Depuis la fin du 19e siècle, on croyait que la Terre était constituée de croûte, de manteau et de noyau. Dans le même temps, personne ne pouvait vraiment dire où se termine une couche et où commence la suivante. Les scientifiques ne savaient même pas de quoi, en fait, ces couches sont composées. Il y a encore une trentaine d'années, les chercheurs étaient sûrs que la couche de granit commence à une profondeur de 50 mètres et continue jusqu'à trois kilomètres, puis il y a des basaltes. Le manteau devait être à une profondeur de 15 à 18 kilomètres. Superprofondes bien, qui a commencé à forer en URSS sur la péninsule de Kola, a montré que les scientifiques ont eu tort …
Immersion pendant trois milliards d'années
Des projets de voyage profond dans la Terre sont apparus au début des années 1960 dans plusieurs pays à la fois. Les Américains ont été les premiers à commencer à forer des puits ultra-profonds, et ils ont essayé de le faire dans des endroits où, selon les études sismiques, la croûte terrestre aurait dû être plus mince. Ces endroits, selon les calculs, se trouvaient au fond des océans, et la zone la plus prometteuse était considérée comme la zone près de l'île de Maui du groupe hawaïen, où d'anciennes roches se trouvent sous le fond de l'océan lui-même et le manteau terrestre est situé à environ cinq kilomètres sous une colonne d'eau de quatre kilomètres. Hélas, les deux tentatives de percer la croûte terrestre à cet endroit se sont soldées par un échec à trois kilomètres de profondeur.
Les premiers projets nationaux impliquaient également des forages sous-marins - dans la mer Caspienne ou sur le lac Baïkal. Mais en 1963, le scientifique en forage Nikolai Timofeev a convaincu le Comité d'État pour la science et la technologie de l'URSS qu'il était nécessaire de créer un puits sur le continent. Bien que le forage prendrait incomparablement plus de temps, pensait-il, le puits serait beaucoup plus précieux d'un point de vue scientifique. Le site de forage a été choisi sur la péninsule de Kola, située sur le soi-disant bouclier de la Baltique, qui se compose des roches terrestres les plus anciennes connues de l'humanité. Une coupe de plusieurs kilomètres des couches de bouclier était censée, selon les scientifiques, montrer une image de l'histoire de la planète au cours des trois derniers milliards d'années.
De plus en plus profond et plus profond …
Le début des travaux après près de cinq ans de préparation a été programmé pour coïncider avec le 100e anniversaire de la naissance de V. I. Lénine en 1970. Le projet a été lancé à fond. Le puits comptait 16 laboratoires de recherche, chacun de la taille d'une usine moyenne; le projet a été personnellement supervisé par le ministre de la géologie de l'URSS et les employés ordinaires ont reçu le triple des salaires. Tout le monde avait la garantie d'un appartement à Moscou ou à Leningrad. Il n'est pas surprenant que se rendre au Kola Superdeep ait été beaucoup plus difficile que de rejoindre le corps des cosmonautes.
L'apparence du puits était susceptible de décevoir un observateur extérieur. Pas d'ascenseurs et d'escaliers en colimaçon menant dans les profondeurs de la Terre. Seule une foreuse d'un diamètre d'un peu plus de 20 centimètres est passée sous terre. En général, le Kola superdeep peut être imaginé comme une fine aiguille perçant l'épaisseur de la terre. Le foret au bout de cette aiguille avec de nombreux capteurs, après plusieurs heures de fonctionnement, a été soulevé pendant presque une journée entière pour inspection, lecture et réparation, puis il a été abaissé pendant une journée. Cela ne pouvait pas être plus rapide: le câble composite le plus résistant (train de tiges) pouvait se rompre sous son propre poids.
Ce qui s'est passé en profondeur au moment du forage n'était pas connu avec certitude. La température ambiante, le bruit et d'autres paramètres ont été transmis à l'étage avec un délai d'une minute. Néanmoins, les foreurs ont dit que même un tel contact avec le donjon était parfois vraiment effrayant. Les sons venant d'en bas étaient comme des cris et des hurlements. À cela s'ajoute une longue liste d'accidents qui ont suivi le Kola Superdeep, lorsqu'il a atteint une profondeur de 10 kilomètres. Deux fois le foret a été sorti fondu, bien que les températures à partir desquelles il pourrait prendre cette forme soient comparables à la température de la surface du Soleil. Une fois, le câble semblait être tiré par le bas - et coupé. Par la suite, lors du forage au même endroit, aucun résidu du câble n'a été trouvé. Ce qui a causé ces accidents et bien d'autres reste un mystère. cependant,ils n'étaient pas du tout la raison pour arrêter le forage des entrailles du bouclier baltique.
En 1983, lorsque la profondeur du puits atteignit 12 066 mètres, les travaux furent temporairement interrompus: il fut décidé de préparer des matériaux de forage super profond pour le Congrès géologique international, qui devait se tenir en 1984 à Moscou. Là-dessus, des scientifiques étrangers ont appris pour la première fois l'existence même du Kola superprofond, dont toutes les informations avaient été classifiées jusqu'à ce moment-là. Les travaux ont repris le 27 septembre 1984. Cependant, au tout premier lancement de la foreuse, un accident s'est produit - le train de tiges s'est à nouveau rompu. Le forage devait se poursuivre à partir d'une profondeur de 7000 mètres, créant un nouveau forage, et en 1990, cette nouvelle branche atteignait 12262 mètres, ce qui était un record absolu pour les puits ultra-profonds, battu seulement en 2008. Le forage a été arrêté en 1992, cette fois, il s'est avéré, pour toujours. Il n'y avait pas de fonds pour d'autres travaux.
Découvertes et découvertes Les
découvertes faites sur le superprofond de Kola ont fait une véritable révolution dans notre connaissance de la structure de la croûte terrestre. Les théoriciens ont promis que la température du bouclier baltique restera relativement basse jusqu'à une profondeur d'au moins 15 kilomètres. Cela signifie qu'un puits peut être foré presque jusqu'à 20 kilomètres, juste jusqu'au manteau. Au cinquième kilomètre, la température dépassait 700 ° C, le septième - plus de 1200 ° C, et à une profondeur de douze, elle était supérieure à 2200 ° C.
Les foreurs de Kola ont remis en question la théorie de la structure couche par couche de la croûte terrestre - au moins dans l'intervalle allant jusqu'à 12 262 mètres. On croyait qu'il y avait une couche de surface (jeunes roches), puis les granites, les basaltes, le manteau et le noyau devraient disparaître. Mais les granits se sont avérés être trois kilomètres plus bas que prévu. Les basaltes qui étaient censés se trouver sous eux n'ont pas du tout été trouvés. Une incroyable surprise pour les scientifiques a été l'abondance de fissures et de vides à une profondeur de plus de 10 kilomètres. Dans ces vides, le foret a basculé comme un pendule, ce qui a entraîné de graves difficultés de travail en raison de son écart par rapport à l'axe vertical. Dans les vides, la présence de vapeur d'eau a été enregistrée, qui s'y déplaçait à grande vitesse, comme si elle était portée par une pompe inconnue. Ces vapeurs ont créé les sons qui impressionnent les foreurs.
De manière assez inattendue pour tout le monde, l'hypothèse de l'écrivain Alexei Tolstoï sur la ceinture d'olivine, exprimée dans le roman "L'hyperboloïde de l'ingénieur Garin", a été confirmée. À plus de 9,5 kilomètres de profondeur, une véritable mine de toutes sortes de minéraux a été découverte, en particulier de l'or, qui s'est avéré être de 78 grammes par tonne. À propos, la production commerciale est réalisée à une concentration de 34 grammes par tonne.
Autre surprise: la vie sur Terre est apparue, il s'avère, un milliard et demi d'années plus tôt que prévu. A des profondeurs où, comme on le croyait, il ne pouvait y avoir de matière organique, 14 espèces de micro-organismes fossilisés ont été trouvées (l'âge de ces couches dépassait 2,8 milliards d'années). À des profondeurs encore plus importantes, là où il n'y a plus de roches sédimentaires, le méthane est apparu en fortes concentrations, ce qui a finalement réfuté la théorie de l'origine biologique des hydrocarbures, comme le pétrole et le gaz.
Il est impossible de ne pas évoquer la découverte faite en comparant le sol lunaire livré par la station spatiale soviétique à la fin des années 70 depuis la surface de la Lune, et les échantillons prélevés au puits Kola à une profondeur de 3 kilomètres. Il s'est avéré que ces échantillons ressemblaient à deux gouttes d'eau. Certains astronomes ont vu cela comme une preuve que la Lune s'était autrefois détachée de la Terre à la suite d'un cataclysme (peut-être une collision d'une planète avec un gros astéroïde). Cependant, selon d'autres, cette similitude ne témoigne que du fait que la Lune a été formée à partir du même nuage de gaz et de poussière que la Terre, et dans les premiers stades géologiques, elle s'est "développée" de la même manière.
Le Kola Superdeep était en avance sur son temps
Le puits Kola a montré qu'il était possible de pénétrer dans les profondeurs de la Terre sur 14 voire 15 kilomètres. Cependant, il est peu probable qu'un de ces puits fournisse des connaissances fondamentalement nouvelles sur la
croûte terrestre. Cela nécessite tout un réseau de puits forés en différents points de la surface de la terre. Mais l'époque où des puits super profonds étaient forés à des fins purement scientifiques semble révolue. Ce plaisir est trop cher. Les programmes de forage ultra-profond d'aujourd'hui ne sont plus aussi ambitieux qu'autrefois et ont des objectifs pratiques.
Il s'agit principalement de la découverte et de l'extraction de minéraux. Aux États-Unis, la production de pétrole et de gaz à des profondeurs de 6 à 7 kilomètres devient déjà courante. À l'avenir, la Russie commencera également à pomper des hydrocarbures à partir de ces niveaux.
Cependant, même les puits profonds qui sont forés apportent maintenant beaucoup d'informations précieuses que les géologues tentent de généraliser pour obtenir une image holistique au moins des couches superficielles de la croûte terrestre. Mais ce qui se trouve en dessous restera longtemps un mystère. Seuls les scientifiques travaillant dans des puits super profonds comme la péninsule de Kola peuvent le révéler à l'aide des équipements scientifiques les plus modernes. De tels puits deviendront à l'avenir pour l'humanité une sorte de télescope dans le monde souterrain mystérieux de la planète, dont nous ne savons pas plus que des galaxies lointaines.