Говорят, что человеческая раса знает больше о некоторых далеких галактиках, чем о земле, лежащей у них под ногами. Фактически, в то время как знаменитому спутнику «Вояджер-1» потребовалось 26 лет, чтобы покинуть нашу Солнечную систему (передавая измерения на Землю с расстояния 16,5 млрд км), человечеству потребовалось примерно столько же времени, чтобы проникнуть всего на 12 км вглубь поверхности Земли..
В то время как США и СССР соперничали за превосходство в освоении космоса во время космической гонки, между величайшими бурильщиками двух стран происходила другая, менее известная гонка. В конце 1950-х и начале 1960-х годов американцы и Советы начали планировать отдельные усилия по бурению как можно глубже в земной коре, каменистой оболочке, которая составляет внешние 30-50 км из 6730 км расстояния до ядра нашей планеты.
Американский «Проект Мохоле», размещённый у тихоокеанского побережья Мексики, был прерван в 1966 году из-за отсутствия финансирования, но создал важный прецедент для будущих программ морского бурения. Советы, благодаря планированию Межведомственного научного совета по изучению недр Земли и сверхглубокому бурению, добились большего успеха. С 1970 по 1994 год их бурение на Кольском полуострове медленно прекращалось, чтобы установить невероятный рекорд того времени: самую глубокую яму в мире.
На самом деле Кольская сверхглубокая скважина состоит из нескольких скважин, ответвляющихся от одной центральной скважины. Самая глубокая яма называется «SG-3», и хотя ее диаметр составляет всего девять дюймов, она простирается на ошеломляющие 7,5 миль. Это примерно треть пути через континентальную кору Балтийского моря.
Для достижения научных целей и обеспечения практически непрерывного наблюдения за профилем земной коры в Советском Союзе даже были разработаны инструменты для проведения прямых физических измерений на дне скважины. Таким образом, буровой аппарат обеспечивал большую достоверность измерений, так как образцы горных пород деформировались под их невероятным внутренним давлением, когда их выносили на поверхность. Излишне говорить, что в ходе проекта было получено огромное количество геологических данных, большая часть которых проливает свет на то, как мало мы знаем о нашей планете.
Изучение Земли часто в значительной степени ограничивается наземными наблюдениями и сейсмическими исследованиями, но Кольская скважина позволила непосредственно взглянуть на строение земной коры и проверить теории геологов. Одним из самых удивительных открытий стало отсутствие перехода от гранита к базальту, который, как давно предполагали ученые, может существовать на глубине от трех до шести километров под поверхностью. Известный геологам как «разрыв Конрада», этот переход в типе горных пород был основан на результатах сейсморазведки.
Несмотря на то, что разрыв был обнаружен под всеми континентами, бурение на Кольском полуострове так и не наткнулось на предполагаемый слой базальта. Вместо этого было обнаружено, что гранитная порода выходит за пределы двенадцатикилометровой отметки. Это привело ученых к пониманию того, что результаты сейсморазведки были вызваны метаморфическими изменениями в породе (т. е. сильным нагревом и давлением), а не изменением типа породы, как они предполагали ранее..
Но самым интригующим открытием, сделанным исследователями Кольской скважины, несомненно, является обнаружение биологической активности в горных породах возрастом более двух миллиардов лет. Самым ярким свидетельством жизни стали микроскопические окаменелости, заключенные в органические соединения, которые остались на удивление неповрежденными, несмотря на экстремальное давление и температуру окружающей породы.
В то время как данные, полученные в ходе проекта бурения на Кольской АЭС, продолжают анализироваться, само бурение было вынуждено прекратить в начале 1990-х годов, когда были обнаружены неожиданно высокие температуры. В то время как градиент температуры соответствовал прогнозам до глубины около 10 000 футов, температура после этой точки увеличивалась с большей скоростью, пока не достигла 180 ° C (или 356 ° F) на дне отверстия. Это было резкое отличие от ожидаемых 100 ° C (212 ° F). Также неожиданным было уменьшение плотности породы после первых 14 800 футов. За пределами этой точки порода обладала большей пористостью и проницаемостью, что в сочетании с высокими температурами приводило к тому, что порода становилась скорее пластиковой, чем твердой, что делало бурение практически невозможным..
Хранилище многих образцов керна находится в никеледобывающем городке Заполярный, примерно в десяти километрах к югу от скважины. За свою амбициозную миссию и вклад в геологию и биологию Кольская сверхглубокая скважина остается одним из самых важных реликвий советской науки.