Анатолий Томилин - Как люди открывали свою землю

Мои коллеги — геологи. И на буровой у них оказались общие знакомые, однокашники, бывшие студенты-ученики. Они с таким удовольствием водили нас по своему обширному хозяйству и так откровенно и бесхитростно хвастались, что мы втроем дружно впали в состояние самой черной зависти. Еще бы, наши представления о строении недр, все, о чем я рассказывал вам на страницах этой книжки, основаны на «простукивании», на «прослушивании», на косвенных геофизических методах исследования да на гипотезах. Но получить точные ответы на свои вопросы геологи могут лишь подержав в руках образцы, вынутые с заданного горизонта. Изучив их, подвергнув всевозможным физико-химическим исследованиям.

Наверное, поэтому почти одновременно с мечтой о полетах за пределы атмосферы возникла мечта и о проникновении в глубокие недра. То ли с помощью сверхглубокого бурения, то ли на автономном снаряде, который, как крот, вгрызается в горные породы. Немало научно-фантастических книжек посвящено этой мечте.

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.

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 комплекс 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.

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