Путешествие к центру Земли

Больше сорока лет назад в Советском Союзе стартовал масштабный и честолюбивый проект. Это была мощнейшая буровая установка, созданная для того, что-бы проникнуть в самую толщу поверхности планеты: ни много ни мало, как пройти всю земную кору и проникнуть в тайну мантии. А точнее, исследовать неизвестную загадочную область, названную поверхностью Мохоровичича (или Мохо), проникнуть туда, где соприкасаются слои Земли.

Эта граница поверхностей находится так глубоко, что обычная буровая установка не справилась бы с задачей. Поэтому в СССР разрабатывали новые способы сверления, часть из которых оказалась весьма изобретательной. Но несмотря на несколько десятилетий отважных усилий и тяжелой работы, цель так и не была достигнута. Множество тайн, скрываемых недрами планеты, остались неразгаданными. А проект Кольской сверхглубокой скважины (государственный номер СГ-3) в октябре 2008 года стал историей: гордость советской инженерии, один из символов отечественной науки — подвергся демонтажу.

Надо сказать, что проект по сверхглубокому бурению изначально не был оригинальным замыслом советских ученых. Первенство в этом вопросе нужно отдать китайской цивилизации — уже в VIII веке нашей эры этот восточный народ при значительной помощи механики проникал на 1200 метров вглубь Земли. Европейцам таких высот — а точнее, глубин, — удалось достичь лишь в первой половине ХХ века, когда была вырыта скважина в три километра. А в эпоху гонки вооружений сверхдержавы начали соревнование не только за первенство в освоении космоса, но и изучения тайных глубин родной планеты — в середине 1950-х годов стартовала эстафета на сверхглубокие «дистанции». Как обычно, лидировали США и СССР.

В американских штатах появилась программа сверхглубокого бурения «Мохол»: сверлить решили у острова Гваделупа в Карибском море, где, по подсчетам геофизиков, земная кора куда более тонкая, нежели на материках. Но «Мохол» (название включило в себя и задачу — Мохоровичич, и английское слово «скважина», то есть «hole») очень скоро приостановили: финансирование превысило 100 миллионов долларов и конгресс США счел эту затею чересчур дорогостоящей для налогоплательщиков. Однако именно американский «Мохол» дал старт эпохе сверхглубинного бурения.

Впрягаясь в исследование недр планеты, советское правительство руководствовалось скорее политическими, нежели научными аспектами. Но это был как раз тот случай, когда политика работала на науку, а не наоборот. В 1962 году Никита Хрущев утвердил программу сверхглубокого континентального бурения — именно на земле, а не в океане. Ему очень хотелось «догнать и перегнать Америку».

При Институте буровой техники была создана большая лаборатория, занимавшаяся конкретно этим вопросом.

Первым пунктом перед исследователями был вопрос «где?». Дело в том, что чем глубже проникала бы бурильная установка, тем выше становилась температура вокруг — через несколько километров после старта бур мог просто выйти из строя от жары «за бортом», которая на глубине 10 километров достигла бы 300 градусов Цельсия. Поэтому одним из главных аргументов в пользу выбранного места — площадки в северной части Кольского полуострова — была температура древнего кристаллического щита, на котором располагалась эта территория. По подсчетам физиков и геофизиков, за миллиарды лет своего существования щит остыл, и на глубине в 10 километров температура была вдвое ниже критической, то есть всего 150 градусов. Еще несколько лет подготовки и строительства — и в 1970 году буровая, местными жителями названная ласково «Глубинкой», начала наконец, работать.

Буровая установка «Уралмаш-15000» (именно такой глубины рассчитывали достичь «отцы» проекта) и на поверхности поражала своей мощью. Возносясь на 70 метров над Кольским полуостровом, установка весила немало: вместе с оборудованием, включая устройство для подъема вышки и комплект бурильного инструмента, «Глубинка» тянула на 2000 тонн. «Мускулатура» тоже впечатляла: на крюке буровой лебедки грузоподъемностью 400 тонн можно подвесить целый железнодорожный состав. Вокруг устойчивой вышки выстроили небольшой завод и помещение для научной лаборатории.

Оригинальная конструкция СГ-3 решала нестандартные технологические решения — в то время мало кто из геофизиков и опытных бурильщиков мог представить, какие трудности ждут проект на такой недостижимой глубине. Когда сверлят скважины при-вычной глубины, обходятся обычно конструкцией из колонны труб, на одном конце которой двигатель, приводящий в движение установку, а на другом бур. Периодически трубы достают на поверхность и меняют «сверло». Но если длина колонны из труб диаметром 215 миллиметров больше десяти километров? Тогда вынимать всю конструкцию и контролировать происходящее на глубине — нереально. Поэтому на Кольской скважине внизу бурильной колонны установили миниатюрные турбины, которые вращал буровой раствор, нагнетаемый по трубам под давлением. Вся технология была хорошо отработана, оператор на пульте управления видел вращение коронки, знал ее скорость и мог управлять процессом. Однако все равно трубы приходилось поднимать наверх регулярно, и процедуру это требовалось проделывать каждый десяток метров. Эта трудоемкая операция каждый раз занимала 3/4 суток.

О «Глубинке» быстро начали слагать настоящие легенды — правда, чаще всего они вырастали из баек и домыслов. Пару раз бур, который был выплавлен из сверхпрочных материалов, доставали мягким, как будто его, словно алюминиевую ложку, подержали несколько минут над огнем. Пошел слух, что исследователи «добурились» до адского пекла. Чертовщиной объясняли и странные звуки, которые порой слышались из глубины скважины.

Однако буровики утверждают, что эти «сенсации» не более чем выдумки. Одна молодежная газета, выпускавшаяся в Финляндии, на 1 апреля напечатала большой материал о «невероятных событиях», творившихся на СГ-3. А одна из сыктывкарских газет перепечатала перевод — уже без шутливого подтекста. Эта дезинформация и стала для всего мира поводом слагать о «Глубинке» байки и легенды.

Правда была для общественности далеко не столь завораживающей: шло нормальное, хоть и в сложнейших условиях, бурение скважины. За отметкой в семь километров для Кольской сверхглубокой началась настоящая «черная полоса», которая складывалась из множества аварий, трудностей и непрерывной борьбы за каждый метр.

Исследователи столкнулись с тем, что буровики называют «естественной кривизной». Когда твердые породы часто перемежаются с мягкими, ствол бура перестает двигаться вертикально и «сворачивает» в сторону мягких пород. При бурении неглубоких скважин кривизну сразу закладывают в проект — при условии, что геофизика участка уже хорошо знакома. Например, заранее зная, что на тысячеметровой глубине скважина искривится на 30-40 градусов, ее специально бурят так, что-бы она, искривившись, вышла куда надо. Однако «глубинщикам» такое знание было недоступно — перед ними встала сложнейшая технологическая проблема. В конечном итоге удержать кривизну не сумели: на рубеже 12 километров крен составлял уже 21 градус. Министерство геологии приняло решение «перебурить» роковой участок 7-12 километров, поставив буровикам крайне сложную задачу — выйти на глубину в 12 километров с отклонением не более чем на 10 градусов. Это меньше чем один градус на километр — такую кривизну ни один глаз не различит. Но и это удалось.

Однако «кривая вывела» к тому, что последние 262 метра скважины бурились почти 10 лет. К этому времени СССР уже превращался в другую страну— стоя на пороге перестройки, обновленному государству было уже не до сверхглубокой скважины. В 1984 году в Москве проходил Международный геологический конгресс — это был апогей интереса к «Глубинке»: прежде засекреченный объект ежедневно осаждали ученые, эксперты и просто туристы со всего мира.

Министерство приняло решение сформировать на базе СГ-3 глубинную геологическую лабораторию, которая просуществовала до 1995 года и была признанным во всем мире научным геологическим центром. Работа шла по программе ЮНЕСКО и была возможна только благодаря информации Кольской сверхглубокой скважины. С «Глубинкой» работало много иностранцев, но, к сожалению, ни одна геологическая служба мира не дала и копейки — ни одна международная организация никогда Кольскую скважину не финансировала. Все финансирование было только из бюджета СССР. С распадом государства окончилось и исследование недр планеты.

В 1997 году Кольская сверхглубокая скважина попала в Книгу рекордов Гиннеса, и до сих пор результат бурения на глубину в 12262 метра остался непревзойденным.

Несмотря на то, что проект СГ-3 не был завершен, многими учеными он признается лишь чуть меньшим, чем полет человека в космос, достижением Страны Советов. По признанию экспертов, каждый метр Кольской сверхглубокой — это открытие в научном мире.

Во-первых, скважина четко показала возраст жизни на Земле. Когда на планете, по существующим представлениям, еще не было органики, на глубине в 6,7 километров были обнаружены 24 разновидности окаменевшего планктона, то есть жизнь на Земле возникла, по меньшей мере, на полтора миллиарда лет раньше, чем представлялось.

Глубина разубедила ученых и в том, что с ростом давления породы становятся более монолитными, с малым количеством трещин и пор: после 9-го километра толщи оказались очень пористыми. Они были буквально напичканы трещинами, по которым циркулировали водные растворы. На глубине оказалось жарче на 80 градусов, чем предполагали. Особых сокровищ в виде золота или алмазов СГ-3 советскому народу не дала. Правда, на глубине в 9450 метров обнаружилась «сборная солянка» пород. В ней были никель, золото, медь и множество других элементов. Но добывать золото на глубине в 10 километров сквозь гранит при температуре в 200 градусов, вынув при этом несколько граммов, было слишком нерентабельно.

Ученые всего мира до сих пор пытаются осмыслить, что происходило с планетой за тот промежуток времени, который исследовался на Кольской — не только самой глубокой, но и самой информативной в мире. Во время бурения было поднято 4400 метров проб — это порядка 30% от всей глубины скважины. Извлеченные породы изучаются, и будут изучаться еще многие годы. Возможно, только это примирит создателей, разработчиков и рабочих «Глубинки» с тем, что дело всей их жизни, претендовавшее на звание одного из семи новых Чудес света, была демонтирована совсем недавно.

Светлана КОНДРАШОВА