En la segunda mitad del siglo XX, el mundo enfermó de perforaciones ultraprofundas. En Estados Unidos se estaba preparando un nuevo programa para estudiar el fondo del océano (Deep Sea Drilling Project). El Glomar Challenger, construido específicamente para este proyecto, pasó varios años en las aguas de varios océanos y mares, perforando casi 800 pozos en sus fondos, alcanzando una profundidad máxima de 760 m. A mediados de los años 1980, confirmaron los resultados de las perforaciones en alta mar. La teoría de la tectónica de placas. La geología como ciencia volvió a nacer. Mientras tanto, Rusia siguió su propio camino. El interés por el problema, despertado por los éxitos de Estados Unidos, dio lugar al programa “Estudio del interior de la Tierra y perforación ultraprofunda”, pero no en el océano, sino en el continente. A pesar de historia centenaria, la perforación continental parecía un negocio completamente nuevo. Después de todo, estábamos hablando de profundidades que antes eran inalcanzables: más de 7 kilómetros. En 1962, Nikita Khrushchev aprobó este programa, aunque se guiaba más por motivos políticos que científicos. No quería quedarse atrás de Estados Unidos.
El laboratorio recién creado en el Instituto de Tecnología de Perforación estaba dirigido por el famoso trabajador petrolero, Doctor en Ciencias Técnicas Nikolai Timofeev. Se le encomendó la tarea de justificar la posibilidad de realizar perforaciones ultraprofundas en rocas cristalinas: granitos y gneises. La investigación duró 4 años, y en 1966 los expertos emitieron un veredicto: es posible perforar, y no necesariamente con la tecnología del mañana, el equipo que ya existe es suficiente. el problema principal- calor en profundidad. Según los cálculos, a medida que penetra en las rocas que forman la corteza terrestre, la temperatura debería aumentar 1 grado cada 33 metros. Esto significa que a una profundidad de 10 km deberíamos esperar unos 300°C, y a 15 km, casi 500°C. Las herramientas e instrumentos de perforación no resistirán ese calor. Era necesario buscar un lugar donde las profundidades no fueran tan calientes...
Se encontró un lugar así: un antiguo escudo cristalino de la península de Kola. Un informe elaborado en el Instituto de Física de la Tierra afirma: a lo largo de miles de millones de años de su existencia, el Escudo de Kola se ha enfriado, la temperatura a una profundidad de 15 km no supera los 150 ° C. Y los geofísicos han preparado una sección aproximada del subsuelo de la península de Kola. Según ellos, los primeros 7 kilómetros son estratos graníticos de la parte alta. la corteza terrestre, luego comienza la capa de basalto. En ese momento, la idea de una estructura de dos capas de la corteza terrestre era generalmente aceptada. Pero como resultó más tarde, tanto los físicos como los geofísicos estaban equivocados. El lugar de perforación se eligió en el extremo norte de la península de Kola, cerca del lago Vilgiskoddeoaivinjärvi. En finlandés significa “Bajo la montaña del lobo”, aunque en ese lugar no hay montañas ni lobos. La perforación del pozo, cuya profundidad prevista era de 15 kilómetros, comenzó en mayo de 1970.
Pero
Aquí puedes escuchar los sonidos infernales del pozo.
Película: Kola Superdeep: Los últimos fuegos artificiales
A pesar de que estamos en el siglo XXI, estructura interna Se ha estudiado muy poco de nuestro planeta. Sabemos muy bien lo que sucede en el espacio profundo, pero al mismo tiempo, el grado de penetración en los secretos de la Tierra se puede comparar con un ligero pinchazo en la superficie de la cáscara de una sandía.
A mediados de la década de 1950, cuando los perforadores aprendieron a hacer pozos de más de 7 km de profundidad, la humanidad estuvo más cerca de lograr una tarea muy ambiciosa: atravesar la corteza terrestre y ver qué hay debajo. Nuestros compatriotas estuvieron más cerca de alcanzar este objetivo cuando perforaron el pozo ultraprofundo Kola.
La capa sólida de la Tierra es sorprendentemente delgada en relación con su tamaño: el espesor de la corteza varía entre 20 y 65 km en la tierra y entre 3 y 8 km bajo el océano, ocupando menos del 1% del volumen del planeta. Detrás hay una vasta capa, el manto, que representa la mayor parte del volumen de la Tierra. Aún más abajo se encuentra el núcleo denso, compuesto principalmente de hierro, pero también de níquel, plomo, uranio y otros metales. Entre la corteza y el manto existe una zona límite, que lleva el nombre del científico yugoslavo que la descubrió, la superficie Mohorovic (frontera), o Moho para abreviar. En esta zona, la velocidad de propagación de las ondas sísmicas aumenta considerablemente. Hay una serie de hipótesis diseñadas para explicar este fenómeno, pero en general sigue sin resolverse.
El objetivo más importante de los proyectos de perforación profunda más serios iniciados en la segunda mitad del siglo XX era precisamente esta misteriosa capa. Los investigadores nunca pudieron alcanzarlo, pero los datos sobre la estructura de la corteza terrestre obtenidos durante la perforación de pozos ultraprofundos resultaron ser tan inesperados que el límite de Mohorovic pareció pasar a un segundo plano. Primero era necesario explicar los misterios descubiertos en las capas superiores.
Los estadounidenses fueron los primeros en iniciar perforaciones profundas en la corteza terrestre con fines científicos. En la década de 1960, lanzaron el proyecto científico Mohole, que implicaba la creación de submarinos utilizando barcos de perforación especiales. Durante los siguientes treinta años, aparecieron más de 800 pozos en mares y océanos, muchos de los cuales se encuentran a profundidades de más de 4 km. El pozo más largo sólo pudo adentrarse 800 m en el fondo marino y, sin embargo, los datos obtenidos fueron de enorme importancia para la geología. En particular, sirvieron como una confirmación significativa de los llamados. teoría tectónica, según la cual los continentes se basan en sólidos placas litosféricas, flotando lentamente, sumergido en el manto líquido.
Por supuesto, la URSS no podía quedarse atrás de su competidor extranjero, por lo que a mediados de la década de 1960 lanzamos numerosos proyectos para estudiar la corteza terrestre. Los científicos soviéticos tomaron un camino ligeramente diferente y decidieron perforar pozos no en el mar, sino en tierra. Los más famosos y proyecto exitoso El pozo superprofundo de Kola es de este tipo: el "agujero en el suelo" más profundo jamás hecho por el hombre. El pozo está situado en el extremo norte de la península de Kola. Este lugar no fue elegido por casualidad: durante cientos de millones de años, la erosión natural destruyó la superficie del escudo cristalino de Kola, arrancando las capas superiores de la roca. Como resultado, aparecieron en la superficie antiguas capas arcaicas, correspondientes a profundidades de 5 a 10 km para la sección promedio de la corteza terrestre de tipo continental. La profundidad prevista del pozo de 15 kilómetros permitió a los científicos tener la esperanza de alcanzar la misteriosa superficie de Mohorovic.
La perforación del pozo Kola comenzó en 1970 y terminó más de 20 años después, en 1994. Al principio, los perforadores trabajaron bastante bien. métodos tradicionales: Se bajó al pozo una columna de tubos de aleación ligera, en cuyo extremo se colocó un taladro metálico cilíndrico con dientes de diamante y sensores. La columna era rotada por un motor ubicado en la superficie. A medida que aumentó la profundidad del pozo, se agregaron nuevas secciones a las tuberías. Periódicamente, era necesario elevar toda la columna a la superficie para retirar el núcleo de roca cortado y reemplazar la corona desafilada. Desafortunadamente, esta tecnología probada se vuelve ineficaz cuando la profundidad del pozo excede cierta marca: la fricción de las tuberías contra las paredes del pozo se vuelve demasiado grande para que todo este enorme pozo pueda girar. Para superar esta dificultad, los ingenieros desarrollaron un diseño en el que sólo giraba el cabezal de perforación. Al final de la columna se instalaron turbinas, a través de las cuales pasaba el fluido de perforación, un líquido especial que actúa como lubricante y circula a través de las tuberías. Estas turbinas hacían girar el taladro.
Las muestras sacadas a la superficie durante el proceso de perforación supusieron una auténtica revolución en geología. Las ideas existentes sobre la estructura de la corteza terrestre estaban lejos de la realidad. La primera sorpresa fue la ausencia de una transición del granito al basalto, que los científicos esperaban ver a una profundidad de unos 6 km. Los estudios sismológicos indican que en esta zona la velocidad de propagación de las ondas acústicas cambia bruscamente, lo que se ha interpretado como el inicio de una base basáltica de la corteza terrestre. Sin embargo, incluso después de la zona de transición, los granitos y gneis continuaron saliendo a la superficie. A partir de ese momento quedó claro que el modelo predominante de una corteza terrestre de dos capas era incorrecto. Ahora bien, la presencia de una transición sísmica se explica por un cambio en las propiedades de la roca en condiciones de aumento de presión y temperatura.
Un descubrimiento aún más sorprendente fue el hecho de que las rocas ubicadas a más de 9 km de profundidad resultaron ser extremadamente porosas. Antes se creía que a medida que aumentaban la profundidad y la presión, por el contrario, deberían volverse cada vez más densos. Grietas en miniatura llenas solución de agua, cuyo origen por mucho tiempo permaneció completamente confuso. Posteriormente se propuso una teoría según la cual el agua descubierta se forma a partir de átomos de hidrógeno y oxígeno, que son "exprimidos" de la roca circundante bajo la influencia de presiones colosales.
Otra sorpresa: resulta que la vida en el planeta Tierra surgió 1.500 millones de años antes de lo esperado. A una profundidad de 6,7 km, donde se creía que no había materia orgánica, se descubrieron 14 especies de microorganismos fosilizados. Se encontraron en depósitos de carbono y nitrógeno extremadamente inusuales (en lugar de los habituales piedra caliza o sílice) que tenían más de 2.800 millones de años. A profundidades aún mayores, donde ya no hay sedimentos, apareció metano en enormes concentraciones. Esto destruyó total y absolutamente la teoría del origen biológico de los hidrocarburos como el petróleo y el gas.
Los científicos también quedaron muy sorprendidos por la velocidad con la que la temperatura aumentaba a medida que el pozo se hacía más profundo. A los 7 km alcanzó los 120 °C, y a los 12 km de profundidad ya alcanzaba los 230 °C, un tercio más que el valor previsto: el gradiente de temperatura de la corteza era de casi 20 grados por 1 km, en cambio de los 16 esperados. También se descubrió que la mitad del flujo de calor es de origen radiogénico. La alta temperatura afectó negativamente el funcionamiento de la broca, por lo que el fluido de perforación comenzó a enfriarse antes de bombearlo al pozo. Esta medida resultó bastante efectiva, sin embargo, después de pasar la marca de 12 km, ya no pudo proporcionar una eliminación suficiente del calor. Además, la roca comprimida y calentada adquirió algunas propiedades de líquido, como resultado de lo cual el pozo comenzó a flotar la siguiente vez que se retiró la sarta de perforación. Resultó imposible seguir avanzando sin nuevas soluciones tecnológicas y costes financieros importantes, por lo que en 1994 se suspendieron las perforaciones. En ese momento, el pozo se había profundizado hasta los 12.262 m.
A una profundidad de 410 a 660 kilómetros debajo de la superficie de la Tierra, se encuentra el océano del período Arcaico. Estos descubrimientos no habrían sido posibles sin los métodos de perforación ultraprofunda desarrollados y utilizados en la Unión Soviética. Uno de los artefactos de aquellos tiempos es el pozo superprofundo de Kola (SG-3), que, incluso 24 años después del cese de las perforaciones, sigue siendo el más profundo del mundo. Por qué se perforó y qué descubrimientos ayudó a realizar, dice Lenta.ru.
Los estadounidenses fueron los pioneros de la perforación ultraprofunda. Es cierto, en la inmensidad del océano: en el proyecto piloto se utilizó el buque Glomar Challenger, diseñado precisamente para estos fines. Mientras tanto, la Unión Soviética estaba desarrollando activamente un marco teórico apropiado.
En mayo de 1970, en el norte de la región de Murmansk, a 10 kilómetros de la ciudad de Zapolyarny, comenzó la perforación del pozo superprofundo Kola. Como era de esperar, esto coincidió con el centenario del nacimiento de Lenin. A diferencia de otros pozos ultraprofundos, el SG-3 se perforó exclusivamente con fines científicos e incluso se organizó una expedición especial de exploración geológica.
El lugar de perforación elegido fue único: es en el Escudo Báltico, en la zona de la península de Kola, donde salen a la superficie rocas antiguas. La edad de muchos de ellos alcanza los tres mil millones de años (nuestro planeta tiene 4,5 mil millones de años). Además, está la depresión Pechenga-Imandra-Varzuga, una estructura en forma de copa presionada en rocas antiguas, cuyo origen se explica por una falla profunda.
Los científicos tardaron cuatro años en perforar un pozo a una profundidad de 7263 metros. Hasta ahora no se ha hecho nada inusual: se utilizó la misma instalación que para la producción de petróleo y gas. Entonces el pozo quedó inactivo año completo: La plataforma fue modificada para perforación con turbina. Después de la modernización, fue posible perforar aproximadamente 60 metros por mes.
La profundidad de siete kilómetros trajo sorpresas: alternancia de rocas duras y poco densas. Los accidentes se hicieron más frecuentes y aparecieron muchas cavidades en el pozo. La perforación continuó hasta 1983, cuando la profundidad del SG-3 alcanzó los 12 kilómetros. Después de esto, los científicos celebraron una gran conferencia y hablaron sobre sus éxitos.
Sin embargo, debido al manejo descuidado de la perforadora, quedó en la mina un tramo de cinco kilómetros de longitud. Intentaron capturarla durante varios meses, pero no lo consiguieron. Se decidió volver a perforar desde una profundidad de siete kilómetros. Debido a la complejidad de la operación, no sólo se perforó el tronco principal, sino también cuatro adicionales. Se necesitaron seis años para recuperar los metros perdidos: en 1990, el pozo alcanzó una profundidad de 12.262 metros, convirtiéndose en el más profundo del mundo.
Dos años más tarde, se detuvo la perforación, posteriormente se suspendió el pozo y, de hecho, se abandonó.
Sin embargo, en el pozo superprofundo de Kola se hicieron muchos descubrimientos. Los ingenieros han creado un sistema completo de perforación ultraprofunda. La dificultad no sólo radicaba en la profundidad, sino también en las altas temperaturas (hasta 200 grados centígrados) debido a la intensidad de los ejercicios.
Los científicos no sólo se adentraron más profundamente en la Tierra, sino que también tomaron muestras y núcleos de rocas para su análisis. Por cierto, fueron ellos quienes estudiaron el suelo lunar y descubrieron que su composición corresponde casi por completo a las rocas extraídas del pozo Kola a una profundidad de unos tres kilómetros.
A más de nueve kilómetros de profundidad se encontraron depósitos de minerales, entre ellos oro: en la capa de olivino hay hasta 78 gramos por tonelada. Y esto no es tan poco: se considera posible extraer oro a 34 gramos por tonelada. Una agradable sorpresa para los científicos, así como para la planta cercana, fue el descubrimiento de un nuevo horizonte de minerales de cobre y níquel.
Entre otras cosas, los investigadores descubrieron que los granitos no se transforman en una capa de basalto superfuerte: de hecho, detrás de ella se encontraban gneises arcaicos, que tradicionalmente se clasifican como rocas fracturadas. Esto produjo una especie de revolución en las ciencias geológicas y geofísicas y cambió por completo las ideas tradicionales sobre el interior de la Tierra.
Otro una sorpresa agradable- descubrimiento a una profundidad de 9 a 12 kilómetros de rocas fracturadas muy porosas saturadas de aguas altamente mineralizadas. Según los científicos, son responsables de la formación de minerales, pero anteriormente se creía que esto ocurre solo a profundidades mucho menores.
Entre otras cosas, resultó que la temperatura del subsuelo era ligeramente superior a lo esperado: a una profundidad de seis kilómetros se obtuvo un gradiente de temperatura de 20 grados centígrados por kilómetro en lugar de los 16 esperados. Se estableció el origen radiogénico del flujo de calor, lo que tampoco concordaba con hipótesis anteriores.
En capas profundas de más de 2.800 millones de años, los científicos han encontrado 14 especies de microorganismos fosilizados. Esto hizo posible cambiar el momento del surgimiento de la vida en el planeta hace mil quinientos millones de años. Los investigadores también descubrieron que en las profundidades no hay rocas sedimentarias y sí hay metano, enterrando para siempre la teoría del origen biológico de los hidrocarburos.
En la URSS amaban la escala y más, y esto se extendía literalmente a todo. Por eso se cavó en la Unión un pozo que aún hoy lleva el título de el más profundo del mundo. Cabe señalar que el pozo no fue perforado para la producción de petróleo o la exploración geológica, sino únicamente para la investigación científica.
Puntas utilizadas para perforar un pozo.
El pozo Kola Superdeep, o SG-3, es el pozo más profundo de la tierra creado por el hombre. Situada en la región de Murmansk, a 10 kilómetros de la ciudad de Zapolyarny, en hacia el oeste. La profundidad del hoyo es de 12.262 metros. Su diámetro en la parte superior es de 92 centímetros. En la parte inferior - 21,5 centímetros. Característica importante SG-3 es que, a diferencia de otros pozos para producción de petróleo o trabajos geológicos, éste fue perforado únicamente con fines científicos.
El pozo se colocó en 1970, en el centenario del nacimiento de Vladimir Lenin. La ubicación elegida es notable porque el pozo fue perforado en afloramientos de rocas volcánicas de más de 3 mil millones de años. Por cierto, la edad de la Tierra es de unos 4.500 millones de años. Al extraer minerales, los pozos rara vez se perforan a más de dos mil metros de profundidad.
El trabajo se prolongó durante días.
La perforación comenzó el 24 de mayo de 1970. Hasta el nivel de 7 mil metros, la perforación se desarrolló con facilidad y tranquilidad, pero después de que el cabezal chocó contra rocas menos densas, comenzaron los problemas. El proceso se ha ralentizado significativamente. Sólo el 6 de junio de 1979 se estableció un nuevo récord: 9583 metros. Anteriormente fue instalado en Estados Unidos por productores de petróleo. La marca de 12.066 metros se superó en 1983. El resultado lo logró el Congreso Geológico Internacional, que se celebró en Moscú. Posteriormente se produjeron dos accidentes en el complejo.
Ahora el complejo se ve así.
En 1997, circularon en los medios varias leyendas de que el pozo superprofundo de Kola era el verdadero camino al infierno. Una de estas leyendas decía que cuando el equipo bajó el micrófono a una profundidad de varios miles de metros, allí se escucharon gritos, gemidos y chillidos humanos.
Por supuesto, no hubo nada de eso. Aunque solo sea porque se utiliza un equipo especial para grabar el sonido en un pozo a tal profundidad, pero no registró nada. De hecho, en el complejo se produjeron varios accidentes, incluida una explosión subterránea durante una perforación, pero los geólogos ciertamente no perturbaron a ningún "demonio" subterráneo.
El pozo en sí está suspendido.
Lo realmente importante es que el SG-3 tenía 16 laboratorios de investigación. Durante los tiempos Unión Soviética Los geólogos nacionales pudieron hacer muchos descubrimientos valiosos y comprender mejor cómo funciona nuestro planeta. El trabajo en el sitio nos permitió mejorar significativamente la tecnología de perforación. Los científicos también pudieron comprender los procesos geológicos locales y obtuvieron datos completos sobre el régimen térmico del subsuelo, los gases subterráneos y las aguas profundas.
Desafortunadamente, hoy el pozo superprofundo de Kola está cerrado. El complejo edificio se ha ido deteriorando desde que en 2008 se cerró el último laboratorio y se desmanteló todo el equipamiento. La razón es simple: falta de financiación. En 2010, el pozo ya estaba suspendido. Ahora se está destruyendo lenta pero seguramente bajo la influencia de procesos naturales.
La mina más grande del mundo en la remota península de Kola, en el norte de Rusia. Con el telón de fondo de las ruinas oxidadas de una estación de investigación abandonada se encuentra el agujero más profundo del mundo.
Ahora cerrado y sellado con una placa de metal soldada, el pozo Kola Superdeep es un remanente de las apuestas en gran medida olvidadas de la raza humana, dirigidas no a las estrellas sino a las profundidades de la Tierra.
Corrían rumores de que se había perforado un pozo profundo en el infierno: desde el abismo se oían gritos y gemidos de la gente, como si ese fuera el motivo del cierre de la estación y del pozo. De hecho, el motivo era diferente.
La ciudad de Mirny es conocida por su mina más grande del mundo: un pozo profundo en la península de Kola es el agujero artificial más grande del mundo. 1722 m - de profundidad, tan profundo que todos los vuelos sobre él fueron prohibidos porque demasiados helicópteros se estrellaron al ser absorbidos por el agujero.
Aquí se ha encontrado evidencia de vida precámbrica, el agujero más profundo jamás perforado en nombre de la ciencia. Raza humana Sabe acerca de las galaxias distantes, pero poco sabe lo que hay bajo sus pies. Por supuesto, el proyecto produjo una enorme cantidad de datos geológicos, la mayoría de los cuales mostraban lo poco que sabemos sobre nuestro planeta.
Los EE.UU. y la URSS compitieron por la supremacía en la exploración espacial en la carrera espacial, y otra competencia fue entre los mayores perforadores de los dos países: el "Proyecto Mohole" estadounidense en la costa del Pacífico de México - fue interrumpido en 1966 por falta de financiación; Councils, proyecto del Consejo Científico Interdepartamental para el Estudio del Interior de la Tierra y Perforaciones Ultraprofundas, de 1970 a 1994 en la Península de Kola. El estudio de la Tierra se limita a observaciones terrestres y estudios sísmicos, pero el pozo Kola proporcionó una visión directa de la estructura de la corteza terrestre.
Pozo súper profundo de Kola perforado hasta el infierno
La perforadora en Kola nunca encontró una capa de basalto. En cambio, la roca de granito resultó estar más allá del kilómetro doce. Es bastante sorprendente que rocas de muchos kilómetros de largo estén saturadas de agua. Anteriormente se creía que no debería existir agua libre a profundidades tan grandes.
Pero el descubrimiento más intrigante es el descubrimiento de actividad biológica en rocas que tienen más de dos mil millones de años. La evidencia más sorprendente de vida provino de fósiles microscópicos: los restos conservados de veinticuatro especies de plantas marinas unicelulares, también conocidas como plancton.
Normalmente los fósiles se encuentran en rocas calizas y depósitos de sílice, pero estos "microfósiles" estaban encerrados en compuestos orgánicos, que permaneció notablemente intacto a pesar de las presiones ambientales y temperaturas extremas.
La perforación de Kola se vio obligada a detenerse debido a temperaturas inesperadamente altas encontradas. Mientras que el gradiente de temperatura en las entrañas de la tierra. A una profundidad de aproximadamente 10.000 pies, la temperatura aumentó a un ritmo rápido, alcanzando los 180 °C (o 356 °F) en el fondo del agujero, a diferencia de los 100 °C (212 °F) esperados. También fue inesperada la disminución de la densidad de las rocas.
Más allá de este punto, las rocas tenían mayor porosidad y permeabilidad: en combinación con altas temperaturas, comenzó a comportarse como plástico. Por eso la perforación se ha vuelto prácticamente imposible.
Se puede encontrar un depósito de muestras de núcleos en la ciudad minera de níquel de Zapolyarny, a unos diez kilómetros al sur del agujero. Con su ambiciosa misión y sus contribuciones a la geología y la biología, el pozo superprofundo de Kola sigue siendo la reliquia más importante de la ciencia soviética.
