Дырка в ад

Насколько глубоки сверхглубокие скважины

В годы холодной войны СССР и США соревновались во многих областях, в том числе и в бурении самой глубокой скважины. Как и космическая гонка, соревнование за то, кто глубже проникнет в земную толщу — демонстрировало инженерную мощь и обладание продвинутыми технологиями.

Ученые стремились проникнуть туда, где до них никто и никогда не был. Этот научный эксперимент позволял рассчитывать на результаты, которые могли перевернуть представления о Земле. Образцы породы, которые вытаскивали на поверхность из этих сверхглубоких скважин, потенциально были столь же важны, как и те, что астронавты НАСА доставили с Луны.

Согласно Книге рекордов Гиннесса, Кольская сверхглубокая скважина — самое глубокое вторжение человека в земную кору, самая глубокая горная выработка в мире, самая глубокая дыра, которую пробурил на планете человек.

Ее бурили долго, на протяжении 20 лет. Начали 24 мая 1970 года, и к 1990 году глубина скважины достигла 12 262 метра. Существует даже легенда: если опустить в скважину микрофон (такой, чтобы выдержал температуру в 200 градусов по Цельсию), то можно услышать стоны и крики грешников в аду.

И всё же, для нашей планеты это совсем не глубоко — буровая установка за 20 лет преодолела земную кору лишь на треть. До мантии было еще очень далеко, когда все работы были свернуты из-за хаоса эпохи распада Советского Союза.

Если представить себе Землю в виде луковицы, то ее внешняя твердая оболочка, земная кора — как тонкая луковичная шелуха, ее толщина всего лишь 40 км. За ней лежит (в диапазоне от 30 до 2900 км от земной поверхности) мантия, занимающая около 80% объема Земли. И в самом центре планеты находится ядро.

США тоже бурили и в конце 1950-х организация American Miscellaneous Society выступила с первым серьезным планом добраться до мантии. Но вместо того, чтобы бурить глубокую скважину на земле, американская экспедиция решила произвести бурение дна Тихого океана в районе острова Гуадалупе (Мексика), где глубина составляла около 3,5 км. Объяснение простое: земная кора на океанском дне тоньше, но проблема в том, что участки с самой тонкой корой расположены там, где океан самый глубокий.

Когда в 1961 году в рамках "Проекта Мохоул" началось глубоководное бурение океанского дна, до подобной добычи нефти и газа еще было очень далеко — технологии, которые сегодня лежат в основе этого процесса, еще просто не были изобретены.

Например, динамическое позиционирование, позволяющее судну оставаться все время на месте — прямо над скважиной. Поэтому инженерам "Проекта Мохоул" тогда приходилось много импровизировать — они придумали и установили систему гребных винтов вдоль бортов бурового судна, чтобы удерживать его в нужной позиции.

Кроме того, большую проблему для инженеров представляло отклонение от вертикального бурения. Потом были высокие температуры, с которыми оборудование не справлялось на большой глубине, потом были расходы и политика — всё это сказывалось на осуществлении мечты ученых бурить все глубже и глубже, чтобы побить рекорд глубины скважины.

За два года до того, как Нил Армстронг ступил на поверхность Луны, американский Конгресс отменил финансирование "Проекта Мохоул", поскольку расходы на бурение вышли из-под контроля. Те образцы базальта, которые проект сумел поднять на поверхность, обошлись бюджету примерно в 40 млн долларов в переводе на сегодняшние деньги.

Бурение кольской скважины продлилось ненамного дольше. Оно было окончательно остановлено в 1992 году, когда бур достиг слоев с температурой 180 градусов по Цельсию. Это было вдвое выше, чем ожидалось найти на этой глубине. Дальнейшее бурение не представлялось возможным.

Учитывая то, что к тому времени СССР распался, деньги на подобные проекты найти было невозможно. Еще через три года научно-исследовательский центр был закрыт навсегда. Теперь его посещают только туристы и искатели приключений.

В 1990-м в Баварии работал немецкий проект — "Немецкая программа континентального глубокого бурения" (KTB). Немцы добрались до глубины 9 км. Но и немецкая скважина разделила судьбу остальных проектов сверхглубокого бурения. Огромная установка еще стоит на радость туристам, но сам объект превращен в нечто вроде колеса обозрения или художественной галереи.

Когда голландский художник Лотте Хиван спустила микрофон, защищенный тепловым экраном, в немецкую скважину, он донес на поверхность какой-то далекий грохот — звуки, которые даже ученые объяснить не в состоянии. Эти звуки, по словам Лотте, заставили ее почувствовать себя очень маленькой: "Этот огромный шар, на котором мы живем, впервые в жизни показал мне, что он тоже живой, и звук этот невозможно забыть. Некоторые считают, что такие звуки могут доноситься из ада. Другие говорят, что это дышит планета".

Невозможно отделаться от ощущения, что подземная гонка "Кто первым доберется до мантии" — своего рода новая версия знаменитого романа Жюля Верна "Путешествие к центру Земли". Хотя ученые и не рассчитывали найти спрятанные под землей пещеры с динозаврами, они все равно говорили о своих проектах как об "экспедициях", поскольку отправлялись в неизведанный мир, где никто никогда раньше не был.

Сегодня одним из наиболее важных проектов Международной программы океанографических открытий (IODP) — можно назвать "M2M-MoHole to Mantle" ("M2M - "Мохоул к мантии"). Как и в старом "Проекте Мохоул", ученые планируют пробурить океанское дно, где земная кора толщиной всего около 6 км. Цель проекта ультраглубокого бурения, на который выделен 1 млрд долларов, — впервые в истории человечества достичь мантии и достать ее образцы.

Полученные данные могут изменить представления об устройстве нашей планеты, позволить по-новому взглянуть на сложные процессы, которые происходят в глубине Земли. Для Японии, также участвующей в проекте — это особенно важно, так как поможет более точно прогнозировать приближающиеся землетрясения, цунами и вулканические извержения.

Еще в 2005 году японцы построили специальный исследовательский корабль "Тикю" ("Земля") — буровое судно четвертого поколения. "Тикю" с тех пор принял участие во множестве самых разных исследований. Он использует систему GPS и шесть управляемых компьютером сопел, которые могут менять позицию огромного судна с шагом всего лишь 50 см.