Человеческая цивилизация с древнейших времён интересовалась бурением глубоких скважин в недра Земли. Не только из любопытства, но и прежде всего для использования находящихся там различных полезных ископаемых. В последние десятилетия технологии бурения достигли такого уровня, что многие скважины измеряются километрами в глубину. Какие скважины являются самыми глубокими в мире?

Когда и для чего возникла необходимость в бурении скважин.

Продвинутыми изобретателями бурения можно назвать китайцев, которые ещё в древности вели работы по бурению скважин глубиной до 600 метров. Существуют упоминания о том, что первые скважины появились в Поднебесной во времена династии Хань (202 г. до н. э. – 220 г. н. э.).

Китайцы в своих работах использовали различные деревянные и железные инструменты. На протяжении многих веков они считаются пионерами бурения и опережали Европу на несколько эпох. Старый Свет вместе с Северной Америкой развил технологию бурения скважин только в XIX веке. Говоря о скважинах, стоит также рассмотреть само определение.

Скважиной можно назвать практически любое «отверстие» в земле, которое было сделано с помощью бура. Это преимущественно вертикальная установка, которая может выполнять несколько важных функций. Бурение скважин прекрасно знакомо всем строителям, проводящим геотехнические исследования. И благодаря отверстиям в земле мы можем изучить строение грунта.

Скважины также могут использоваться в научных и познавательных исследованиях, а также при анализе перспективного использования месторождения природных ресурсов, в так называемых проекционных работах. Отверстия в земле мы также создаём по более прозаическим причинам – например, чтобы использовать их в качестве водяных колодцев.

5 самых глубоких скважин в мире.

Среди множества различных скважин в мире есть те, глубина которых в несколько раз превышает высоту самых высоких зданий в мире.

Некоторые из этих отверстий создавались исключительно в пропагандистских целях (особенно в период холодной войны), другие служили конкретным промышленным задачам. Однако ни одна из самых длинных и глубоких скважин в мире ещё не преодолела границу земной коры.

Мысль о том, чтобы добуриться до мантии Земли, разогревала не только буровые установки, но и умы руководителей некоторых государств, чьи безграничные амбиции толкали и до сих пор толкают на работы невероятного масштаба.

Говоря о самых глубоких скважинах в мире, стоит пояснить, что в приведённом ниже списке указаны значения максимальной вертикальной глубины. Это означает, что здесь не учитывается фактор, как абсолютная длина скважины. В этом отношении в мире уже существует несколько исключительно длинных скважин, но ни одна из них не приближается так сильно к ядру Земли, как нижеследующие:

1. KTB, Виндишешенбах, Германия – 9 100 м.

2. Берта Роджерс, Оклахома, США – 9 583 м.

3. Deepwater Horizon, США – 10 683 м.

4. Сахалин-1, Россия – 11 475 м.

5. Кольская сверхглубокая скважина (СГ-3), Россия – 12 262 м.

История самых глубоких скважин СССР и США.

Очень интересная история связана со скважинами Берта Роджерс и СГ-3. Обе были созданы во времена холодной войны и являлись своеобразной формой демонстрации силы как со стороны США, так и СССР.

В 1974 году была пробурена скважина Берта Роджерс, которая тогда получила звание самой глубокой в мире. Но, достигнув глубины 9583 метра, инженеры столкнулись с небывалым давлением порядка 172 тыс. кПа, что привело к повреждению бурового оборудования. В итоге скважина была запечатана и закрыта в 1997 году.

В СССР тоже пробурили собственного рекордсмена, который остаётся им и по сей день. Работы на СГ-3 начались в 1970 году. Хотя уже через 9 лет была превышена глубина скважины из Оклахомы, бурение продолжалось. А в 1990 году произошла авария буровых машин на глубине 12 262 метра.

Глубже оборудование уже не смогло пройти пласты, в том числе из-за высокой температуры. Последующие попытки бурения не были столь впечатляющими. В итоге работы были завершены в 1994 году, а позднее (в 2005 году) компания, управлявшая объектом СГ-3, была ликвидирована.

Через три года буровое и исследовательское оборудование было отправлено на металлолом, а территория вокруг скважины превратилась в руины. Сама скважина находится на Кольском полуострове, в Мурманской области, примерно в 10 км от города Заполярный. Это территория расположена на Балтийском щите – докембрийском кратоне (геологической форме континента) очень большой толщины.

Проведение бурения в этом месте было бессмысленным, даже если человечество и хотело бы пробурить земную кору, ведь она достигает здесь глубины 35 км и состоит из твёрдых гранитных пород. Российские учёные также ранее знали о наличии в этом регионе сейсмической неоднородности, которую интерпретировали как смену гранитных пород на базальтовые.

Однако на практике оказалось, что более 12 км они бурили в граните, который на больших глубинах проявлял признаки метаморфизма. В процессе бурения также были обнаружены сильные трещины в породах и наличие воды на очень больших глубинах. Вероятно, она происходила из минералов, находящихся ещё глубже в земной коре, но не могла выйти на поверхность из-за слоя непроницаемых пород.

СГ-3 до сих пор остаётся самой глубокой скважиной на Земле, но по абсолютной длине с 2008 года находится на третьем месте. В этом отношении её обогнали две другие буровые скважины. Одна ведётся на нефтяном месторождении Аль-Шахин в Катаре, а другая в рамках проекта Сахалин-1 на российском острове Сахалин.

На приближение к мировым лидерам претендуют также китайцы, которые в 2023 году сообщили о начале работ над скважиной глубиной 11 км.

Сможем ли мы добуриться до мантии.

Что касается вопроса о возможности добуриться человечеству до мантии Земли, ответ, пожалуй, уже ясен.

Вероятно, нам не удастся проникнуть более, чем на несколько десятков километров вглубь Земли ещё не одно десятилетие. Если же такое случится, что мы преодолеем границу Мохоровичича (нижняя граница земной коры, отделяющая земную кору от мантии) и «достанем земную мантию», то человечеству предварительно придётся разработать материалы и технологии, которые выдержат чудовищное давление и температуры, царящие в нижних частях земной коры, способные в мгновение ока расплавить любые современные механизмы.

Источник.

Как вы думаете, что менее доступно человеку – полёт на Луну или погружение на дно Марианской впадины? Как ни странно, второе. Об океанических глубинах мы знаем удивительно мало, а прогресс их исследования идёт гораздо медленнее, чем изучение космоса. Давайте узнаем подробнее об океанических желобах и какие глубочайшие впадины существуют на Земле.

Про океанические глубины и земную кору.

Удивительно, что количество экспедиций, когда человеку удавалось достичь самого дна Марианской впадины, можно пересчитать по пальцам рук.

Оказывается, океанические глубины – крайне сложные для исследования территории, поэтому они до сих пор остаются на картах мира своеобразными белыми пятнами. Говоря об океанических глубинах, мы имеем в виду подводные тектонические желоба, которые постоянно подвергаются различным изменениям.

Как они образуются? Почему в этих местах дно находится так глубоко под поверхностью океана? Чтобы это понять, нужно рассмотреть строение Земли, особенно внешний слой – земную кору.

Различают два типа тектонических плит, составляющих земную кору – континентальные и океанические. Первые в большинстве случаев состоят из гранитных пород, плотность которых не так велика, как у базальтов, формирующих океанические плиты.

Поскольку земная кора находится в постоянном движении, а тектонические плиты перемещаются, «сталкиваясь» и «наплывая» друг на друга, происходит явление, называемое субдукция.

В зонах обдукции мы имеем дело с надвиганием океанической плиты на континентальную, или океанической на другую океаническую (значительно меньше). Согласно градиенту плотности пород, тяжёлые базальты погружаются под более лёгкие граниты.

Обычно в таких местах океаническая плита изгибается под небольшим углом, «подлезая» под континентальную. Между ними образуется область, называемая тектоническим жёлобом.

Где искать глубочайшие впадины на Земле.

Геологическое строение даст нам здесь подсказку – таких областей в мире более 50, и они занимают площадь около 2 млн кв/км.

Тектонические желоба располагаются линейно вдоль вулканических дуг или краёв континентов – общая длина составляет 50 тыс. км. Это огромная территория, о которой мы знаем очень мало. Стоит добавить, что склоны тектонических желобов принимают форму буквы V. При этом пологой является сторона океанической плиты, а более крутой – континентальной. Наклон может достигать 20 градусов!

Там, где происходит субдукция, мы имеем дело с разрушением океанической плиты, которая, погружаясь всё глубже в мантию Земли, подвергается плавлению. Образовавшиеся запасы магмы могут выбрасываться на поверхность под действием давления, образуя вулканы.

Пример тому, западное побережье Южной Америки – здесь мы имеем дело с наличием тектонического жёлоба и активного вулканизма практически по всей береговой линии. Таким образом, глядя на карту мира, учитывающую рельеф океанического дна, мы легко можем указать, где находятся основные тектонические желоба.

10 глубочайших впадин на Земле.

Давайте, наконец, познакомимся с 10 глубочайшими впадинами на Земле. Самую глубокую, конечно, знает каждый, но насколько другие «соперники» отстают от лидера?

1. Марианская впадина, Тихий океан – 10 920 м.

2. Жёлоб Тонга, Тихий океан – 10 820 м.

3. Филиппинский жёлоб, Тихий океан – 10 540 м.

4. Жёлоб Кермадек, Тихий океан – 10 047 м.

5. Идзу-Бонинский Жёлоб, Тихий океан – 9 810 м.

6. Курило-Камчатский жёлоб, Тихий океан – 9 539 м.

7. Новогебридский жёлоб, Тихий океан – 9 165 м.

8. Жёлоб Пуэрто-Рико, Атлантический океан – 8 742 м.

9. Южно-Сандвичев жёлоб, Атлантический океан – 8 264 м.

10. Атакамская впадина, Тихий океан – 8 180 м.

Теперь давайте рассмотрим географическое положение первой шестёрки в списке. Ведь все эти впадины находятся в западной части Тихого океана. Есть ли в этом закономерность? Конечно, и она связана с упомянутой субдукцией. Западный Тихий океан характеризуется наличием более старой океанической плиты возрастом до 200 млн лет (эпоха раннего юрского периода).

Мы можем определить это и по тому, что главный океанический рифт, где происходит образование новой коры, расположен значительно ближе к побережью Перу и Чили.

О причинах несимметричного морского дна можно долго рассуждать, но главным следствием этой асимметрии является то, что наибольшие глубины находятся именно там, где субдукция длится дольше.

Это также объясняет, почему Атакамская впадина оказалась на десятом месте – здешняя океаническая плита значительно моложе, поэтому ещё не создала достаточно глубокой структуры.

Может ли что-то засыпать эти впадины.

Если на протяжении миллионов лет существуют такие экстремально глубокие океанические впадины, то не действуют ли какие-либо силы, способные буквально засыпать эти «вмятины» в земной коре?

Существуют! Так как поверхность морского дна состоит из рыхлых отложений, и, учитывая крутые склоны впадин, они могли быть сместиться под действием силы тяжести на самое дно. Такие процессы происходят в тектонических желобах, и мы называем их седиментацией. Однако многое зависит от того, насколько обильно поступление новых отложений, которые также приносятся течениями с суши.

Марианская впадина находится относительно далеко от континентов, поэтому седиментация отложений на дне незначительная. Подобное происходит и в Атакамском жёлобе, поскольку засушливое и лишённое крупных рек побережье Перу и северного Чили доставляет сюда мало песчаных частиц для отложений.

Однако в зоне субдукции Каскадия – Тихоокеанского Северо-Запада у побережья американских штатов Вашингтон и Орегон, а также канадской провинции Британская Колумбия, ситуация обратная.

Несмотря на то что океаническая плита проникает под континентальную, здесь не образуется тектонический жёлоб. Зона субдукции практически полностью засыпана континентальными осадками.

Вероятно, значительное влияние на этот процесс оказали и многочисленные землетрясения, которыми известна местность. Геологи предполагают, что западные штаты США и канадский Ванкувер могут столкнуться в течение ближайших десятилетий с масштабными землетрясениями магнитудой до 9-баллов, которые вызовут и высокие цунами.

Есть ли жизнь в океанических глубинах.

На глубине 10 км под поверхностью океана процветает жизнь – даже в условиях полной темноты там живёт множество различных организмов.

Последующие экспедиции на дно Марианской впадины указывали на присутствие креветок и фораминифер. В 2014 году на глубине более 8 тыс. метров был обнаружен новый вид морского моллюска, а три года спустя, немного глубже, нашли ещё один ранее не описанный вид этих беспозвоночных – одни из самых глубоководных организмов на Земле.

Казалось бы, столь удалённые от проявлений человеческой деятельности области на Земле должны быть чистыми и дикими. К сожалению, человеческая рука добралась и сюда.

Речь идёт не только о том, что очередные экспедиции отправляются исследовать глубокие уголки морского дна. А о том, что мы обнаруживаем ненужные следы человеческой цивилизации – там, где теоретически их не должно быть.

В 2019 году на дне Марианского жёлоба обнаружили пластиковый пакет и упаковки от конфет. В том же году исследовали животных, живущих в самом глубоком месте планеты, нашли у них углерод-14, который происходит от испытаний ядерных бомб.

Человек уже давно воздействует на каждый уголок планеты, и, зачастую это не повод для гордости.

Источник.