تم حفر مئات الآلاف من الآبار في القشرة الأرضية على مدى العقود الماضية من القرن الماضي. وهذا ليس مفاجئًا ، لأن البحث عن المعادن واستخراجها في عصرنا مرتبط حتمًا بالحفر العميق. ولكن من بين كل هذه الآبار ، يوجد واحد فقط على هذا الكوكب - الأسطوري Kola Superdeep (SG) ، الذي لا يزال عمقه غير مسبوق - أكثر من اثني عشر كيلومترًا. بالإضافة إلى ذلك ، فإن SG هي واحدة من القلائل التي تم حفرها ليس من أجل الاستكشاف أو التعدين ، ولكن لأغراض علمية بحتة: لدراسة أقدم صخور كوكبنا ومعرفة أسرار العمليات الجارية فيها.
اليوم ، لا يتم إجراء عمليات حفر في Kola Superdeep ، وقد تم إيقافها في عام 1992. لم يكن SG هو الأول وليس الوحيد في برنامج دراسة البنية العميقة للأرض. من الآبار الخارجية ثلاثة آبار وصلت أعماقها من 9.1 إلى 9.6 كم. كان من المخطط أن يتجاوز أحدهم (في ألمانيا) كولا. ومع ذلك ، تم إيقاف الحفر على الثلاثة ، وكذلك على SG ، بسبب الحوادث ولأسباب فنية لا يمكن أن يستمر حتى الآن.
يمكن ملاحظة أنه ليس عبثًا مقارنة مهام حفر الآبار العميقة في التعقيد برحلة إلى الفضاء ، مع رحلة استكشافية طويلة المدى إلى كوكب آخر. عينات الصخور المستخرجة من باطن الأرض ليست أقل إثارة للاهتمام من عينات تربة القمر. تمت دراسة التربة التي نقلتها المركبة القمرية السوفيتية في معاهد مختلفة ، بما في ذلك مركز كولا للعلوم. اتضح أن تكوين التربة القمرية يتوافق تمامًا تقريبًا مع الصخور المستخرجة من بئر كولا من عمق حوالي 3 كم.
اختيار الموقع والتنبؤ به
تم إنشاء بعثة استكشافية خاصة (Kola GRE) لحفر SG. لم يتم اختيار مكان الحفر أيضًا عن طريق الصدفة - درع البلطيق في منطقة شبه جزيرة كولا. هنا ، تظهر أقدم الصخور النارية التي يبلغ عمرها حوالي 3 مليارات سنة على السطح (ويبلغ عمر الأرض 4.5 مليار سنة فقط). كان من المثير للاهتمام الحفر في أقدم الصخور النارية ، لأن الصخور الرسوبية حتى عمق 8 كيلومترات تمت دراستها جيدًا في إنتاج النفط. وفي الصخور النارية أثناء التعدين ، عادة ما تحصل على 1-2 كم فقط. تم أيضًا تسهيل اختيار مكان لـ SG من خلال حقيقة أن حوض Pecheneg يقع هنا - هيكل ضخم يشبه الوعاء ، كما لو كان مضغوطًا في الصخور القديمة. أصله مرتبط بخطأ عميق. وهنا توجد رواسب كبيرة من النحاس والنيكل. وشملت المهام الموكلة إلى بعثة كولا الجيولوجية تحديد عدد من سمات العمليات والظواهر الجيولوجية ، بما في ذلك تكوين الخام ، وتحديد طبيعة الحدود التي تفصل الطبقات في القشرة القارية ، وجمع البيانات عن التركيب المادي والحالة الفيزيائية للصخور. .
قبل الحفر ، تم بناء جزء من القشرة الأرضية على أساس البيانات الزلزالية. كان بمثابة توقع لظهور طبقات الأرض التي عبرتها البئر. كان من المفترض أن يمتد تسلسل الجرانيت إلى عمق 5 كيلومترات ، وبعد ذلك كان من المتوقع وجود صخور بازلتية أقوى وأقدم.
لذلك ، تم اختيار الشمال الغربي من شبه جزيرة كولا ، على بعد 10 كيلومترات من مدينة زابوليارني ، ليست بعيدة عن حدودنا مع النرويج ، كموقع حفر. Zapolyarny هي مدينة صغيرة نشأت في الخمسينيات بجوار مصنع للنيكل. بين التندرا الجبلية على تلة تهب عليها كل الرياح والعواصف الثلجية ، يوجد "مربع" ، يتكون كل جانب منه من سبعة منازل من خمسة طوابق. يوجد في الداخل شارعان ، عند تقاطعهما ساحة حيث يوجد بيت الثقافة والفندق. على بعد كيلومتر من البلدة ، خلف الوادي الضيق ، تظهر المباني والمداخن العالية لمصنع النيكل ، خلفه ، على طول المنحدر الجبلي ، مقالب نفايات صخرية من أقرب محجر حجري مظلمة. بالقرب من المدينة يوجد طريق سريع إلى مدينة نيكيل وبحيرة صغيرة ، على الجانب الآخر منها النرويج بالفعل.
أرض تلك الأماكن بكثرة تحافظ على آثار الحرب الماضية. عندما تسافر بالحافلة من مورمانسك إلى زابوليارني ، في منتصف الطريق تقريبًا تعبر نهر زابادنايا ليتسا الصغير ، توجد مسلة تذكارية على ضفته. هذا هو المكان الوحيد في كل روسيا حيث وقفت الجبهة بلا حراك خلال الحرب من عام 1941 إلى عام 1944 ، مقابل بحر بارنتس. على الرغم من وجود معارك ضارية طوال الوقت وكانت الخسائر على الجانبين ضخمة. حاول الألمان دون جدوى اقتحام مورمانسك ، الميناء الوحيد الخالي من الجليد في شمالنا. شتاء 1944 القوات السوفيتيةتمكنت من اختراق الجبهة.
على هذا الخطاف ، تم إنزال سلسلة من الأنابيب ورفعها. على اليسار - في سلة - توجد أنابيب بطول 33 مترًا معدة للنزول - "شموع".
كولا superdeep جيدا. في الشكل على اليمين: أ. تنبؤات القسم الجيولوجي. ب. القسم الجيولوجي الذي تم إنشاؤه على أساس بيانات حفر SG (الأسهم من العمود A إلى العمود B تشير إلى أي عمق تصادف الصخور المتوقعة). في هذا القسم ، الجزء العلوي (حتى 7 كم) عبارة عن سلسلة من البروتيروزويك مع طبقات من الصخور البركانية (دياباز) والصخور الرسوبية (الأحجار الرملية والدولوميت). أقل من 7 كم توجد طبقة أرشيان بها وحدات صخرية متكررة (بشكل رئيسي النيسات والأمفيبوليت). يبلغ عمره 2.86 مليار سنة. ج- البئر مع العديد من الآبار المحفورة والمفقودة (أقل من 7 كم) على شكل جذور متفرعة لنبات عملاق. يبدو أن البئر متعرج ، لأن الحفر ينحرف باستمرار نحو الصخور الأقل متانة.
من Zapolyarny إلى Superdeep - 10 كم. يمر الطريق عبر المصنع ، ثم على طول حافة المحجر ثم يصعد صعودًا. يفتح حوض صغير من الممر ، حيث يتم تثبيت جهاز الحفر. ارتفاعه من مبنى مكون من عشرين طابقا. جاء "عمال الورديات" إلى هنا من زابوليارني إلى كل وردية. في المجموع ، عمل حوالي 3000 شخص في الرحلة الاستكشافية ، عاشوا في المدينة في منزلين. سمع تذمر بعض الآليات على مدار الساعة من منصة الحفر. يعني الصمت أنه لسبب ما كان هناك انقطاع في الحفر. في الشتاء ، خلال الليل القطبي الطويل - ويستمر هناك من 23 نوفمبر إلى 23 يناير - أضاءت منصة الحفر بأكملها بالأضواء. في كثير من الأحيان ، تمت إضافة ضوء الشفق إليهم.
قليلا عن الموظفين. اجتمع فريق جيد من العمال المؤهلين تأهيلا عاليا في رحلة الاستكشاف الجيولوجي Kola ، التي تم إنشاؤها من أجل الحفر. كان D. Huberman دائمًا تقريبًا رئيس GRE ، وهو قائد موهوب اختار الفريق. كان كبير المهندسين I. Vasilchenko مسؤولاً عن الحفر. كان يقود الحفارة أ. باتيشوف ، الذي أطلق عليه الجميع ببساطة Lekha. كان في. لاني مسؤولًا عن الجيولوجيا ، وكان يو كوزنتسوف مسؤولًا عن الجيوفيزياء. قام الجيولوجي Yu. Smirnov بعمل ضخم في المعالجة الأساسية وإنشاء التخزين الأساسي - الشخص الذي كان لديه "الخزانة العزيزة" ، والتي سنخبر عنها لاحقًا. شارك أكثر من 10 معاهد بحثية في البحث عن SG. كان للفريق أيضًا "kulibins" و "اليد اليسرى" (تميز S. لقد أنشأوا بأنفسهم العديد من الآليات الضرورية هنا في ورش عمل مجهزة جيدًا.
تاريخ الحفر
بدأ حفر البئر في عام 1970. استغرق الغطس إلى عمق 7263 م 4 سنوات. كان مدفوعًا بتركيب تسلسلي ، والذي يستخدم عادة في استخراج النفط والغاز. بسبب الرياح والبرد المستمر ، كان لابد من تغطية البرج بأكمله بدروع خشبية. خلاف ذلك ، من المستحيل ببساطة على شخص يجب أن يقف في الأعلى أثناء رفع سلسلة الأنبوب أن يعمل.
ثم كان هناك انقطاع لمدة عام واحد مرتبط ببناء برج جديد وتركيب جهاز حفر مصمم خصيصًا - "Uralmash-15000". تم بمساعدتها إجراء جميع عمليات الحفر العميقة جدًا. يحتوي التثبيت الجديد على معدات آلية أكثر قوة. تم استخدام الحفر التوربيني - يحدث هذا عندما لا يتم تدوير السلسلة بأكملها ، ولكن فقط رأس الحفر. تمت تغذية سائل الحفر من خلال العمود تحت الضغط ، والذي يقوم بتدوير التوربين متعدد المراحل أدناه. يبلغ طوله الإجمالي 46 مترًا. وينتهي التوربين برأس حفر يبلغ قطره 214 ملم (يطلق عليه غالبًا التاج) ، وله شكل حلقي ، لذلك يبقى عمود صخري غير مثقوب في المنتصف - قلب بقطر 60 ملم. يمر أنبوب عبر جميع أقسام التوربين - جهاز استقبال أساسي ، حيث يتم تجميع أعمدة الصخور الملغومة. يتم نقل الصخور المكسرة مع سائل الحفر على طول البئر إلى السطح.
في العينات الأساسية على اليمين ، تظهر الخطوط المائلة بوضوح ، مما يعني أن البئر مرت هنا عبر الطبقات الموجودة بشكل غير مباشر.
كتلة الخيط المغمور في البئر بسائل الحفر حوالي 200 طن. هذا على الرغم من حقيقة أنه تم استخدام أنابيب مصممة خصيصًا مصنوعة من السبائك الخفيفة. إذا كان العمود مصنوعًا من أنابيب فولاذية عادية ، فسوف ينكسر من وزنه.
هناك العديد من الصعوبات ، وأحيانًا غير متوقعة تمامًا ، في عملية الحفر على أعماق كبيرة واختيار النوى.
عادة ما يكون الاختراق في رحلة واحدة ، والذي يحدده تآكل رأس الحفر ، من 7 إلى 10 أمتار. (الرحلة ، أو الدورة ، هي نزول سلسلة مع توربين وأداة حفر ، الحفر الفعلي والارتفاع الكامل من الخيط.) يستغرق الحفر نفسه 4 ساعات. ويستغرق نزول العمود البالغ طوله 12 كيلومترًا وصعوده 18 ساعة. عند الرفع ، يتم تفكيك الخيط تلقائيًا إلى أقسام (حوامل) بطول 33 مترًا ، وفي المتوسط ، تم حفر 60 مترًا شهريًا ، وتم استخدام 50 كيلومترًا من الأنابيب لحفر آخر 5 كيلومترات من البئر. هذا كيف يرتدونها.
حتى عمق حوالي 7 كم ، كانت الصخور المتقاطعة جيدًا والمتجانسة نسبيًا ، وبالتالي كانت حفرة البئر مسطحة ، تقريبًا تقابل قطر رأس الحفر. تقدم العمل ، يمكن القول ، بهدوء. ومع ذلك ، على عمق 7 كم ، تكسر أقل قوة ، متداخل مع طبقات صغيرة من الصخور البينية شديدة الصلابة - النيس ، البرمائيات -. أصبح الحفر أكثر صعوبة. اتخذ الجذع شكلًا بيضاويًا ، وظهرت العديد من التجاويف. أصبحت الحوادث أكثر تواترا.
يوضح الشكل التنبؤ الأولي للقسم الجيولوجي والتنبؤ الذي تم إجراؤه على أساس بيانات الحفر. من المثير للاهتمام ملاحظة (العمود B) أن ميل التكوين على طول البئر يبلغ حوالي 50 درجة. وهكذا يتضح أن الصخور التي تتقاطع مع البئر تأتي إلى السطح. هنا يمكن للمرء أن يتذكر "الخزانة العزيزة" التي سبق ذكرها للجيولوجي ي. سميرنوف. هناك ، من جانب ، حصل على عينات من البئر ، ومن الجانب الآخر ، تم أخذها على السطح على تلك المسافة من جهاز الحفر ، حيث ترتفع الطبقة المقابلة. تكاد مصادفة السلالات كاملة.
تميز عام 1983 بسجل غير مسبوق حتى الآن: تجاوز عمق الحفر 12 كم. تم تعليق العمل.
كان المؤتمر الجيولوجي الدولي يقترب ، والذي ، وفقًا للخطة ، عقد في موسكو. تم التحضير لمعرض Geoexpo لذلك. تقرر ليس فقط قراءة التقارير حول النتائج التي تم تحقيقها في الأمانة العامة ، ولكن أيضًا لإطلاع المشاركين في المؤتمر على العمل العيني وعينات الصخور المستخرجة. نُشرت دراسة "Kola Superdeep" أمام المؤتمر.
في معرض Geoexpo ، كان هناك جناح كبير مخصص لعمل SG وأهم شيء - تحقيق عمق قياسي. كانت هناك رسوم بيانية رائعة تخبرنا عن تقنية وتقنية الحفر وعينات الصخور الملغومة وصور المعدات والفريق في العمل. لكن الاهتمام الأكبر للمشاركين والضيوف في المؤتمر انجذب إلى أحد التفاصيل غير التقليدية لعرض معرض: رأس الحفر الأكثر شيوعًا والصدأ قليلاً مع أسنان كربيد بالية. تقول الملصق إنها هي التي استخدمت أثناء الحفر على عمق أكثر من 12 كم. لقد أذهل رأس الحفر هذا حتى المتخصصين. على الأرجح ، توقع الجميع بشكل لا إرادي رؤية نوع من المعجزة التكنولوجية ، ربما باستخدام معدات الماس ... وما زالوا لا يعرفون أنه تم تجميع كومة كبيرة من نفس رؤوس الحفر الصدئة بالفعل على SG بجوار جهاز الحفر: بعد كل شيء ، كان لا بد من استبدالها بأخرى جديدة لكل 7-8 أمتار يتم حفرها.
أراد العديد من المندوبين في الكونغرس أن يروا بأم أعينهم جهاز حفر فريد من نوعه شبه جزيرة كولاوتأكد من تحقيق عمق حفر قياسي بالفعل في الاتحاد. حدث هذا الرحيل. هناك ، عقد اجتماع لقسم المؤتمر على الفور. وشاهد المندوبون جهاز الحفر وهم يرفعون خيطًا من البئر ويفصلون المقاطع التي يبلغ ارتفاعها 33 مترًا عنها. نُشرت صور ومقالات عن الأمانة العامة في الصحف والمجلات في جميع دول العالم تقريبًا. تم إصدار طابع بريدي ، وتم تنظيم إلغاء خاص للمغلفات. لن أسرد أسماء الفائزين بالجوائز المختلفة والممنوحين لعملهم ...
لكن العطلة انتهت ، واضطررنا لمواصلة الحفر. وقد بدأ بأكبر حادث في الرحلة الأولى في 27 سبتمبر 1984 - "تاريخ أسود" في تاريخ الأمن العام. لا يغفر البئر إذا تُرك دون رقابة لفترة طويلة. خلال الوقت الذي تم فيه إجراء الحفر ، حدثت تغييرات حتمية في جدرانه ، تلك التي لم يتم تثبيتها بأنابيب فولاذية إسمنتية.
في البداية سار كل شيء بسلاسة. نفذ الحفارون عملياتهم المعتادة: واحدًا تلو الآخر ، قاموا بخفض أقسام سلسلة الحفر ، إلى الأخير ، العلوي ، قاموا بتوصيل أنبوب إمداد سائل الحفر ، وتشغيل المضخات. بدأنا الحفر. أظهرت الأدوات الموجودة على وحدة التحكم أمام المشغل الوضع العادي للتشغيل (عدد دورات رأس الحفر ، وضغطه على الصخر ، ومعدل تدفق السوائل لدوران التوربين ، وما إلى ذلك).
بعد حفر مقطع آخر بطول 9 أمتار على عمق أكثر من 12 كم ، استغرق 4 ساعات ، وصلوا إلى عمق 12.066 كم. الاستعداد لظهور العمود. حاولنا. لا تذهب. في مثل هذه الأعماق ، لوحظ "الالتصاق" أكثر من مرة. يحدث هذا عندما يبدو أن جزءًا من العمود يلتصق بالجدران (ربما انهار شيء ما من الأعلى ، وانحشر قليلاً). لتحريك العمود من مكانه يتطلب قوة تتجاوز وزنه (حوالي 200 طن). وكذلك فعلت هذه المرة ، لكن العمود لم يتحرك. أضفنا القليل من الجهد ، وأدى سهم الجهاز إلى إبطاء القراءات بشكل حاد. أصبح العمود أخف وزناً ، ولا يمكن أن يكون هناك مثل هذا فقدان الوزن أثناء المسار الطبيعي للعملية. بدأنا في الارتفاع: واحدة تلو الأخرى ، كانت المقاطع مفكوكة الواحدة تلو الأخرى. أثناء الصعود الأخير ، تم تعليق قطعة مختصرة من الأنبوب بحافة سفلية غير مستوية على خطاف. هذا يعني أنه ليس فقط المثقاب التوربيني ، ولكن أيضًا 5 كيلومترات من أنابيب الحفر بقيت في البئر ...
سبعة أشهر تحاول الحصول عليها. بعد كل شيء ، لم نفقد فقط 5 كيلومترات من الأنابيب ، ولكننا خسرنا نتائج خمس سنوات من العمل.
ثم توقفت جميع محاولات إعادة المفقودين وبدأوا في الحفر مرة أخرى من عمق 7 كيلومترات. يجب أن أقول إن الظروف الجيولوجية هنا صعبة بشكل خاص للعمل بعد الكيلومتر السابع. تم تطوير تقنية الحفر لكل خطوة عن طريق التجربة والخطأ. والبدء من عمق حوالي 10 كم - أصعب. الحفر وتشغيل المعدات والمعدات في الحد الأقصى.
لذلك ، يجب توقع الحوادث هنا في أي لحظة. إنهم يستعدون لهم. يتم التفكير مسبقًا في طرق ووسائل التخلص منها. الحادث المعقد النموذجي هو كسر مجموعة الحفر مع جزء من سلسلة الحفر. الطريقة الرئيسية للتخلص منه هي إنشاء حافة فوق الجزء المفقود مباشرةً ومن هذا المكان لحفر ثقب جانبي جديد. تم حفر ما مجموعه 12 حفرة التفافية في البئر. أربعة منها يتراوح طولها من 2200 إلى 5000 م والتكلفة الرئيسية لمثل هذه الحوادث هي سنوات العمالة المفقودة.
فقط في المنظر اليومي ، البئر عبارة عن "ثقب" رأسي يمتد من سطح الأرض إلى القاع. في الواقع ، هذا بعيد كل البعد عن الواقع. خاصة إذا كان البئر شديد العمق ويتقاطع مع طبقات مائلة ذات كثافات مختلفة. ثم يبدو أنه يتعرج ، لأن الحفر ينحرف باستمرار نحو الصخور الأقل متانة. بعد كل قياس ، يوضح أن ميل البئر يتجاوز المسموح به ، يجب محاولة "العودة إلى مكانها". للقيام بذلك ، جنبًا إلى جنب مع أداة الحفر ، يتم خفض "عواكس" خاصة ، مما يساعد على تقليل زاوية ميل البئر أثناء الحفر. غالبًا ما تحدث الحوادث بفقدان أدوات الحفر وأجزاء الأنابيب. بعد ذلك ، يجب عمل صندوق جديد ، كما قلنا بالفعل ، يتنحى جانباً. لذا تخيل كيف تبدو البئر في الأرض: شيئًا مثل جذور نبات عملاق متفرّع في العمق.
هذا هو سبب المدة الخاصة للمرحلة الأخيرة من الحفر.
بعد أكبر حادث - "التاريخ الأسود" لعام 1984 - اقتربوا مرة أخرى من عمق 12 كم فقط بعد 6 سنوات. في عام 1990 ، تم الوصول إلى الحد الأقصى - 12262 كم. بعد بضع حوادث أخرى ، كنا مقتنعين بأنه لا يمكننا التعمق أكثر. كل الاحتمالات التقنية الحديثةمرهق. بدا الأمر كما لو أن الأرض لم تعد تريد الكشف عن أسرارها. توقف الحفر في عام 1992.
عمل بحثي. الأهداف والطرق
كان أحد الأهداف المهمة جدًا للحفر هو الحصول على عمود أساسي من عينات الصخور على طول طول البئر بالكامل. وقد تم الانتهاء من هذه المهمة. تم تحديد أطول نواة في العالم مثل المسطرة بالأمتار ووضعها بالترتيب المناسب في الصناديق. يشار إلى رقم الصندوق وأرقام العينة في الأعلى. يوجد ما يقرب من 900 صندوق من هذا القبيل في المخزون.
الآن يبقى فقط دراسة اللب ، وهو أمر لا غنى عنه حقًا في تحديد بنية الصخر وتكوينه وخصائصه وعمره.
لكن عينة الصخور المرفوعة على السطح لها خصائص مختلفة عن الكتلة الصخرية. هنا ، أعلاه ، تم تحريره من الضخم الضغط الميكانيكىالموجودة في العمق. أثناء الحفر ، تشققت وأصبحت مشبعة بطين الحفر. حتى إذا تم إعادة إنشاء الظروف العميقة في غرفة خاصة ، فإن المعلمات المقاسة في العينة لا تزال تختلف عن تلك الموجودة في المصفوفة. و "اختراق" صغير آخر: لكل 100 متر من البئر المحفور ، لا يتم الحصول على 100 متر من اللب. على SG من أعماق تزيد عن 5 كم ، كان متوسط استعادة النواة حوالي 30 ٪ فقط ، ومن أعماق تزيد عن 9 كم ، كانت هذه أحيانًا صفائح فردية بسماكة 2-3 سم ، وهي مطابقة للطبقات البينية الأكثر ديمومة.
لذا ، فإن اللب المأخوذ من البئر الموجود على SG لا يوفر معلومات كاملة عن الصخور العميقة.
تم حفر الآبار للأغراض العلمية لذلك تم استخدام المجمع بأكمله الأساليب الحديثةبحث. بالإضافة إلى استخراج اللب ، تم إجراء دراسات حول خصائص الصخور في حدوثها الطبيعي بالضرورة. تمت مراقبة الحالة الفنية للبئر باستمرار. قاموا بقياس درجة الحرارة في جميع أنحاء الجذع ، والنشاط الإشعاعي الطبيعي - إشعاع غاما ، والنشاط الإشعاعي المستحث بعد إشعاع النيوترون النبضي ، والكهرباء و الخواص المغناطيسيةتدرس الصخور ، سرعة انتشار الموجات المرنة ، تكوين الغازات في سائل البئر.
على عمق 7 كم ، تم استخدام الأدوات التسلسلية. يتطلب العمل في أعماق أكبر ودرجات حرارة أعلى إنشاء أدوات خاصة مقاومة للحرارة والضغط. نشأت صعوبات خاصة خلال المرحلة الأخيرة من الحفر ؛ عندما اقتربت درجة الحرارة في البئر من 200 درجة مئوية وتجاوز الضغط 1000 جوًا ، لم تعد الأجهزة التسلسلية قادرة على العمل. جاءت مكاتب التصميم الجيوفيزيائي والمختبرات المتخصصة للعديد من المعاهد البحثية للإنقاذ ، حيث أنتجت نسخًا مفردة من الأجهزة المقاومة للضغط الحراري. وهكذا ، طوال الوقت كانوا يعملون فقط على المعدات المحلية.
باختصار ، تم فحص البئر بتفاصيل كافية لعمقه بالكامل. أجريت الدراسات على مراحل ، مرة واحدة في السنة تقريبًا ، بعد تعميق البئر بمقدار كيلومتر واحد. في كل مرة بعد ذلك ، تم تقييم موثوقية المواد المستلمة. جعلت الحسابات المناسبة من الممكن تحديد معلمات سلالة معينة. اكتشفنا تناوبًا معينًا للطبقات وعرفنا بالفعل الصخور المحصورة في الكهوف والفقدان الجزئي للمعلومات المرتبطة بها. تعلمنا التعرف على الصخور حرفيًا بواسطة "الفتات" وعلى هذا الأساس لإعادة تكوين صورة كاملة لما "يخفيه" البئر. باختصار ، تمكنا من بناء عمود صخري مفصل - لإظهار تناوب الصخور وخصائصها.
من تجربة خاصة
مرة واحدة تقريبًا في السنة ، عندما اكتملت المرحلة التالية من الحفر - تعميق البئر بمقدار كيلومتر واحد ، ذهبت أيضًا إلى SG لأخذ القياسات التي عهدت إليّ بها. عادة ما يتم غسل البئر في هذا الوقت وتوفيرها للبحث لمدة شهر. كان وقت التوقف المخطط دائمًا معروفًا مسبقًا. كما جاءت المكالمة البرقية للعمل مسبقًا. تم فحص المعدات وتعبئتها. تم الانتهاء من الإجراءات المتعلقة بإغلاق العمل في المنطقة الحدودية. أخيرًا يتم تسوية كل شيء. دعنا نذهب.
مجموعتنا عبارة عن فريق صغير ودود: مطور أدوات قاع البئر ، مطور لمعدات أرضية جديدة ، وأنا أخصائي منهج. نصل قبل 10 أيام من القياسات. نتعرف على البيانات المتعلقة بالحالة الفنية للبئر. نضع ونوافق على برنامج قياس مفصل. نقوم بتجميع ومعايرة المعدات. نحن في انتظار مكالمة - مكالمة من البئر. دورنا "الغوص" هو الثالث ، ولكن إذا كان هناك رفض من السلف ، فسيتم توفير البئر لنا. هذه المرة هم بخير ، يقولون إنهم سينتهون صباح الغد. نحن في نفس فريق الجيوفيزيائيين - المشغلين الذين يسجلون الإشارات الواردة من المعدات في البئر ويديرون جميع العمليات لخفض ورفع أداة قاع البئر ، بالإضافة إلى ميكانيكا المصعد ، فهم يتحكمون في اللف من الأسطوانة واللف عليها نفس تلك التي يبلغ طولها 12 كم من الكبل الذي تم إنزال الأداة عليه في البئر. الحفارون أيضا في الخدمة.
بدأ العمل. يتم إنزال الجهاز في البئر لعدة أمتار. اخر فحص. يذهب. الهبوط بطيء - حوالي 1 كم / ساعة ، مع المراقبة المستمرة للإشارة القادمة من الأسفل. حتى الان جيدة جدا. ولكن عند الكيلومتر الثامن ، اهتزت الإشارة واختفت. لذلك هناك شيء خاطئ. رفع كامل. (تحسبًا فقط ، قمنا بإعداد مجموعة ثانية من المعدات.) نبدأ في التحقق من كل التفاصيل. هذه المرة كان الكابل معيبًا. يتم استبداله. هذا يستغرق أكثر من يوم. استغرق النزول الجديد 10 ساعات. وأخيراً قال مراقب الإشارة: "وصل الكيلومتر الحادي عشر". أمر للمشغلين: "ابدأ التسجيل". ماذا وكيف يتم جدولة مسبقًا وفقًا للبرنامج. أنت الآن بحاجة إلى خفض ورفع أداة قاع البئر عدة مرات في فترة زمنية معينة لأخذ القياسات. هذه المرة المعدات تعمل بشكل جيد. الآن رفع كامل. صعدنا لمسافة تصل إلى 3 كيلومترات ، وفجأة نداء الرافعة (هو رجلنا صاحب الدعابة): "انتهى الحبل". كيف؟! ماذا؟! للأسف ، انكسر الكابل ... تُركت أداة قاع البئر و 8 كيلومترات من الكبل في الأسفل ... لحسن الحظ ، بعد يوم واحد ، تمكن الحفارون من التقاطها بالكامل ، باستخدام المنهجية والأجهزة التي طورها الحرفيون المحليون القضاء على مثل هذه الحالات الطارئة.
نتائج
تم تنفيذ المهام المحددة في مشروع الحفر العميق. تم تطوير وإنشاء معدات وتقنيات خاصة للحفر العميق للغاية ، وكذلك لدراسة الآبار المحفورة بعمق كبير. لقد تلقينا معلومات "مباشرة" حول الحالة الفيزيائية وخصائص وتكوين الصخور في تواجدها الطبيعي ومن اللب إلى عمق 12262 مترًا.
قدم البئر هدية ممتازة للوطن الأم على عمق ضحل - في حدود 1.6-1.8 كم. تم اكتشاف خامات صناعية من النحاس والنيكل هناك - تم اكتشاف أفق خام جديد. ومفيد للغاية ، لأن خام النيكل المحلي ينفد بالفعل.
كما لوحظ أعلاه ، لم تتحقق التوقعات الجيولوجية لقسم البئر (انظر الشكل في الصفحة 39). الصورة التي كانت متوقعة خلال أول 5 كيلومترات في البئر امتدت 7 كيلومترات ، ثم ظهرت صخور غير متوقعة تمامًا. لم يتم العثور على البازلت المتنبأ به على عمق 7 كم ، حتى عندما انخفض إلى 12 كم.
كان من المتوقع أن الحد الذي يعطي أكبر قدر من الانعكاس في السبر الزلزالي هو المستوى الذي تمر فيه الجرانيت إلى طبقة بازلتية أكثر متانة. في الواقع ، اتضح أن هناك صخور متصدعة أقل متانة وأقل كثافة - أرشيان نيسيس - موجودة هناك. لم يكن هذا متوقعا على الإطلاق. وهذه معلومات جيولوجية وجيوفيزيائية جديدة بشكل أساسي تسمح لك بتفسير بيانات المسوحات الجيوفيزيائية العميقة بطريقة مختلفة.
تبين أيضًا أن البيانات المتعلقة بعملية تكوين الخام في الطبقات العميقة من قشرة الأرض غير متوقعة وجديدة في الأساس. لذلك ، على أعماق 9-12 كم ، تم العثور على صخور متصدعة مسامية للغاية مشبعة بمياه جوفية عالية المعادن. هذه المياه هي أحد مصادر تكوين الخام. في السابق ، كان يُعتقد أن هذا لم يكن ممكنًا إلا في أعماق ضحلة جدًا. كان في هذه الفترة في جوهر ذلك زيادة المحتوىالذهب - ما يصل إلى 1 غرام لكل طن من الصخور (تركيز يعتبر مناسبًا للتنمية الصناعية). ولكن هل سيكون من المربح تعدين الذهب من هذا العمق؟
تغيرت أيضًا الأفكار حول النظام الحراري لباطن الأرض ، حول التوزيع العميق لدرجات الحرارة في مناطق الدروع البازلتية. على عمق أكثر من 6 كم ، تم الحصول على تدرج درجة حرارة 20 درجة مئوية لكل كيلومتر واحد بدلاً من المتوقع (كما في الجزء العلوي) 16 درجة مئوية لكل كيلومتر. تم الكشف عن أن نصف التدفق الحراري من أصل إشعاعي.
بعد حفر بئر Kola الفائقة العميقة ، تعلمنا الكثير وفي نفس الوقت أدركنا مدى ضآلة معرفتنا بهيكل كوكبنا.
مرشح العلوم التقنية أ. أوسادشي.
الأدب
كولا superdeep. موسكو: نيدرا ، 1984.
كولا superdeep. النتائج العلمية والخبرات البحثية. م ، 1998.
Kozlovsky E. A. المنتدى العالمي للجيولوجيين. "العلم والحياة" رقم 10 ، 1984.
Kozlovsky E. A. Kola superdeep. "Science and Life" رقم 11 ، 1985.
المستوطنات المنزلية Sredao.ru من HABITAT
تاون هاوس Sredao.ru من وكالة العقارات HABITAT
بئر كولا العميقة هي أعمق بئر في العالم (من 1979 إلى 2008) ، وهي تقع في منطقة مورمانسك ، على بعد 10 كيلومترات غرب مدينة زابوليارني ، على أراضي درع البلطيق الجيولوجي. عمقها 12262 مترا. على عكس الآبار العميقة الأخرى التي تم تصنيعها لإنتاج النفط أو التنقيب عنه ، تم حفر SG-3 حصريًا لدراسة الغلاف الصخري في المكان الذي تقع فيه حدود موهوروفيتش. (حدود موهو المختصرة) - الحد الأدنى لقشرة الأرض ، حيث توجد زيادة مفاجئة في سرعات الموجات الزلزالية الطولية.
تم وضع بئر Kola superdeep تكريماً للذكرى المئوية لميلاد لينين ، في عام 1970. تمت دراسة طبقات الصخور الرسوبية في ذلك الوقت جيدًا أثناء إنتاج النفط. كان من المثير للاهتمام الحفر حيث تظهر الصخور البركانية التي يبلغ عمرها حوالي 3 مليارات سنة (للمقارنة: يقدر عمر الأرض بنحو 4.5 مليار سنة). للتعدين ، نادراً ما يتم حفر هذه الصخور على عمق أكبر من 1-2 كم. كان من المفترض أنه بالفعل على عمق 5 كم سيتم استبدال طبقة الجرانيت بالبازلت. في 6 يونيو 1979 ، حطم البئر الرقم القياسي البالغ 9583 مترًا ، والذي كان مملوكًا سابقًا لبئر بيرتا روجرز ( بئر نفطفي أوكلاهوما). في أفضل السنواتعمل 16 مختبرًا بحثيًا في بئر Kola superdeep ، وقد أشرف عليهم شخصياً وزير الجيولوجيا في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية.
على الرغم من أنه كان من المتوقع العثور على حدود واضحة بين الجرانيت والبازلت ، إلا أنه تم العثور على الجرانيت فقط في القلب طوال العمق. ومع ذلك ، بسبب الضغط العالي ، غيّرت الجرانيت المضغوط بشكل كبير خصائصها الفيزيائية والصوتية.كقاعدة عامة ، ينهار اللب المرتفع من إطلاق الغاز النشط إلى الحمأة ، لأنه لا يمكن أن يتحمل تغيرًا حادًا في الضغط. كان من الممكن استخراج قطعة صلبة من اللب فقط من خلال ارتفاع بطيء جدًا لسلسلة الحفر ، عندما يكون للغاز "الزائد" ، بينما لا يزال في حالة ضغط مرتفع ، وقتًا لمغادرة الصخر. الأعماق ، خلافا للتوقعات ، زادت. في العمق ، كان الماء موجودًا أيضًا ، يملأ الشقوق.
ومن المثير للاهتمام أنه عندما انعقد المؤتمر الجيولوجي الدولي في موسكو عام 1984 ، والذي عُرضت فيه النتائج الأولى لأبحاث البئر ، اقترح العديد من العلماء مازحًا أن يتم دفنها على الفور ، لأنها تدمر كل الأفكار حول بنية القشرة الأرضية. في الواقع ، بدأت الشذوذ حتى في المراحل الأولى من الاختراق. لذلك ، على سبيل المثال ، حتى قبل بدء الحفر ، وعد المنظرون بأن درجة حرارة درع البلطيق ستبقى منخفضة نسبيًا إلى عمق لا يقل عن 5 كيلومترات ، وتجاوزت درجة الحرارة المحيطة 70 درجة مئوية ، عند سبعة - أكثر من 120 درجة ، و على عمق 12 كان القلي أقوى من 220 درجة - 100 درجة أعلى مما كان متوقعا. شكك حفاري كولا في نظرية الهيكل متعدد الطبقات لقشرة الأرض - على الأقل في نطاق يصل إلى 12262 مترًا.
"لدينا أعمق حفرة في العالم - هذه هي الطريقة التي يجب أن تستخدمها!" - بمرارة صرخ المدير الدائم لمركز البحث والإنتاج "كولا سوبرديب" ديفيد هوبرمان. في الثلاثين عامًا الأولى من وجود Kola Superdeep ، اخترق العلماء السوفييت ثم الروس على عمق 12262 مترًا. لكن منذ عام 1995 ، توقف الحفر: لم يكن هناك من يمول المشروع. ما تم تخصيصه في إطار برامج اليونسكو العلمية يكفي فقط للحفاظ على محطة الحفر في حالة عمل ودراسة عينات الصخور المستخرجة سابقاً.
يتذكر هوبرمان بأسف عدد الاكتشافات العلمية التي حدثت في Kola Superdeep. حرفيا كل متر كان الوحي. أظهر البئر أن معظم معرفتنا السابقة حول بنية قشرة الأرض غير صحيحة. اتضح أن الأرض ليست على الإطلاق مثل طبقة الكعكة.
مفاجأة أخرى: نشأت الحياة على كوكب الأرض قبل 1.5 مليار سنة مما كان متوقعًا. في الأعماق حيث كان يعتقد أنه لا توجد مادة عضوية ، تم العثور على 14 نوعًا من الكائنات الحية الدقيقة المتحجرة - تجاوز عمر الطبقات العميقة 2.8 مليار سنة. في أعماق أكبر ، حيث لم تعد هناك صخور رسوبية ، ظهر الميثان بتركيزات ضخمة. لقد أدى هذا إلى تدمير نظرية الأصل البيولوجي للهيدروكربونات مثل النفط والغاز بشكل كامل وكامل ، كما كانت هناك أيضًا أحاسيس رائعة تقريبًا. عندما كان في أواخر السبعينيات من القرن الماضي التلقائي السوفياتي محطة فضاءتم إحضار 124 جرامًا من التربة القمرية إلى الأرض ، ووجد الباحثون من مركز كولا للعلوم أنها تشبه قطرتين من الماء تشبه عينات من عمق 3 كيلومترات. وظهرت فرضية: انفصل القمر عن شبه جزيرة كولا. الآن يبحثون عن مكان بالضبط. بالمناسبة ، الأمريكيون ، الذين أحضروا نصف طن من التربة من القمر ، لم يفعلوا شيئًا معقولًا معها. توضع في عبوات محكمة الغلق وتترك للبحث للأجيال القادمة.
بشكل غير متوقع للجميع ، تم تأكيد تنبؤات أليكسي تولستوي من رواية "Hyperboloid of Engineer Garin". على عمق أكثر من 9.5 كيلومترات ، اكتشفوا مخزنًا حقيقيًا لجميع أنواع المعادن ، ولا سيما الذهب. طبقة زيتون حقيقي ، تنبأ بها الكاتب ببراعة. الذهب فيه 78 جرام للطن. بالمناسبة ، الإنتاج الصناعي ممكن بتركيز 34 جرام للطن. ولكن الأكثر غرابة ، في أعماق أكبر ، حيث لا توجد صخور رسوبية ، تم العثور على غاز الميثان الطبيعي بكميات كبيرة تركيزات. هذا دمر بشكل كامل وتام نظرية الأصل البيولوجي للهيدروكربونات مثل النفط والغاز.
لم تكن الأحاسيس العلمية فقط مرتبطة ببئر كولا فحسب ، بل ارتبطت أيضًا بالأساطير الغامضة ، والتي تبين أن معظمها كان خيالًا للصحفيين أثناء التحقق. وفقًا لأحدهم ، كان المصدر الأصلي للمعلومات (1989) هو شركة التلفزيون الأمريكية Trinity Broadcasting Network ، والتي بدورها أخذت القصة من تقرير إحدى الصحف الفنلندية. يُزعم أنه أثناء حفر بئر ، على عمق 12000 متر ، سجلت ميكروفونات العلماء صرخات وآهات.) الصحفيون ، دون حتى التفكير في أنه ببساطة لا يمكن لصق ميكروفون بهذا العمق (ما يمكن لجهاز التسجيل الصوتي أن يفعله العمل في درجات حرارة أعلى من مائتي درجة؟) عن حقيقة أن عمال الحفر سمعوا "صوتًا من العالم السفلي".
بعد هذه المطبوعات ، أطلق على بئر كولا الفائقة العمق اسم "الطريق إلى الجحيم" ، بدعوى أن كل كيلومتر جديد يتم حفره جلب سوء الحظ للبلاد ، وقيل إنه عندما كان الحفارون يحفرون 13 ألف متر ، انهار الاتحاد السوفياتي. حسنًا ، عندما تم حفر البئر على عمق 14.5 كم (وهو ما لم يحدث بالفعل) ، عثروا فجأة على فراغات غير عادية. مفتونًا بهذا الاكتشاف غير المتوقع ، قام الحفارون بخفض ميكروفون قادر على العمل في درجات حرارة عالية للغاية وأجهزة استشعار أخرى فيه. يُزعم أن درجة الحرارة في الداخل وصلت إلى 1100 درجة مئوية - كانت هناك حرارة من غرف النار ، حيث يُزعم أن صرخات بشرية يمكن سماعها.
لا تزال هذه الأسطورة تتجول في مساحات شاسعة من الإنترنت ، بعد أن نجت من الجاني ذاته لهذه القيل والقال - بئر كولا. توقف العمل فيه في عام 1992 بسبب نقص التمويل. حتى عام 2008 ، كانت في حالة متوقفة. وبعد عام تم اتخاذ القرار النهائي بالتخلي عن استمرار البحث وتفكيك مجمع البحث بأكمله و "دفن" البئر. تم التخلي النهائي عن البئر في صيف 2011.
لذا ، كما ترون ، هذه المرة لم يتمكن العلماء من الوصول إلى الوشاح واستكشافه. ومع ذلك ، هذا لا يعني أن بئر كولا لم يقدم شيئًا للعلم - بل على العكس من ذلك ، فقد قلبت كل أفكارهم حول بنية قشرة الأرض رأسًا على عقب.
نتائج
تم تنفيذ المهام المحددة في مشروع الحفر العميق. تم تطوير وإنشاء معدات وتقنيات خاصة للحفر العميق للغاية ، وكذلك لدراسة الآبار المحفورة بعمق كبير. تلقينا معلومات "مباشرة" حول الحالة الفيزيائية وخصائص وتكوين الصخور في تواجدها الطبيعي ومن العينات الأساسية إلى عمق 12262 مترًا .8 كيلومترات. تم اكتشاف خامات صناعية من النحاس والنيكل هناك - تم اكتشاف أفق خام جديد. ومفيد للغاية ، لأن خام النيكل المحلي ينفد بالفعل.
كما هو مذكور أعلاه ، لم تتحقق التوقعات الجيولوجية لقسم البئر. الصورة التي كانت متوقعة خلال أول 5 كيلومترات في البئر امتدت 7 كيلومترات ، ثم ظهرت صخور غير متوقعة تمامًا. لم يتم العثور على البازلت المتنبأ به على عمق 7 كم ، حتى عندما انخفض إلى 12 كم. كان من المتوقع أن الحد الذي يعطي أكبر قدر من الانعكاس في السبر الزلزالي هو المستوى الذي تمر فيه الجرانيت إلى طبقة بازلتية أكثر متانة. في الواقع ، اتضح أن هناك صخور متصدعة أقل متانة وأقل كثافة - أرشيان نيسيس - موجودة هناك. لم يكن هذا متوقعا على الإطلاق. وهذه معلومات جيولوجية وجيوفيزيائية جديدة بشكل أساسي تسمح لك بتفسير بيانات المسوحات الجيوفيزيائية العميقة بطريقة مختلفة.
تبين أيضًا أن البيانات المتعلقة بعملية تكوين الخام في الطبقات العميقة من قشرة الأرض غير متوقعة وجديدة في الأساس. لذلك ، على أعماق 9-12 كم ، تم العثور على صخور متصدعة مسامية للغاية مشبعة بمياه جوفية عالية المعادن. هذه المياه هي أحد مصادر تكوين الخام. في السابق ، كان يُعتقد أن هذا لم يكن ممكنًا إلا في أعماق ضحلة جدًا. في هذه الفترة ، تم العثور على محتوى ذهب متزايد في اللب - يصل إلى 1 غرام لكل 1 طن من الصخور (وهو تركيز يعتبر مناسبًا للتطور الصناعي). ولكن هل سيكون من المربح تعدين الذهب من هذا العمق؟
تغيرت أيضًا الأفكار حول النظام الحراري لباطن الأرض ، حول التوزيع العميق لدرجات الحرارة في مناطق الدروع البازلتية. على عمق أكثر من 6 كم ، تم الحصول على تدرج درجة حرارة 20 درجة مئوية لكل كيلومتر واحد بدلاً من المتوقع (كما في الجزء العلوي) 16 درجة مئوية لكل كيلومتر. تم الكشف عن أن نصف التدفق الحراري من أصل إشعاعي.
تحتوي أحشاء الأرض على العديد من الألغاز مثل المساحات الشاسعة للكون. هذا هو بالضبط ما يعتقده بعض العلماء ، وهم على حق جزئيًا ، لأن الناس ما زالوا لا يعرفون بالضبط ما هو بالضبط تحت أقدامنا في أعماق الأرض. طوال فترة وجود الحضارة الأرضية ، تمكنا من التعمق في الكوكب أكثر بقليل من 10 كيلومترات. تم تراجع هذا الرقم القياسي في عام 1990 واستمر حتى عام 2008 ، وبعد ذلك تم تحديثه عدة مرات. في عام 2008 ، تم حفر بئر نفط منحرف ، Maersk Oil BD-04A ، بطول 12،290 متر (حوض الشاهين النفطي في قطر). في يناير 2011 ، تم حفر بئر نفط مائل في حقل Odoptu-more (مشروع سخالين 1) بعمق 12345 مترًا. سجل عمق الحفر لـ هذه اللحظةينتمي إلى البئر Z-42 في حقل Chayvinskoye ، الذي يبلغ عمقه 12700 متر.
كان أحد أكثر المشاريع طموحًا في الحقبة السوفيتية هو بئر كولا الفائق العمق بعمق 12262 مترًا. هذا السجل لا يزال غير مسبوق حتى يومنا هذا.
سنة الصنع: 2012
بلد:روسيا (مركز التلفزيون)
النوع:وثائقي
مدة: 00:25:21
مخرج:فلاديمير باتراكوف
وصف:سيتحدث مؤلفو التقرير عن تاريخ وأهداف هذه التجربة العلمية الجريئة ، وسيتحدثون مع المشاركين المباشرين فيها ، ويشرحون النتائج بطريقة شعبية. سيتمكن المشاهدون من معرفة حالة المنصة في الوقت الحالي.
بدأ الحفر في عام 1970 ، وتم تصنيف العمل بالكامل حتى منتصف الثمانينيات.
في عام 1992 ، توقف الحفر بسبب نقص التمويل - لم يتم نقل البئر إلى العمق المخطط له وهو 15 كيلومترًا. ولكن حتى في العمق الموجود ، تم الحصول على بيانات علمية فريدة.
بالإضافة إلى ذلك ، ترتبط الأسطورة حول أصوات صرخات البشر الرهيبة التي يُزعم أنها سُجلت في أعماق كبيرة ببئر Kola superdeep ، مما تسبب في أكثر الافتراضات التي لا تصدق في الصحافة ...
معلومات إضافية:
حفر إلى بعلزبول: في السبعينيات ، قام فريق من المستكشفين السوفييت بالتنقيب في شبه جزيرة كولا ، مما أدى إلى أعمق بئر في العالم. تم تصميم مشروع واسع النطاق بأهداف بحثية ، لكنه أدى بشكل غير متوقع إلى شبه الهستيريا حول العالم. وفقًا للشائعات ، عثر العلماء السوفييت على "طريق الجحيم" ، كما يكتب شبيغل أونلاين.
"صورة تقشعر لها الأبدان: في وسط المساحات المهجورة لشبه جزيرة كولا ، على بعد 150 كم شمال مورمانسك ، يرتفع جهاز حفر مهجور. ثكنات للموظفين ، وغرف بها مختبرات.
في 24 مايو 1970 ، عندما تسابق الاتحاد السوفياتي والولايات المتحدة لاستكشاف الفضاء ، تم إطلاق مشروع في الاتحاد السوفيتي على الحدود مع فنلندا والنرويج لحفر بئر عميق للغاية في موقع درع البلطيق الجيولوجي. لعدة عقود ، "ابتلع" بئر Kola الفائق العمق الملايين ، مما سمح للعلماء بإجراء بعض الاكتشافات العلمية الجادة إلى حد ما. ومع ذلك ، فإن الاكتشاف الأكثر شهرة على عمق أكثر من 10 كيلومترات حول المشروع البحثي إلى حدث ذي خلفية دينية عميقة ، حيث يختلط التخمين والحقيقة والأكاذيب معًا ، مما ينتج عنه تقارير مثيرة في جميع وسائل الإعلام في العالم.
بعد وقت قصير من بدء الحفر ، أصبح Kola Superdeep المشروع النموذجي السوفيتي ، وبعد بضع سنوات حطم SG-3 الرقم القياسي البالغ 9583 مترًا ، والذي كان يحتفظ به سابقًا بئر بيرت روجرز في أوكلاهوما. لكن هذا لم يكن كافيًا للقيادة السوفيتية - كان على العلماء الوصول إلى عمق 15 كم.
"في الطريق إلى أحشاء الأرض ، توصل العلماء إلى اكتشافات غير متوقعة: على سبيل المثال ، تمكنوا من التنبؤ بالزلازل بناءً على أصوات غير عادية من بئر. وعلى عمق 3 آلاف متر ، تم العثور على مادة في طبقات الغلاف الصخري ، مطابق تقريبًا لمادة من سطح القمر. تم اكتشاف الذهب بعد 6 آلاف متر. ومع ذلك ، أصبح العلماء قلقين بشكل متزايد من أنه كلما توغلوا في العمق ، زادت درجات الحرارة ، مما جعل من الصعب العمل "، المقال يقول. على عكس الحسابات الأولية ، لم تكن درجة الحرارة 100 درجة مئوية ، بل 180 درجة.
في نفس الوقت تقريبًا ، انتشرت شائعات بأنه على عمق 14 كيلومترًا انتقل المثقاب بشكل غير متوقع من جانب إلى آخر - في إشارة إلى أنه سقط في تجويف عملاق. انحرفت درجات الحرارة في منطقة المرور عن نطاق يزيد عن ألف درجة ، وبعد إنزال ميكروفون مقاوم للحرارة في المنجم لتسجيل صوت حركة ألواح الغلاف الصخري ، سمع المنقبون أصوات تقشعر لها الأبدان. في البداية أخطأوا في فهم أصوات الآلات المعطلة ، ولكن بعد تعديل المعدات ، تأكدت أسوأ شكوكهم. يذكر المقال أن الأصوات كانت تذكرنا بصرخات وآهات آلاف الشهداء.
يتابع المؤلف: "لا يزال من أين نشأت هذه الأسطورة تحديدًا غير معروف". لأول مرة باللغة الإنجليزية ، تم التعبير عنها في عام 1989 على الهواء من شركة التلفزيون الأمريكية Trinity Broadcasting Network ، التي أخذت القصة من تقرير إحدى الصحف الفنلندية. بدأ تسمية بئر كولا فائقة العمق "الطريق إلى الجحيم". نشرت الصحف الفنلندية والسويدية قصص عمال الحفر المذعورين - زعموا أن "الروس أطلقوا سراح الشيطان من الجحيم".
تم إيقاف أعمال الحفر - تم تفسيرها بسبب عدم كفاية التمويل. بناءً على التعليمات الواردة أعلاه ، كان من المقرر إغراق جهاز الحفر - لكن لم يكن هناك ما يكفي من المال لذلك أيضًا.
27.04.2011
كولا Superdeep حسنا(SG-3) - يُعرف بأنه أعمق بئر في العالم. يقع المنجم على أراضي درع البلطيق الجيولوجي في منطقة مورمانسك ، على بعد 10 كم غرب مدينة زابوليارني. عمقها الإجمالي 12262 مترا.
الفرق الرئيسي بينه وبين الآبار الأخرى فائقة العمق التي تم حفرها من أجل الغاز أو النفط أو الاستكشاف الجيولوجي ، تم بناء Kola الفائق العمق حصريًا للبحث العلمي للغلاف الصخري في المكان الذي تقترب فيه حدود Mohorovichich من سطح الأرض.
SG-3 سجل جيدًا
اكتملت المرحلة الأولى من حفر بئر SG-3 ، بئر Kola العميقة. تم إطلاقه في مايو 1970 وبحلول بداية عام 1975 كان قد غرق 7263 مترًا في الأمعاء.
الكثير منه؟ أم أن الحفر بهذا العمق لم يعد مفاجئًا؟ في أوكرانيا ، تم حفر بئر "Shevchenkovskaya-1" بعمق أكثر من 7500 متر.
عشرة آبار في أماكن مختلفة الاتحاد السوفياتيتجاوزت 6 آلاف متر. تم حفر أعمق بئر في العالم في الولايات المتحدة - 9583 مترا. في مثل هذه البيئة ، يبدو Kola Superdeep عاديًا ، وواحدًا من العديد من الأشياء العميقة.
- أولاً ، لأن هذا البئر هو حتى الآن أعمق بئر في العالم من تلك التي تم حفرها في الصخور البلورية لعصر ما قبل الكمبري.
- ثانياً ، بئر Kola superdeep هي كلمة جديدة في تكنولوجيا الحفر. لأول مرة في الممارسة العالمية ، تم حفر جزء كبير من البئر "حفرة مفتوحة" ، أي بدون غلاف.
تمت دراسة كل متر من البئر بطولها بالكامل بعناية ، وفحص كل عمود من الصخور المستخرجة.
سمك قشرة الأرض ليس هو نفسه. تحت المحيط ، في بعض الأماكن يكون رقيقًا إلى 5 كيلومترات.
في القارات في مناطق الطي القديمة هو 20-30 ، وتحت سلاسل جبلية تصل إلى 75 كيلومترًا. تسمى قشرة الأرض جلد الكوكب.
في بعض الأحيان ، من أجل إظهار البنية العميقة للأرض بشكل مجازي ، يتم إجراء مقارنة مع البيضة. في هذه الحالة ، يلعب اللحاء دور القشرة.
على الرغم من هذه السماكة التي تبدو غير ملحوظة ، فإن "قشرة" الأرض ظلت حتى الآن غير قابلة للوصول للبحث المباشر.
تم الحصول على المعلومات الرئيسية عنها بشكل غير مباشر - بالطرق الجيوفيزيائية. على سبيل المثال ، ثبت من الموجات الزلزالية المنعكسة أن قشرة الأرض لها هيكل متعدد الطبقات.
تتكون القشرة القارية من طبقات رسوبية وجرانيتية وبازلتية ؛ ولا توجد طبقة جرانيتية في القشرة المحيطية.
تحت قشرة الأرض ، حددت الملاحظات الزلزالية الوشاح (إذا واصلنا المقارنة مع البيضة - البروتين) ، وفي مركز الأرض ، اللب - الصفار.
تُستخدم أيضًا طرق قياس الجاذبية ، والقياس المغناطيسي ، والنووي ، والحرارة الجوفية لدراسة أعماق الأرض. إنها تجعل من الممكن تحديد كثافة الصخور على أعماق كبيرة ، لإنشاء شذوذ في الجاذبية ، حقل مغناطيسيودرجة الحرارة وعشرات من المعلمات الأخرى.
ومع ذلك ، لا تزال العديد من الأسئلة الأساسية في الجيولوجيا دون إجابة. فقط الاختراق المباشر في الأحشاء سيساعد أخيرًا في إزالة علامات الاستفهام هذه في الجيولوجيا.
كولا سوبيرديب
تم وضع Kola Superdeep على درع البلطيق البلوري. هذا التعليم القديمقشرة الأرض ، التي تقع على أراضي شبه الجزيرة الاسكندنافية وكولا وكاريليا وبحر البلطيق وجزء من منطقة لينينغراد قريبة من سطح الأرض.
يمكن افتراض أن طبقة البازلت هنا تقع على عمق يزيد قليلاً عن 7 كيلومترات. يتكون الدرع من صخور قديمة متغيرة للغاية: النيسات القديمة ، والشست البلورية ، والصخور المتطفلة التي يصل عمرها إلى 3.5 مليار سنة أو أكثر.
سيتمكن العلماء من الوصول إلى المادة العميقة ، وسيكونون قادرين على دراستها بالتفصيل ، وإجراء الملاحظات على طول حفرة البئر بأكملها ، وبناء قسم حقيقي وليس مفترض ، من النوع القاري من قشرة الأرض ، وتحديد التكوين و الحالة الفيزيائيةمواد.
تم تغطية حوالي نصف الطريق إلى علامة التصميم البالغة 15 كيلومترًا. وحتى هذه النتيجة الوسيطة التي بدت متواضعة اتضح أنها مثيرة جدًا للاهتمام من حيث عدد من المؤشرات المهمة.
لأول مرة في عالم العلم والممارسة ، تم اكتشاف سماكة ليست الرواسب الرسوبية الشابة ، ولكن الصخور البلورية القديمة ، ودراستها بالتفصيل بواسطة بئر ، ولأول مرة كان من الممكن جمع الكثير من المعلومات الجديدة حول هذه الصخور والظروف الجيولوجية والفيزيائية لحدوثها.
قام العلماء والحفارات السوفييت بمعدات وأدوات منزلية بسرعة بإنشاء وتطبيق مختلف الابتكارات التقنية ، وتحسين تكنولوجيا الحفر باستمرار وتكييفها مع ظروف جيولوجية محددة ، ممهدًا أكثر من سبعة كيلومترات ممرًا في أصعب الصخور الأرضية.
أصبح الطريق إلى أحشاء الأرض ، بمعنى ما ، طريق التقدم التقني في الحفر: ما أثبت نفسه جيدًا في حفر الآبار في مناطق أخرى يتم اختباره وتحسينه ، ويتم إنشاء وسائل تقنية وتقنيات جديدة و تم اختباره.
أصبح حقل Kola Superdeep ساحة اختبار تجريبية لاختبار معدات وتقنيات الحفر الجديدة. تم تفويض دور المصمم العام والقائد العلمي لأرض الاختبار الفريدة هذه إلى وسام All-Union الخاص بنا للراية الحمراء لمعهد أبحاث العمل لتكنولوجيا الحفر (VNIIBT) في Minnefteprom.
حسنا الى الجحيم
خدم حفر بئر كولا الفائق العمق كمصدر للشائعات المرتبطة بظهور أسطورة "الطريق إلى الجحيم".
المصدر الرئيسي للمعلومات (1989) كان شركة التلفزيون الأمريكية Trinity Broadcasting Network ، والتي بدورها أخذت القصة من تقرير إحدى الصحف الفنلندية. يُزعم ، أثناء حفر بئر ، على عمق 12 ألف متر ، سجلت ميكروفونات العلماء صرخات وآهات.
تلقت بئر كولا العميقة على الفور الاسم - "الطريق إلى الجحيم" - وكل كيلومتر جديد تم حفره جلب سوء الحظ إلى البلاد. على عمق 13000 متر ، انهار الاتحاد السوفياتي ، على عمق 14500 متر ، عثر العلماء على فراغات.
قام الباحثون بخفض الميكروفون في العمود وسمعوا أصواتًا مرعبة غريبة وحتى صراخًا بشريًا. أظهرت المستشعرات درجة حرارة 1100 درجة مئوية. اعتقد العلماء أنهم اكتشفوا الجحيم.
في الواقع ، لا تسجل طرق مسح الآبار الصوتية الصوت نفسه وليس على ميكروفون ، ولكن نمط الموجة للاهتزازات المرنة المنعكسة على أجهزة الاستقبال الزلزالية.
كان عمق توقف الحفر 12262 مترًا وكانت درجة الحرارة المسجلة عند هذا العمق 220 درجة مئوية فقط ، وهو ما لا يتوافق مع "الحقائق" الرئيسية للأسطورة.
Kola superdeep: آخر الألعاب النارية
أصوات من تحت الأرض - أسرار أعمق بئر (TC "Vesti")
كولا الخداع الجهنمي superdeep
موجود قصة مخيفةحول كيفية حفر الحفارين السوفييت في الأرض بعمق لدرجة أنهم وصلوا إلى الجحيم. أنزلوا ميكروفونًا في البئر وسجلوا صرخات الخطاة. في الآونة الأخيرة ، اندلع الاهتمام بمثل هذا الإنجاز الخارق للعلم بقوة متجددة - ظهر التسجيل نفسه. الأصوات تشبه حقًا قعقعة الحشد ، والغناء ، وهناك نوع من الصرير يسمع.
القصة تصور "ديمتري أزاكوف" الذي يشير إليه الجميع. لكن المحاولات العديدة للعثور على هذا الرجل لم تؤد إلى أي شيء. أظهر تحقيقنا الإضافي أن اللقب نفسه ظهر في الصحافة منذ عام 1989. وجدناها في صحيفة Ammenusastia الفنلندية (شهرية للمسيحيين في منطقة Levasjoki). من المحتمل أن يكون هذا هو المصدر الأصلي. هناك ، صرح الدكتور "عزاقوف" ، الجيولوجي السوفيتي ، بما يلي: "بصفتي شيوعيًا ، لا أؤمن بالسماء والكتاب المقدس ، ولكن بصفتي عالمًا ، فأنا الآن مجبر للإيمان بالجحيم. وغني عن القول ، لقد صدمنا للقيام بهذا الاكتشاف. لكننا نعرف ما سمعناه وما رأيناه. ونحن متأكدون تمامًا من أننا حفرنا عبر أبواب الجحيم ".
وتبعت الصحيفة أن الدراما اندلعت في الاتحاد السوفيتي ، عندما أجرى الجيولوجيون المسوحات في غرب سيبيرياوصلت إلى عمق 14.4 كم. فجأة ، بدأت ريشة الحفر تدور بعنف ، مما يشير إلى وجود فراغ أو كهف أدناه. عندما رفع العلماء المثقاب ، ظهر مخلوق مخالب ذو مخالب ذات عيون شريرة ضخمة من البئر ، وهو يصرخ مثل حيوان بري ، ويختفي. خائفًا ، هرع معظم العمال والمهندسين للهرب ، واضطر الباقون إلى اجتياز محنة مماثلة.
قال أزاكوف: "لقد أنزلنا ميكروفونًا في البئر ، مصممًا لتسجيل حركة ألواح الغلاف الصخري". "لكن بدلاً من ذلك ، سمعنا صوتًا بشريًا مرتفعًا بدا وكأنه ألم. في البداية اعتقدنا أن الصوت يأتي من معدات الحفر ، ولكن عندما فحصناه بعناية ، تأكدت أسوأ شكوكنا. الصراخ والصراخ لم تأت من شخص واحد. كانت صرخات وآهات الملايين من الناس. لحسن الحظ ، سجلنا الأصوات المرعبة على الشريط ".
وبحلول يونيو 1990 ، كانوا قد حفروا ما يصل إلى 12260 مترًا هنا. الآن توقف العمل ، لكن بعد ذلك لم يسمع الجيولوجيون عن أي جحيم.
في النهاية ، اتضح أن كلتا القصتين تم إطلاقهما من قبل النرويجي إيج رندالين ، الذي كان يحب أن يطلق على نفسه "المستشار الخاص لوزير العدل النرويجي". عندما أصبحوا مهتمين به بقوة ورئيسية ، اتضح أن هذا كان مجرد مدرس مدرسة يتمتع بخيال متطور.
واعترف بأنه اخترع كل شيء للتحقق من مدى جدية الصحافة المسيحية في فحص منشوراتهم. التسجيل الصوتي ، بالطبع ، تم إجراؤه بواسطة شخص آخر في أيامنا هذه من أجل إثارة الاهتمام بطريقة ما بتزوير طويل الأمد.
اليوم ، وصل البحث العلمي للبشرية إلى حدود النظام الشمسي: لقد هبطنا مركبة فضائية على الكواكب ، وأقمارها الصناعية ، والكويكبات ، والمذنبات ، وأرسلنا بعثات إلى حزام كويبر وعبرنا حدود منطقة الشمس. بمساعدة التلسكوبات ، نرى الأحداث التي حدثت قبل 13 مليار سنة - عندما كان عمر الكون بضع مئات الملايين من السنين فقط. على هذه الخلفية ، من المثير للاهتمام تقييم مدى معرفتنا بكوكب الأرض. أفضل طريقةللتعرف عليها الهيكل الداخلي- حفر بئر: كلما كان ذلك أعمق ، كان ذلك أفضل. أعمق بئر على وجه الأرض هو Kola Superdeep أو SG-3. وفي عام 1990 بلغ عمقه 12 كيلومترا و 262 مترا. إذا قارنا هذا الشكل بنصف قطر كوكبنا ، يتبين أن هذا يمثل 0.2 بالمائة فقط من الطريق إلى مركز الأرض. لكن حتى هذا اتضح أنه كافٍ لتحويل الأفكار حول بنية القشرة الأرضية.
إذا كنت تتخيل بئرًا مثل عمود يمكنك من خلاله النزول بواسطة المصعد إلى أحشاء الأرض ، أو على الأقل بضعة كيلومترات ، فهذا ليس هو الحال على الإطلاق. كان قطر أداة الحفر التي أنشأ بها المهندسون البئر 21.4 سم فقط. الجزء العلوي من البئر الذي يبلغ طوله كيلومترين أوسع قليلاً - فقد تم توسيعه إلى 39.4 سم ، ولكن لا يزال من المستحيل أن يصل أي شخص إلى هناك. لتخيل نسب البئر ، سيكون أفضل تشبيه هو إبرة خياطة بطول 57 مترًا وقطر 1 ملم ، وسمكًا قليلاً في أحد طرفيها.
مخطط جيد
لكن هذا العرض سيتم تبسيطه. وأثناء الحفر وقعت عدة حوادث في جزء البئر وانتهى به المطاف تحت الأرض دون إمكانية استخراجه. لذلك ، تم إعادة تشغيل البئر عدة مرات ، من علامتي سبعة وتسعة كيلومترات. هناك أربعة فروع رئيسية وحوالي اثني عشر فرعًا أصغر. الفروع الرئيسية لها أعماق قصوى مختلفة: اثنان منها يعبران علامة 12 كيلومترًا ، والآخران لا يصلان إلى 200-400 متر فقط. لاحظ أن عمق خندق ماريانا أقل من كيلومتر واحد - 10994 مترًا بالنسبة لمستوى سطح البحر.
الإسقاط الأفقي (الأيسر) والعمودي لمسارات SG-3
يو. ياكوفليف وآخرون. / نشرة مركز كولا العلمي التابع لأكاديمية العلوم الروسية ، 2014
علاوة على ذلك ، سيكون من الخطأ النظر إلى البئر كخط راسيا. نظرًا لحقيقة أن الصخور لها خصائص ميكانيكية مختلفة في الأعماق المختلفة ، فقد انحرف الحفر أثناء العمل إلى مناطق أقل كثافة. لذلك ، على نطاق واسع ، يبدو ملف تعريف Kola Superdeep وكأنه سلك منحني قليلاً مع عدة فروع.
عند الاقتراب من البئر اليوم ، سنرى فقط الجزء العلوي - فتحة معدنية مثبتة في الفم مع اثني عشر مسمارًا ضخمًا. تم عمل النقش عليها بالخطأ ، العمق الصحيح هو 12262 مترًا.
كيف تم حفر بئر عميقة؟
بادئ ذي بدء ، تجدر الإشارة إلى أن SG-3 صُممت في الأصل خصيصًا للأغراض العلمية. اختار الباحثون حفر مكان ظهرت فيه الصخور القديمة على سطح الأرض - يصل عمرها إلى ثلاثة مليارات سنة. كانت إحدى الحجج في الاستكشاف هي أن الصخور الرسوبية الفتية تمت دراستها جيدًا أثناء إنتاج النفط ، ولم يقم أحد بعد بالحفر في الطبقات القديمة. بالإضافة إلى ذلك ، كانت هناك أيضًا رواسب كبيرة من النحاس والنيكل ، والتي سيكون استكشافها إضافة مفيدة للمهمة العلمية للبئر.
بدأ الحفر في عام 1970. تم حفر الجزء الأول من البئر بجهاز Uralmash-4E التسلسلي - كان يستخدم عادة لحفر آبار النفط. أتاح تعديل التثبيت الوصول إلى عمق 7 كيلومترات 263 مترًا. استغرق الأمر أربع سنوات. ثم تم تغيير التثبيت إلى "Uralmash-15000" ، الذي سمي على اسم العمق المخطط للبئر - 15 كيلومترًا. تم تصميم جهاز الحفر الجديد خصيصًا لـ Kola Superdeep: يتطلب الحفر على أعماق كبيرة تحسينًا جادًا للمعدات والمواد. على سبيل المثال ، وصل وزن خيط الحفر وحده على عمق 15 كيلومترًا إلى 200 طن. يمكن للتركيب نفسه رفع حمولات تصل إلى 400 طن.
تتكون سلسلة الحفر من أنابيب متصلة ببعضها البعض. بمساعدتها ، يقوم المهندسون بخفض أداة الحفر إلى قاع البئر ، كما يضمن تشغيلها. في نهاية العمود ، تم تركيب مثقاب توربيني خاص بطول 46 مترًا ، مدفوعًا بتيار من الماء من السطح. لقد جعلوا من الممكن تدوير أداة تكسير الصخور بشكل منفصل عن العمود بأكمله.
تثير القطع التي تقطع بها سلسلة الحفر في الجرانيت ارتباطات بتفاصيل مستقبلية من الروبوت - عدة أقراص شائكة دوارة متصلة بالتوربين من الأعلى. كانت إحدى هذه القطع كافية لأربع ساعات فقط من العمل - وهذا يتوافق تقريبًا مع ممر من 7 إلى 10 أمتار ، وبعد ذلك يجب رفع سلسلة الحفر بالكامل وتفكيكها ثم خفضها مرة أخرى. استغرق الهبوط المستمر والصعود ما يصل إلى 8 ساعات.
حتى أنابيب العمود في Kola Superdeep كان عليها استخدام أنابيب غير عادية. في العمق ، تزداد درجة الحرارة والضغط تدريجيًا ، وكما يقول المهندسون ، عند درجات حرارة أعلى من 150-160 درجة ، يلين فولاذ الأنابيب التسلسلية ويحمل أحمالًا متعددة الأطنان أسوأ - ولهذا السبب ، فإن احتمال حدوث تشوهات خطيرة وانكسار في يزيد العمود. لذلك ، اختار المطورون سبائك ألمنيوم أخف وزنًا ومقاومة للحرارة. يبلغ طول كل من الأنابيب حوالي 33 مترًا وقطرها حوالي 20 سم - وهو أضيق قليلاً من البئر نفسها.
ومع ذلك ، حتى المواد المصممة خصيصًا لا يمكنها تحمل ظروف الحفر. بعد مقطع السبعة كيلومترات الأول ، استغرق الأمر ما يقرب من عشر سنوات وأكثر من 50 كيلومترًا من الأنابيب لمواصلة الحفر حتى علامة 12000 متر. واجه المهندسون حقيقة أن الصخور التي تقل عن سبعة كيلومترات أصبحت أقل كثافة وتصدعًا - لزوجة للحفر. بالإضافة إلى ذلك ، فإن حفرة البئر نفسها شوهت شكلها وأصبحت بيضاوية الشكل. ونتيجة لذلك ، انكسر الخيط عدة مرات ، ولم يتمكن المهندسون من رفعه مرة أخرى ، فقد اضطروا إلى صب فرع البئر بالخرسانة وعبور جوف البئر مرة أخرى ، مما أدى إلى إضاعة سنوات من العمل.
واحدة من هذه حوادث كبيرةحفارات قسرية عام 1984 لخرسانة فرع من البئر الذي بلغ عمقه 12066 مترا. كان لا بد من إعادة الحفر من علامة 7 كيلومترات. وقد سبق ذلك توقف في العمل مع البئر - في تلك اللحظة تم رفع السرية عن وجود SG-3 ، وعقد المؤتمر الجيولوجي الدولي Geoexpo في موسكو ، حيث زار المندوبون الكائن.
وبحسب شهود عيان على الحادث ، بعد استئناف العمل ، حفر الرتل بئرًا على عمق تسعة أمتار. بعد أربع ساعات من الحفر ، استعد العمال لرفع العمود إلى الوراء ، لكنه "لم يذهب". قرر عمال الحفر أن الأنبوب في مكان ما "عالق" بجدران البئر ، وزادوا من قوة الرفع. تم تقليل عبء العمل بشكل كبير. بعد تفكيك الخيط تدريجيًا إلى شموع بطول 33 مترًا ، وصل العمال إلى الجزء التالي ، منتهيًا بحافة سفلية غير مستوية: بقيت المثقاب التوربيني وخمسة كيلومترات أخرى من الأنابيب في البئر ، ولا يمكن رفعها.
تمكن الحفارون من الوصول إلى علامة 12 كيلومترًا مرة أخرى بحلول عام 1990 فقط ، وفي نفس الوقت تم تسجيل الرقم القياسي للغوص - 12262 مترًا. ثم وقع حادث جديد ، ومنذ عام 1994 توقف العمل في البئر.
المهمة العلمية للعمق الفائق
نموذج الاختبارات الزلزالية على SG-3
"Kola superdeep" وزارة الجيولوجيا في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، دار النشر "Nedra" ، 1984
تم فحص البئر من خلال مجموعة كاملة من الأساليب الجيولوجية والجيوفيزيائية ، بدءًا من التجميع الأساسي (عمود من الصخور يتوافق مع أعماق معينة) وينتهي بقياسات الإشعاع والزلزال. على سبيل المثال ، تم أخذ اللب باستخدام أجهزة الاستقبال الأساسية ذات التدريبات الخاصة - فهي تشبه الأنابيب ذات الحواف الخشنة. يوجد في وسط هذه الأنابيب ثقوب من 6 إلى 7 سنتيمترات حيث تدخل الصخور.
ولكن حتى مع هذه التقنية التي تبدو بسيطة (باستثناء الحاجة إلى رفع هذا اللب من عمق عدة كيلومترات) ، نشأت صعوبات. بسبب سائل الحفر - نفس السائل الذي حرك المثقاب - كان اللب مشبعًا بالسائل وغير خصائصه. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الظروف في العمق وعلى سطح الأرض مختلفة تمامًا - العينات المتصدعة من فرق الضغط.
في أعماق مختلفة ، كان إنتاج اللب مختلفًا تمامًا. إذا كان من الممكن على بعد خمسة كيلومترات من مقطع طوله 100 متر الاعتماد على 30 سم من اللب ، فعندئذٍ على أعماق تزيد عن تسعة كيلومترات ، بدلاً من عمود من الصخور ، تلقى الجيولوجيون مجموعة من غسالات من الصخور الكثيفة.
صورة مجهرية للصخور تم رفعها من عمق 8028 مترًا
"Kola superdeep" وزارة الجيولوجيا في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، دار النشر "Nedra" ، 1984
أدت الدراسات التي أجريت على المادة التي تم رفعها من البئر إلى عدة استنتاجات مهمة. أولاً ، لا يمكن تبسيط بنية قشرة الأرض لتكوين عدة طبقات. تمت الإشارة إلى هذا سابقًا من خلال البيانات الزلزالية - رأى الجيوفيزيائيون موجات بدت وكأنها تنعكس من حد سلس. أظهرت الدراسات في SG-3 أن مثل هذه الرؤية يمكن أن تحدث أيضًا مع توزيع معقد للصخور.
أثر هذا الافتراض على تصميم البئر - توقع العلماء أن يدخل العمود في صخور البازلت على عمق سبعة كيلومترات ، لكنهم لم يلتقوا عند علامة 12 كيلومترًا أيضًا. ولكن بدلاً من البازلت ، اكتشف الجيولوجيون صخورًا بها عدد كبير من الشقوق وكثافة منخفضة ، وهو ما لا يمكن توقعه على الإطلاق من عدة كيلومترات من الأعماق. علاوة على ذلك ، تم العثور على آثار للمياه الجوفية في الشقوق - حتى أنه تم اقتراح أنها تشكلت من خلال تفاعل مباشر للأكسجين والهيدروجين في سمك الأرض.
من بين النتائج العلمية ، كانت هناك أيضًا نتائج تطبيقية - على سبيل المثال ، في الأعماق الضحلة ، وجد الجيولوجيون أفقًا من خامات النحاس والنيكل المناسبة للتعدين. وعلى عمق 9.5 كيلومترات ، تم اكتشاف طبقة من الشذوذ الجيوكيميائي للذهب - كانت حبيبات ميكرومتر من الذهب الأصلي موجودة في الصخر. وبلغت التركيزات جرام لكل طن من الصخور. ومع ذلك ، فمن غير المرجح أن يكون التعدين من مثل هذا العمق مربحًا على الإطلاق. لكن وجود وخصائص الطبقة الحاملة للذهب جعل من الممكن توضيح نماذج تطور المعادن - البتروجين.
بشكل منفصل ، من الضروري التحدث عن دراسات تدرجات درجة الحرارة والإشعاع. لمثل هذه التجارب ، يتم استخدام أدوات قاع البئر ، والتي يتم إنزالها على الكابلات السلكية. كانت المشكلة الكبرى هي ضمان التزامن مع المعدات الأرضية ، وكذلك ضمان التشغيل على أعماق كبيرة. على سبيل المثال ، نشأت صعوبات مع حقيقة أن الكابلات التي يبلغ طولها 12 كيلومترًا تم شدها بحوالي 20 مترًا ، مما قد يقلل بشكل كبير من دقة البيانات. لتجنب ذلك ، كان على الجيوفيزيائيين إنشاء طرق جديدة لتحديد المسافات.
لم يتم تصميم معظم الأدوات التجارية للعمل في الظروف القاسية للطبقات السفلية من البئر. لذلك ، للبحث على أعماق كبيرة ، استخدم العلماء معدات مصممة خصيصًا لـ Kola Superdeep.
النتيجة الأكثر أهمية لبحوث الطاقة الحرارية الأرضية هي تدرجات درجات حرارة أعلى بكثير مما هو متوقع. بالقرب من السطح ، كان معدل ارتفاع درجة الحرارة 11 درجة لكل كيلومتر ، إلى عمق كيلومترين - 14 درجة لكل كيلومتر. في الفترة من 2.2 إلى 7.5 كيلومتر ، ارتفعت درجة الحرارة بمعدل يقترب من 24 درجة لكل كيلومتر ، على الرغم من أن النماذج الحالية توقعت قيمة أقل مرة ونصف. نتيجة لذلك ، على عمق خمسة كيلومترات بالفعل ، سجلت الأجهزة درجة حرارة 70 درجة مئوية ، وبحلول 12 كيلومترًا وصلت هذه القيمة إلى 220 درجة مئوية.
تبين أن بئر Kola Superdeep يختلف عن الآبار الأخرى - على سبيل المثال ، عند تحليل إطلاق الحرارة لصخور الدرع البلوري الأوكراني وأحواض حمام سييرا نيفادا ، أظهر الجيولوجيون أن إطلاق الحرارة يتناقص مع العمق. على العكس من ذلك ، نمت في SG-3. علاوة على ذلك ، أظهرت القياسات أن المصدر الرئيسي للحرارة ، الذي يوفر 45-55 في المائة من تدفق الحرارة ، هو تحلل العناصر المشعة.
على الرغم من حقيقة أن عمق البئر يبدو هائلاً ، إلا أنه لا يصل حتى إلى ثلث سماكة القشرة الأرضية في درع البلطيق. يقدر الجيولوجيون أن قاعدة القشرة الأرضية في هذه المنطقة تمتد حوالي 40 كيلومترًا تحت الأرض. لذلك ، حتى لو وصلت SG-3 إلى القطع المخطط له البالغ 15 كيلومترًا ، فلن نتمكن من الوصول إلى الوشاح.
تم تعيين هذه المهمة الطموحة من قبل العلماء الأمريكيين عند تطوير مشروع موهول. خطط الجيولوجيون للوصول إلى حدود Mohorovichich - منطقة تحت الأرض حيث يوجد تغيير حاد في سرعة الانتشار موجات صوتية. يُعتقد أنه مرتبط بالحد الفاصل بين القشرة والعباءة. تجدر الإشارة إلى أن الحفارين اختاروا قاع المحيط بالقرب من جزيرة غوادالوبي كمكان للبئر - كانت المسافة إلى الحدود بضعة كيلومترات فقط. ومع ذلك ، وصل عمق المحيط نفسه إلى 3.5 كيلومترات هنا ، مما أدى إلى تعقيد أعمال الحفر بشكل كبير. سمحت الاختبارات الأولى في الستينيات للجيولوجيين بحفر 183 مترًا فقط.
تم وضع خطط مؤخرًا لإحياء مشروع الحفر في أعماق المحيطات بمساعدة سفينة الحفر الاستكشافية JOIDES Resolution. كهدف جديد ، اختار الجيولوجيون نقطة في المحيط الهندي ، ليست بعيدة عن إفريقيا. يبلغ عمق حدود موهوروفيتش حوالي 2.5 كيلومتر فقط. في ديسمبر 2015 - يناير 2016 ، تمكن الجيولوجيون من حفر بئر بعمق 789 متر - خامس أكبر الآبار في العالم من الآبار تحت الماء. لكن هذه القيمة ليست سوى نصف ما كان مطلوبًا في المرحلة الأولى. ومع ذلك ، يخطط الفريق للعودة وإكمال ما بدأوه.
***
0.2 في المائة من المسار إلى مركز الأرض ليس رقمًا مثيرًا للإعجاب مقارنة بمقياس السفر في الفضاء. ومع ذلك ، يجب ألا يغيب عن البال أن حدود النظام الشمسي لا تمر على طول مدار نبتون (أو حتى حزام كويبر). تسود جاذبية الشمس على النجم النجمي حتى مسافة سنتين ضوئيتين من النجم. لذلك إذا قمت بحساب كل شيء بعناية ، فقد اتضح أن فوييجر 2 طار أيضًا بنسبة عُشر بالمائة فقط من المسار إلى أطراف نظامنا.
لذلك ، لا تنزعج من ضآلة معرفتنا بـ "دواخل" كوكبنا. يمتلك الجيولوجيون تلسكوباتهم الخاصة - أبحاث زلزالية - وخططهم الطموحة لغزو الأحشاء. وإذا تمكن علماء الفلك بالفعل من لمس جزء صلب الأجرام السماويةالخامس النظام الشمسي، إذن لدى الجيولوجيين كل الأشياء الأكثر إثارة للاهتمام التي لم تأت بعد.
فلاديمير كوروليف
دفعت محاولة دراسة القسم الجيولوجي وسماكة الصخور البركانية الناشئة على سطح الأرض المراكز العلمية ، ومثلها ، المنظمات البحثية لتحديد أصل الصدوع العميقة. الحقيقة هي أن عينات الصخور الهيكلية ، المستخرجة سابقًا من أحشاء الأرض والقمر ، كانت ذات أهمية متساوية للدراسة. وقع اختيار نقطة وضع الفم على الحوض الضخم الموجود على شكل وعاء ، والذي يرتبط أصله بوجود صدع عميق في منطقة شبه جزيرة كولا.
كان يعتقد أن الأرض هي نوع من شطيرة تتكون من قشرة وعباءة ولب. بحلول هذا الوقت ، تم استكشاف الصخور الرسوبية القريبة من السطح بشكل كافٍ في تطوير حقول النفط. نادرًا ما كان التنقيب عن المعادن غير الحديدية مصحوبًا بحفر تحت علامة 2000 متر.
كان من المفترض أن تجد Kola SG (superdeep) ، تحت عمق 5000 متر ، قسمًا من طبقات الجرانيت والبازلت. هذا لم يحدث. اخترقت قذيفة الحفر صخور الجرانيت الصلب حتى علامة 7000 متر. علاوة على ذلك ، مر الغرق من خلال تربة ناعمة نسبيًا ، مما تسبب في انهيار جدران العمود وتشكيل التجاويف. أدت التربة المتهالكة إلى تشويش رأس الأداة لدرجة أنه عند رفع الأنبوب انقطع ، مما أدى إلى وقوع حادث. كان من المفترض أن يؤكد بئر كولا أو يدحض هذه التعاليم الراسخة. بالإضافة إلى ذلك ، لم يجرؤ العلماء على الإشارة إلى الفترات الزمنية التي تمر فيها الحدود بين هذه الطبقات الثلاث بالضبط. كان الهدف من بئر كولا هو استكشاف ودراسة رواسب الموارد المعدنية وتحديد الأنماط والتكوين التدريجي لحقول وجود احتياطيات المواد الخام. كان الأساس ، أولاً وقبل كل شيء ، الصلاحية العلمية لنظرية العوامل الفيزيائية والهيدروجيولوجية وغيرها من البارامترات لأعماق الأرض. ومعلومات موثوقة عنها التركيب الجيولوجييمكن أن تؤدي التربة السفلية فقط إلى غرق عميق للغاية في الجذع.
وفي الوقت نفسه ، تم توفير التحضير طويل المدى لبدء عمليات الحفر من أجل: إمكانية زيادة درجة الحرارة مع تعمقها ، وزيادة الضغط الهيدروستاتيكي للطبقات ، وعدم القدرة على التنبؤ بسلوك الصخور ، واستقرارها بسبب وجود ضغوط الصخور والخزان.
من الناحية الفنية ، تم أخذ جميع الصعوبات والعقبات المحتملة في الاعتبار والتي يمكن أن تؤدي إلى تباطؤ في عملية التعميق بسبب ضياع الوقت لانطلاق القذيفة ، وانخفاض سرعة الحفر بسبب تغيير في فئة الصخور ، وزيادة في تكاليف الطاقة لقواديس قاع البئر.
كان العامل الأكثر صعوبة هو الزيادة المستمرة في وزن الأنبوب والغلاف كلما تعمق.
التطورات الفنية في مجال:
- زيادة القدرة الاستيعابية والقوة والخصائص الأخرى لمعدات ومعدات الحفر ؛
- الثبات الحراري لأداة قطع الصخور ؛
- أتمتة إدارة جميع مراحل عملية الحفر ؛
- معالجة المعلومات الواردة من منطقة قاع البئر ؛
- تحذيرات حول حالات الطوارئ باستخدام أنبوب حفر أو سلسلة غلاف.
كان من المفترض أن يكشف غرق عمود عميق للغاية عن صحة أو مغالطة الفرضية العلمية حول البنية العميقة للكوكب.
كان الغرض من هذا البناء المكلف للغاية هو دراسة:
1.
هيكل عميق من رواسب نيكل Pechenga والقاعدة البلورية لدرع البلطيق في شبه الجزيرة. فك رموز محيط الرواسب متعددة المعادن في Pechenga ، إلى جانب مظاهر أجسام خام.
2.
دراسة الطبيعة والقوى التي تسبب فصل حدود الصفيحة في القشرة القارية. تحديد مناطق الخزان ودوافعه وطبيعة تكوينه درجة حرارة عالية. تحديد التركيب الفيزيائي والكيميائي للماء والغازات المتكونة في الشقوق ومسام الصخور.
3.
الحصول على مادة شاملة عن التركيب المادي للصخور ومعلومات عن الفترات الفاصلة بين "حشيات" الجرانيت والبازلت للقشرة. دراسة شاملة الخصائص الفيزيائية والكيميائيةاستخراج اللب.
4.
تطوير متقدم الوسائل التقنيةوالتقنيات الجديدة لحفر الأعمدة شديدة العمق. إمكانية تطبيق الأساليب الجيوفيزيائية للبحث في منطقة مظاهر الركاز.
5.
تطوير وإنشاء أحدث المعدات للمراقبة والاختبار والبحث والتحكم في عملية الحفر.
حقق بئر كولا ، في الغالب ، الأهداف العلمية. تضمنت المهمة دراسة أقدم الصخور التي يتكون منها الكوكب ومعرفة أسرار العمليات التي تحدث فيها.
الإثبات الجيولوجي للحفر في شبه جزيرة كولا
دائمًا ما يتم تحديد استكشاف واستخراج رواسب الخامات المفيدة من خلال حفر الآبار العميقة. ولماذا في شبه جزيرة كولا وبالتحديد في منطقة مورمانسك ، وبالتأكيد في بيشينغا. كان الشرط المسبق لذلك هو حقيقة أن هذه المنطقة كانت تعتبر مخزنًا حقيقيًا للموارد المعدنية ، مع أغنى احتياطيات لمجموعة متنوعة من المواد الخام الخام (النيكل ، والمغنتيت ، والأباتيت ، والميكا ، والتيتانيوم ، والنحاس).
ومع ذلك ، فإن الحسابات الجيولوجية ، التي تم إجراؤها على أساس لب من بئر ، كشفت عن سخافة الرأي العلمي العالمي. اتضح أن العمق البالغ سبعة كيلومترات يتكون من صخور بركانية ورسوبية (طوف ، أحجار رملية ، دولوميت ، بريكياس). تحت هذا الفاصل الزمني ، كما هو متوقع ، يجب أن تكون هناك صخور تفصل بين الهياكل الجرانيتية والبازلتية. لكن ، للأسف ، لم تظهر البازلت أبدًا.
من الناحية الجيولوجية ، تعرض درع البلطيق لشبه الجزيرة ، مع تغطية جزئية لأراضي النرويج والسويد وفنلندا وكاريليا ، للتآكل والتطور لملايين القرون. كانت الانفجارات الطبيعية ، والعمليات المدمرة للبراكين ، وظواهر الصهارة ، والتعديلات المتحولة للصخور ، والترسبات أكثر وضوحًا في السجل الجيولوجي لبيشنغا. هذا هو الجزء من درع البلطيق المطوي ، حيث تطور التاريخ الجيولوجي لمظاهر الطبقات والخامات على مدى مليارات السنين.
على وجه الخصوص ، تعرضت الأجزاء الشمالية والشرقية من سطح الدرع للتآكل منذ قرون. ونتيجة لذلك ، مزقت الأنهار الجليدية والرياح والمياه والكوارث الطبيعية الأخرى (كاشطات) الطبقات العليا من الصخور.
خدم التآكل الخطير كأساس لاختيار موقع البئر. الطبقات العلياوعرض التكوينات القديمة للأرض. أدت هذه النتوءات إلى زيادة قرب وتسهيل الوصول إلى مخازن الطبيعة تحت الأرض.
تصميم جيد فائق العمق
الهياكل فائقة العمق لها تصميم تلسكوبي إلزامي. في حالتنا ، كان القطر الأولي للفم 92 سم ، والقطر الأخير 21.5.
يتم توفير عمود دليل التصميم أو ما يسمى بالموصل بقطر 720 مم للاختراق حتى عمق 39 مترًا طوليًا. السلسلة التقنية الأولى (غلاف ثابت) ، بقطر 324 مم وطول 2000 متر ؛ غلاف قابل للإزالة 245 مم ، مع لقطات 8770 متر. تم التخطيط لإجراء مزيد من الحفر مع فتحة مفتوحة لعلامة التصميم. جعلت الصخور البلورية من الممكن الاعتماد على الثبات طويل الأمد للجزء غير المغمور من الجدران. سيسمح العمود الثاني القابل للإزالة ، المميز بعلامات مغناطيسية ، بأخذ عينات أساسية مستمرة على طول طول حفرة البئر. تم ضبط العلامات المشعة على أنبوب قاع البئر لتسجيل درجة حرارة بيئة الحفر.
المعدات التقنية لجهاز الحفر لحفر بئر شديد العمق
تم إجراء الحفر من نقطة الصفر بواسطة تركيب Uralmash-4E ، أي المعدات التسلسلية المستخدمة في حفر آبار النفط والغاز العميقة. حتى 2000 متر ، تم حفر العمود بأنابيب حفر فولاذية ، مع مثقاب توربيني في النهاية. تم ضبط هذا التوربين ، الذي يبلغ طوله 46 مترًا ، مع إزميل في نهايته ، في حالة دوران تحت تأثير محلول طيني ، تم ضخه في الأنبوب بضغط 40 ضغطًا جويًا.
علاوة على ذلك ، تم تنفيذ الغرق من مسافة 7264 مترًا بواسطة التركيب المحلي "Uralmash-15000" ، من وجهة نظر مبتكرة ، هيكل أكثر قوة ، بسعة حمل تصل إلى 400 طن. تم تجهيز المجمع بالعديد من التطورات التقنية والتكنولوجية والإلكترونية وغيرها من التطورات المتقدمة.
تم تجهيز بئر كولا بهيكل آلي عالي التقنية:
1.
الاستكشاف بقاعدة قوية يُركب عليها البرج المقطعي نفسه ، بارتفاع 68 مترًا. مصممة للتنفيذ:
- غرق البرميل ، عمليات الهبوط - رفع المقذوف والإجراءات المساعدة الأخرى ؛
- الاحتفاظ بالجزء الأمامي وخيط الأنبوب بالكامل ، سواء من حيث الوزن أو أثناء الحفر ؛
- وضع أقسام (حاملات) لأنابيب الحفر ، بما في ذلك الأطواق ، ونظام الحركة.
في الفضاء الداخلي للبرج ، كانت هناك أيضًا وسائل للمشروع المشترك (هبوط - صعود) ، أدوات. كما أنها تضم وسائل الأمن والإخلاء الطارئ المحتمل للراكب (مساعد الحفار).
2. المعدات الكهربائية والتكنولوجية ووحدات الطاقة والمضخات.
3. نظام التحكم في التدوير والانفجار ، معدات التدعيم.
4. الأتمتة والتحكم ونظام التحكم في العمليات.
5. التيار الكهربائي ، وسائل الميكنة.
6. مجمع من معدات القياس ومعدات المختبرات وأكثر من ذلك بكثير.
في عام 2008 ، تم التخلي تمامًا عن بئر Kola فائقة العمق ، وتم تفكيك وإزالة جميع المعدات القيمة (تم بيع معظمها للخردة).
حتى عام 2012 ، تم تفكيك البرج الرئيسي لجهاز الحفر.
الآن يعمل فقط مركز كولا العلمي التابع لأكاديمية العلوم الروسية ، والذي يدرس حتى يومنا هذا اللب المستخرج من بئر شديد العمق.
تم إخراج اللب نفسه إلى مدينة ياروسلافل ، حيث يتم تخزينها الآن.
فيديو وثائقي عن Kola Superdeep Well
سجلات الآبار الجديدة فائقة العمق
كان بئر Kola superdeep يعتبر أعمق بئر في العالم حتى عام 2008.
في عام 2008 ، تم حفر بئر الزيت Maersk Oil BD-04A ، الذي يبلغ طوله 12،290 مترًا ، بزاوية حادة في حوض زيت الشاهين.
في يناير 2011 ، تم كسر هذا الرقم القياسي أيضًا ، وتم كسره بواسطة بئر نفط تم حفره في القبة الشمالية (Odoptu-Sea - حقل نفط وغاز في روسيا) ، تم حفر هذا البئر أيضًا بزاوية حادة على سطح الأرض كان الطول 12345 مترا.
في يونيو 2013 ، حطم بئر Z-42 في حقل Chayvinskoye مرة أخرى الرقم القياسي للعمق بطول 12700 متر.