingesetzt wird. Dann wurde es durch eine speziell von Uralmash entwickelte Ausrüstung aus leichten, aber starken Legierungen ersetzt. Sonst hätte es beim Auftauchen aus der Tiefe sein eigenes Gewicht nicht getragen.

Der Bohrer durchbohrte methodisch alte Granite, deren Alter 3 Milliarden Jahre überstieg. An Überraschungen mangelte es nicht. Der ständige Brunnenmanager David Mironovich Huberman sagte 2011 in einem Interview mit Murmansky Vestnik:

Wir haben gebohrt und wussten nicht, was uns erwartet. In einer Tiefe von 1700 Metern wurden nickelreiche Vorkommen gefunden. Hier sind die Jobaussichten für unsere Werke! Sie gruben weiter. Und bei drei Kilometern erreichten sie den Grund des Mondes! Reiner Mond! - sagt David Mironovich und lacht: - Dann hatten wir schon Mondboden. Wir haben es mit dem verglichen, was wir aus drei Kilometern gehoben haben, in allen physikalischen und mechanischen Eigenschaften – eins zu eins. Meine Kameraden und ich scherzten dann, dass der Mond angeblich von der Kola-Halbinsel weggebrochen sei! Es bleibt nur noch die Stelle zu finden, an der es abgegangen ist ...

Später begannen Wunder überhaupt und widerlegten viele allgemein anerkannte Theorien. Es wurde angenommen, dass in einer Tiefe von fünf Kilometern Granit durch Basalte ersetzt würde. In dieser Tiefe sowie an der Mohorovichic-Grenze verzeichneten die Instrumente einen starken Anstieg der Geschwindigkeit seismischer Wellen. Dieses als Konrad-Oberfläche bekannte Phänomen wurde damit erklärt, dass hier die obere Granitschicht der Erdkruste durch die untere Basaltschicht ersetzt wird. Bohrungen bestätigten dies jedoch nicht. Die 5-km-Marke wurde hinter sich gelassen, und die Anlage förderte immer noch Granitkerne (zylindrische Felssäulen, die für wissenschaftliche Analysen bestimmt waren) an die Oberfläche. Allerdings war dieser Granit immer ungewöhnlicher, wurde durch hohen Druck komprimiert und veränderte seine physikalischen und akustischen Eigenschaften. Aber wirklich bedeutende Metamorphosen begannen erst auf dem achten Kilometer und keineswegs die, die Geologen vorhergesagt hatten. Jetzt wurde nicht durch Granit gebohrt, aber auch nicht durch Basalte, sondern durch Gneise - ein geschichtetes Gestein mit einer für eine solche Tiefe sehr geringen Dichte. Das Bohrloch begann zu bröckeln, und dann verklemmte sich der Bohrstrang mit Steinen, und der Kopf brach ab, als er versuchte, ihn anzuheben. Das entmutigte die Forscher nicht. Der verlorene Teil des Bohrstrangs wurde zementiert, die Bohrung wurde mit ausgelenktem Bohrwerkzeug fortgesetzt.

Verlag "Nedra", 1984

Vladimir Basovich, stellvertretender Direktor für Forschung am Kola Superdeep Well, erinnert sich:

Wir hatten unser eigenes Konstruktionsbüro, wir hatten unsere eigenen Programmierer, wir hatten unsere eigene Werkstatt, wir hatten unsere eigene Schmiede, Wärmewerkstatt, was immer Sie wollen. Heute entstand ein Bedarf, eine Idee – morgen wurden daraus Baupläne. Zwei Tage später haben wir es selbst gemacht. Vier Tage später ließen wir sie in unbekannte Tiefen, in beispiellos kritische Betriebsbedingungen.

Foto: "Kola Superdeep" Ministerium für Geologie der UdSSR,
Verlag "Nedra", 1984

Die Überraschung von dem, was er sah, wuchs. Das Gestein erwies sich als porös und brüchig, und die Hohlräume waren mit Wasser gefüllt, das in einer solchen Tiefe in dieser Menge überhaupt nicht zu erwarten war. Unterwegs wurden die Temperatur im gesamten Bohrloch, natürliche Radioaktivität - Gammastrahlung, induzierte Radioaktivität nach gepulster Neutronenbestrahlung, elektrische und magnetische Eigenschaften von Gesteinen, Ausbreitungsgeschwindigkeit elastischer Wellen und die Zusammensetzung von Gasen in der Bohrflüssigkeit gemessen. Auch hier warteten Überraschungen. Die Temperatur stieg viel schneller als vorhergesagt, und die Radioaktivität wollte sich nicht wie erwartet verhalten.

Am 6. Juni 1979 brachen sowjetische Bohrer den Rekord von Bert Rogers und zogen weiter. Bis 1984 überschritt die Tiefe des Brunnens 12 km. Auf dem dreizehnten Kilometer begannen Unfälle einen nach dem anderen zu folgen. Wie auch immer, verdammtes Dutzend. Zu diesem Zeitpunkt entstand eine lustige urbane Legende, die später allen Ernstes zuerst von der westlichen und dann von der postsowjetischen Presse repliziert wurde: Sowjetische Bohrer durchbrachen das Dach der Hölle, und in den Brunnen gesenkte Tonaufnahmegeräte nahmen die Schreie auf der dort leidenden Sünder. Angeblich war dies der Grund für die Einstellung der Arbeiten und die Schließung des Brunnens. Doch die Bohrungen mussten aus rein materiellen Gründen eingestellt werden: Die technischen Schwierigkeiten überstiegen alle denkbaren Grenzen. Steine ​​und einen Bohrkopf aus einer solchen Tiefe zu heben, ist an sich undenkbar schwierig. Hinzu kommen hohe Temperaturen und Drücke. Und die unvermeidlichen Unterschiede in diesen Indikatoren beim Aufstieg an die Oberfläche. Tatsächlich ist das Bohren lange vor dem Erreichen des "Teufelsdutzends" zu einer verzweifelt extremen Beschäftigung geworden. 50 km Rohre wurden verwendet, um die letzten 5 km des Brunnens zu bohren. Das war der Grad ihrer Abnutzung.

Im September 1984 brach der Bohrstrang erneut, und zwar so erfolglos, dass die fünf Kilometer abgerissenen Rohre im Bohrloch stecken blieben und es fest blockierten. Ab einer Tiefe von 7.000 m wurde fast neu gebohrt - und bis 1990 hatte ein neuer Ast eine Tiefe von 12.262 m erreicht, aber dann brach die Säule wieder ab. Diesmal galt die Wiederaufnahme der Arbeit als unmöglich. Schade, aber das Kola-Superdeep-Feld ist zu einer einzigartigen wissenschaftlichen und technologischen Errungenschaft geworden, die es nicht nur zu übertreffen, sondern sogar zu wiederholen gilt, was bisher niemandem gelungen ist. Aber seit dem Start ist fast ein halbes Jahrhundert vergangen! Bis heute gibt es ein paar Ölquellen, die die Kola in ihrer Länge übertreffen, aber schräg zur Oberfläche verlaufen und nicht weit ins Erdinnere vordringen.

Die Bohrungen wurden abgeschlossen, was jedoch nicht das Ende des wissenschaftlichen Projekts bedeuten sollte. Der einzigartige zwölf Kilometer lange Kern, der in separate Spalten unterteilt und nummeriert war, wurde in neunhundert Kisten ausgelegt. Sie werden in Jaroslawl aufbewahrt. Das sorgfältige Studium dieses unschätzbaren Materials wird fortgesetzt und wird höchstwahrscheinlich noch lange andauern. Beim Brunnen selbst ist die Situation noch schlimmer. Auch während der Arbeiten diente es als Tiefenobservatorium, wo auf verschiedenen Ebenen Instrumente installiert wurden, die die Merkmale der Ausbreitung seismischer Wellen und eine Reihe anderer Indikatoren aufzeichneten. Darüber hinaus war all dies Teil eines einzigen Systems von Tiefenobservatorien, die in drei Dutzend anderen ultratiefen Bohrlöchern betrieben wurden, die Tausende von Kilometern voneinander entfernt waren. Die so gesammelten Informationen ermöglichten wesentliche Fortschritte bei der schwierigen Aufgabe, Erdbeben vorherzusagen. Die Observatorien zeichneten auch die Merkmale der Ausbreitung von Wellen von unterirdischen Atomexplosionen über große Entfernungen und Tiefen auf. So konnten unter anderem Tiefenkarten möglicher Mineralvorkommen erstellt und an praktizierende Geologen übermittelt werden.

Wir haben sehr interessante Schnitte bekommen. Aus diesen Schnitten konnten wir ernsthaft den Aufbau der Erdkruste beurteilen. Sogar bis zu hundertfünfzig Kilometer. Dies eröffnete neue Möglichkeiten für die globale Erkundung des Territoriums der Sowjetunion., - bezeugt der ehemalige Minister für Geologie der UdSSR Yevgeny Kozlovsky.

Das Kola Superdeep Observatory könnte immer noch als einzigartiges Tiefenobservatorium dienen. Könnte, geht aber nicht. Es wurde nicht mehr finanziert, geschlossen und der Bodenkomplex mit einzigartiger Ausrüstung wurde in Schrott geschnitten. In einem Interview mit Murmansky Vestnik, das sich als letztes herausstellte, sagte David Mironovich Huberman:

Eh, um es zu unterstützen, nicht um es zu zerstören, wurde ein Cent benötigt - drei Millionen, nicht Dollar, unsere "hölzernen" Rubel. Gib nicht, spare! Und sie haben bekommen, was sie wollten ... Alle sagen, dass es teuer ist. Wissen ist teuer. Ganz recht. Warum sagt keiner, wie viel Ignoranz kostet?! Viel mehr. Sie sehen sich an, was in Japan vor sich ging, als es in Kernkraftwerken zu Unfällen kam ... Ich verstehe nicht! Wir waren jeden Cent wert! Das Bohren war billig, die gesamte Ausrüstung stammte aus dem Inland, kein einziger importierter Nagel. Nein, sie wurden eingemottet, geschlossen, Leute wurden gefeuert! Sehen Sie, es ist alles Unsinn, dass es kein Geld für die Wissenschaft gibt! Unsinn, wir haben nicht viel verlangt. Aber was für eine Rendite ... Und jetzt ist es möglich, dort wissenschaftliche Geräte zu installieren, Sensoren in eine Tiefe zu senken und Messungen durchzuführen. Unbezahlbare Informationen. Nach der Vorhersage der gleichen Erdbeben ...

Jetzt laufen die Leute mit einer ironischen Interpretation der Abkürzung RF - Resource Federation herum. Diejenigen, die diesen schlechten Witz wiederholen, scheinen sich einzubilden, dass die Ressourcen dieser Föderation einfach offen liegen. Komm raus, heb es mit deinen bloßen Händen auf und fülle es in Behälter. Aber all diese berüchtigten Ressourcen wurden nur dank der kolossalen Arbeit von Wissenschaftlern und Ingenieuren verfügbar. Welch eine Kraft wurde in die geologische Erforschung gesteckt, welch ein Intellekt! Und mit welcher gedankenlosen Extravaganz ging es dann den Bach runter! Ich möchte wirklich glauben, dass die Erben endlich klug geworden sind und nicht verschwenden werden, was übrig bleibt, ist völlig mittelmäßig. Es gibt die Meinung, dass die Kola Superdeep zumindest als Institution für die Ausbildung von Spezialisten für Offshore-Bohrungen wiederhergestellt werden kann. Und vielleicht nicht nur. Sie sagen, dass das mindestens 8 km tiefe Bohrloch jetzt ziemlich „lebendig“ und für geophysikalische Forschung geeignet ist. Die Wiederherstellung des Zerstörten kostet natürlich viel, ist aber möglich.