В ХХ веке человечеству удалось не только покорить новые высоты и выйти в космическое пространство, но и добраться почти до самого сердца нашей планеты. На данный момент в мире пробурены десятки сверхглубоких скважин, при этом удалось получить данные, которые перевернули представления ученых о строении Земли и дали богатейшие материалы для исследования. Самые глубокие скважины мира, а также их открытия, которые были сделаны при бурении, описаны в этой статье.

Проект «Мохол» (Соединенные Штаты Америки)

В 1909 году геофизик из Хорватии по имени Андрей Мохоровичич обнаружил довольно занимательное явление: скорость движения сейсмоволн на определенной глубине резко увеличивается. Когда происходят поверхностные землетрясения, на сейсмограммах отчетливо видны два сигнала: прямой и искаженный. Явление объяснили тем, что волны отражаются от границы между корой и мантией, которые имеют различную плотность. Сейчас известно, что эта граница залегает на глубине от 5 до 70 километров и носит название границы Мохо.

В 1961 году американские ученые решили попытаться пробурить скважину, которая достигла бы границы Мохо. Проект получил название «Mohole»: от слов «Moho» и «hole» (дыра). Бурить скважину решили в Тихом океане неподалеку от Мексики. Почему была выбрана именно океаническая кора? Объясняется это очень просто: в океане земная кора гораздо тоньше, чем на суше. Ученые надеялись, что вот-вот достигнут границы мантии. Однако поднятые на поверхность керны (образцы породы) обескуражили исследователей: вместо гранитов, которые должны залегать неподалеку от мантии, они получили базальтовую породу. Это обозначало, что до мантии еще очень далеко.

К сожалению, бурение пришлось остановить: американское правительство прекратило финансировать проект «Мохол». Ведь в разгаре была холодная война, а значит, деньги требовалось тратить на более важные цели, например, на разработку новых средств вооружения.

Всего было проделано пять скважин, одна из которых, самая большая, достигла глубины 183 метра

Скважина в кратере Сильян Ринг (Швеция)

В конце 80-х в шведские ученые начали бурение скважины в кратере потухшего вулкана Сильян Ринг. Ученые поставили перед собой цель доказать, что нефть и газ имеют небиологическое происхождение.

Стоит сделать небольшую ремарку. В геологии принята органическая теория происхождения залежей углеводородов: нефть и газ — это остатки простейших водных организмов, или сапропеля, которые, погибая, откладываются в виде осадков на дне морей и океанов. Именно поэтому залежи углеводородов могут располагаться только в слоях осадочных пород. Однако есть и другая гипотеза, пусть и менее популярная: нефть и газ — это флюиды, которые мигрируют в земную кору из глубинных слоев мантии.

Сейчас почти все исследователи разделяют первую гипотезу, однако пару десятков лет назад предпринимались многочисленные попытки обосновать и доказать неорганическую теорию происхождения углеводородных залежей.

Чтобы подтвердить неорганическую гипотезу, необходимо «всего лишь» проделать скважину до глубины, на которой не может быть биогенных остатков, и найти там залежи нефти и газа. Ведь если месторождения окажутся там, где органических остатков быть не может по определению, значит, углеводороды имеют неорганическое происхождение.

Вулкан Сильян Ринг для бурения скважины был выбран не случайно. После проведенных измерений было доказано, что на глубине около 600 метров находится слой гранитов

По мнению ученных, слои гранита могут выполнять роль покрышки для залежей углеводородов. Ну а глубже 5 километров залегали пористые породы, которые могли выполнять роль коллектора нефти и газа.

Результаты бурения разочаровали не только ученых, но и инвесторов, которые вложили в проект более 80 миллионов долларов. Изменить устоявшиеся геологические аксиомы не удалось: нефть и газ в скважине обнаружены не были. Ну а опровергнуть органическую теорию происхождения нефти и газа не удалось, и скорее всего вряд ли удастся.

Кольская сверхглубокая скважина (СССР-Россия)

Данные, которые навсегда изменили представления о строении планеты, удалось обнаружить советским исследователям, которые работали над бурением Кольской сверхглубокой скважины — самой глубокой скважины в СССР и в мире.

Бурение было начато в 1970 году. В качестве полигона для бурения был выбран участок на Кольском полуострове, где на земную поверхность выходят вулканические породы, возраст которых достигает трех миллиардов лет. Из недр за время бурения были подняты керны общей длиной около 4,5 километров.

Начало революционных в научном значении работ было приурочено к знаменательной для каждого советского человека дате: столетнему юбилею В.И. Ленина

Ученые были уверены в том, что на глубине 5 километров начинаются более плотные породы — базальтовый слой. Однако, пройдя более 12 километров, геологи так и не наткнулись на базальты, а это обозначало лишь одно: существующие представления и строение планеты не являются догмой и требуют дальнейшего уточнения. На глубине 9-12 километров от поверхности земли залегают пористые породы, которые насыщены минерализированной водой. Это открытие заставило прийти к выводу, что нет никакого смысла хоронить радиоактивные отходы в сверхглубоких скважинах: подземные воды, поднимаясь к поверхности земли, могут заразить наземные водоемы опасными веществами.

Каждый метр Кольской скважины принес новое значительное открытие

Оказалось, что на глубине от 9 до 12 километров породы содержат большое количество золота (примерно один грамм на тонну породы).

Работать на сверхглубокой скважине было очень непросто. Оказалось, что температура по мере углубления в земные недра растет гораздо быстрее, чем предсказали расчеты. После преодоления отметки 6 километров температура стала расти на 20 градусов через каждый километр вместо ожидаемых 16. На глубине 12 километров температура составляет более 200 градусов! Кроме того, на глубине около 7 километров породы оказались насыщены метаном, причем настолько, что при подъеме на поверхность образцы буквально взрывались из-за перепада давления.

Также удалось обнаружить более 14 видов окаменелых остатков бактериальной деятельности на глубине, на которой, как предполагалось, их быть не может. Оказалось, что жизнь на земле появилась более 2,8 миллиардов лет назад.

Рекомендуем почитать: Шахта Таутон

Самая большая шахта в мире

Самая глубокая скважина в СССР позволила доказать, что некогда Луна и Земля были единым целым: лунный грунт по своему составу идентичен образцам, которые были подняты с глубины от 3 до 4 километров. Кстати, гипотезу о том, что когда-то Земля и ее единственный космический спутник были единым космическим телом, выдвинул Джордж Дарвин, сын Чарльза Дарвина, в конце XIX века. Правда, эта гипотеза была подкорректирована в 1975 году, когда Хартман и Дэвис предположили, что когда-то Луна была буквально выбита из Земли протопланетой под названием Тейя.

В 1990 году скважина достигала глубины более 12 километров. Поначалу предполагалось, что глубина скважины должна достичь 15 километров, однако из-за того, что температура в стволе достигала 230 градусов, от работы пришлось отказаться. К сожалению, в настоящее время скважина законсервирована. Тем не менее полученные во время бурения материалы все еще не осмыслены до конца, и не исключено, что в ближайшем будущем мы узнаем о строении планеты много новой информации.

Кстати, Кольская скважина стала объектом внимания не только мировой научной общественности. Люди, увлеченные темой паранормальных явлений, тоже пристально следили за бурением. Они полагали, что геологи рано или поздно наткнуться на подземный мир, в котором обитают либо души грешников, либо настоящие демоны. Некоторое время назад в прессе появились слухи о том, что исследователи слышали, как из скважины доносятся таинственные голоса и звуки. Правда, геологи, которые работали над бурением Кольской сверхглубокой, эту информацию отрицают.

ОР-11 (Россия)

В январе 2011 года было завершено бурение нефтяной скважины ОР-11, расположенной на месторождении «Одопту».

Длина ствола скважины составляет более 12 километров, а расстояние между забоем и самой глубокой точкой по горизонтали достигает 11,5 километров.
Этот проект внес огромный вклад в подтверждение роли России как мирового лидера в области нефтегазодобычи. Кстати, технология, по которой проводилось бурение, является не только инновационной, но и безопасной для окружающей среды, что очень важно для разведки и добычи углеводородов в одном из самых сложных в плане освоения регионов мира.

Благодаря современным технологиям бурения (многие из которых были разработаны во время бурения Кольской сверхглубокой скважины) работы удалось завершить всего за два месяца

Можно ли добраться до мантии: перспективы

Рекорд Кольской скважины по-прежнему остается непревзойденным, хотя геологи полагают, что современные технологии дают возможность проделать скважину глубиной в 14-15 километров. Однако вряд ли подобные работы принесут ценные результаты, если будут проводиться только в одной части планеты. А позволить себе сверхглубокое бурение могут далеко не все государства. Сейчас скважины глубже 6 километров бурят достаточно редко.

В России сейчас пробурено 12 сверхглубоких скважин. Полученные при бурении данные совмещаются со сведениями, которые были собраны при помощи сейсморазведки. Такой комплексный подход поможет узнать много новой информации о строении земной коры и мантии.

В США геологи продолжают бурение океанической коры неподалеку от Гавайев, пытаясь подобраться к так называемому мантийному языку. Работа тормозится из-за того, что уже на глубине 3 километров оборудование начинает отказывать из-за резкого повышения температуры.

Человечество приступило к исследованию недр лишь недавно. И уже получены ошеломляющие данные, которые изменили представление ученых о строении и истории нашей планеты. Какие еще открытия подарит миру сверхглубокое бурение? Нам остается только ждать новых открытий!