Kolas superdziļais urbums — pasaules dziļākais urbums: vēsture un fakti

Iepazīstiet Kolas superdziļo urbumu — pasaules dziļāko cilvēka radīto punktu: rekordi, vēsture, zinātniskie atklājumi un interesanti fakti par SG‑3.

Koordinātas: 69°23′46.39″N 30°36′31.20″E / 69.3962194°N 30.6086667°E / 69.3962194; 30.6086667

Kolas superdziļais urbums (krievu valodā: Kolskaja sverhglubokaja skvašina) bija ļoti dziļš urbums, kas 1970. — 1990. gados tika izrakts Kolas pussalā Krievijā; vieta tika slēgta 2008. gadā. Tas tika urbins, lai iegūtu tiešus paraugus un datus par Zemes iekšpusi un sāka darboties 1970. gada 24. maijā. Aktīvā urbšana, kas sniedza visdziļākos rezultātus (SG-3), ilga galvenokārt līdz 1989. gadam, bet zinātniskie darbi un tehniskās operācijas turpinājās līdz 1990. gadu sākumam; pēc finansējuma samazināšanas darbi būtiski samazinājās 1992. gadā. Dziļākā urbuma daļa, iesauktā SG-3, 1989. gadā sasniedza 12 261 metru (aptuveni 7,6 jūdzes) zem zemes virsmas. Tas ir visdziļākais urbums, kādu jebkad ir izveidojis cilvēks, un joprojām tiek uzskatīts par dziļāko cilvēka radīto punktu uz Zemes.

Ilgu laiku SG-3 bija arī garākā bedre attāluma ziņā no tās atvēršanas vietas. 2008. gadā naftas urbums Al Shaheen BD-04A Katarā tika ierakstīts ar +27 metriem jeb 89 pēdām, bet 2011. gadā naftas urbums Odoptu OP-11 pie Sahalīnas sasniedza +83 m jeb 272 pēdas tālāk.

Vēsture un mērķi

Projekts tika uzsākts Padomju Savienībā ar mērķi tiešā ceļā izpētīt Zemes garozas struktūru, pārbaudīt seismisko datu modeļus un izpētīt iežu sastāvu un procesus lielā dziļumā. Galvenie mērķi bija:

• iegūt cietvielu paraugus no lielām dziļumiem,
• noskaidrot zemes garozas un akmeņu pārveidošanās procesus augstā spiedienā un temperatūrā,
• pārbaudīt teorētiskos modeli par zemes iekšējo uzbūvi un siltuma plūsmu.

Būvniecība un tehnika

Urbšanu veica vairāku paaudžu urbšanas iekārtas, sākot ar sevišķi pielāgotām padomju naftas- un gāzes urbmašīnām. Projekts ietvēra iepriekšējas urbšanas fāzes (SG-1, SG-2), bet vislielākos panākumus deva SG-3. Darbu gaitā bija jārisina tehniskas problēmas, piemēram, darba kolonnas izturība augstā temperatūrā, ērtai paraugu iegūšanai piemērotas urbumu caurlaides izveide un instrumentu darbība ekstremālos apstākļos.

Dziļums, temperatūra un rekordi

• Maksimālais sasniegtais dziļums: 12 261 m (1989).
• Temperatūra: pie apakšas mērījumi norādīja uz daudz augstāku temperatūru nekā sākotnēji prognozēts — aptuveni 180 °C vai vairāk, kas ierobežoja turpmāku dziļuma palielināšanu.
• Rekordi: Kolas urbums ir dziļākais cilvēku izveidotais punkts; tas arī deva nozīmīgu informāciju par garozas uzbūvi, kas papildināja seismoloģiskos datus.

Ģeoloģiskie atklājumi

No SG-3 iegūtie paraugi un mērījumi deva vairākas svarīgas atziņas:

• iežu sastāvs un struktūra netika atrasta tādā formā, kā to gaidīja no vienkāršām seismiskajām prognozēm — tika konstatēti sarežģīti pārveidošanās procesi un slāņu mijiedarbība;
• seismiskie "atdalījumi" (discontinuities), ko iepriekš konstatēja ar seismoloģiju, daļēji atspoguļoja iežu pārveidošanās zonas un plaisu tīklus, nevis vienkāršu slāņu robežas;
• pārsteidzošs bija ūdens un šķidrumu klātbūtnes pierādījums salīdzinoši lielā dziļumā, kas norādīja uz sarežģītu hidraulisko sistēmu pastāvēšanu garozā;
• projektā iegūtie dati palīdzēja koriģēt modeļus par siltuma plūsmu un iežu mehāniskajām īpašībām dziļā garozā.

Aizvēršana un pašreizējais stāvoklis

Pēc Padomju Savienības sabrukuma finansējums projektam tika samazināts un urbšana praktiski apstājusies 1990. gadu sākumā. Vietne bija atvērta un eksperimentāli pieejama vēl dažus gadus, bet galvenokārt darbi tika pārtraukti. Oficiāli objekts tika slēgts un daļēji aizvērts 2008. gadā. Atrašanās vieta uz Kolas pussalas nav tūrisma objekts, un piekļuve jaunajiem apmeklētājiem ir ierobežota.

Nozīme un mantojums

Kolas superdziļais urbums ir nozīmīgs zinātnes vēsturē kā mēģinājums tieši izpētīt Zemes garozu dziļumā, kur līdz tam dominēja tikai netiešas metodes. Projekts:

• sniedza vērtīgus tiešus paraugus un empīriskus datus geoloģiskajiem modeļiem,
• uzlaboja urbšanas tehnoloģijas un instrumentu izturību ekstremālos apstākļos,
• kalpo kā brīdinājums par tehniskajām un termiskajām robežām, kas ierobežo dziļurbšanas iespējas,
• radoši papildināja starptautisko diskusiju par to, kā un kur turpmāk turpināt dziļurbšanas projektus.

Galu galā Kolas superdziļais urbums paliek svarīgs piemērs gan pētniecības ambīcijām, gan reālajiem ierobežojumiem, kas rodas, mēģinot sasniegt Zemes iekšējās robežas. Lai gan dziļums ir iespaidīgs, mūsdienu zinātnes mērķi vairs neaprobežojas tikai ar rekordiem — vairāk uzmanības tiek veltīts drošiem, ilgtspējīgiem un mērķtiecīgiem pētījumiem, kas apvieno tiešos paraugus ar mūsdienu attālinātām metodēm un starptautisku sadarbību.

Cauruma izgatavošana

Caurums tika veidots ar dažādām mašīnām dažādos laikos. Padomju vara sāka veidot caurumu ar Uralmaš-4E. Vēlāk viņi izmantoja Uralmash-15000. Sākotnēji viņi vēlējās iekļūt 15 000 m jeb 9,3 km dziļumā. Šīs iekārtas 1979. gada 6. jūnijā pārspēja iepriekšējo dziļākā urbuma rekordu. Iepriekšējais rekords piederēja 9 583 m (31 440 pēdas) dziļajam Bērtas Rogersas urbumam Vašitas apgabalā, Oklahomā, ASV. Mašīnas 1983. gadā nokļuva 12 000 m jeb 7,5 jūdžu dziļumā. Pēc tam Padomju Savienība aptuveni gadu svinēja (īpaši atzīmēja) šo faktu, neiedziļinoties dziļāk. Mašīna 1984. gada 27. septembrī salūza 12 066 m jeb 39 587 pēdu dziļumā; tās urbšanas aukla savērpās un palika urbumā. Kad padomju vara sāka atkal veikt urbumu, viņiem nācās sākt no 7000 m (23 000 pēdu).

Lielākais dziļums tika sasniegts 1989. gadā. Cilvēki, kas veica urbumu, domāja, ka līdz 1990. gada beigām viņi sasniegs 13 500 m un līdz 1993. gadam - 15 000 m. Tomēr dziļāk viņi nevarēja iedziļināties, jo bija pieļāvuši kļūdu, un urbuma beigās bija 180 °C jeb 356 °F, nevis 100 °C jeb 212 °F, kā viņi bija cerējuši. Viņu iekārtas 1992. gadā vispār pārtrauca veidot caurumus. Pēdējie pētījumi tika pārtraukti 2005. gadā, un 2008. gadā šo vietu pilnībā slēdza un atstāja vienatnē.

1987. gada padomju pastmarka ar cauruma attēlu.

Ko mēs uzzinājām

Kolas caurums aptuveni ⅓ no Baltijas vairoga, Zemes garozas daļas (tās ārējā iežu līmeņa), kas atrodas zem Kolas pussalas. (Cilvēki, kas pēta Zemi, uzskata, ka tā dziļums vietā, kur radās caurums, ir aptuveni 35 kilometru jeb 22 jūdžu dziļumā.) Dziļākās bedres dibenā esošie ieži bija vairāk nekā 2,5 miljardu gadu veci.

Cilvēki, kas ierīkoja caurumu, teica, ka viņi vēlas uzzināt, kādi ir Baltijas vairoga dažādie līmeņi, kā zem zemes virszemes pārvietojas skaņa un siltums vai kādi ieži veido zemes garozas dzīles, kā arī radīt jaunas prasmes un instrumentus, lai iedziļinātos zemes dzīlēs. Viena no svarīgākajām lietām, ko viņi atklāja, bija tā, ka viņi bija kļūdījušies par iežu veidiem pazemē. Kad viņi pētīja, kā skaņas viļņi pārvietojas pa Zemi, viņi domāja, ka apmēram 7 km (4,3 jūdžu) zem zemes virsmas būtu jānotiek pārejai no granīta uz bazalta iežiem. Patiesībā skaņas viļņi bija mainījušies, jo karstuma un spiediena ietekmē granīts darbojās citādi. Turklāt šis īpašais granīta veids bija sašķelts gabalos un pilns ar ūdeni. Ūdens nenāca no augšas, bet gan bija iesprostots dziļi zemes garozā cietā iezarā. Vēl viens svarīgs atklājums bija tas, ka dubļi no dziļurbuma "vārījās" ar ūdeņraža gāzi.

Pats caurums 2012. gadā. Tā ir metināta, lai caurums būtu no cieta metāla un neļautu cilvēkiem iekļūt.

Jautājumi un atbildes

J: Kādas ir Kolas superdziļā urbuma koordinātas?

J: Kad sākās Kolas superdziļā urbuma rakšana?

J: Cik dziļš bija dziļākais urbums SG-3?

J: Vai tas joprojām ir dziļākais cilvēka radītais punkts uz Zemes?

Jautājums: Cik ilgi SG-3 bija arī garākā bedre pēc attāluma no tās atveres?

J: Kurā gadā naftas urbums Al Shaheen BD-04A Katarā sasniedza lielāku dziļumu nekā SG-3?

Meklēt pēc burta