Najgłębsza dziura na świecie. Podróż w głąb Ziemi, to prawdziwe wrota do otchłani

W szczytowym okresie zimnej wojny Sowieci postanowili przewiercić się przez ziemską skorupę. Efektem tego ambitnego projektu jest SG-3, czyli Supergłęboki Odwiert Kolski - najgłębszy odwiert na świecie.

Wyobraź sobie dziurę w ziemi, głęboką na ponad 12 km. To właśnie Supergłęboki Odwiert Kolski. Przez dwie dekady sowieccy naukowcy drążyli coraz głębiej, pokonując warstwy skał, których istnienie rozważano wcześniej jedynie teoretycznie.

Supergłęboki Odwiert Kolski SG-3 to projekt badawczy ZSRR rozpoczęty w 1970 r. na półwyspie Kolskim, niedaleko granicy z Norwegią. Zasada była prosta: przekopać się jak najgłębiej w skorupę ziemską, aby lepiej zrozumieć jej budowę i historię. Wtedy uważano, że taki eksperyment może przynieść przełomowe odkrycia, które zmienią nasze pojmowanie geologii.

Sowieci mieli w latach 50. i 60. XX wieku ambitny plan zbadania głębokich warstw naszej planety i stworzenia systemu ultragłębokich studni w całym ZSRR. Zanim uruchomili program SG-3, wykonali dwa inne odwierty - Aralsor SG-1 (w Kotlinie Prekaspijskiej w zachodnim Kazachstanie) i Biyikzhal SG-2 (w Kraju Krasnodarskim), oba o głębokości około 6800 m.

W odróżnieniu od innych bardzo głębokich odwiertów, które wiercono w celach czysto praktycznych - w celu wydobycia ropy naftowej, gazu lub poszukiwań geologicznych, odwiert Kolski wiercono wyłącznie w celu badań naukowych. 

Więcej o niezwykłych miejscach na Ziemi i technologii, która je odkrywa przeczytasz na Spider`s Web:

Wiercenie w SG-3 rozpoczęło się 24 maja 1970 r. przy użyciu Uralmash-4E, seryjnie produkowanej wiertnicy używanej do wiercenia odwiertów naftowych. Wiertnica została nieznacznie zmodyfikowana, aby mogła osiągnąć głębokość 7000 m. W 1974 r. na miejscu zainstalowano nową, specjalnie zbudowaną wiertnicę Uralmash-15000, nazwaną tak na cześć nowej docelowej głębokości, ustalonej na 15 000 m. 

SG-3 miał status obiektu tajnego, ponieważ znajdowała się w strefie przygranicznej, w sąsiedztwie strategicznych złóż kopalin. Cały program był objęty najwyższą klauzulą tajności.

6 czerwca 1979 r. Rosjanie pobili rekord świata głębokości odwiertu Berthy Rogers w hrabstwie Washita w stanie Oklahoma w Stanach Zjednoczonych, wynoszący 9583 m. W październiku 1982 r. pierwszy odwiert wykonany przez wiertnicę SG-3 osiągnął głębokość 11 662 m.

Maksymalną głębokość - 12 262 m - osiągnięto w 1989 r. po licznych problemach technicznych. Wiercenie wstrzymano na ponad 2 lata m.in. z powodu ułamania się i utknięcia wiertła na dnie otworu. Mimo to, prace zamierzano kontynuować, tak by w 1993 r. osiągnąć głębokość 15 km.

W tym czasie sowiecka Rosja była już jednak bankrutem, upadającym imperium, które nie miało pieniędzy na badania naukowe. Prace wstrzymano, odwiert zabezpieczono, a samo stanowisko, wraz z otaczającymi budynkami popadło w całkowitą ruinę.

Przed samym zamknięciem średnica części górnej wynosi 92 cm, a średnica części dolnej 21,5 cm.

Podczas wiercenia dokonano wielu fascynujących odkryć. Pierwszym zaskoczeniem było to, że w głębinach Ziemi, podczas procesu wiercenia nigdy nie znaleziono oczekiwanych warstw bazaltu na głębokości 7 km, ani warstw bazaltu na żadnej głębokości. W rdzeniu na całej głębokości stwierdzono jedynie granity.

Choć dla przeciętnego zjadacza chleba nie brzmi to specjalnie wyjątkowo, to dla naukowców była to sensacja tak duża, że musieli przysiąść.

W geologii przez lata panowało przekonanie, że na pewnych głębokościach ziemska skorupa przechodzi w jednolitą granitową warstwę. Okazało się jednak, że nie ma tak wyraźnego przejścia, jak to wcześniej zakładano. Ta obserwacja zmieniła dotychczasowe postrzeganie struktury ziemskiej skorupy.

Choć nikt się tego nie spodziewał, na głębokości kilku kilometrów odkryto wodę. Nie była to jednak woda pochodząca z powierzchni, ale związana chemicznie z minerałami. To oznaczało, że woda jest obecna głęboko pod ziemią od miliardów lat. Woda gromadziła się na głębokości 3–6 km pod powierzchnią, przesiąkając przez granit aż do warstwy nieprzepuszczalnej skały. Co więcej, odkryto duże ilości wodoru, który sprawiał, że błoto wiertnicze "wrzało" podczas wypływania na powierzchnię.

Na głębokości około 6 km znaleziono mikroskopijne skamieniałości planktonu, które miały około 2,5 mld lat. Było to jedno z najstarszych świadectw życia na Ziemi. Okazało się też, że ślady starożytnych mikroorganizmów występują na znacznie większych głębokościach, niż wcześniej sądzono.

Odkryto także, że w głębinach Ziemi temperatura jest znacznie wyższa niż zakładano. W najgłębszym punkcie odwiertu osiągnęła ona ponad 180 stopni Celsjusza. To utrudniało dalsze prace, ponieważ narzędzia szybko się niszczyły.

W projekcie zastosowano technikę wiercenia zwaną wierceniem obrotowym i zastosowano strukturę rozgałęzioną, co oznacza, że ​​główny otwór wiertniczy miał kilka otworów bocznych rozgałęziających się na różnych głębokościach. Ta technika jest szeroko stosowana w przemyśle naftowym i gazowym.

Wykorzystuje obrotowy świder wiertniczy przymocowany do przewodu wiertniczego i szereg rur wiertniczych, które przenoszą siłę obrotową na świder z powierzchni. Świder wiertniczy jest zwykle smarowany specjalnymi płynami zwanymi płuczkami. Są one rozprowadzane przez rurę wiertniczą i na zewnątrz świdra i zapewniają chłodzenie, kontrolę ciśnienia, usuwanie skrawania i smarowanie, aby ułatwić proces wiercenia.

Supergłęboki Odwiert Kolski to jedno z najbardziej ambitnych przedsięwzięć geologicznych XX wieku. Choć udało się dotrzeć "zaledwie" na 12 km w głąb Ziemi, odkrycia, jakich dokonano, zmieniły naszą wiedzę o skorupie ziemskiej i podniosły kolejne pytania. Dziś to miejsce jest zamknięte, ale fascynacja tą dziurą wciąż przyciąga ludzi – zarówno naukowców, jak i miłośników tajemnic.

Chociaż projekt nie osiągnął pierwotnych celów, Supergłęboki Odwiert Kolski dostarczył naukowcom ogromnej ilości cennych danych na temat budowy Ziemi. Dzięki niemu lepiej rozumiemy procesy zachodzące w głębinach naszej planety i możemy tworzyć dokładniejsze modele geologiczne. Dowiedzieliśmy się też więcej o przejściu między różnymi warstwami geologicznymi.

Czy kiedykolwiek dotrzemy do jądra Ziemi? To pytanie wciąż pozostaje bez odpowiedzi. Technologia wciąż się rozwija, a wraz z nią nasze możliwości eksploracji naszej planety. Jednakże, biorąc pod uwagę ekstremalne warunki panujące w głębinach Ziemi, wydaje się, że dotarcie do jej jądra jest na razie poza naszym zasięgiem.

Na koniec warto wspomnieć, że choć Supergłęboki Odwiert Kolski pozostaje najgłębszym otworem wywierconym przez człowieka, to nie jest już najdłuższym odwiertem. W maju 2008 r. rekord ten został pobity przez zakrzywiony odwiert o wydłużonym zasięgu BD-04A na polu naftowym Al Shaheen w Katarze, który osiągnął całkowitą długość 12 289 m, ale głębokość zaledwie 1387 m.

Główna ilustracja: Miejsce prac przy Supergłębokim Odwiercie Kolskim w 1974 r.