Анатолий Томилин - Как люди изучали свою Землю

Однако проникнуть в глубины собственной планеты оказалось потруднее, чем преодолеть ее притяжение, слетать на Луну, совершить посадку автомата на Венере и Марсе и облететь Меркурий, Юпитер и Сатурн...

Научная идея пробурить серию сверхглубоких скважин, чтобы уточнить строение земной коры, родилась у нас, в Советском Союзе. В 1961 году ее высказал известный геохимик Н. И. Хитаров. Он же определил первоочередные задачи и наметил районы будущих сверхглубоких скважин. Были и другие предложения и проекты.

О таких скважинах мечтают геологи.

Интересную программу работ разработали в том же 1961 году геолог Н. А. Белявский и геофизик В. В. Федынский. Они предложили пробурить всего пять скважин. И с их помощью получить весь разрез земной коры — от осадочного чехла до базальтового слоя с границей Мохоровичича. При этом они выбрали районы для скважин с таким расчетом, чтобы каждая наиболее полно раскрывала один какой-нибудь слой, имеющий в этом районе наиболее широкое развитие. Авторы проекта считали, что такая программа разрешит наконец вековой спор, из чего же состоят глубинные гранитный и базальтовый слои; что удастся понять, почему вдруг на поверхности Конрада и Мохоровичича меняются скорости распространения сейсмических волн. Да и вообще, такие скважины помогли бы решить многие фундаментальные вопросы геологии.

В 1964 году во Всесоюзном научно-исследовательском институте буровой техники Министерства нефтяной промышленности СССР, была создана проблемная лаборатория сверхглубокого бурения. Возглавил ее профессор И. С. Тимофеев. А год спустя... Впрочем, на буровой нам показали «Летопись коллектива Кольской ГРЭ (геологоразведочной экспедиции)».

За короткими строчками записей скрыт огромный объем работы. Нужно было разработать комплек^ технических заданий для промышленности, сконструировать уникальные буровые агрегаты, которых еще не знал мир.

А время не ждало. И вот — следующая запись:

«1966 год. 2 апреля. На северном берегу озера Вильгисоддеоайвинярви определено место заложения СГ-3».

Озеро со сверхдлинным названием стало ориентиром для будущей сверхглубокой скважины. А работы продолжались...

«1970 год. 24 мая, 12 час. 30 мин. Начато бурение на Кольской экспериментальной опорной скважине».

Конечно, некоторый опыт проходки «сверхглубоких» у буровиков все-таки был. В 1968 году первая Аралсорская сверхглубокая скважина в прикаспийской впадине достигла глубины 6806 метров. Позже неподалеку от нее была заложена вторая, Биикжальская, скважина, которая тоже опустилась на глубину более шести километров.

Набирали опыт и буровики других стран. В Америке начали проходку сверхглубокой недалеко от города Сан-Франциско. Здесь часто происходят землетрясения, и американские ученые рассчитывали выяснить механизм сброса, который приводит к разрушительным катастрофам... А на Кольском в летописи появилась такая запись:

«1975 год. 17 апреля. Завершение 1-го этапа бурения. Глубина проходки 7263 метра».

Наши буровики расстраивались. Американцы опережали. Их скважина, названная «Берта Роджерс», углублялась быстрее. Но вот:

«1976 год. 11 августа. Государственная комиссия приняла объекты новой буровой установки «Уралмаш-15 000» с оценкой «отлично».

Да, Урал поставил нашим буровикам уникальное отечественное оборудование, разработанное впервые в мировой практике. Началось бурение по второму этапу, и советские буровики стали наращивать темпы. А скоро в вахтенном журнале появилась озорная запись:

«1979 год. 6 июня, 20 час. 35 мин. Глубина 9583 метра. «Берта Роджерс», чао, гуд бай!»

С этой минуты советская сверхглубокая стала лидером. И к тому дню, когда на буровую приехали мы, общая глубина равнялась 11 500 метрам. Это был не просто рекорд. Это было выдающееся достижение советской науки и техники.

В кернохранилище мы рассматривали обломки породы, вынутой из забоя на разных горизонтах: вот жильный кварц с глубины 10 000 метров, а вот слюдистый амфиболит с гранатом и кварцем, с полевошпатовой прослойкой и с вкраплениями халькопирита...

Глубина 11500 метров... Бурение продолжается.

У нас разный подход к делу. Американские специалисты делают главный упор на исследование современных глубинных процессов. Советские же ученые ставят своей целью изучение состава и структуры земной коры в зонах, относящихся к разным тектоническим эпохам. Результаты покажут, какое из выбранных направлений более перспективно.

Много трудностей у проходчиков сверхглубоких скважин. Им нужно следить, чтобы не искривился ствол, чтобы не полопались трубы. Чем глубже скважина, тем больше времени уходит на спуск и подъем труб. Это все, так сказать, технические трудности. Но есть и принципиальные. У сверхглубокого бурения существует два барьера, через которые не перешагнуть пока современной технике. Первый — высокая температура в недрах Земли. Никакая существующая сегодня техника не в состоянии работать, то есть бурить горные породы при температурах выше трехсот градусов. А второй барьер — трещиноватость пересекаемых скважиной пород. Не выдерживая нагрузки, эти породы обваливаются. Образуются огромные каверны, которые выводят скважину из строя. Пока надежных методов борьбы с ними нет.

Под ногами — одиннадцать километров глубины.

Бурение продолжается!

Таким образом, хотя технические средства и подготовлены для решения важных научных задач, исследование высокотемпературных зон Земли и разломов пока технически невозможно.

Может возникнуть вопрос: «Почему о сверхглубоких скважинах мы говорим, как об уникальных сооружениях, сравниваем их даже с полетами в космос? Подумаешь — большое дело — продырявить землю!..»

А знаете ли вы, сколько времени требуется, чтобы пробурить сверхглубокую скважину с полным отбором керна? Расчеты наших и американских специалистов здесь вполне сходятся. Так вот: для проходки пяти- или шестикилометровой скважины буровикам нужно примерно год налаженной работы. А чтобы добраться до запланированного предела в пятнадцать километров, этот срок требуется увеличить по крайней мере до десяти лет. С каждым километром возрастают трудности: плотнее становятся породы, выше давление, поднимается температура. Никакие известные материалы не выдерживают работы в сверхглубоких недрах. Вот и получается, что, несмотря на достижения в освоении дальнего космоса, практическое изучение глубин собственной планеты еще только начинается. Представляете, сколько интересного ждет геологов и геофизиков! «Изучение земной коры и верхней мантии Земли на территории нашей страны продолжается. Основа успеха — мощный научный и технический потенциал Советского Союза», — пишет министр геологии СССР доктор технических наук Е. А. Козловский.