Kolos gręžinys

Nuo XIX amžiaus pabaigos yra teigiama, kad Žemę sudaro pluta, mantija ir branduolys, tačiau niekas negalejo tiksliai pasakyti, kur baigiasi vienas sluoksnis ir prasideda kitas. Mokslininkai netgi nežinojo, kokios medžiagos sudaro šiuos sluoksnius. Dar prieš kokius 30 metų tyrinėtojai buvo įsitikini, kad granito sluoksnis prasideda maždaug 50 m gylyje ir tęsiasi iki 3 km, o po to prasideda bazalto sluoksnis. Mantija prasideda maždaug 15-18 km gylyje. Rusijoje, Kolos pusiasalyje atliktas giluminis gręžinys parodė, kad mokslininkai klydo…

Nusileidimas per tris milijardus metų

Praėjusio amžiaus 7-o dešimtmečio pradžioje iš karto keliose šalyse buvo kuriami kelionių į Žemės gelmes projektai. Pirmieji gręžti giluminius gręžinius ėmėsi amerikiečiai. Jie stengėsi tai daryti tokiose vietose, kur, pagal seisminių tyrimų duomenis, Žemės pluta buvo pati ploniausia. Pagal paskaičiavimus šios vietos buvo vandenyno dugne, o pačia tinkamiausia vieta buvo laikomas rajonas prie Mauji salos (Havajų salynas), kur senovėje susiformavusios uolienos guli po pačiu vandenyno dugnu, kurį dengia apie 4 km vandens sluoksnis. 5 km žemiau vandenyno dugno prasideda Žemės mantija. Deja, abu bandymai prasiskverbti per Žemės plutą šiame rajone buvo nesėkmingi – darbus teko nutraukti 3 km gylyje nuo vandenyno dugno.

Sovietų Sąjunga nenorėjo atsilikti nuo amerikiečių ir taip pat kūrė giluminių gręžinių projektus – Kaspijos jūroje arba Baikalo ežere. Tačiau 1963 metais mokslininkas Nikolajus Timofejevas sugebėjo įtikinti SSRS Valstybinio mokslo ir technikos komiteto narius, kad gręžinį reikia daryti sausumoje. Nors gręžti reikės žymiai ilgiau, tačiau toks gręžinys moksliniu požiūriu bus žymiai vertingesnis. Vieta gręžiniui buvo pasirinkta Kolos pusiasalyje, kuris randasi ant taip vadinamo Baltijos skydo, sudaryto iš pačių seniausių žmonėms žinomų uolienų. Mokslininkų manymu, šis kelių kilometrų gylio gręžinys turėjo parodyti musų planetos istoriją per pastaruosius 3 milijardus metų.

Vis gilyn, ir gilyn, ir gilyn…

Paruošiamieji darbai vyko beveik 5 metus, o darbų pradžia sutapatinta su V.Lenino gimimo 100-siomis metinėmis 1970-ais metais. Projektui pasiruošta buvo iš pagrindų. Prie gręžinio dirbo 16 mokslinių-tiriamųjų laboratorijų, kuri kiekviena buvo vidutinės gamyklos dydžio. Projektą asmeniškai prižiūrėjo SSRS Geologijos ministras. Eiliniai darbuotojai gavo trigubą atlyginimą. Visiems buvo garantuotas butas Maskvoje ar Leningrade. Nieko nuostabaus, kad patekti dirbti į Kolos giluminį gręžinį buvo sunkiau, nei tapti kosmonautu.

Išorinis gręžinio vaizdas gali nuvilti pašalinį stebėtoją. Nėra jokių liftų ar spirale į Žemės gilumą besileidžiančių laiptų. Gilyn į Žemę skverbėsi grąžtas, kurio skersmuo buvo vos daugiau nei 20 cm. Kolos giluminį gręžinį galima įsivaizduoti kaip ploną adatą, pervėrusią Žemės sluoksnius. Šios adatos gale esantis grąžtas su daugybe daviklių po kelių valandų darbo būdavo beveik visą parą keliamas į paviršių, kur buvo atliekama apžiūra, nuskaitomi parodymai, atliekamas remontas. Atgal į gilumą grąžtas taip pat būdavo nuleidžiamas per parą. Kitaip gręžti buvo neįmanoma – ypač tvirtas kompozitinis trosas (gręžimo kolona) galėjo nutrūkti nuo savo paties svorio.

Kas tiksliai vyko gilumoje gręžimo metu, nėra tiksliai žinoma. Aplinkos temperatūra, triukšmai ir kiti parametrai Žemės paviršių pasiekdavo, vėluodami minutę. Tačiau gręžinio darbuotojai pasakojo, kad netgi toks kontaktas su požeminiu pasauliu kartais labai baugindavo. Apačioje sklindantys garsai buvo panašūs į aimanas ir siaubo apimtų žmonių riksmus. Apie tai jau rašėme straipsnyje: Užfiksuoti garsai iš pragaro.

Be to, įvyko ne viena avarija, kai gręžinys pasiekė 10 km gylį. Du kartus grąžtas buvo ištrauktas aplydytas, nors temperatūra, kuri galėjo jį išlydyti, fiksuojama tik Saulės paviršiuje. Kartą tarsi kažkas gilumoje trūktelėjo trosą, todėl jis nutrūko. Vėliau, kai buvo gręžiama toje pačioje vietoje, troso likučių nebuvo aptikta. Su kuo susijusios šios ir kitos avarijos, iki šiol nepaaiškinama. Tačiau ne avarijos buvo ta priežastimi, dėl kurios sustabdyti darbai Kolos giluminiame gręžinyje.

1983 metais, kai gręžinio gylis pasiekė 12066 metrus, darbai buvo laikinai nutraukti, nes buvo nuspręsta paruošti medžiagą Tarptautiniam geologijos kongresui, kuris buvo planuojamas 1984 metų vasarą Maskvoje. Būtent šiame kongrese užsienio mokslininkai pirmą kartą išgirdo apie Kolos giluminio gręžinio egzistavimą, nes iki to laiko visi duomenys apie jį buvo įslaptinti.

Gręžimo darbai buvo atnaujinti 1984 metų rugsėjo 27 dieną. Tačiau jau pirmojo grąžto nuleidimo metu įvyko avarija – nutrūko trosas. Tęsti gręžimą teko nuo 7 km gylio, sukuriant naują kanalą. 1990 metais šia nauja atšaka buvo pasiektas 12262 gylis. Tai buvo absoliutus giluminių gręžinių gylio rekordas, kuris buvo pagerintas tik 2008 metais. Gręžimo darbai buvo sustabdyti 1992-ais metais, ir šį kartą, kaip vėliau paaiškėjo, visiems laikams. Tolimesniems darbams nebuvo lėšų.

Atradimai ir radiniai

Kolos giluminiame gręžinyje padaryti atradimai padarė tikrą perversmą mūsų žiniose apie Žemės plutos sandarą. Teoretikai tvirtino, kad Baltijos skydo temperatūra bus santykinai žema bent jau iki 15 km gylio. O tai reiškia, kad gręžinį galima gręžti iki 20 km gylio, t.y. iki pačios mantijos. Tačiau jau 5-ame kilometre temperatūra viršijo 700°, 7-ame kilometre – 1200°, o 12 km gylyje kepino daugiau nei 2200° karštis. Kolos gręžinys privertė suabejoti tuo, kad Žemės pluta yra sluoksniuota, bent jau iki 12262 m gylio.

Buvo manoma, kad egzistuoja paviršinis sluoksnis (jaunos uolienos), po to turi eiti granitas, bazaltas, mantija ir branduolys. Tačiau granitas prasidėjo 3 km žemiau, nei buvo tikėtasi. Bazalto, kuris turėjo prasidėti po granito sluoksnio, visiškai nebuvo aptikta. Netikėtu siurprizu mokslininkams tapo faktas, kad daugiau nei 10 km gylyje yra nemažai plyšių ir tuštumų. Šiose tuštumose grąžtas švytavo kaip švytuoklė, todėl buvo sunku vykdyti gręžimo darbus dėl jo nuokrypio nuo vertikalios ašies. Tuštumose buvo užfiksuoti vandens garai, kurie judėjo dideliu greičiu, tarsi juos trauktų kažkoks nematomas siurblys. Šie garai ir sukėlė tuos pačius garsus, kurie šiurpino gręžėjus.

Visiškai netikėtai pasitvirtino rašytojo Aleksejaus Tolstojaus hipotezė apie olivino sluoksnį, kuri buvo paminėta romane „Inžinieriaus Garino hiperboloidas”. Daugiau nei 9,5 km gylyje buvo aptiktas tikras visų galimų iškasenų lobynas. Ten buvo ir aukso, kurio tankis sudarė 78 gramus tonoje. Galima pasakyti, kad pramoninė aukso gavyba vykdoma, jeigu aukso koncentracija yra 34 gramai tonoje.

Mokslininkų laukė dar vienas siurprizas. Paaiškėjo, kad gyvybė Žemėje atsirado 1,5 milijardo metų anksčiau, nei buvo iki tol manoma. Gylyje, kuriame, kaip buvo manoma, neturi būti jokių organinių medžiagų pėdsakų, buvo aptikta 14-os rūšių suakmenėjusių mikroorganizmų (šių uolienų amžius viršija 2,8 milijardo metų). Dar giliau, kur jau nebėra uolienų, buvo aptikta aukšta metano koncentracija. Tai galutinai paneigė hipotezę, kad angliavandeniai, pavyzdžiui nafta ir dujos, yra biologinės kilmės.

Negalima nepaminėti apie atradimą, atliktą palyginus Mėnulio gruntą, kurį 8-o dešimtmečio pabaigoje atgabeno sovietų kosminė stotis iš mūsų planetos palydovo, su mėginiais, paimtais 3 km gylyje Kolos gręžinyje. Pasirodė, kad šie
mėginiai panašūs, kaip du vandens lašai. Kai kurie astronomai ėmė teigti, jog tai tik patvirtina hipotezę, kad kažkada Mėnulis atskilo nuo Žemės – gal tai įvyko po susidūrimo su didžiuliu asteroidu. Kiti mokslininkai mano, jog vienodi mėginiai įrodo tai, kad Mėnulis ir Žemė susiformavo iš to paties dujų ir dulkių debesies ir pirmuosiuose geologiniuose etapuose vystėsi vienodai.

Kolos giluminis gražinys aplenkė savo laiką

Kolos gręžinys parodė, kad į Žemės gelmes galima prasiskverbti 14 ar net 15 km. Tačiau vargu ar vienas toks gręžinys gali suteikti iš principo naujų duomenų apie Žemės plutą. Tam reikia viso gręžinių tinklo, išgręžtų įvairiuose Žemės rajonuose. Tačiau tie laikai, kai giluminiai gręžiniai buvo atliekami tik moksliniais tikslais, praėjo. Tai pernelyg brangus malonumas. Dabartinės giluminių gręžinių programos nebe tokios ambicingos, kokios buvo ankstesnės, ir turi praktinių tikslų. Dažniausiai tai yra naudingųjų iškasenų paieška ir gavyba. JAV jau dabar yra gana įprasta, kad nafta ir dujos išgaunamos iš 6-7 km gylio. Ateityje ir kitos šalys gręš tokio gylio gręžinius, norėdamos apsirūpinti energetiniais resursais.

Tačiau ir dabartiniu metu gręžiami giluminiai gręžiniai suteikia nemažai naudingos informacijos, kurią geologai bando apibendrinti, norėdami susidaryti bent jau paviršinio Žemės plutos sluoksnio paveikslą. Tačiau tai, kas guli giliau, dar ilgai bus paslaptis. Ją atskleisti gali tik mokslininkai, dirbantys su pačia naujausia aparatūra giluminiuose gręžiniuose, panašiuose į Kolos gręžinį. Ateityje tokie gręžiniai bus savotiškas teleskopas į paslaptingą mūsų planetos požeminį pasaulį, apie kurį dabar žinome ne daugiau, nei apie tolimas galaktikas.

Šaltinis: Mįslės ir Faktai