«Побывать в самом секретном месте Советского Союза и заглянуть внутрь Земли сегодня может любой, записавшийся на нашу экскурсию», — так зазывают туристов на Кольскую сверхглубокую скважину гиды и компании. Вот только правды в их словах нет ни грамма. Никакой дыры в Земле и близко нет, да и секретным это место не было никогда — о заполярных буровиках писали газеты и про них снимали фильмы. Но побывать в этом месте все же стоит хотя бы потому, что Кольская сверхглубокая скважина, несмотря на то что с момента прекращения работ прошло 32 года, остается самым глубоким вторжением человека в земную кору.
При этом Кольская — одна из немногих скважин, которую бурили не ради разведки или добычи полезных ископаемых, а исключительно с научными целями: изучить древнейшие породы нашей планеты и познать тайны идущих в них процессов.
Где бурить?
Как и большинство научных проектов, идея пробурить оболочку Земли возникла в 1960-х годах. После полета Гагарина человечеству покорился космос, самой глубокой точки океана оно достигло годом ранее. Неизведанной оставалась лишь земная твердь, представление о которой ученые имели весьма смутное.
В упрощенном виде строение планеты не отличалось от рисунка в школьном учебнике географии: земная кора, мантия, ядро. И если о составе земной коры ученые в ту пору представление имели, то что содержит мантия, они знали только в теории. Предполагалось, что мантия начинается на глубине 12–18 километров, а под толщей океанской воды расстояние до нее еще меньше.
Вот поэтому американцы и решили начать бурить свою сверхглубокую скважину в Карибском море, где водная толща достигала 3,5 км. Но их проект оказался технически сырым и весьма затратным, поэтому работы свернули, пробурив в морском дне скважину не более 500 метров глубины.
Советский Союз тоже не отставал от конкурента, утвердив свою программу «Изучение недр Земли и сверхглубокое бурение». Поначалу, подобно американцам, наши специалисты собирались начинать бурение на Байкале или в Каспийском море. Но известный нефтяник доктор технических наук Николай Тимофеев убедил Государственный комитет по науке и технике в том, что нужно создать скважину на континенте. Да, бурить придется несравненно дольше, зато скважина будет куда ценнее с научной точки зрения.
Но где на континенте? Геофизики определили место — Кольский полуостров. Дело в том, что древний ледник упростил там доступ к глубинам: когда он сошел, то увлек за собой верхний слой осадочных пород и обнажил древние пласты, которые в других частях планеты обычно прячутся на глубине 5–10 км.
Вот так на севере полуострова в 20 километрах от норвежской границы на берегу озера с непроизносимым названием Вильгискоддеоайвинъярви в 1970 году появилась и стала вгрызаться в недра Земли легендарная Кольская сверхглубокая скважина.
Как корни дерева
Представляла она собой вовсе не шахту со спуском под землю, которую, быть может, рисует воображение обывателя, а скважину диаметром чуть больше 20 сантиметров. Со стороны разрез выглядел так, что как будто тонюсенькая иголочка пронзает земную толщу. Вот только роль этой «иголочки» выполняла буровая колонна, состоявшая из полых труб с буром на конце. Выполненный в виде коронки, он вгрызался в породу и вырезал из нее тонкий столбик — керн. Всю эту конструкцию вращал установленный наверху мотор. Само бурение продолжалось недолго. Больше времени занимал подъем труб на поверхность, вынимание керна, смена коронки и опускание в забой.
Но так можно бурить при небольших глубинах. А что делать, когда длина ствола превысит 7 тысяч метров при диаметре 215 сантиметров, как управлять этой махиной, как видеть, что творится на конце?
Поэтому в середине 1973 году сделали перерыв и дождались приезда специально изготовленной буровой машины «Уралмаш-15000». В новой установке использовалось уже турбинное бурение — это когда вращаются не сами трубы, а только буровая головка на их конце, приводимая в движение многоступенчатой турбиной, расположенной там же. Ну а турбину заставляет крутиться буровой раствор, подаваемый уже сверху.
Все хорошо, вот только после преодоления отметки в 7000 метров само бурение стало занимать не больше четырех часов, в то время как подъем и спуск буровой колонны длился по 18 часов. К слову, цифра «7» стала роковой для кольских бурильщиков. За этой отметкой скважину постоянно преследовали аварии и происшествия. Самые частые — обрыв колонны труб. Поднимать остатки с экстремальной глубины было технически сложно, из-за чего такой ствол бросали и с отметки в 7000 начинали новый. Вот поэтому Кольская скважина в своей нижней части выглядит как корневая система гигантского дерева с ответвлениями то тут, то там.
А еще и отклонения от вертикальной оси. Это в бытовом представлении кажется, что скважина — вертикальная «дырка» от поверхности до самого забоя. В реальности же она изгибается в разные стороны, потому что бур постоянно отклоняется в сторону менее прочных пород. И после каждого замера, показывавшего, что наклон скважины превышает допустимый, ее пытались «возвратить на место» при помощи специальных «отклонителей». Занимало это уйму времени и не всегда заканчивалось успешно.
Консервация
Это лишь малая толика проблем, преследовавших бурильщиков. Но как бы то ни было, черепашьим шагом, «в час по чайной ложке», а Кольская скважина постепенно вгрызалась в недра Земли, пока в 1983 году не достигла отметки 12 066 метров. Тогда бурение специально остановили, чтобы сделать доклад на Международном геологическом конгрессе, который произвел подлинную сенсацию. То, что СССР ведет глубокое бурение, секретом не являлось, но вот о результатах ученые не распространялись. И тут на конгрессе, как гром среди ясного неба — 12 километров. Изумление, замешательство, скепсис — мировые ученые отказывались верить в успех Советского Союза. Тогда им устроили экскурсию на скважину, где они собственными глазами увидели образцы кернов, 33-метровые секции труб и, конечно, саму скважину.
И, видимо, в отместку за такое излишнее внимание как только продолжилось бурение, скважина устроила всем «черный день» — при подъеме колонны на отметке 7000 метров произошел разрыв, и под землей остались пять километров труб. Семь месяцев их пытались достать, ведь потеряли не просто бур, а результаты пятилетней работы. В конце концов попытки оставили и начали бурение вновь. И опять с глубины в семь километров.
К прежней отметке вернулись только в 1990-м — через шесть лет. К концу года достигли максимума — 12 262 метра. После еще нескольких аварий убедились, что глубже не пробиться. Все возможности современной техники исчерпаны. Казалось, будто Земля больше не хочет открывать свои тайны. Бурение прекратили в 1992 году. И не потому, что «Союз развалился» и «деньги кончились», а действительно из-за технической невозможности углубиться ниже.
Жизнь в толще планеты
И что же, стоила овчинка выделки? Что такого интересного ученые выяснили о строении Земли? Много чего. Кольская скважина показала, что все наши прежние знания о строении земной коры неверны. Ученые предполагали, что после пяти километров гранитной породы пойдут более плотные по структуре базальты, а на 15 километрах начнется та самая мантия Земли. Но 15-километровой отметки они не достигли, да и базальтов тоже не нашли. Вместо них после отметки в 7000 метров пошел тот же самый гранит, но более рыхлый с большим количеством трещин и полостей.
И это стало полным потрясением для геологов. Как так, на многокилометровой глубине огромное давление, оно должно исключать образование полостей, а тут какие-то каверны, да еще и заполненные водой. Эта вода стала открытием уже для микробиологов, так как в ней они обнаружили экстремофильные (способные жить и размножаться в особо суровых условиях) бактерии. А питались они поступающим из глубины метаном, и этот факт разрушил теорию биологического происхождения углеводородов, таких как нефть и газ.
Еще одно открытие было связано с температурой Земли. Оказалось, что она гораздо горячее, чем считалось до этого. Уже на глубине в пять километров температура достигала свыше 70 градусов по Цельсию, на семи — переваливала 120°, а на 12 — 220°, что на целую сотню градусов выше предполагаемого.
Да, благодаря Кольской сверхглубокой скважине ученые немало узнали о строении Земли, но одновременно с этим поняли, как ничтожно мало мы знаем о планете, на которой живем. Поэтому, несмотря на консервацию Кольской, глубоководное бурение не остановилось. В современном мире более сотни скважин, вот только бурят сейчас под наклоном, а не вертикально вниз, поэтому Кольская хоть и остается самой глубокой, но перестала быть самой длинной скважиной.
Сейчас на нее водят экскурсии, да и самостоятельно можно приехать — от Мурманска до поселка Заполярный меньше трех часов езды, а от самого поселка до скважины — восемь километров. Территория комплекса представляет собой классическую «заброшку», разрушаемую временем и природой. Ну а сам объект — невзрачная проржавевшая металлическая заглушка на дюжине массивных болтов с надписью «12.226 метров», выведенной краской. Даже и не подумаешь, что это и есть самая глубокая «дыра» в Земле. Определенно она заслуживает куда большего внимания и памяти. Но кому это нужно?
А ведь здесь можно было привести всё в порядок и организовать музей. Как это сделали, например, с другим не менее интересным объектом, тоже связанным с проникновением «во глубину» 👇: