Urbums, kas sagrieza kājām gaisā priekšstatus par Zemi
16:50 23.05.2021 (atjaunots: 12:21 01.06.2021)
© Sputnik / А. Варфоломеев
/ Sekot līdzi rakstam
Pirms 51 gada Kolas pussalā sākās darbs pie superdziļa urbuma. Ambiciozais zinātniskais projekts iekļuva Ginesa rekordu grāmatā kā "pats dziļākais cilvēka iebrukums Zemes garozā" – 12 262 metri.
Padomju zinātnieki vēlējās nokļūt līdz garozas un mantijas robežai. Par to, kas viņiem iznāca, portālā RIA Novosti pastāstīja Vladislavs Strekopitovs.
Zinātnes vārdā
XX gadsimta 60. gadu sākumā PSRS veidoja superdziļu urbumu sistēmu. Kolas pussalā bija trešais, tam piešķīra kodu SG-3. Līdz 2000. gadiem tika veikti 14 tādi urbumi, taču vienīgi Kolas pussalā urbums tapa vienīgi zinātniskiem mērķiem, nevis derīgu izrakteņu meklēšanas vai ieguves mērķiem.
Par to, kā tas notika, RIA Novosti pastāstīja bijušais PSRS ģeoloģijas ministrs, tehnisko zinātņu doktors, profesors Jevgēņijs Kozlovskis, kurš projektu uzraudzīja personīgi: "Kolas superdziļais urbums parādījās nopietnu zinātnisko strīdu rezultātā. Pirms lēmuma par urbumu bija liela zinātnieku un ģeoloģijas nozares pārstāvju apspriede. Runa bija par veselu virkni superdziļu urbumu ģeoloģiskajās struktūrās PSRS teritorijā, kuru uzbūvi vajadzēja precizēt. Mēs pamatojām šāda darba nepieciešamību."
Kolas pussalā Zemes virsmā parādās ļoti seni ieži – aptuveni trīs miljardus gadu veci. Bija īpaši interesanti uzzināt, kas atrodas zem tiem. Ģeologi uzskatīja, ka 10-15 kilometru dziļumā urbums caurdurs Zemes mantiju. Tādas prognozes deva ģeofizikas dati.
Kolas pussalā Zemes virsmā parādās ļoti seni ieži – aptuveni trīs miljardus gadu veci. Bija īpaši interesanti uzzināt, kas atrodas zem tiem. Ģeologi uzskatīja, ka 10-15 kilometru dziļumā urbums caurdurs Zemes mantiju. Tādas prognozes deva ģeofizikas dati.
Kolas pussalas superdziļā urbuma vieta
Kosmiski sarežģīts projekts
Pirmos četrus gadus, līdz 7263 metru dziļumam darbus izpildīja ar sērijveida iekārtu "Uralmaš-4E", kas tiek pielietota naftas un gāzes ieguvei. Tālāk bija vajadzīgas speciālas iekārtas. Tām nebija analogu visā pasaulē, jo tādas dzīles neviens vēl nebija sasniedzis, turklāt no valdības pienāca rīkojums iespēju robežas iztikt bez ārvalstu palīdzības. Projektu centās neafišēt.
"Nav nekāds vieglais uzdevums pārvarēt 10-15 kilometrus. Tomēr augstu jānovērtē zinātnieki no Zinātņu akadēmijas un mūsu vadošie ģeoloģijas institūti – viņi darbojās ļoti prātīgi. Vispirms viņi noformulēja jautājumus, uz kuriem vajadzēja atrast atbildes. Tas ļāva nonākt pie paša urbuma konstruktīvas izpratnes," paskaidroja Jevgēņijs Kozlovskis, kurš tolaik vadīja PSRS Zinātnes un tehnikas valsts komitejas Starpresoru zinātnisko padomi "Zemes dzīļu pētīšana un superdziļie urbumi".
Galu galā jau gadu vēlāk tika izstrādāta urbja iekārta "Uralmaš-15000", kas paredzēta 15 tūkstošu metru dziļumam. No tehniskā viedokļa tā bija absolūta inovācija – rotēja nevis visa vairākus kilometrus garā cauruļu kolonna, bet tikai urbja galviņa, ko darbināja turbīna. Šo metodi nosauca par turbīnu urbumu. Visi procesi, izņemot nolaišanas un pacelšanas operācijas, bija automatizēti.
Izgatavoja speciālas superizturīgas vieglās urbja caurules no alumīnija kausējuma. Parastais tērauds lielā dziļumā neder, ko kolonnai draud plīsums zem sava svara – tās masa pārsniedza 200 tonnas.
Работник Кольской сверхглубокой скважины проверяет механизм подъёма бура.
© Sputnik / Алексей Варфоломеев
/ Kolas pussalas superdziļā urbuma darbinieks pārbauda urbja pacelšanas mehānismu
1984. gada vasarā Maskavā notika Starptautiskais ģeoloģijas kongress. Jevgēņijs Kozlovskis bija tā prezidents. No foruma tribīnes viņš visai pasaulei pastāstīja par Kolas superdziļā urbuma panākumiem – paveikti 12 066 metri. Tā bija sensācija. PSRS bija apsteigusi visus. Darbus atslepenoja, kongresa delegātus aizveda uz Kolas pussalu, dzīļu pētījumi kļuva par atsevišķu ģeoloģijas nozari.
Liktenīgā atzīme
1984. gada septembrī urbšanas darbi, kas bija apturēti kongresa laikā, atsākās, taču jau pirmās kolonnas nolaišanas laikā atgadījās avārija – piecus kilometrus garā cauruļu kolonna pārplīsa un palika urbumā. Pēc septiņus mēnešus ilgiem nesekmīgiem mēģinājumiem to izvilkt nācās sākt no jauna no 7 tūkstošu metru dziļuma. Sasniegt 12 km atzīmi izdevās tikai 1990. gadā.
Tad tika uzstādīts rekords – 12 262 metri. Sekoja jauna avārija, bet 1992. gadā tika pārtraukts finansējums, un projektam pielika punktu.
7 tūkstošu metru atzīme projektam SG-3 bija liktenīga. Četras reizes urbumu sāka no jauna no šīs atzīmes. Iemesls ir vienkāršs: projektējot urbumu, zinātnieki pavisam citādi iedomājās Zemes garozas struktūru.
Подъем 12-километрового бура. Кольская сверхглубокая скважина (СГ-3) - самая глубокая буровая скважина в мире. Была пробурена исключительно для исследования литосферы в том месте, где граница Мохоровичича подходит близко к поверхности Земли. Кольский полуостров.
© Sputnik / А. Варфоломеев
/ 12 kilometrus garā urbja pacelšana.
Zeme iekšienē izrādījās citādi
Ģeologi un ģeofiziķi uzskatīja, ka 5-7 km dziļumā granītus, kas Kolas pussalā parādās virspusē, nomainīs blīvāki bazalti. Izrādījās citādi. Cietu un masīvu iežu vietā parādījās saplaisājuši un nestabili ieži, kas periodiski nobira, iespiežot urbja caurules.
Bazaltu neieraudzīja ne 7 km, ne 12 km dziļumā – tā vispār nebija Kolas urbuma kernā. Kļuva skaidrs, ka saskaņā ar seismiskajiem datiem nospraustās robežas atdala nevis dažāda sastāva slāņi, bet gan ieži ar dažādām fiziskajām īpašībām.
Bazaltu neieraudzīja ne 7 km, ne 12 km dziļumā – tā vispār nebija Kolas urbuma kernā. Kļuva skaidrs, ka saskaņā ar seismiskajiem datiem nospraustās robežas atdala nevis dažāda sastāva slāņi, bet gan ieži ar dažādām fiziskajām īpašībām.
Bazaltu vietā dzīlēs bija tie paši granīti un gneisi, tikai ar lielu skaitu plaisu un zemu blīvumu. Tas bija liels pārsteigums daudzu kilometru dziļumā, kur valda milzīgs spiediens un, šķiet, nav iespējama atklātu dobumu veidošanās. Vēl vairāk, šajās plaisās un porās zinātnieki atrada ūdeni. Un tas nav vienīgais pārsteigums.
Zemes tveice
Noskaidrojās, ka dzīlēs temperatūra ir daudz augstāka, nekā bija domāts. Virsmas tuvumā temperatūras pieauguma ātrums, jeb, kā to dēvē zinātnieki, - ģeotermiskais koeficients sastādīja 11 grādus uz kilometru, 2 km dziļumā – 14, vēl dziļāk – līdz 24 grādiem uz kilometru, lai arī modeļi prognozēja pusotru reizi zemākus rādītājus. 7 km dziļumā temperatūra sasniedza 120 grādus pēc Celsijas skalas, 12 km dziļumā – jau 230!
"Tādos apstākļos iekārtas nevarēja strādāt korekti, - stāstīja Kozlovskis. – Tāpēc bija vajadzīgas speciālas dzesēšanas iekārtas, ko nolaida cauruļu iekšienē, lai atvēsinātu telpu ap urbumu."
Сверхглубокая скважина на Кольском полуострове. Инструмент, который используют при бурении скважины.
© Sputnik / Алексей Варфоломеев
/ Kolas pussalas superdziļais urbums Urbja galviņa ar atzīmi par dziļumu, kurā tā izmantota
Galvenā, taču ne vienīgā
1989. gadā startēja pirmā starptautiskā programma Zemes uzbūves pētīšanai ar ģeotraversu palīdzību – reģionāliem ģeofiziskajiem profiliem starp dziļajiem un superdziļajiem urbumiem. PSRS transekti savienoja vairāk nekā 30 urbumus, kas atrodas 3-5 tūkstošu kilometru attālumā viens no otra. To vidū ir arī Kolas superdziļais urbums.
"Kolas urbums, tāpat kā jebkurš cits, sniedz tikai daļēju priekšstatu par ģeoloģisko uzbūvi. Galvenais rezultāts ir tas, ka esam saistījuši superdziļos urbumus ar profilu tīklu, un tas ļauj milzīgā teritorijā automātiski fiksēt seismiskos viļņus, ko rada gan dabiskās, gan mākslīgās zemestrīces, bet pēc tam ar to palīdzību precizēt reģiona ģeoloģisko struktūru, ko šķērso ģeotraverss, kā arī veidot faktisko šķērsgriezumu," paskaidroja Kozlovskis.
Tā bija principiāli jauna pieeja veselu reģionu dzīļu struktūras pētījumiem, par pamatu liekot dziļurbumu datu, seismiskās zondēšanas un citu ģeofisko un ģeoķīmisko metožu kopīgu pielietojumu. Dažu gadu laikā zinātnieki novērtēja dzīļu perspektīvas visas valsts mērogā un reģistrēja potenciālos rūdas, naftu un gāzi saturošos reģionus. Tas ir ārkārtīgi svarīgs praktisks Kolas dziļurbuma rezultāts.
Otrā dzīve?
Bija plānots, ka pēc projekta noslēguma Kolas superdziļais urbums kļūs par unikālu dabas laboratoriju Zemes garozas dzīļu procesu pētījumiem. Tomēr PSRS sabrukums šos plānus izjauca.
1995. gadā līdzekļu trūkuma dēļ visi zinātniskie darbi tika pārtraukti, urbumu iekonservēja. Pakāpeniski ražošanas komplekss nonāca avārijas stāvoklī. 2008. gadā visas vērtīgākās iekārtas demontēja.
Pirms gada, projekta 50. gadu jubilejas priekšvakarā Murmanskas apgabala gubernatora vietniece Olga Kuzņecova paziņoja, ka reģiona vadība apspriež iespēju pārvērst Kolas superdziļio urbumu par tūrisma objektu. Diemžēl tādos apstākļos iespējams runāt tikai par vietu, kur tas viss notika, jo no paša urbuma nekas nav palicis. Pat sarūsējušās caurules un urbja vainagi jau sen nodoti metāllūžņos.
