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Kola acabou bem fundo COM final do século XIX séculos, acreditava-se que a Terra consistia em crosta, manto e núcleo. Ao mesmo tempo, ninguém poderia realmente dizer onde termina uma camada e começa a próxima. Os cientistas nem sabiam em que realmente consistem essas camadas. Há apenas 30 anos, os pesquisadores tinham certeza de que a camada de granito começa a 50 metros de profundidade e continua até três quilômetros, e depois vêm os basaltos. Supunha-se que o manto estivesse a uma profundidade de 15 a 18 quilômetros.

Um poço ultraprofundo, que começou a ser perfurado na URSS, na Península de Kola, mostrou que os cientistas estavam errados...

Mergulho de três bilhões de anos

Projetos para viajar profundamente na Terra surgiram no início da década de 1960 em vários países. Os americanos foram os primeiros a começar a perfurar poços ultraprofundos e tentaram fazê-lo em locais onde, segundo estudos sísmicos, a crosta terrestre deveria ser mais fina. Esses locais, segundo cálculos, estavam localizados no fundo dos oceanos, e a área mais promissora foi considerada a área próxima à ilha de Maui, do grupo havaiano, onde rochas antigas ficam sob o próprio fundo do mar e o manto terrestre está localizado a aproximadamente cinco quilômetros de profundidade, sob quatro quilômetros de água. Infelizmente, ambas as tentativas de romper a crosta terrestre neste local fracassaram a uma profundidade de três quilômetros.

Os primeiros projetos nacionais também envolveram perfurações submarinas - no Mar Cáspio ou no Lago Baikal. Mas em 1963, o cientista de perfuração Nikolai Timofeev convenceu o Comitê Estadual de Ciência e Tecnologia da URSS de que era necessário criar um poço no continente. Embora a perfuração demorasse muito mais tempo, ele acreditava, o poço seria muito mais valioso do ponto de vista científico. O local de perfuração foi escolhido na Península de Kola, que está localizada no chamado Escudo Báltico, constituído pelas rochas terrestres mais antigas conhecidas pela humanidade. A seção de vários quilômetros das camadas do escudo deveria mostrar uma imagem da história do planeta nos últimos três bilhões de anos.

Mais fundo e mais fundo e mais fundo...

O início dos trabalhos, após quase cinco anos de preparação, foi programado para coincidir com o 100º aniversário do nascimento de V.I. Lênin em 1970. O projeto começou para valer. O poço abrigava 16 laboratórios de pesquisa, cada um do tamanho de uma fábrica média; o projeto foi supervisionado pessoalmente pelo Ministro de Geologia da URSS. Os funcionários comuns receberam o triplo dos salários. A todos foi garantido um apartamento em Moscou ou Leningrado. Não é de surpreender que entrar na Estação Kola Superdeep tenha sido muito mais difícil do que ingressar no corpo de cosmonautas.

A aparência do poço pode decepcionar um observador externo. Não há elevadores ou escadas em espiral que conduzam às profundezas da Terra. Apenas uma broca com diâmetro de pouco mais de 20 centímetros foi para o subsolo. Em geral, o Kola superprofundo pode ser imaginado como uma agulha fina perfurando a espessura da Terra. Uma furadeira com inúmeros sensores localizados na ponta desta agulha, após várias horas de trabalho, foi levantada por quase um dia inteiro para inspeção, leituras e reparos, e depois baixada por um dia. Não poderia ser mais rápido: o cabo composto mais forte (coluna de perfuração) poderia quebrar com o seu próprio peso.

O que estava acontecendo em profundidade no momento da perfuração não era conhecido ao certo. Temperatura ambiente, ruído e outros parâmetros foram transmitidos para cima com um atraso de um minuto. No entanto, os perfuradores disseram que mesmo esse contato com o subsolo às vezes era seriamente assustador. Os sons vindos de baixo eram semelhantes a gritos e uivos. A isto podemos acrescentar uma longa lista de acidentes que assolaram o Kola Superdeep quando este atingiu uma profundidade de 10 quilómetros. A broca foi retirada duas vezes derretida, embora as temperaturas nas quais ela poderia assumir essa forma sejam comparáveis ​​​​à temperatura da superfície do Sol. Um dia, foi como se o cabo tivesse sido puxado por baixo e arrancado. Posteriormente, quando perfuraram no mesmo local, não foram encontrados restos do cabo. O que causou estes e muitos outros acidentes ainda permanece um mistério. No entanto, não foram eles a razão para interromper a perfuração no Escudo Báltico.

Em 1983, quando a profundidade do poço atingiu 12.066 metros, as obras foram temporariamente interrompidas: decidiu-se preparar materiais de perfuração ultraprofunda para o Congresso Geológico Internacional, que estava previsto para ser realizado em 1984, em Moscou. Foi lá que cientistas estrangeiros souberam pela primeira vez da própria existência do Kola Superdeep, cujas informações haviam sido classificadas até então. Os trabalhos foram retomados em 27 de setembro de 1984. Porém, durante a primeira descida da perfuratriz, ocorreu um acidente - a coluna de perfuração quebrou novamente. A perfuração teve que continuar a partir de 7.000 metros de profundidade, criando um novo tronco, e em 1990 esse novo ramal atingiu 12.262 metros, o que foi um recorde absoluto para poços ultraprofundos, derrotado apenas em 2008. A perfuração foi interrompida em 1992, desta vez, como se viu, para sempre. Não havia fundos para trabalhos futuros.

Descobertas e descobertas

As descobertas feitas na mina superprofunda de Kola revolucionaram nosso conhecimento sobre a estrutura da crosta terrestre. Os teóricos prometeram que a temperatura do Escudo Báltico permaneceria relativamente baixa até uma profundidade de pelo menos 15 quilómetros. Isso significa que um poço pode ser perfurado até quase 20 quilômetros, até o manto. Mas já no quinto quilômetro a temperatura ultrapassava 700°C, no sétimo - mais de 1.200°C, e na profundidade de doze era mais quente que 2.200°C.

Os perfuradores de Kola questionaram a teoria da estrutura em camadas da crosta terrestre - pelo menos no intervalo de até 12.262 metros. Acreditava-se que existia uma camada superficial (rochas jovens), depois deveriam existir granitos, basaltos, o manto e o núcleo. Mas os granitos revelaram-se três quilómetros abaixo do esperado. Os basaltos que deveriam estar por baixo não foram encontrados. Uma surpresa incrível para os cientistas foi a abundância de rachaduras e vazios a mais de 10 quilômetros de profundidade. Nestes vazios, a broca oscilava como um pêndulo, o que acarretava sérias dificuldades de trabalho devido ao seu desvio do eixo vertical. Nos vazios, foi registrada a presença de vapor d'água, que ali se movia em alta velocidade, como se fosse carregado por algumas bombas desconhecidas. Esses vapores criaram os mesmos sons que emocionaram os perfuradores.

De forma bastante inesperada para todos, foi confirmada a hipótese do escritor Alexei Tolstoi sobre o cinturão de olivinas, expressa no romance “O Hiperbolóide do Engenheiro Garin”. A mais de 9,5 quilômetros de profundidade, descobriram um verdadeiro tesouro de todos os tipos de minerais, em especial ouro, que revelou 78 gramas por tonelada. Aliás, a produção industrial é feita na concentração de 34 gramas por tonelada.

Outra surpresa: a vida na Terra surgiu um bilhão e meio de anos antes do esperado. Em profundidades onde se acreditava que não poderia existir matéria orgânica, foram descobertas 14 espécies de microrganismos fossilizados (a idade destas camadas ultrapassava os 2,8 mil milhões de anos). Em profundidades ainda maiores, onde não existem mais rochas sedimentares, o metano apareceu em altas concentrações, o que finalmente refutou a teoria da origem biológica de hidrocarbonetos como petróleo e gás.

É impossível não mencionar a descoberta feita comparando o solo lunar entregue pela estação espacial soviética no final dos anos 70 da superfície da Lua e amostras colhidas no poço Kola a uma profundidade de 3 quilômetros. Descobriu-se que essas amostras são tão semelhantes quanto duas gotas de água. Alguns astrônomos viram isso como evidência de que a Lua já havia se separado da Terra como resultado de um cataclismo (possivelmente uma colisão do planeta com um grande asteróide). No entanto, segundo outros, esta semelhança indica apenas que a Lua foi formada a partir da mesma nuvem de gás e poeira que a Terra, e nos estágios geológicos iniciais eles “se desenvolveram” da mesma forma.

O Kola Superdeep estava à frente de seu tempo

O poço Kola mostrou que é possível ir até 14 ou até 15 quilômetros de profundidade na Terra. No entanto, é improvável que um desses poços forneça conhecimentos fundamentalmente novos sobre a crosta terrestre. Isto requer toda uma rede de poços perfurados em pontos diferentes superfície da Terra. Mas os tempos em que poços ultraprofundos eram perfurados para fins puramente científicos parecem ter acabado. Esse prazer é muito caro. Programas modernos a perfuração ultraprofunda não é mais tão ambiciosa como antes e busca objetivos práticos.

Principalmente é a descoberta e extração de minerais. Nos Estados Unidos, a produção de petróleo e gás em profundidades de 6 a 7 quilômetros já está se tornando comum. No futuro, a Rússia também começará a bombear hidrocarbonetos a partir desses níveis. No entanto, mesmo os poços profundos que estão sendo perfurados trazem agora muitas informações valiosas, que os geólogos se esforçam para generalizar para obter imagem completa pelo menos as camadas superficiais da crosta terrestre. Mas o que está abaixo permanecerá um mistério por muito tempo. Somente cientistas que trabalham em poços ultraprofundos como o Kola podem revelá-lo utilizando os mais modernos equipamentos científicos. No futuro, esses poços se tornarão para a humanidade uma espécie de telescópio para o misterioso submundo planeta, sobre o qual não sabemos mais do que sobre galáxias distantes.

A petrolífera (OC) Rosneft, como parte do consórcio do projeto Sakhalin-1, concluiu com sucesso a perfuração do poço mais longo do mundo no campo de Chayvo, informou o departamento de política de informação da empresa.

O poço de produção O-14 possui a maior profundidade de poço do mundo - 13.500 metros e uma seção horizontal do poço com comprimento de 12.033 metros. Foi perfurado no extremo sudeste do campo a partir da plataforma de perfuração de Orlan.

“Este poço é uma continuação da implementação bem-sucedida do nosso excelente projeto. Expresso minha gratidão aos nossos parceiros – ExxonMobil, graças ao uso de cujas tecnologias de perfuração esta conquista se tornou possível”, disse o chefe da Rosneft, Igor Sechin.

Durante a implementação do projeto Sakhalin-1 desde 2003, vários recordes mundiais já foram estabelecidos para a perfuração de poços de longo alcance. Por exemplo, em janeiro de 2011, o poço de petróleo do campo Odoptu-Sea, perfurado em ângulo agudo com a superfície da terra, com 12.345 metros de comprimento, tornou-se o poço mais longo do mundo.

Em abril de 2013, foi perfurado o poço Z-43, cuja profundidade era de 12.450 metros, e em junho do mesmo ano, o recorde mundial foi novamente quebrado no campo de Chayvinskoye: a profundidade do poço Z-42 era de 12.700 metros, mais um trecho horizontal a 11.739 metros.

Em abril de 2014, a equipe do projeto Sakhalin-1 concluiu a perfuração do poço Z-40 no campo da plataforma Chayvo, que, antes do surgimento do poço O-14, tinha a maior profundidade de poço do mundo de 13.000 metros e uma profundidade de seção horizontal de 12.130 metros.

Hoje, levando em consideração o novo poço profundo recorde, o consórcio Sakhalin-1 perfurou 9 dos 10 poços mais longos do mundo.

O uso bem-sucedido de tecnologias avançadas de perfuração permite reduzir os custos de construção de estruturas offshore adicionais, oleodutos e outros elementos da infraestrutura de campo.

Além disso, ao reduzir a área dos locais de perfuração e produção, as tecnologias avançadas de perfuração utilizadas pela Rosneft ajudam a proteger o meio ambiente.

O poço superprofundo Kola, plantado em homenagem ao 100º aniversário do nascimento de Lenin em 1970, continua sendo o poço vertical mais profundo do mundo perfurado em terra. Sua profundidade é de 12.262 metros.

O campo Chayvo é um dos três campos do projeto Sakhalin-1. Localizada a nordeste da costa de Sakhalin. A profundidade do mar varia de 14 a 30 m no local de instalação da plataforma Orlan com módulos de perfuração e acomodação, a profundidade do mar é de 15 m, a distância até a costa é de 5 km (perto do limite) e 15 km (limite distante) . O campo foi colocado em operação em 2005.

A instalação da plataforma Orlan foi concluída em julho de 2005 e as operações de perfuração começaram em dezembro de 2005. A plataforma possui um mínimo de instalações para preparação de produtos, uma vez que todos os produtos produzidos são fornecidos ao complexo de processamento onshore de Chayvo. A estrutura aço-concreto sobre a qual estão localizados os módulos de perfuração e acomodação é utilizada para desenvolver as partes sudoeste e sudeste do campo de Chayvo. A base de aço e concreto do Orlan resiste facilmente ao ataque de gelo e elevações gigantescas que atingem a altura de um prédio de seis andares.

Sakhalin-1 é o primeiro projeto offshore em grande escala realizado em Federação Russa nos termos do Acordo de Partilha de Produção (PSA) celebrado em 1996. Participações dos participantes do projeto: NK Rosneft - 20%, ExxonMobil - 30%, SODECO - 30%, ONGC Videsh Ltd - 20%.

O projeto Sakhalin-1 inclui o desenvolvimento de três campos offshore: Chayvo, Odoptu e Arkutun-Dagi, localizados na plataforma nordeste da Ilha Sakhalin. As reservas totais recuperáveis ​​no âmbito do projecto são de 236 milhões de toneladas de petróleo e 487 mil milhões de metros cúbicos de gás. O primeiro campo Chaivo entrou em operação em 2005, o campo Odoptu em 2010 e o campo Arkutun-Dagi em janeiro de 2015. Desde o início do projecto foram produzidas 70 milhões de toneladas de petróleo e produzidos e vendidos 16 mil milhões de metros cúbicos de gás.

Hoje, a investigação científica da humanidade atingiu os limites do sistema solar: pousámos naves espaciais em planetas, nos seus satélites, asteróides, cometas, enviámos missões à cintura de Kuiper e atravessámos a fronteira da heliopausa. Com a ajuda de telescópios, vemos eventos que ocorreram há 13 mil milhões de anos - quando o Universo tinha apenas algumas centenas de milhões de anos. Neste contexto, é interessante avaliar quão bem conhecemos a nossa Terra. A melhor maneira para descobrir sua estrutura interna - perfure um poço: quanto mais fundo, melhor. O poço mais profundo da Terra é o Poço Superdeep Kola, ou SG-3. Em 1990, sua profundidade atingiu 12 quilômetros (262 metros). Se compararmos este valor com o raio do nosso planeta, verifica-se que este é apenas 0,2% do caminho até o centro da Terra. Mas mesmo isto foi suficiente para mudar as ideias sobre a estrutura da crosta terrestre.

Se imaginarmos um poço como um poço através do qual você pode descer de elevador até as profundezas da terra, ou pelo menos alguns quilômetros, então não é esse o caso. O diâmetro da ferramenta de perfuração com a qual os engenheiros criaram o poço foi de apenas 21,4 centímetros. A seção superior de dois quilômetros do poço é um pouco mais larga - foi ampliada para 39,4 centímetros, mas ainda não há como uma pessoa chegar lá. Para imaginar as proporções do poço, a melhor analogia seria uma agulha de costura de 57 metros e 1 milímetro de diâmetro, um pouco mais grossa em uma das pontas.

Bem diagrama

Mas esta representação também será simplificada. Durante a perfuração, vários acidentes ocorreram no poço - parte da coluna de perfuração acabou no subsolo sem possibilidade de remoção. Portanto, o poço foi reiniciado diversas vezes, a partir das marcas de sete e nove quilômetros. Existem quatro ramos grandes e cerca de uma dúzia de ramos pequenos. Os ramos principais têm profundidades máximas diferentes: dois deles ultrapassam a marca dos 12 quilómetros, outros dois não a atingem apenas 200-400 metros. Observe que a profundidade da Fossa das Marianas é um quilômetro a menos – 10.994 metros em relação ao nível do mar.

Projeções horizontais (esquerda) e verticais das trajetórias do SG-3

Yu.N. Yakovlev et al. / Boletim de Kola centro científico RAS, 2014

Além disso, seria um erro perceber o poço como um fio de prumo. Devido ao fato das rochas possuírem propriedades mecânicas diferentes em diferentes profundidades, a broca desviou para áreas menos densas durante a obra. Portanto, em grande escala, o perfil do Kola Superdeep parece um fio levemente curvo com vários ramos.

Aproximando-nos do poço hoje, veremos apenas parte do topo- uma escotilha de metal aparafusada à boca com doze parafusos maciços. A inscrição foi feita com erro, a profundidade correta é de 12.262 metros.

Como foi perfurado um poço superprofundo?

Para começar, deve-se notar que o SG-3 foi originalmente concebido especificamente para fins científicos. Os pesquisadores escolheram para perfurar um local onde rochas antigas - de até três bilhões de anos - vieram à superfície da Terra. Um dos argumentos durante a exploração foi que as rochas sedimentares jovens foram bem estudadas durante a produção de petróleo e ninguém jamais havia perfurado profundamente camadas antigas. Além disso, havia grandes jazidas de cobre-níquel, cuja exploração seria um acréscimo útil à missão científica do poço.

A perfuração começou em 1970. A primeira parte do poço foi perfurada com uma sonda serial Uralmash-4E - geralmente usada para perfurar poços de petróleo. A modificação da instalação permitiu atingir uma profundidade de 7 quilômetros e 263 metros. Demorou quatro anos. Em seguida, a instalação foi alterada para Uralmash-15000, em homenagem à profundidade planejada do poço - 15 quilômetros. A nova plataforma de perfuração foi projetada especificamente para o superprofundo Kola: perfurar em profundidades tão grandes exigiu sérias modificações de equipamentos e materiais. Por exemplo, só o peso da coluna de perfuração a uma profundidade de 15 quilômetros atingiu 200 toneladas. A instalação em si poderia levantar cargas de até 400 toneladas.

A coluna de perfuração consiste em tubos conectados entre si. Com sua ajuda, os engenheiros abaixam a ferramenta de perfuração até o fundo do poço, além de garantir seu funcionamento. No final da coluna foram instalados turboperfuradores especiais de 46 metros, acionados pelo fluxo de água da superfície. Eles tornaram possível girar a ferramenta de britagem separadamente de toda a coluna.

As brocas com as quais a coluna de perfuração perfura o granito evocam peças futurísticas de um robô - vários discos giratórios com pontas conectados a uma turbina no topo. Uma dessas brocas foi suficiente para apenas quatro horas de trabalho - isso corresponde aproximadamente a uma passagem de 7 a 10 metros, após a qual toda a coluna de perfuração deve ser levantada, desmontada e abaixada novamente. As descidas e subidas constantes demoravam até 8 horas.

Até mesmo os tubos da coluna do Kola Superdeep Pipe tiveram que ser usados ​​de maneiras incomuns. Em profundidade, a temperatura e a pressão aumentam gradualmente e, como dizem os engenheiros, em temperaturas acima de 150-160 graus, o aço dos tubos seriais amolece e é menos capaz de suportar cargas de várias toneladas - por causa disso, a probabilidade de deformações perigosas e a quebra da coluna aumenta. Portanto, os desenvolvedores escolheram mais leves e resistentes ao calor ligas de alumínio. Cada um dos tubos tinha cerca de 33 metros de comprimento e cerca de 20 centímetros de diâmetro - um pouco mais estreito que o próprio poço.

No entanto, mesmo materiais especialmente desenvolvidos não resistiram às condições de perfuração. Após o primeiro trecho de sete quilômetros, a perfuração adicional até a marca de 12 mil metros levou quase dez anos e mais de 50 quilômetros de tubulações. Os engenheiros se depararam com o fato de que abaixo de sete quilômetros as rochas se tornaram menos densas e fraturadas – viscosas para a broca. Além disso, o próprio poço distorceu sua forma e tornou-se elíptico. Com isso, a coluna quebrou diversas vezes e, não conseguindo levantá-la de volta, os engenheiros foram obrigados a concretar o ramal do poço e perfurar novamente o poço, perdendo anos de trabalho.

Um desses acidentes graves obrigou os perfuradores, em 1984, a concretar um ramal do poço que atingiu a profundidade de 12.066 metros. A perfuração teve que recomeçar a partir da marca dos 7 quilômetros. Isto foi precedido por uma pausa nos trabalhos do poço - nesse momento a existência do SG-3 foi desclassificada, e foi realizado em Moscou o congresso geológico internacional Geoexpo, cujos delegados visitaram o local.

Segundo testemunhas oculares do acidente, após a retomada dos trabalhos, a coluna fez um furo a mais nove metros de profundidade. Após quatro horas de perfuração, os trabalhadores prepararam-se para levantar a coluna de volta, mas “não funcionou”. Os perfuradores decidiram que o tubo estava “preso” em algum lugar nas paredes do poço e aumentaram a potência de elevação. A carga diminuiu drasticamente. Desmontando gradativamente a coluna em velas de 33 metros, os trabalhadores chegaram ao trecho seguinte, terminando com uma borda inferior irregular: a turbo perfuradora e outros cinco quilômetros de tubos permaneceram no poço e não puderam ser levantados;

Os perfuradores conseguiram atingir novamente a marca dos 12 quilômetros apenas em 1990, quando foi estabelecido o recorde de mergulho - 12.262 metros. Então ocorreu um novo acidente e, desde 1994, as obras do poço foram interrompidas.

Missão Científica Superprofunda

Foto dos testes sísmicos no SG-3

“Kola Superdeep” Ministério de Geologia da URSS, Editora Nedra, 1984

O poço foi estudado usando uma ampla gama de métodos geológicos e geofísicos, que vão desde a coleta de testemunhos (uma coluna de rochas correspondente a determinadas profundidades) até medições de radiação e sismológicas. Por exemplo, o núcleo foi obtido usando receptores de núcleo com brocas especiais - parecem tubos com bordas irregulares. No centro desses tubos existem buracos de 6 a 7 centímetros por onde a rocha cai.

Mas mesmo com isso aparentemente simples (exceto pela necessidade de levantar esse núcleo de muitos quilômetros de profundidade) surgiram dificuldades. Por causa do fluido de perfuração, o mesmo que acionou a broca, o núcleo ficou saturado de líquido e alterou suas propriedades. Além disso, as condições nas profundezas e na superfície da terra são muito diferentes - as amostras racharam devido a mudanças de pressão.

Em diferentes profundidades, o rendimento do núcleo variou muito. Se a cinco quilômetros de um segmento de 100 metros fosse possível contar com 30 centímetros de núcleo, então em profundidades de mais de nove quilômetros, em vez de uma coluna rochosa, os geólogos receberam um conjunto de arruelas feitas de rocha densa.

Microfotografia de rochas recuperadas de uma profundidade de 8.028 metros

“Kola Superdeep” Ministério de Geologia da URSS, Editora Nedra, 1984

Estudos de material recuperado do poço levaram a várias conclusões importantes. Em primeiro lugar, a estrutura da crosta terrestre não pode ser simplificada para uma composição de várias camadas. Isso foi indicado anteriormente por dados sismológicos - os geofísicos viram ondas que pareciam ser refletidas em uma fronteira suave. Estudos no SG-3 mostraram que tal visibilidade também pode ocorrer com uma distribuição complexa de rochas.

Essa suposição afetou o projeto do poço - os cientistas esperavam que a uma profundidade de sete quilômetros o poço entraria em rochas basálticas, mas eles não atingiram nem mesmo a marca de 12 quilômetros. Mas em vez de basalto, os geólogos descobriram rochas que tinham grande quantia fissuras e baixa densidade, o que não seria de esperar a partir de uma profundidade de muitos quilómetros. Além disso, foram encontrados vestígios de água subterrânea nas fissuras - foi até sugerido que foram formadas por uma reação direta de oxigênio e hidrogênio na espessura da Terra.

Entre os resultados científicos também houve resultados aplicados - por exemplo, em profundidades rasas, os geólogos encontraram um horizonte de minérios de cobre-níquel adequados para mineração. E a uma profundidade de 9,5 quilômetros, uma camada de anomalia geoquímica de ouro foi descoberta - grãos de ouro nativo do tamanho de um micrômetro estavam presentes na rocha. As concentrações chegaram a um grama por tonelada de rocha. No entanto, é improvável que a mineração em tais profundidades seja lucrativa. Mas a própria existência e propriedades da camada aurífera permitiram esclarecer os modelos de evolução mineral - a petrogênese.

Separadamente, devemos falar sobre estudos de gradientes de temperatura e radiação. Para este tipo de experimentos são utilizados instrumentos de fundo de poço, baixados em cabos de aço. O grande problema era garantir a sua sincronização com os equipamentos terrestres, bem como garantir a operação em grandes profundidades. Por exemplo, surgiram dificuldades com o facto dos cabos, com 12 quilómetros de comprimento, se estenderem por cerca de 20 metros, o que poderia reduzir bastante a precisão dos dados. Para evitar isso, os geofísicos tiveram que criar novos métodos de marcação de distâncias.

A maioria dos instrumentos comerciais não foram projetados para operar nas condições adversas dos níveis mais baixos do poço. Portanto, para pesquisas em grandes profundidades, os cientistas utilizaram equipamentos desenvolvidos especificamente para o Kola Superdeep.

O resultado mais importante da pesquisa geotérmica são gradientes de temperatura muito mais elevados do que o esperado. Perto da superfície, a taxa de aumento da temperatura foi de 11 graus por quilômetro, até uma profundidade de dois quilômetros - 14 graus por quilômetro. No intervalo de 2,2 a 7,5 quilómetros, a temperatura aumentou a uma taxa próxima dos 24 graus por quilómetro, embora os modelos existentes previssem um valor uma vez e meia inferior. Com isso, já a cinco quilômetros de profundidade, os instrumentos registraram uma temperatura de 70 graus Celsius, e aos 12 quilômetros esse valor atingiu 220 graus Celsius.

O poço superprofundo Kola revelou-se diferente de outros poços - por exemplo, ao analisar a liberação de calor das rochas do escudo cristalino ucraniano e dos batólitos da Sierra Nevada, os geólogos mostraram que a liberação de calor diminui com a profundidade. No SG-3, ao contrário, cresceu. Além disso, as medições mostraram que a principal fonte de calor, que fornece 45-55 por cento do fluxo de calor, é a decomposição de elementos radioativos.

Apesar de a profundidade do poço parecer colossal, não atinge nem um terço da espessura da crosta terrestre no Escudo Báltico. Os geólogos estimam que a base da crosta terrestre nesta área se estende aproximadamente 40 quilômetros abaixo do solo. Portanto, mesmo que o SG-3 atingisse o limite planejado de 15 quilômetros, ainda não teríamos alcançado o manto.

Esta é a tarefa ambiciosa que os cientistas americanos se propuseram ao desenvolver o projeto Mohol. Os geólogos planejavam chegar à fronteira de Mohorovicic - uma região subterrânea onde há uma mudança brusca na velocidade de propagação das ondas sonoras. Acredita-se que esteja associado à fronteira entre a crosta e o manto. Vale ressaltar que os perfuradores escolheram o fundo do oceano próximo à ilha de Guadalupe como local do poço - a distância até a fronteira era de apenas alguns quilômetros. No entanto, a profundidade do oceano atingiu 3,5 quilômetros aqui, o que complicou significativamente as operações de perfuração. Os primeiros testes na década de 1960 permitiram aos geólogos perfurar poços de apenas 183 metros.

Recentemente, tornou-se conhecido os planos para ressuscitar o projeto de perfuração em oceanos profundos com a ajuda do navio de perfuração de pesquisa JOIDES Resolution. Como novo objetivo os geólogos escolheram um ponto no Oceano Índico, não muito longe da África. A profundidade da fronteira de Mohorovicic é de apenas cerca de 2,5 quilômetros. Em dezembro de 2015 - janeiro de 2016, os geólogos conseguiram perfurar um poço de 789 metros de profundidade - o quinto maior poço subaquático do mundo. Mas esse valor é apenas metade do que era exigido na primeira etapa. Porém, a equipe pretende voltar e terminar o que começou.

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0,2% do caminho até o centro da Terra não é tão impressionante em comparação com a escala das viagens espaciais. No entanto, deve-se ter em mente que a fronteira do sistema Solar não passa ao longo da órbita de Netuno (ou mesmo do cinturão de Kuiper). A gravidade do Sol prevalece sobre a gravidade estelar até distâncias de dois anos-luz da estrela. Portanto, se você calcular tudo cuidadosamente, descobrirá que a Voyager 2 voou apenas um décimo de por cento do caminho até a periferia do nosso sistema.

Portanto, não devemos ficar chateados com o quão mal conhecemos o “interior” do nosso próprio planeta. Os geólogos têm seus próprios telescópios - pesquisas sísmicas - e seus próprios planos ambiciosos para conquistar o subsolo. E se os astrônomos já conseguiram tocar uma parte significativa dos corpos celestes do sistema solar, então para os geólogos o mais interessante ainda está por vir.

Vladímir Korolev

Em 1970, precisamente no 100º aniversário de Lenine, os cientistas soviéticos iniciaram um dos projectos mais ambiciosos do nosso tempo. Na Península de Kola, a dez quilômetros da vila de Zapolyarny, iniciou-se a perfuração de um poço que se revelou o mais profundo do mundo e entrou no Livro dos Recordes do Guinness.

Grandioso projeto de ciência caminhou por mais de vinte anos. Ele trouxe muito descobertas mais interessantes, entrou para a história da ciência e acabou adquirindo tantas lendas, boatos e fofocas que daria para mais de um filme de terror.

A URSS. Península de Kola. 1º de outubro de 1980. Perfuradores de poços avançados que atingiram uma profundidade recorde de 10.500 metros

Entrada para o inferno

Durante o seu apogeu, o local de perfuração na Península de Kola era uma estrutura ciclópica da altura de um edifício de 20 andares. Até três mil pessoas trabalhavam aqui por turno. A equipe foi liderada pelos principais geólogos do país. A plataforma de perfuração foi construída na tundra, a dez quilômetros da vila de Zapolyarny, e na noite polar brilhava com luzes como uma nave espacial.

Quando todo esse esplendor se fechou repentinamente e as luzes se apagaram, os rumores começaram imediatamente a se espalhar. De qualquer forma, a perfuração foi extraordinariamente bem-sucedida. Ninguém no mundo jamais conseguiu atingir tal profundidade - os geólogos soviéticos baixaram a broca mais de 12 quilômetros.

Fim repentino projeto de sucesso Parecia tão absurdo quanto o fato de os americanos terem encerrado o programa de voos para a Lua. Os alienígenas foram responsabilizados pelo colapso do projeto lunar. Existem demônios e demônios nos problemas do Kola Superdeep.

Uma lenda popular diz que a broca foi repetidamente retirada de grandes profundidades e derretida. Não houve razões físicas para isso - a temperatura subterrânea não excedeu 200 graus Celsius e a broca foi projetada para mil graus. Então os sensores de áudio supostamente começaram a captar alguns gemidos, gritos e suspiros. Os despachantes que monitoravam as leituras dos instrumentos reclamaram de sentimentos de pânico e ansiedade.

Segundo a lenda, descobriu-se que os geólogos haviam perfurado até o inferno. Os gemidos dos pecadores, temperaturas extremamente altas, a atmosfera de horror na plataforma de perfuração - tudo isso explicava por que todo o trabalho no superprofundo Kola foi repentinamente interrompido.

Muitos estavam céticos em relação a esses rumores. No entanto, em 1995, após a interrupção dos trabalhos, ocorreu uma forte explosão na plataforma de perfuração. Ninguém entendeu o que poderia explodir ali, nem mesmo o líder de todo o projeto, o proeminente geólogo David Guberman.

Hoje eles fazem excursões à plataforma de perfuração abandonada e contam aos turistas uma história fascinante sobre como os cientistas perfuraram um buraco no subsolo. reino dos mortos. É como se fantasmas gemendo vagassem pela instalação e, à noite, demônios rastejassem para a superfície e se esforçassem para levar o incauto esportista radical ao abismo.

Lua Subterrânea

Na verdade, toda a história do “bem para o inferno” foi inventada por jornalistas finlandeses em 1º de abril. Seu artigo cômico foi republicado por jornais americanos e o pato voou para as massas. A perfuração de longo prazo do reservatório superprofundo de Kola prosseguiu sem qualquer misticismo. Mas o que aconteceu lá na realidade foi mais interessante do que qualquer lenda.

Para começar, a perfuração ultraprofunda estava fadada a numerosos acidentes. Sob o jugo de enorme pressão (até 1000 atmosferas) e altas temperaturas, as brocas não resistiram, o poço ficou entupido e os tubos usados ​​para fortalecer o respiradouro quebraram. Inúmeras vezes o poço estreito foi dobrado de modo que mais e mais galhos tiveram que ser perfurados.

O pior acidente ocorreu logo após o triunfo principal dos geólogos. Em 1982, conseguiram ultrapassar a marca dos 12 quilômetros. Esses resultados foram anunciados solenemente em Moscou, no Congresso Geológico Internacional. Geólogos de todo o mundo foram trazidos para a Península de Kola, mostraram-lhes uma plataforma de perfuração e amostras de rochas extraídas em profundidades fantásticas que a humanidade nunca havia alcançado antes.

Após a celebração, a perfuração continuou. No entanto, a interrupção do trabalho acabou sendo fatal. Em 1984, ocorreu o pior acidente de perfuração. Cerca de cinco quilômetros de canos se soltaram e obstruíram o poço. Era impossível continuar perfurando. Cinco anos de trabalho foram perdidos da noite para o dia.

Tivemos que retomar a perfuração a partir da marca dos 7 quilômetros. Somente em 1990, os geólogos conseguiram novamente cruzar 12 quilômetros. 12.262 metros é a profundidade final do poço Kola.

Mas paralelamente aos terríveis acidentes, também ocorreram descobertas incríveis. A perfuração profunda é como uma máquina do tempo. Na Península de Kola, as rochas mais antigas aproximam-se da superfície, com idade superior a 3 mil milhões de anos. Ao aprofundar, os cientistas obtiveram uma compreensão clara do que aconteceu no nosso planeta durante a sua juventude.

Em primeiro lugar, descobriu-se que o diagrama tradicional da secção geológica compilado pelos cientistas não corresponde à realidade. “Até 4 quilômetros tudo correu conforme a teoria, e então o fim do mundo começou”, disse Huberman mais tarde

Pelos cálculos, ao perfurar uma camada de granito, deveria-se chegar a rochas basálticas ainda mais duras. Mas não havia basalto. Depois do granito vieram rochas em camadas soltas, que se desintegravam constantemente e dificultavam o avanço mais profundo.

Mas entre rochas com 2,8 bilhões de anos foram encontrados microrganismos fossilizados. Isso permitiu esclarecer a época de origem da vida na Terra. Em profundidades ainda maiores, foram encontrados enormes depósitos de metano. Isso esclareceu a questão do surgimento dos hidrocarbonetos - petróleo e gás.

E a uma profundidade de mais de 9 quilômetros, os cientistas descobriram uma camada de olivina contendo ouro, tão vividamente descrita por Alexei Tolstoy em “O Hiperbolóide do Engenheiro Garin”.

Mas a descoberta mais fantástica ocorreu no final da década de 1970, quando a estação lunar soviética trouxe amostras de solo lunar. Os geólogos ficaram surpresos ao ver que sua composição coincidia completamente com a composição das rochas que extraíram a uma profundidade de 3 quilômetros. Como isso foi possível?

O fato é que uma das hipóteses para a origem da Lua sugere que há vários bilhões de anos a Terra colidiu com algum tipo de corpo celestial. Como resultado da colisão, um pedaço se separou do nosso planeta e se transformou em satélite. Talvez esta peça tenha surgido na área da atual Península de Kola.

O final

Então, por que eles fecharam o oleoduto superprofundo de Kola?

Primeiramente, foram cumpridos os principais objetivos da expedição científica. Equipamentos exclusivos para perfuração em grandes profundidades foram criados, testados em condições extremas e significativamente melhorados. As amostras de rochas coletadas foram examinadas e descritas detalhadamente. O Kola ajudou bem a compreender melhor a estrutura da crosta terrestre e a história do nosso planeta.

Em segundo lugar, o tempo em si não foi propício para projectos tão ambiciosos. Em 1992, o financiamento para a expedição científica foi cortado. Os funcionários pediram demissão e foram para casa. Mas ainda hoje a grandiosa construção da plataforma de perfuração e o misterioso poço impressionam pela sua escala.

Às vezes parece que o Kola Superdeep ainda não esgotou todo o estoque de suas maravilhas. O chefe do famoso projeto também tinha certeza disso. “Temos o buraco mais profundo do mundo – por isso devemos usá-lo!” - exclamou David Huberman.

O poço superprofundo Kola é o poço mais profundo do mundo (de 1979 a 2008). Está localizado na região de Murmansk, 10 quilômetros a oeste da cidade de Zapolyarny, no território do escudo geológico do Báltico. Sua profundidade é de 12.262 metros. Ao contrário de outros poços ultraprofundos feitos para produção de petróleo ou exploração geológica, o SG-3 foi perfurado exclusivamente para estudar a litosfera no local onde fica a fronteira de Mohorovicic. (limite de Moho abreviado) é o limite inferior da crosta terrestre, no qual há um aumento abrupto nas velocidades das ondas sísmicas longitudinais.

O poço superprofundo Kola foi construído em homenagem ao 100º aniversário do nascimento de Lenin, em 1970. Naquela época, os estratos rochosos sedimentares já haviam sido bem estudados durante a produção de petróleo. Foi mais interessante perfurar onde rochas vulcânicas com cerca de 3 bilhões de anos (para comparação: a idade da Terra é estimada em 4,5 bilhões de anos) vêm à superfície. Para extrair minerais, essas rochas raramente são perfuradas a profundidades superiores a 1-2 km. Presumia-se que já a 5 km de profundidade a camada de granito seria substituída por uma de basalto. Em 6 de junho de 1979, o poço bateu o recorde de 9.583 metros, anteriormente detido pelo poço Bertha-Rogers (um poço de petróleo em). Oklahoma). EM melhores anos 16 laboratórios de pesquisa trabalharam no poço superprofundo de Kola, supervisionados pessoalmente pelo Ministro de Geologia da URSS.

Embora se esperasse que fosse descoberta uma fronteira clara entre granitos e basaltos, apenas granitos foram encontrados no núcleo em toda a profundidade. Porém, devido à alta pressão, os granitos comprimidos alteraram muito suas propriedades físicas e acústicas. Via de regra, o núcleo levantado se desintegrou com a liberação de gás ativo em lama, uma vez que não resistiu a uma mudança brusca de pressão. Só foi possível retirar um pedaço forte do núcleo com um levantamento muito lento da broca, quando o “excesso” de gás, ainda pressurizado a alta pressão, conseguiu escapar da rocha. grande profundidade, contrariamente às expectativas, aumentou. Também havia água em profundidade que preenchia as fissuras.

É interessante que quando o Congresso Geológico Internacional foi realizado em Moscou em 1984, no qual foram apresentados os primeiros resultados da pesquisa sobre o poço, muitos cientistas sugeriram, brincando, que ele deveria ser enterrado imediatamente, pois destruiria todas as ideias sobre a estrutura do poço. a crosta terrestre. Na verdade, coisas estranhas começaram ainda nos primeiros estágios de penetração. Por exemplo, os teóricos, mesmo antes do início da perfuração, prometeram que a temperatura do escudo do Báltico permaneceria relativamente baixa até uma profundidade de pelo menos 5 quilômetros, a temperatura ambiente ultrapassava 70 graus Celsius, em sete - mais de 120 graus, e em a uma profundidade de 12, o calor era superior a 220 graus - 100 graus mais alto do que o previsto. Os perfuradores de Kola questionaram a teoria da estrutura em camadas da crosta terrestre - pelo menos no intervalo de até 12.262 metros.

“Temos o buraco mais profundo do mundo – por isso devemos usá-lo!” - David Guberman, diretor permanente do Centro de Pesquisa e Produção Kola Superdeep, exclama amargamente. Nos primeiros 30 anos do Kola Superdeep, cientistas soviéticos e depois russos chegaram a uma profundidade de 12.262 metros. Mas desde 1995, a perfuração foi interrompida: não havia ninguém para financiar o projeto. O que é alocado no âmbito dos programas científicos da UNESCO é suficiente apenas para manter a estação de perfuração em condições de funcionamento e estudar amostras de rochas previamente extraídas.

Huberman lembra com pesar quantos descobertas científicas aconteceu no Kola Superdeep. Literalmente, cada metro foi uma revelação. O poço mostrou que quase todo o nosso conhecimento anterior sobre a estrutura da crosta terrestre está incorreto. Descobriu-se que a Terra não se parece em nada com um bolo em camadas.

Outra surpresa: a vida no planeta Terra surgiu 1,5 mil milhões de anos antes do esperado. Em profundidades onde se acreditava não haver matéria orgânica, foram descobertas 14 espécies de microrganismos fossilizados - a idade das camadas profundas ultrapassava 2,8 bilhões de anos. Em profundidades ainda maiores, onde não existem mais sedimentos, o metano apareceu em enormes concentrações. Isso destruiu completa e completamente a teoria da origem biológica de hidrocarbonetos como petróleo e gás. Houve sensações quase fantásticas. Quando no final dos anos 70 a automática soviética estação Espacial trouxe 124 gramas de solo lunar para a Terra, pesquisadores do Kola Science Center descobriram que era como duas ervilhas em uma vagem em amostras de uma profundidade de 3 quilômetros. E surgiu uma hipótese: a Lua se separou da Península de Kola. Agora eles estão procurando onde exatamente. Aliás, os americanos, que trouxeram meia tonelada de solo da Lua, não fizeram nada de significativo com isso. Eles foram colocados em recipientes herméticos e deixados para pesquisa pelas gerações futuras.

Inesperadamente para todos, as previsões de Alexei Tolstoi do romance “O Hiperbolóide do Engenheiro Garin” foram confirmadas. A mais de 9,5 quilômetros de profundidade, foi descoberto um verdadeiro tesouro de todos os tipos de minerais, principalmente ouro. Uma verdadeira camada de olivina, brilhantemente prevista pelo escritor. Contém 78 gramas de ouro por tonelada. Aliás, a produção industrial é possível na concentração de 34 gramas por tonelada. Mas, o que é mais surpreendente, em profundidades ainda maiores, onde não existem mais rochas sedimentares, havia gás metano natural. encontrados em grandes concentrações. Isso destruiu completa e completamente a teoria da origem biológica de hidrocarbonetos como petróleo e gás

Não apenas sensações científicas também foram associadas ao poço Kola, mas também lendas misteriosas, a maioria dos quais se revelou invenções de jornalistas quando testados. Segundo um deles, a principal fonte de informação (1989) foi a emissora de televisão americana Trinity Broadcasting Network, que, por sua vez, retirou a história de uma reportagem de um jornal finlandês. Supostamente, ao perfurar um poço, a 12 mil metros de profundidade, os microfones dos cientistas gravaram gritos e gemidos.) Jornalistas, sem nem pensar que era simplesmente impossível inserir um microfone em tal profundidade (que tipo de dispositivo de gravação de som pode trabalhar em temperaturas acima de duzentos graus?) escreveu que os perfuradores ouviram uma “voz do submundo”.

Após essas publicações, o poço superprofundo de Kola passou a ser chamado de “o caminho para o inferno”, alegando que cada novo quilômetro perfurado trazia infortúnio ao país. Disseram que quando os perfuradores perfuraram o décimo terceiro mil metros, a URSS entrou em colapso. Bem, quando o poço foi perfurado a uma profundidade de 14,5 km (o que na verdade não aconteceu), de repente encontraram vazios incomuns. Intrigado com isso descoberta inesperada, os perfuradores baixaram ali um microfone capaz de operar em temperaturas extremamente altas e outros sensores. A temperatura no interior supostamente atingiu 1.100 °C – havia o calor de câmaras de fogo, nas quais gritos humanos poderiam ser ouvidos.

Esta lenda ainda percorre as vastas extensões da Internet, tendo sobrevivido ao próprio culpado dessas fofocas - o poço Kola. O trabalho foi interrompido em 1992 devido à falta de financiamento. Até 2008, estava em estado de desativação. Um ano depois, foi tomada a decisão final de abandonar a continuação das pesquisas e desmontar todo o complexo de pesquisas e “enterrar” o poço. O abandono final do poço ocorreu no verão de 2011.
Então, como você pode ver, desta vez os cientistas não conseguiram chegar ao manto e examiná-lo. No entanto, isso não significa que o poço Kola não tenha dado nada à ciência - pelo contrário, virou de cabeça para baixo todas as suas ideias sobre a estrutura da crosta terrestre.

RESULTADOS

Os objetivos definidos no projeto de perfuração ultraprofunda foram concluídos. Equipamentos e tecnologias especiais para perfuração ultraprofunda, bem como para estudo de poços perfurados em grandes profundidades, foram desenvolvidos e criados. Recebemos informações, pode-se dizer, “em primeira mão” sobre o estado físico, propriedades e composição das rochas em sua ocorrência natural e de amostras de testemunhos até uma profundidade de 12.262 m. Ótimo presente terra natal, o poço produziu água em profundidades rasas - na faixa de 1,6-1,8 km. Lá foram abertos minérios industriais de cobre-níquel - um novo horizonte de minério foi descoberto. E é útil porque a planta local de níquel já está com falta de minério.

Conforme observado acima, a previsão geológica da seção do poço não se concretizou. A imagem que era esperada durante os primeiros 5 km do poço se estendeu por 7 km, e então apareceram rochas completamente inesperadas. Os basaltos previstos para uma profundidade de 7 km não foram encontrados, mesmo quando caíram para 12 km. Esperava-se que o limite que proporciona a maior reflexão durante a sondagem sísmica seja o nível onde os granitos se transformam numa camada de basalto mais durável. Na realidade, descobriu-se que ali estão localizadas rochas fraturadas menos fortes e menos densas - gnaisses arqueanos. Isso nunca foi esperado. E esta é uma informação geológica e geofísica fundamentalmente nova, que nos permite interpretar os dados da pesquisa geofísica profunda de forma diferente.

Os dados sobre o processo de formação de minério nas camadas profundas da crosta terrestre também se revelaram inesperados e fundamentalmente novos. Assim, em profundidades de 9 a 12 km, foram encontradas rochas fraturadas altamente porosas, saturadas com águas subterrâneas altamente mineralizadas. Essas águas são uma das fontes de formação de minério. Anteriormente, acreditava-se que isso só era possível em profundidades muito menores. Foi nesse intervalo que foi encontrado um aumento no teor de ouro no núcleo - até 1 g por 1 tonelada de rocha (concentração considerada adequada para o desenvolvimento industrial). Mas será que algum dia será lucrativo extrair ouro de tais profundezas?

As ideias sobre o regime térmico do interior da Terra e a profunda distribuição das temperaturas nas áreas de escudos basálticos também mudaram. A uma profundidade superior a 6 km, foi obtido um gradiente de temperatura de 20°C por 1 km, em vez dos esperados (como na parte superior) 16°C por 1 km. Foi revelado que metade do fluxo de calor é de origem radiogênica.

As profundezas da terra contêm tantos mistérios quanto as vastas extensões do Universo. Isso é exatamente o que alguns cientistas pensam, e eles estão parcialmente certos, porque as pessoas ainda não sabem exatamente o que está sob nossos pés, no subsolo, durante todo o tempo de existência. civilização terrena conseguimos avançar um pouco mais de 10 quilômetros no planeta. Este recorde foi recuado em 1990 e durou até 2008, após o qual foi atualizado diversas vezes. Em 2008, foi perfurado o Maersk Oil BD-04A, um poço de petróleo inclinado com 12.290 metros de comprimento (bacia petrolífera de Al Shaheen, no Qatar). Em janeiro de 2011, foi perfurado um poço de petróleo inclinado com profundidade de 12.345 metros no campo Odoptu-Sea (projeto Sakhalin-1). Registro de profundidade de perfuração para este momento pertence ao poço Z-42 do campo Chayvinskoye, cuja profundidade é de 12.700 metros.