Кольская сверхглубокая: что нашли на глубине 12 километров

Посреди бетонной площадки в двенадцати километрах от Заполярного торчит обрезок трубы, закрытый ржавой крышкой на массивных болтах. Под ней 12 262 метра. Это Кольская сверхглубокая скважина, СГ-3, самая глубокая выработка, которую человек сделал в Земле. Про неё полвека рассказывают две истории: одну про граниты, керн и температуру, другую про крики из преисподней. Разберём обе и посмотрим, какая интереснее, если дочитать её до конца.

Видео: Кольская сверхглубокая — смотреть в VK Видео

Почему бурили на Кольском полуострове

Почти везде на суше сверху лежит толстый чехол осадочных пород: песок, глина, известняк. Нефтяники изучили его до глубины около восьми километров. На Кольском полуострове этого чехла нет. Наружу выходит древний Балтийский щит, и возраст пород здесь около трёх миллиардов лет. Бур с первых метров попадает в самое старое, что есть у планеты под рукой.

В 1968 году для выбора места создали Кольскую геологоразведочную экспедицию. Её бессменно возглавлял Давид Губерман. 24 мая 1970 года скважину заложили, и дату выбрали к столетию Ленина. Цель была научная, без нефти и газа. По сейсмическим данным ждали, что на глубине около семи километров гранитный слой коры сменится базальтовым. Эту границу видели только косвенно, по отражённым волнам, и геологи хотели дойти до неё буром.

Рядом лежали и медно-никелевые руды Печенги, так что разведка недр была полезным дополнением к науке. Город Заполярный вырос в 1950-х годах именно ради никелевого комбината. Северный край с его тундрой и Баренцевым морем можно увидеть и в нашем рассказе о зимней Териберке.

Как бурили двенадцать километров

Первые 7263 метра прошли за четыре года серийной нефтяной установкой «Уралмаш-4Э». Вышку из-за ветров обшили деревянными щитами доверху. Потом поставили специально созданную установку «Уралмаш-15000», названную по проектной глубине: 15 километров.

Внизу работал турбобур длиной 46 метров. Его вращал поток бурового раствора, который закачивали сверху, а сама колонна не крутилась. Коронки из твёрдого сплава хватало примерно на четыре часа и на 7–10 метров проходки. Потом всю колонну поднимали, разбирали на «свечи» по 33 метра, меняли коронку и опускали обратно. На спуск и подъём уходило, по разным данным, от 8 до 18 часов.

Трубы ниже двух километров делали из лёгких алюминиевых сплавов. Стальная колонна такой длины разорвалась бы под собственным весом: даже лёгкая весила около 200 тонн. На последние пять километров ушло около 50 километров труб, так быстро они изнашивались. Диаметр бурового инструмента был всего 21,4 сантиметра. Журнал N+1 предлагает наглядное сравнение: швейная игла длиной 57 метров и толщиной в миллиметр (N+1, 2016).

Рекорд, авария и ветки под землёй

6 июня 1979 года скважина прошла отметку 9583 метра. Это был рекорд американской скважины «Берта Роджерс» в Оклахоме. С того дня самая глубокая дыра на планете находится в Мурманской области.

В 1983 году бур перевалил за 12 километров, и работы приостановили. В Москве готовился Международный геологический конгресс 1984 года. Скважину рассекретили, на выставке показали керн и стёртую коронку с двенадцатикилометровой глубины, делегаты съездили на буровую.

Пауза обошлась дорого. 27 сентября 1984 года, на первом же рейсе после перерыва, колонна оборвалась на глубине 12 066 метров. В скважине остались турбобур и около пяти километров труб. Семь месяцев их пытались достать, потом начали бурить заново с отметки семь километров («Наука и жизнь», 2002).

Такие аварии случались не раз. Оборванный кусок цементировали и уходили вбок. Всего в скважине пробурили 12 обходных стволов, четыре из них длиной от 2200 до 5000 метров. Поэтому под землёй СГ-3 похожа не на прямую трубу, а на разветвлённые корни. Новая ветка дошла до 12 262 метров в 1990 году (в ряде источников называют 1989-й). Этот рекорд глубины не побит до сих пор. Марианская впадина мельче больше чем на километр, о её масштабах мы писали в материале про атомную бомбу на дне океана.

Что нашли на глубине

Первый сюрприз ждал там, где по сейсмике ждали базальт. Прогноз не сбылся: базальтов не нашли ни на семи километрах, ни на двенадцати. Картина, которую ожидали увидеть до пяти километров, растянулась до семи, а глубже пошли древние архейские гнейсы возрастом около 2,86 миллиарда лет. Сама сейсмическая граница оказалась зоной менее плотных трещиноватых пород. Волны отражались от состояния камня, а не от смены слоя.

Второй сюрприз: вода. Считалось, что на такой глубине трещины сжаты намертво. Вышло наоборот: на глубинах 9–12 километров встретились пористые породы, насыщенные сильно минерализованными растворами. В этом же интервале нашли повышенное содержание золота, до грамма на тонну. Добывать его с такой глубины никто не собирается, но для теории рудообразования это важная находка.

Третий сюрприз связан с керном. Он часто рассыпался на поверхности: порода, жившая под высоким давлением, разваливалась от выходящего газа. С глубин больше девяти километров вместо столбика приходили отдельные каменные «шайбы» толщиной 2–3 сантиметра. А на глубине 1,6–1,8 километра вскрыли промышленные медно-никелевые руды, и это пригодилось комбинату.

Температура, которая остановила бур

Самой неприятной находкой стало тепло. На пяти километрах приборы показывали около 70 °C, на семи 120 °C. На двенадцати, по данным геологов В. С. Попова и А. А. Кременецкого, 212 °C; в других публикациях называют около 220 °C. Температура росла с глубиной заметно быстрее, чем предсказывали модели. Около половины теплового потока дал распад радиоактивных элементов.

Для техники это был предел. Когда температура подошла к 200 °C, а давление превысило 1000 атмосфер, серийные приборы перестали работать, и для замеров делали единичные термостойкие экземпляры. Порода становилась пластичной, ствол терял форму, аварии участились. Бурение официально остановили в 1992 году, в 1994-м скважину закрыли. Проектные 15 километров остались на бумаге. Земная кора здесь толщиной около 40 километров, так что СГ-3 прошла меньше трети пути до мантии.

Откуда взялся «колодец в ад»

Легенда родилась не на Кольском полуострове. В 1989 году американский христианский телеканал TBN рассказал, что советские учёные пробурили скважину в Сибири на 14,4 километра, наткнулись на пустоту с жаром около 1100 °C и записали микрофоном крики грешников. Руководил работами якобы некий доктор Аззаков. Источником назвали «уважаемый финский научный журнал».

Американский журналист Рич Бьюлер пошёл по цепочке назад. «Журнал» оказался маленьким церковным изданием Ammennusastia. Оно пересказало по памяти письмо читателя в газету Etelä-Suomen Sanomat, тот ссылался на финскую рассылку Vaeltajat, а та на калифорнийский листок Jewels of Jericho, существование которого так и не подтвердили (Yle, 2020).

Потом норвежский учитель Оге Рендален решил проверить, насколько легко канал верит. Он отправил на TBN вырезку из норвежской газеты про местного строительного инспектора с поддельным «переводом» о демоне, вылетевшем из скважины. Канал показал и это (Skeptoid, 2012). Сама «запись криков» появилась только в эфире радиошоу Coast to Coast AM; её связывают со звуками из фильма ужасов 1972 года «Барон Кровь». Скважинные приборы звук не записывали вовсе: они мерили температуру, радиоактивность и отражённые упругие волны (Проверено.Медиа, 2021). Как легенды вырастают из пересказов, хорошо видно и на примере Бермудского треугольника.

Что осталось от скважины

В 1980-х на скважине работали около 500 человек и 16 исследовательских лабораторий. В апреле 2008 года в научно-производственном центре числилось 20 сотрудников, в том же году центр ликвидировали как нерентабельный. Через несколько месяцев здания опустели, оборудование вывезли, металл растащили. В августе 2022 года волонтёры проекта «Чистая Арктика» расчистили площадку у устья. В 2020 году власти Мурманской области объявили о планах сделать скважину туристическим объектом.

Люди прошли двенадцать километров и выяснили, что многое о первых семи представляли неправильно. Что лежит глубже, по-прежнему никто не видел. Эта история честнее и интереснее любых криков из-под крышки.

А вы бы поехали посмотреть на самую глубокую дыру планеты или хватит фотографии ржавой крышки?

Источники

• Кольская сверхглубокая скважина — Википедия (сводка с источниками)
• А. Осадчий. Легендарная Кольская сверхглубокая — «Наука и жизнь», № 5, 2002
• В. Королёв. Подземное неземное: о чём рассказала самая глубокая в мире скважина — N+1, 2016
• Колодец в ад: как финская газета подарила сюжет для фильма ужасов — Yle, 2020
• B. Dunning. The Siberian Hell Sounds — Skeptoid, 2012
• Правда ли, что из Кольской скважины слышны крики? — Проверено.Медиа, 2021