“Well to Hell”: come fu perforato il pozzo più profondo del mondo in Unione Sovietica. Kola superprofonda

In URSS amavano le dimensioni, e altro ancora, e questo si estendeva letteralmente a tutto. Così fu scavato un pozzo nell'Unione, che ancora oggi porta il titolo di il più profondo della terra. È interessante notare che il pozzo non è stato perforato per la produzione di petrolio o per l'esplorazione geologica, ma esclusivamente per la ricerca scientifica.

Suggerimenti utilizzati per perforare un pozzo.

Il Kola Superdeep Well, o SG-3, è il pozzo più profondo della terra realizzato dall'uomo. Si trova nella regione di Murmansk, a 10 chilometri dalla città di Zapolyarny, in direzione ovest. La profondità del buco è di 12.262 metri. Il suo diametro nella parte superiore è di 92 centimetri. In basso - 21,5 centimetri. Una caratteristica importante dell'SG-3 è che, a differenza di tutti gli altri pozzi per la produzione di petrolio o per lavori geologici, questo è stato perforato esclusivamente per scopi scientifici.

Il pozzo fu posato nel 1970, in occasione del centenario della nascita di Vladimir Lenin. La posizione scelta è degna di nota perché il pozzo è stato perforato in rocce vulcaniche affioranti risalenti a più di 3 miliardi di anni fa. A proposito, l'età della Terra è di circa 4,5 miliardi di anni. Quando si estraggono minerali, raramente i pozzi vengono perforati a una profondità superiore a duemila metri.

Il lavoro andò avanti per giorni interi.

La perforazione iniziò il 24 maggio 1970. Fino al livello di 7mila metri la perforazione è avvenuta facilmente e con calma, ma dopo che la testa ha colpito rocce meno dense sono iniziati i problemi. Il processo è notevolmente rallentato. Solo il 6 giugno 1979 fu stabilito un nuovo record: 9583 metri. È stato precedentemente installato negli Stati Uniti dai produttori di petrolio. La soglia dei 12.066 metri è stata superata nel 1983. Il risultato è stato raggiunto dal Congresso Geologico Internazionale, che si è tenuto a Mosca. Successivamente si sono verificati due incidenti nel complesso.

Ora il complesso appare così.

Nel 1997, nei media circolarono diverse leggende secondo cui il pozzo superprofondo di Kola era la vera strada per l'inferno. Una di queste leggende diceva che quando la squadra abbassò il microfono a una profondità di diverse migliaia di metri, lì si sentirono urla, gemiti e urla umane.

Ovviamente non c'era niente del genere. Se non altro perché viene utilizzata un'attrezzatura speciale per registrare il suono in un pozzo a una tale profondità, ma non ha registrato nulla. Nel complesso si verificarono effettivamente diversi incidenti, inclusa un’esplosione sotterranea durante la perforazione, ma i geologi certamente non disturbarono alcun “demone” sotterraneo.

Il pozzo stesso è messo fuori servizio.

Ciò che è veramente importante è che l’SG-3 aveva 16 laboratori di ricerca. Durante l'Unione Sovietica, i geologi nazionali furono in grado di fare molte scoperte preziose e di comprendere meglio come funziona il nostro pianeta. Il lavoro nel sito ci ha permesso di migliorare significativamente la tecnologia di perforazione. Gli scienziati sono stati inoltre in grado di comprendere i processi geologici locali e hanno ricevuto dati completi sul regime termico del sottosuolo, sui gas sotterranei e sulle acque profonde.

Purtroppo oggi il pozzo superprofondo di Kola è chiuso. Il complesso edificio si è deteriorato da quando l'ultimo laboratorio è stato chiuso nel 2008 e tutte le attrezzature sono state smantellate. Il motivo è semplice: mancanza di fondi. Nel 2010 il pozzo era già messo fuori servizio. Ora viene lentamente ma inesorabilmente distrutto sotto l'influenza dei processi naturali.

Non è più facile penetrare nei segreti che sono sotto i nostri piedi che scoprire tutti i segreti dell'Universo sopra le nostre teste. E forse ancora più difficile, perché per guardare nelle profondità della Terra è necessario un pozzo molto profondo.

Gli scopi della trivellazione sono diversi (per esempio la produzione di petrolio), ma i pozzi ultra profondi (più di 6 km) sono necessari principalmente agli scienziati che vogliono sapere quali cose interessanti ci sono all'interno del nostro pianeta. Dove si trovano queste "finestre" verso il centro della Terra e come viene chiamato il pozzo trivellato più profondo, te lo diremo in questo articolo. Innanzitutto solo una precisazione.

La perforazione può essere eseguita verticalmente verso il basso o ad angolo rispetto alla superficie terrestre. Nel secondo caso la lunghezza può essere molto grande, ma la profondità, se stimata dalla bocca (l'inizio del pozzo in superficie) al punto più profondo del sottosuolo, è inferiore a quella di quelli che corrono perpendicolarmente.

Un esempio è uno dei pozzi del campo Chayvinskoye, la cui lunghezza ha raggiunto i 12.700 m, ma in profondità è significativamente inferiore ai pozzi più profondi.

Questo pozzo, profondo 7520 m, si trova sul territorio della moderna Ucraina occidentale. Tuttavia, i lavori furono condotti in URSS nel 1975-1982.

Lo scopo della creazione di questo, uno dei pozzi più profondi dell'URSS, era l'estrazione di minerali (petrolio e gas), ma anche lo studio delle viscere della terra era un compito importante.

9 Yen-Yakhinskaya bene

Non lontano dalla città di Novy Urengoy nel distretto di Yamalo-Nenets. Lo scopo della perforazione della Terra era determinare la composizione della crosta terrestre nel sito di perforazione e determinare la redditività dello sviluppo di grandi profondità per l'estrazione mineraria.

Come di solito accade con i pozzi ultraprofondi, il sottosuolo ha riservato ai ricercatori molte “sorprese”. Ad esempio, a una profondità di circa 4 km la temperatura ha raggiunto +125 (sopra il valore calcolato), e dopo altri 3 km la temperatura era già +210 gradi. Tuttavia, gli scienziati hanno completato le loro ricerche e nel 2006 il pozzo è stato abbandonato.

8 Saatli in Azerbaigian

In URSS, uno dei pozzi più profondi del mondo, Saatli, è stato perforato nel territorio della Repubblica dell'Azerbaigian. Si prevedeva di portare la sua profondità a 11 km e di condurre vari studi relativi sia alla struttura della crosta terrestre che allo sviluppo del petrolio a diverse profondità.

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Tuttavia non è stato possibile perforare un pozzo così profondo, come accade molto, molto spesso. Durante il funzionamento, le macchine spesso si guastano a causa di temperature e pressioni estremamente elevate; il pozzo è piegato perché la durezza delle diverse rocce non è uniforme; Spesso un guasto minore comporta problemi tali che la loro soluzione richiede più denaro che crearne uno nuovo.

In questo caso quindi, nonostante il materiale ottenuto dalla perforazione fosse molto pregiato, i lavori hanno dovuto essere fermati intorno a quota 8324 m.

7 Zisterdorf - il più profondo dell'Austria

Un altro pozzo profondo è stato perforato in Austria, vicino alla città di Zisterdorf. Nelle vicinanze c'erano giacimenti di gas e petrolio, e i geologi speravano che un pozzo ultra-profondo avrebbe permesso di ottenere super profitti nel campo dell'estrazione mineraria.

In effetti, il gas naturale è stato scoperto a una profondità molto significativa: con disperazione degli specialisti, era impossibile estrarlo. Ulteriori perforazioni si sono concluse con un incidente; le pareti del pozzo sono crollate.
Non aveva senso restaurarlo; si decise di perforarne un altro nelle vicinanze, ma non vi si trovò nulla di interessante per gli industriali.

6 università negli Stati Uniti

Uno dei pozzi più profondi della Terra è l'Università negli Stati Uniti. La sua profondità è di 8686 m. I materiali ottenuti a seguito della perforazione sono di notevole interesse, poiché forniscono nuovi materiali sulla struttura del pianeta su cui viviamo.

Sorprendentemente, di conseguenza, si è scoperto che non erano gli scienziati ad avere ragione, ma gli scrittori di fantascienza: nelle profondità ci sono strati di minerali e a grandi profondità c'è la vita - tuttavia, stiamo parlando di batteri!

Negli anni '90, la Germania iniziò a perforare il pozzo ultra profondo Hauptborung. Si prevedeva di portare la sua profondità a 12 km, ma, come di solito accade con le miniere ultra profonde, i piani non hanno avuto successo. Già a poco più di 7 metri iniziarono i problemi con le macchine: perforare verticalmente verso il basso divenne impossibile e l'albero cominciò a deviare sempre di più lateralmente. Ogni metro era difficile e la temperatura aumentava enormemente.

Alla fine, quando il caldo raggiunse i 270 gradi e gli infiniti incidenti e guasti sfinirono tutti, si decise di sospendere i lavori. Ciò è avvenuto a una profondità di 9,1 km, rendendo il pozzo Hauptborung uno dei più profondi.

I materiali scientifici ottenuti dalla perforazione sono diventati la base per migliaia di studi e la miniera stessa è attualmente utilizzata a fini turistici.

4 Unità del Baden

Negli Stati Uniti, la Lone Star tentò di perforare un pozzo ultra-profondo nel 1970. La località vicino alla città di Anadarko in Oklahoma non è stata scelta a caso: qui la natura selvaggia e l'alto potenziale scientifico creano una conveniente opportunità sia per perforare un pozzo che per studiarlo.

Il lavoro è durato più di un anno e durante questo periodo è stata perforata una profondità di 9159 m, che le consente di essere inclusa tra le miniere più profonde del mondo.

E infine, presentiamo i tre pozzi più profondi del mondo. Al terzo posto c'è Bertha Rogers, il primo pozzo ultra-profondo al mondo, che, tuttavia, non è rimasto a lungo il più profondo. Solo poco tempo dopo apparve il pozzo più profondo dell'URSS, il pozzo di Kola.

Bertha Rogers è stata perforata dalla GHK, una società che sviluppa risorse minerarie, principalmente gas naturale. L'obiettivo del lavoro era la ricerca del gas a grandi profondità. I lavori iniziarono nel 1970, quando si sapeva molto poco delle viscere della terra.

L'azienda nutriva grandi speranze per il sito nella contea di Ouachita, perché l'Oklahoma ha molte risorse minerarie e a quel tempo gli scienziati pensavano che ci fossero interi strati di petrolio e gas nella terra. Tuttavia, 500 giorni di lavoro e ingenti fondi investiti nel progetto si sono rivelati inutili: il trapano si è sciolto in uno strato di zolfo liquido e non è stato possibile rilevare gas o petrolio.

Inoltre, durante la perforazione non è stata effettuata alcuna ricerca scientifica, poiché il pozzo aveva solo importanza commerciale.

2 KTB-Oberpfalz

Al secondo posto nella nostra classifica c'è il pozzo tedesco Oberpfalz, che ha raggiunto una profondità di quasi 10 km.

Questa miniera detiene il record del pozzo verticale più profondo, poiché senza deviazioni laterali arriva ad una profondità di 7500 m! Questa è una cifra senza precedenti, perché le miniere a grandi profondità inevitabilmente si piegano, ma l'attrezzatura unica utilizzata dagli scienziati tedeschi ha permesso di spostare il trapano verticalmente verso il basso per un tempo molto lungo.

Anche la differenza di diametro non è così grande. I pozzi ultraprofondi iniziano sulla superficie della terra con un foro di diametro abbastanza grande (a Oberpfalz - 71 cm), e poi si restringono gradualmente. Nella parte inferiore, il pozzo tedesco ha un diametro di soli 16 cm circa.

Il motivo per cui è stato necessario interrompere il lavoro è lo stesso di tutti gli altri casi: guasto dell'attrezzatura a causa delle alte temperature.

1 Il pozzo di Kola è il più profondo del mondo

Dobbiamo la stupida leggenda a una "papera" diffusa dalla stampa occidentale, dove, riferendosi al mitico "scienziato di fama mondiale" Azzakov, si parlava di una "creatura" fuggita da una miniera, la cui temperatura raggiungeva i 1000 gradi, sui gemiti di milioni di persone che si sono iscritte con il microfono abbassato e così via.

A prima vista, è chiaro che la storia è cucita con filo bianco (e, tra l'altro, è stata pubblicata il primo di aprile): la temperatura nella miniera non era superiore a 220 gradi, tuttavia, a questa temperatura, come così come a 1000 gradi nessun microfono può funzionare; le creature non sono fuggite e lo scienziato nominato non esiste.

Il pozzo di Kola è il più profondo del mondo. La sua profondità raggiunge i 12262 m, che supera significativamente la profondità di altre miniere. Ma non la lunghezza! Ora possiamo nominare almeno tre pozzi - Qatar, Sakhalin-1 e uno dei pozzi del giacimento Chayvinskoye (Z-42) - che sono più lunghi, ma non più profondi.
Kola ha fornito agli scienziati materiale colossale, che non è stato ancora completamente elaborato e compreso.

Il tentativo di studiare la sezione geologica e lo spessore delle rocce vulcaniche esposte sulla superficie terrestre ha spinto i centri scientifici e, come loro, gli organismi di ricerca a identificare l'origine delle faglie profonde. Il fatto è che i campioni strutturali di rocce precedentemente estratti dalle viscere della Terra e della Luna erano allora di uguale interesse per lo studio. E la scelta della posizione della foce è caduta sull'enorme depressione esistente a forma di scodella, la cui origine è associata alla presenza di una profonda faglia nell'area della penisola di Kola.

Si credeva che la Terra fosse una specie di sandwich costituito da crosta, mantello e nucleo. A questo punto, le rocce sedimentarie vicine alla superficie erano state sufficientemente studiate durante lo sviluppo dei giacimenti petroliferi. L'esplorazione di metalli non ferrosi è stata raramente accompagnata da trivellazioni al di sotto della soglia dei 2000 metri.

Il Kola SG (ultradeep), al di sotto di una profondità di 5000 metri, dovrebbe rilevare una separazione di strati di granito e basalto. Ciò non è accaduto. Il trapano ha perforato rocce di granito duro fino a 7000 metri. Inoltre, lo scavo procedette attraverso terreni relativamente soffici, che causarono il crollo delle pareti del pozzo e la formazione di cavità. Il terreno sgretolato ha bloccato a tal punto la testa dell'utensile che durante il sollevamento la corda del tubo si è rotta, provocando un incidente. Il pozzo di Kola avrebbe dovuto confermare o confutare questi insegnamenti consolidati da tempo. Inoltre, gli scienziati non hanno rischiato di indicare gli intervalli in cui si trovano esattamente i confini tra questi tre strati. Il pozzo di Kola era destinato all'esplorazione e allo studio dei depositi di risorse minerarie, alla determinazione dei modelli e alla formazione fase per fase di campi per la presenza di riserve di materie prime. La base era, prima di tutto, la validità scientifica della teoria dei parametri fisici, idrogeologici e di altro tipo delle profondità della Terra. E solo lo scavo di pozzi ultra profondi potrebbe fornire informazioni affidabili sulla struttura geologica del sottosuolo.

Nel frattempo, molti anni di preparazione per l'inizio delle operazioni di perforazione prevedevano: la possibilità di un aumento della temperatura con l'approfondimento, un aumento della pressione idrostatica delle formazioni, l'imprevedibilità del comportamento delle rocce, la loro stabilità dovuta alla presenza di roccia e pressioni sulla formazione.

Da un punto di vista tecnico, sono state prese in considerazione tutte le possibili difficoltà e ostacoli che potrebbero portare a un rallentamento del processo di approfondimento a causa della perdita di tempo per abbassare e sollevare il proiettile, a una diminuzione della velocità di perforazione a causa del cambio di categoria delle rocce e un aumento dei costi energetici per i motori del pozzo.
Il fattore più difficile è stato considerato il costante aumento del peso del rivestimento e del tubo di perforazione man mano che si approfondivano.

Gli sviluppi tecnici nel campo hanno avuto successo:
- aumentare la capacità di sollevamento, la potenza e altre caratteristiche degli impianti e delle attrezzature di perforazione;
- resistenza al calore degli utensili per il taglio della roccia;
- automazione della gestione di tutte le fasi del processo di perforazione;
- elaborazione delle informazioni provenienti dalla zona di fondo pozzo;
- avvertenze su situazioni di emergenza con l'asta di perforazione o il rivestimento.

Si supponeva che la perforazione di un pozzo ultraprofondo rivelasse la verità o l'errore dell'ipotesi scientifica sulla struttura profonda del pianeta.

Lo scopo di questa costruzione molto costosa includeva la ricerca:
1. La struttura profonda del giacimento di nichel Pechenga e la base cristallina dello scudo baltico della penisola. Decifrare il contorno del deposito polimetallico di Pechenga, insieme alle manifestazioni dei giacimenti minerari.
2. Studio della natura e delle forze che provocano la divisione degli strati limite della crosta continentale. Individuazione delle zone di formazione, motivi e natura della formazione ad alta temperatura. Determinazione della composizione fisica e chimica dell'acqua, dei gas formati nelle fessure e nei pori delle rocce.
3. Ottenere materiale completo sulla composizione materiale delle rocce e informazioni sugli intervalli tra le “guarnizioni” di granito e basalto della crosta. Uno studio completo delle proprietà fisico-chimiche del nucleo estratto.
4. Sviluppo di mezzi tecnici avanzati e nuove tecnologie per l'affondamento di pozzi ultra profondi. Possibilità di utilizzare metodi di ricerca geofisica nella zona dei giacimenti minerari.
5. Sviluppo e creazione delle più moderne attrezzature per il monitoraggio, il collaudo, la ricerca e il monitoraggio dell'avanzamento del processo di perforazione.

Il pozzo Kola soddisfaceva principalmente scopi scientifici. Il compito prevedeva lo studio delle antiche rocce che costituivano il pianeta e l'apprendimento dei segreti dei processi che si verificano in esse.

Giustificazione geologica per la trivellazione nella penisola di Kola

L'esplorazione e l'estrazione di giacimenti minerari utili sono sempre predeterminate dalla perforazione di pozzi profondi. E perché nella penisola di Kola e precisamente nella regione di Murmansk, e certamente a Pechenga. Il prerequisito per ciò era il fatto che questa regione era considerata un vero e proprio magazzino di risorse minerarie, con ricche riserve di un'ampia varietà di materie prime minerali (nichel, magnetite, apatite, mica, titanio, rame).

Tuttavia, un calcolo geologico effettuato sulla base di un carotaggio di un pozzo ha rivelato l'assurdità dell'opinione scientifica mondiale. La profondità di sette chilometri risultò essere composta da rocce vulcaniche e sedimentarie (tufi, arenarie, dolomiti, brecce). Al di sotto di questo intervallo, si presumeva, dovessero esserci rocce che separavano le strutture granitiche e basaltiche. Ma, ahimè, i basalti non sono mai apparsi.

In termini geologici, lo Scudo Baltico della penisola, che copre parzialmente i territori di Norvegia, Svezia, Finlandia e Carelia, è soggetto ad erosione ed evoluzione da milioni di secoli. Le esplosioni naturali, i processi distruttivi del vulcanismo, i fenomeni del magmatismo, le modificazioni metamorfiche delle rocce e la sedimentazione sono chiaramente impressi nella documentazione geologica di Pechenga. Questa è quella parte dello scudo ripiegato del Baltico, dove la storia geologica della formazione e delle manifestazioni dei minerali ha preso forma nel corso di miliardi di anni.

Soprattutto le parti settentrionale e orientale della superficie dello scudo furono sottoposte a secoli di corrosione. Di conseguenza, i ghiacciai, il vento, l'acqua e altri disastri naturali sembravano strappare (raschiare) gli strati superiori delle rocce.

La base per la scelta dell'ubicazione del pozzo è stata la grave erosione degli strati superiori e l'esposizione delle antiche formazioni archeane della Terra. Questi affioramenti hanno notevolmente avvicinato e facilitato l'accesso ai magazzini sotterranei della natura.

Design del pozzo ultra profondo

Le strutture ultra profonde hanno un design telescopico obbligatorio. Nel nostro caso, il diametro iniziale della bocca era di 92 cm e il diametro finale era di 21,5.

La colonna guida di progettazione o il cosiddetto conduttore con un diametro di 720 mm prevedeva la penetrazione fino a una profondità di 39 metri lineari. La prima colonna tecnica (involucro fisso), del diametro di 324 mm e della lunghezza di 2000 metri; involucro smontabile da 245 mm, con una metratura di 8770 metri. Si prevedeva di eseguire ulteriori perforazioni con un foro aperto a livello di progetto. Le rocce cristalline hanno permesso di contare sulla stabilità a lungo termine della parte non rivestita delle pareti. Una seconda colonna rimovibile, contrassegnata da marcatori magnetici, consentirebbe il carotaggio continuo lungo tutta la lunghezza della canna. I tag radioattivi sul tubo del pozzo sono stati configurati per registrare la temperatura dell'ambiente di perforazione.

Attrezzatura tecnica di una piattaforma di perforazione per la perforazione di un pozzo ultraprofondo

La perforazione da zero è stata effettuata utilizzando l'installazione Uralmash-4E, ovvero l'attrezzatura seriale utilizzata per la perforazione di pozzi profondi di petrolio e gas. Fino a 2.000 metri il tronco veniva fatto avanzare attraverso aste di perforazione in acciaio con all'estremità una perforatrice turbo. Questa turbina lunga 46 metri con una punta all'estremità veniva messa in rotazione dall'azione di una soluzione di argilla che veniva pompata nel tubo ad una pressione di 40 atmosfere.

Inoltre, lo scavo è stato effettuato ad un intervallo di 7264 metri utilizzando l'installazione domestica Uralmash-15000, da un punto di vista innovativo, una struttura più potente con una capacità di sollevamento di 400 tonnellate. Il complesso era dotato di numerosi sviluppi tecnici, tecnologici, elettronici e di altro tipo.

Il pozzo Kola era dotato di una struttura altamente tecnologica e automatizzata:
1. Esplorazione, con un possente basamento su cui è montata la stessa torre componibile, alta 68 metri. Destinato a implementare:

• affondamento dell'albero, operazioni di abbassamento e sollevamento del proiettile e altre azioni ausiliarie;
• sostenere l'intera catena di tubi, sia in termini di peso che durante il processo di perforazione;
• posizionamento di sezioni (candele) di aste di perforazione, comprese aste di perforazione zavorrate (collari di perforazione) e del sistema di spostamento.

Lo spazio interno della torre ospitava anche attrezzature e strumenti SP (discesa-salita). Qui si trovavano anche le attrezzature di sicurezza e l'eventuale evacuazione di emergenza del cavaliere (assistente perforatore).

2. Apparecchiature elettriche e tecnologiche, gruppi di potenza e di pompaggio.

3. Sistema di controllo della circolazione e dello scoppio, attrezzature per l'incollaggio.

4. Sistema di automazione, gestione, controllo di processo.

5. Apparecchiature elettriche, apparecchiature di meccanizzazione.

6. Un set di strumenti di misura, attrezzature da laboratorio e molto altro ancora.

Nel 2008, il pozzo superprofondo di Kola è stato completamente abbandonato, tutte le attrezzature di valore sono state smantellate e rimosse (la maggior parte è stata venduta come rottame).

Fino al 2012 la torre principale dell'impianto di perforazione è stata smantellata.

Ora funziona solo il Centro scientifico di Kola dell'Accademia russa delle scienze, dove ancora oggi si studia il nucleo estratto da un pozzo ultra-profondo.

Il nucleo stesso è stato rimosso alla città di Yaroslavl, dove è ora conservato.

Video documentario sul pozzo superprofondo di Kola

Nuovi record per i pozzi ultraprofondi

Il pozzo superprofondo di Kola era considerato il pozzo più profondo del mondo fino al 2008.

Nel 2008, il pozzo petrolifero Maersk Oil BD-04A, la cui lunghezza è di 12.290 metri, è stato perforato ad angolo acuto rispetto alla superficie terrestre nel bacino petrolifero di Al Shaheen.

Nel gennaio 2011, questo record è stato battuto, ed è stato battuto da un pozzo petrolifero perforato nel Duomo settentrionale (Odoptu-sea - un giacimento di gasolio in Russia), anche questo pozzo è stato perforato ad angolo acuto rispetto alla superficie del terra, la lunghezza era di 12.345 metri.

Nel giugno 2013, il pozzo Z-42 del campo Chayvinskoye ha nuovamente battuto il record di profondità, con una lunghezza di 12.700 metri.

Pioggia, nebbia, dieci gradi Celsius. Si chiama estate polare...

La livellatrice che va in cielo è una strada tecnologica e noi non dovremmo essere qui. Ci spostiamo a destra, al lato della strada, per lasciare che il convoglio di camion pesanti venga verso di noi, scrive Artem Achkasov

I corpi alti sono caricati verso l'alto con ghiaia nera - minerale di solfuro di rame-nichel. Ci alziamo più in alto e ora una nuvola viscosa si è attaccata alle nostre Ford e i bracci dei tergicristalli lampeggiano più velocemente. Ma questo non ha migliorato la visibilità: nella spessa lana bianca potevo vedere solo le luci posteriori dell'auto davanti. Ci facciamo strada con cautela tra i cumuli di rifiuti.

All'improvviso, nella nebbia compaiono enormi edifici di cemento, che sembrano edifici industriali.

Benvenuti nella struttura dell'SG-3, conosciuta anche come Pozzo Superprofondo di Kola. Più precisamente, ciò che resta di lei...

La storia è una cosa spietata. Le sue pagine vengono strappate, riscritte, cambiate di posto. Ciò che ogni scolaro o studente sovietico sapeva ora non ha significato; non ha posto nella memoria traboccante di vari divertimenti. I progressi scientifici si riferiscono a una nuova applicazione per smartphone. Le conquiste della scienza russa sono poco conosciute. Le conquiste della scienza sovietica vengono ridicolizzate o completamente dimenticate. Nel frattempo, in una serie di settori, gli scienziati sovietici erano addirittura in vantaggio rispetto agli altri. Ciò vale anche per la ricerca geologica.

Fu per scopi scientifici che nel 1970 fu lanciato il progetto del pozzo superprofondo di Kola. La posizione vicino alla città dello stabilimento Nikel nella regione di Murmansk non è stata scelta per caso, in primo luogo grazie alla già nota abbondanza di risorse preziose in questa regione (nichel, apatite, titanio, rame e così via). In secondo luogo, è qui che il limite inferiore della crosta terrestre si avvicina il più possibile alla superficie. Ciò significa che perforare un pozzo ultra-profondo qui aiuterebbe non solo a identificare le riserve minerarie (in particolare, a esplorare la struttura profonda del deposito di nichel Pechenga), ma anche a rispondere a domande sulla struttura della Terra, su quale in questi anni gli scienziati avevano una comprensione molto approssimativa. Tra gli altri compiti c'è stato lo sviluppo globale della tecnologia di perforazione profonda al fine di migliorare una nuova generazione di apparecchiature per il monitoraggio, la ricerca, l'automazione e il controllo del processo di perforazione.

Inizialmente, la perforazione è stata effettuata utilizzando l'impianto seriale Uralmash-4E, progettato per pozzi petroliferi. Fino a una profondità di 2000 metri il pozzo veniva scavato con aste di perforazione in acciaio, successivamente sostituite con aste in alluminio per la loro leggerezza e maggiore resistenza. Alla fine c'era un turbotrapano: una turbina lunga 46 metri con una corona distruttiva all'estremità, azionata da una soluzione di argilla, che veniva pompata nel tubo ad una pressione di 40 atmosfere.

Dopo aver raggiunto la soglia di 7264 metri, lo scavo fu effettuato dal complesso più avanzato Uralmash-15000, che era l'incarnazione della scienza e della tecnologia sovietica. Il sistema funzionava con molta elettronica e automazione. Le corone in metallo duro furono sostituite con quelle in diamante. In condizioni di elevata densità del suolo, la durata delle corone non superava le quattro ore, ovvero da sei a dieci metri di rientranza. Successivamente, è stato necessario sollevare e smantellare l'intera colonna multi-tonnellata di tubi da 33 metri, che ha richiesto almeno 18 ore per avvicinarsi alla profondità di 12 chilometri.

Potresti chiederti, perché tutta questa complessità? Il fatto è che quasi ogni metro di scavo è stato accompagnato da una scoperta scientifica. Nei suoi anni migliori, quasi due dozzine di laboratori scientifici lavoravano all'SG-3. Lo studio dei campioni di roccia prelevati nel carotaggio e la discesa di attrezzature speciali nel pozzo hanno completamente rivoluzionato la conoscenza teorica degli scienziati sulla struttura della Terra. Pertanto, la cintura di granito si è rivelata molto più spessa di quanto pensassero gli scienziati. Non c'era affatto basalto alla profondità prevista: al suo posto hanno preso posto rocce di granito porose, che hanno portato a numerosi crolli e incidenti sulla piattaforma di perforazione. Microrganismi fossilizzati sono stati scoperti a grandi profondità, il che ha permesso di affermare che la vita sul pianeta è apparsa almeno un miliardo e mezzo di anni prima di quanto si pensasse in precedenza. Anche le affermazioni degli scienziati sui regimi di temperatura nelle viscere del pianeta non sono state confermate: lì faceva molto più caldo...

Naturalmente, perforare un pozzo così profondo era molto costoso. Le frane hanno provocato incidenti e piegamenti del tronco. Un altro incidente a una profondità di 12.262 metri, quasi in coincidenza con il crollo dell'URSS, si rivelò essere l'ultimo nella storia della superprofondità di Kola. Non c'era nessuno a finanziare questo progetto. A metà degli anni Novanta il pozzo fu messo fuori servizio. Dieci anni dopo venne definitivamente abbandonato, pur rimanendo all'epoca il pozzo più profondo del mondo (e l'unico perforato per scopi scientifici).

Naturalmente, la stazione, che un tempo regalava al mondo dozzine di scoperte scientifiche ogni anno, fu completamente saccheggiata.

Tutti gli edifici furono distrutti, compresa la torre di 70 metri che ospitava l'impianto di perforazione. Nella struttura dell'SG-3, i visitatori rari si sentono stalker.

I frammenti del vecchio mondo scricchiolano rumorosamente sotto i piedi. Vetri rotti, ceramiche, ferro arrugginito, mattoni rotti.

Di fronte all'edificio principale si trova lo scheletro di un trasportatore cingolato.

Ci sono lacune nei muri degli edifici. Ovviamente qualcuno ha tirato fuori attrezzature costose in questo modo.

I prodotti chimici sono sparsi negli ex laboratori.

Invece di costosi dispositivi elettronici, elettrici e di automazione, ci sono armadi vuoti strappati dai loro supporti.

All'improvviso si sente il rombo di un motore diesel in una nuvola di nebbia. Istintivamente mi infilo dietro i soffitti crollati. Un vecchio minibus Mercedes si avvicina lentamente all'edificio distrutto. La portiera posteriore aperta sbatte contro la carrozzeria arrugginita. I cacciatori di metalli continuano il loro sporco lavoro...

Cosa ti impedisce di perforare un pozzo al centro della Terra e di scoprire cosa c'è? Sappiamo molto di più sulla struttura dello spazio che su come funziona la Terra. Sebbene i tentativi di penetrare in profondità nella Terra siano stati fatti più di una volta. I primi due pozzi ultra profondi sono stati perforati nello stato della Louisiana, nel Nord America. I responsabili del progetto hanno dotato il pozzo di tubi di rivestimento del diametro di un metro che si estendono fino a una profondità di 1 km, con tre potenti valvole di emergenza automatiche. Accanto alla perforatrice si trovava uno speciale impianto di calcestruzzo che, in caso di incidente, avrebbe fornito una soluzione a indurimento rapido nel tubo di rivestimento. Fino ad una profondità di 9 km l'attività mineraria procedeva normalmente. Ma più in profondità incontrarono una crescente pressione interna e l'idrogeno solforato cominciò a fuoriuscire dal pozzo. I perforatori scherzavano dicendo che avevano perforato fino all'inferno. Da una profondità di 9,6 km, dal pozzo uscì zolfo fuso ei minatori iniziarono a perdere conoscenza. Le serrande di emergenza si sono chiuse. E l'impianto di betonaggio ha fornito una soluzione speciale a o! tubo di rivestimento e il pozzo è stato tappato.

In URSS tentarono anche di perforare diversi pozzi ultraprofondi, ma i trivellatori nazionali subirono la stessa triste sorte. Durante la perforazione del pozzo Kumzha-9 sul fiume Pechora nella regione di Arkhangelsk, una potente fontana di gas, petrolio e fluido di perforazione è esplosa inaspettatamente da una profondità di 7 km. Tanto che la trivella semplicemente “volava” nella zona di pressione del serbatoio anormalmente alta. I tubi della piattaforma di trivellazione si sparpagliavano come pasta dalla padella. Una torcia alta 150 metri colpì immediatamente. Abbiamo provato a spegnere la torcia con i carri armati, ma senza successo. La fontana ronzava come il motore di un aereo. Di conseguenza, è stato possibile estinguerlo solo con l'aiuto di esplosioni nucleari sotterranee. Per fare ciò è stato perforato un pozzo inclinato verso il pozzo di emergenza. Hanno portato sopra una mina nucleare e l'hanno fatta esplodere a una profondità di 1,5 km. Si formò una camera sotterranea e una zona di pressione laterale bloccò il pozzo.

Il pozzo più profondo - SGS-3 con una profondità di 12,3 km - è stato perforato nella penisola di Kola vicino al villaggio di Nikel. Il lavoro è stato svolto da un istituto speciale di geofisica con un numero totale di dipendenti di 5.000 persone e durante gli anni sovietici nella miniera stessa lavoravano 520 persone. La profondità di perforazione stimata è stata fissata a 30 km. Fino a 7 km di perforazione si è proceduto normalmente. Le sorprese sono iniziate a 7,5 km di profondità, la temperatura dove la trivella era a diretto contatto con il basalto è salita a 100°C, e la densità dei campioni sollevati in superficie è diminuita del 20%. I geochimici hanno scoperto vari gas nella roccia - idrogeno ed elio, e i biologi - batteri sconosciuti. Questi batteri, estratti in un'atmosfera di ossigeno, morivano e quindi venivano chiamati aerofobici (paurosi dell'aria). All'improvviso la trivella si è bloccata, poi hanno iniziato ad affondare il secondo pozzo. Ad una profondità di 8 km la temperatura salì a 120°C, i nuclei divennero porosi e il numero di batteri aumentò. I tubi in acciaio convenzionali sono stati sostituiti con! quelli nuovi, realizzati in acciaio ad alta resistenza, la punta era in molibdeno, i grani di diamante sono stati sostituiti con il materiale artificiale elbor, che era superiore al diamante in termini di resistenza al fuoco, resistenza e durezza. Alla fine il pozzo raggiunse una profondità di 12.240 m. La trivella si inceppò nuovamente e la macchina tacque.

Un po 'sulle caratteristiche della piattaforma di perforazione (Uralmash-15000). La batteria di perforazione al di sotto dei 2.000 metri è stata assemblata con tubi in leghe leggere di alluminio (l'acciaio semplicemente esploderebbe a causa del suo peso). Il peso della colonna è di circa 200 tonnellate.

Turbodrill - una turbina lunga 46 metri, che funziona dalla pressione del fluido di perforazione, fa ruotare la punta del trapano (punta).

Un ricevitore carota è un tubo rimovibile all'interno di un turbodrillo utilizzato per raccogliere campioni di roccia (carota).

Sono state utilizzate punte da trapano convenzionali in metallo duro. Una punta dura circa 4 ore, durante le quali è possibile perforare 7-10 metri. Sono necessarie fino a 18 ore per abbassare e sollevare la colonna. In questo caso, la colonna viene smontata in sezioni di più tubi.

I primi 7 chilometri sono composti da rocce vulcaniche e sedimentarie: tufi, basalti, brecce, arenarie, dolomiti. Più in profondità si trova la cosiddetta sezione Conrad, dopo la quale aumenta bruscamente la velocità delle onde sismiche nelle rocce, che in precedenza veniva interpretata come il confine tra graniti e basalti. Questa sezione del pozzo di Kola è stata superata molto tempo fa, ma i basalti dello strato inferiore della crosta terrestre non sono mai apparsi da nessuna parte. Cominciarono invece ad apparire i graniti e gli gneiss.

La sezione del pozzo di Kola ha smentito il modello a due strati della crosta terrestre, secondo il quale, sotto la crosta granitoide dei continenti, dovrebbe esserci una crosta basaltica in cui i continenti, secondo la teoria della tettonica a placche, si muovono lungo la superficie del pianeta. Le sezioni sismiche all'interno del pianeta si sono rivelate non i confini di strati di rocce di diversa composizione. Piuttosto, indicano un cambiamento nelle proprietà della pietra con la profondità. Il campione sollevato in superficie da una profondità di 12 chilometri si è rivelato non essere basalto, come previsto dalla teoria, ma granito.

In precedenza, si pensava che con la distanza dalla superficie terrestre e l'aumento della pressione, le rocce diventassero più monolitiche e il numero di crepe in esse diminuisse. Ma il pozzo ha mostrato il contrario: a partire da 9 km, gli strati si sono rivelati molto porosi e letteralmente pieni di fessure attraverso le quali circolavano soluzioni acquose. In profondità la temperatura è risultata più alta del previsto: +80°C. Al 7 km la temperatura in parete era di 120°C, al 12 km – +230°C. Gli scienziati hanno scoperto la mineralizzazione dell'oro nei campioni del pozzo di Kola. Inserzioni del metallo prezioso sono state trovate in rocce antiche a una profondità di 9,5–10,5 km (una media di 37,7 mg di oro per tonnellata di roccia).

Quante scoperte scientifiche sono avvenute al Kola Superdeep Well! Letteralmente ogni metro era una rivelazione. Il pozzo ha dimostrato che quasi tutte le nostre conoscenze precedenti sulla struttura della crosta terrestre non sono corrette. Si è scoperto che la Terra non assomiglia affatto a una torta a strati. Fino a 4 chilometri tutto è andato secondo la teoria, e poi è iniziata la fine del mondo: i teorici hanno promesso che la temperatura dello Scudo Baltico sarebbe rimasta relativamente bassa fino a una profondità di almeno 15 chilometri. Sarà quindi possibile scavare un pozzo lungo quasi 20 chilometri, proprio fino al mantello. Ma già a 5 chilometri la temperatura ambiente superava i 70°C, a sette oltre 120, e a 12 km di profondità faceva più caldo di 220°C, cioè 100° in più di quanto previsto dai teorici! I risultati mettono in dubbio la teoria della struttura a strati della crosta terrestre, almeno fino a 12.262 metri.

A scuola ci hanno insegnato: esistono le rocce giovani, i graniti, i basalti, il mantello e il nucleo. Ma i graniti si sono rivelati 3 chilometri più bassi del previsto. Non è stato trovato alcun basalto. Tutta la perforazione è avvenuta nello strato di granito. Ma tutte le nostre idee sull'origine e sulla distribuzione dei minerali sono collegate alla teoria della struttura a strati della Terra. Nelle profondità dove si credeva non ci fosse materia organica, furono scoperte 14 specie di microrganismi: l'età degli strati profondi superava i 2,8 miliardi di anni. A profondità ancora maggiori, dove non ci sono più sedimenti, il metano è apparso in enormi concentrazioni. Ciò ha completamente distrutto la teoria dell'origine biologica degli idrocarburi come petrolio e gas.

In modo del tutto inaspettato per tutti, le previsioni di Alexei Tolstoj dal romanzo "L'iperboloide dell'ingegnere Garin" sono state confermate. A una profondità di oltre 9,5 chilometri, hanno scoperto un vero tesoro di tutti i tipi di minerali, in particolare l'oro: un vero strato di olivina, brillantemente previsto dallo scrittore.

I problemi presso un pozzo ultraprofondo tedesco nel sud-est della Baviera, fondato sui resti di un'antica catena montuosa di 300 milioni di anni, sono iniziati dopo aver raggiunto una profondità di 7 km: al termine dei lavori, la parete deviava dalla verticale di 300 m. Proprio come a Kola, è stato necessario scavare nuovi pozzi. La temperatura nel pozzo in profondità era di 270°C, e questo costrinse l'interruzione dei lavori senza raggiungere l'obiettivo prefissato. Alla massima profondità di perforazione si trovavano principalmente anfiboliti e gneiss, antiche rocce metamorfiche. Anche qui non sono state riscontrate zone di transizione dalla crosta granitoide allo gneiss.

Negli Stati Uniti continuano le perforazioni profonde del fondale oceanico nelle zone di attività vulcanica e tettonica della crosta terrestre. Quindi, nelle isole Hawaii, i ricercatori speravano di studiare la vita sotterranea del vulcano e di avvicinarsi alla lingua del mantello, il pennacchio, che si ritiene abbia dato vita a queste isole. Avevano pianificato di perforare un pozzo ai piedi del vulcano Mauna Kea a una profondità di 4,5 km, ma a causa delle temperature estreme sono riusciti a perforare solo 3 km. Un altro progetto è un osservatorio profondo sulla faglia di Sant'Andrea. La perforazione di un pozzo attraverso questa faglia del continente nordamericano è iniziata nel giugno 2004 e ha percorso 2 dei 3 chilometri previsti. Negli Stati Uniti la produzione di petrolio e gas da una profondità di 6-7 km è già diventata una pratica comune. Il pozzo superprofondo di Tyumen ha mostrato che a 7 chilometri dalla superficie ci sono strati rocciosi che sono promettenti per i giacimenti di gas.

Una delle scoperte più sorprendenti fatte attraverso la trivellazione è l'esistenza della vita nelle profondità sotterranee. E sebbene questa vita sia rappresentata solo da batteri, i suoi limiti si estendono a profondità incredibili. I batteri sono onnipresenti. Hanno dominato il regno sotterraneo, apparentemente del tutto inadatto all'esistenza. Pressioni enormi, temperature elevate, mancanza di ossigeno e di spazio vitale: nulla potrebbe ostacolare la diffusione della vita nelle profondità della litosfera. Secondo alcune stime, la massa dei microrganismi che vivono nel sottosuolo potrebbe addirittura superare la massa di tutte le creature viventi che popolano la superficie del nostro pianeta.

All'inizio del XX secolo, lo scienziato americano Edson Bastin scoprì i batteri nell'acqua proveniente da un orizzonte petrolifero da una profondità di diverse centinaia di metri. I microrganismi che vivevano lì non avevano bisogno di ossigeno e luce solare; si nutrivano di composti organici del petrolio. Bastin ha suggerito che questi batteri vivono isolati dalla superficie per 300 milioni di anni, da quando si è formato il giacimento petrolifero. Ma allora la sua audace ipotesi rimase non rivendicata: semplicemente non ci credevano. A quel tempo si credeva che la vita fosse solo una sottile pellicola sulla superficie del pianeta.

Nel 1980, il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti era alla ricerca di metodi sicuri per lo smaltimento dei rifiuti radioattivi. Per questi scopi, avrebbe dovuto utilizzare miniere in rocce impenetrabili, dove vivono batteri che si nutrono di radionuclidi. Nel 1987 iniziarono le perforazioni profonde di diversi pozzi nella Carolina del Sud. I campioni sono stati prelevati a una profondità di mezzo chilometro e oltre, adottando tutte le precauzioni possibili per non introdurre batteri e aria dalla superficie della Terra. Diversi laboratori indipendenti hanno studiato i campioni; i loro risultati hanno mostrato che gli strati profondi erano abitati da batteri anaerobici che non necessitano di ossigeno.

I batteri sono stati trovati anche nelle rocce di una miniera d'oro in Sud Africa a una profondità di 2,8 km, dove la temperatura era di 60°C. Vivono anche in profondità sotto il fondale oceanico a temperature superiori a 100°. Come ha dimostrato il pozzo superdeep di Kola, ci sono condizioni affinché i microrganismi possano vivere anche a una profondità superiore a 12 km, poiché le rocce a grandi profondità si sono rivelate porose, sature di soluzioni acquose.

In un pozzo ultra-profondo che ha aperto il cratere Siljan Ring in Svezia, i microbiologi hanno scoperto anche colonie di batteri. È curioso che i microrganismi vivessero negli antichi graniti. Sebbene si trattasse di rocce molto dense che giacevano sotto alta pressione, in esse circolavano acque sotterranee, apparentemente giovanili, attraverso un sistema di micropori e fessure. Il geologo americano Thomas Gold ritiene che la pasta di olio di magnetite a una profondità di 4-5 km non sia altro che un prodotto dell'attività vitale dei batteri che si nutrono del metano proveniente dal mantello.

I limiti di resistenza dei batteri litosferici sono sorprendenti, ma sembra che il limite inferiore del loro habitat sia ancora fissato dalla temperatura del sottosuolo. Si riproducono a 110°C e resistono, anche se per breve tempo, a temperature di 140°C. Sotto il fondale oceanico le temperature non aumentano così rapidamente e il limite inferiore della vita potrebbe trovarsi a una profondità di 7 km. Ciò significa che la biosfera terrestre non può essere completamente distrutta anche in caso dei cataclismi più gravi, e sui pianeti senza atmosfera e idrosfera, i microrganismi potrebbero benissimo esistere nelle profondità.

Katrina Edwards e i suoi colleghi hanno scoperto che la roccia dura esposta sul fondo delle fosse oceaniche profonde ospita da 3 a 4 volte più batteri dell'ambiente acquatico dell'oceano. La vita può esistere in ambienti freddi, bui e rocciosi, afferma Santelli: "Tuttavia, non ci aspettavamo di trovare una tale abbondanza di vita microbica a grandi profondità". Stupiti dalla presenza di un'enorme varietà di microrganismi, i ricercatori hanno concluso che una ricca vita microbica era presente su tutta la superficie del fondale oceanico. La scoperta supporta la teoria secondo cui i batteri sopravvivono grazie all'energia endogena proveniente dalle profondità della Terra - "un processo che migliorerà notevolmente la nostra conoscenza del ciclo profondo del carbonio e dello sviluppo della vita sulla terra", afferma Katrina Edwards.

Ad oggi, nel mondo esistono diverse dozzine di pozzi ultraprofondi. Ecco i più famosi: Bertha Rogers, USA, - 9.583 m Beiden-Unit, USA, - 9.159 m KTV Hauptbohrung, Germania - 9.100 m Università, USA - 8.686 m. Bighorn, USA, Wyoming - 7.583 m Siljan Ring, Svezia - 6.800 m L'unico più profondo del Kola (e non molto) è il pozzo Odoptu, perforato da Exxon Neftegas Limited (ENL) alla fine del 2010 - inizio. del 2011 (profondità 12.345 m) e un pozzo perforato dalla Transocean per Maersk Oil nel 2008 in Qatar, nel bacino petrolifero di Al Shaheen, profondità 12.289 metri.

La perforazione ultraprofonda ha permesso di guardare in profondità e capire come si comportano le rocce a pressioni e temperature elevate. L'idea che le rocce diventino più dense con la profondità e la loro porosità diminuisca si è rivelata errata, così come il punto di vista del sottosuolo secco. Questo è stato scoperto per la prima volta durante la perforazione del pozzo superprofondo di Kola. Altri pozzi in antichi strati cristallini hanno confermato il fatto che a molti chilometri di profondità le rocce sono rotte da crepe e penetrate da numerosi pori, e le soluzioni acquose (nella scienza chiamate fluidi supercritici) si muovono abbastanza liberamente sotto una pressione di diverse centinaia di atmosfere. Date le informazioni sullo stato del sottosuolo ottenute durante la perforazione ultraprofonda, i progetti per creare depositi di rifiuti radioattivi nelle fosse oceaniche profonde sembrano ora molto rischiosi. Secondo la teoria delle placche tettoniche, al posto di queste fosse la placca oceanica viene “infilata” sotto quella continentale, e poi! Anche i rifiuti radioattivi depositati in una tale trincea in contenitori dovrebbero essere “infilati” sotto la placca continentale e quindi sepolti a notevole profondità. Ma si è scoperto che in realtà nessuna lastra nelle grondaie si adatta l'una all'altra.