Vnútrozemské tajomstvá najhlbšieho vrtu na svete

Zabudnutý v Arktíde: Príbeh najhlbšieho vrtu na svete

Zabudnutý v nehostinnej arktickej tundre na polostrove, obklopenom jazerami, sa nachádza chátrajúca skupina dvojposchodových budov. Jediné živé tvory, ktoré tu možno vidieť, sú arktické zajace ukrývajúce sa v sutinách. Miesto je také odľahlé, s extrémne suchými a chladnými podmienkami – jednoducho nie je to dobré miesto na život.

Betónové budovy ležia opustené, s pokrúteným vrakom, rozbitými a roztrúsenými zariadeniami. V strede komplexu stojí jedna budova, ktorá vyzerá, akoby bola roztrhnutá na kusy. Všetky tieto budovy sú čiastočne schátrané – čo sa tu dialo? Bol to nejaký koncentračný tábor alebo vojenská základňa?

Záhada opustenej arktickej základne

Čo sa odohrávalo v tomto pustom a neprístupnom kúte ruskej arktickej severu a prečo bolo toto miesto opustené?

V 60. rokoch 20. storočia bol Sovietsky zväz v mohutných vedeckých a technologických pretekoch so Západom, aby pochopil vnútorné hlbiny našej planéty. Ale toto skúmanie nebolo súčasťou otvorenej vojenskej rivality Sovietskeho zväzu – bol to vedecký krok k pochopeniu geológie, ktorá je ukrytá tisíce metrov pod nami.

„V súčasnosti skúmame vnútro Zeme pomocou toho, čo nazývame seizmické vlny. Vytvoríte veľký výbuch na zemskom povrchu a sledujete, ako sa rázové vlny šíria do Zeme a späť. Nachádzame rôzne štruktúry a bariéry, ale čo vlastne sú?“

V 60. a 70. rokoch existovala obrovská fascinácia štruktúrou Zeme a snaha zistiť, či by bolo možné prevŕtať zemskú kôru – vrchnú vrstvu – až do plášťa, čo je mäkká, plastická vrstva ležiaca pod kôrou. Boli to takmer vesmírne preteky pod zemou – kto sa dostane najhlbšie ako prvý.

Kolský superhlboký vrt

Tento komplex je miestom mimoriadneho projektu na odhalenie tajomstiev geologickej štruktúry Zeme. Toto je Kolský superhlboký vrt. S priemerom len asi 23 centimetrov tento kovový poklop otvára novú vedeckú hranicu, ale podniká sa v konkurencii s Amerikou.

„V 60. rokoch Američania začali projekt nazvaný Mohole, ktorým sa snažili prekopať cez kôru. Nedostali sa veľmi ďaleko, ale veľa sa naučili.“

S projektom Mohole na ostrove Guadalupe v Mexiku sa americkí geológovia dostali len do hĺbky 183 metrov cez morské dno, 3536 metrov pod hladinou vody. Rusi však mierili na niečo viac ako štyrikrát hlbšie.

„Rusi prišli v roku 1970 s týmto superhlbokým vrtom a mali výraznú výhodu vďaka vŕtaniu v takom chladnom prostredí. Kola sa nachádza v oblasti veľmi starej kôry, nazývanej štít. Dôležité je, že nárast teploty s hĺbkou je tu veľmi mierny, takže máte oveľa väčšiu šancu dostať sa hlbšie, než sa to stane príliš horúce.“

Prečo vŕtali v arktickej tundre

Odmenou pre sovietskych inžinierov nebolo len prekonanie USA a získanie nových geologických údajov. Chceli tiež ovládnuť zemské zdroje a chceli to robiť z odľahlej základne.

„Je to veľmi odľahlé miesto. Museli tam priviezť všetky materiály a odborné znalosti, ale Sovietsky zväz robil takéto projekty často. Boli dobrí v infraštruktúre a budovaní veľkých sofistikovaných základní na odľahlých miestach.“

Jeden z technológov spomína: „Samotné hĺbenie vrtu bola veľká výzva. Nikdy som nič také nevŕtal, nikto nám nemohol poradiť, ako na to.“

Technologické výzvy

Vŕtanie do zemskej kôry na tomto odľahlom mieste bolo ľahšie povedať ako urobiť. Prvý problém, ktorý bolo potrebné prekonať, sa týkal základnej fyziky. Aj keď vrt bude mať len 23 centimetrov v priemere, obrovský krútiaci moment otáčania vrtných rúr vážiacich viac ako 453 ton robí úlohu nemožnou.

Sovietski inžinieri použili radikálny nový spôsob prekonania tejto ťažkosti – prstencový jadrový vrták.

„Technológia vŕtania spočíva v tom, že máte len vrtný nástroj na konci a v pohybe. Tlačíte dole bahno a iné látky, aby sa táto vec hýbala, a tam kde sa brúsi hornina, môžete vybrať v podstate hriadeľ horniny, čo nazývame jadro, a pozrieť sa na štruktúru Zeme.“

„Čím hlbšie vŕtate, tým ťažšie je riadiť proces vŕtania. Zariadenie sa môže v diere zaseknúť, teploty sú veľmi vysoké, hornina sa nespráva správne. Bol to teda obrovský technologický úspech na tú dobu.“

Jeden z pracovníkov na projekte spomína: „Ťažkosti boli kolosálne. Museli sme všetko vyvíjať priamo na mieste a zápasiť s problémami severu, krátkym letom, chladom a odľahlosťou.“

Prekonanie svetového rekordu

Viac ako desaťročie vŕtali do kôry pomocou 200-tonovej vysokotlakovej vrtnej súpravy umiestnenej v obrovskej žltej veži v strede vrtného miesta. Vŕtanie hlboko do zemskej kôry pokračovalo v priemere 60 metrov za mesiac, pričom sa opotrebovalo takmer 25 metrov potrubia len kvôli treniu a teplu.

Vrt sa stal najhlbším vrtom na svete a dosiahol úžasných 11 887 metrov.

„Vrt prekonal svetový rekord v roku 1979. Mal približne 12 000 metrov pod povrchom, čo je neuveriteľne hlboké. Mariánska priekopa, najhlbšie miesto v oceáne, nie je ani zďaleka taká hlboká.“

Ale v hĺbke 12 063 metrov došlo ku katastrofálnemu zlyhaniu.

„Keď vŕtate tak hlboko do zemskej kôry, ste v skutočnosti kilometre od miesta, kde sa nachádzate na povrchu. Vŕtate a vŕtate, ale keď potom vytiahnete vrták a snažíte sa znovu vstúpiť do diery, môže to spôsobiť mnoho problémov. Je to ako hľadanie ihly v kope sena – dostať sa späť tam, kde ste predtým vŕtali. Vrták sa môže zaseknúť a môžete zlomiť vŕtaciu kolónu. V tomto prípade sa zlomilo tisíce metrov vŕtacej kolóny.“

Nový začiatok a konečné hranice

Inžinieri teraz museli začať novú dieru z odbočky v hĺbke 7102 metrov. Trvalo ďalších 5 rokov, kým vrt dosiahol úžasnú hĺbku 12 262 metrov, ale v tejto neuveriteľnej hĺbke sa vŕtanie stalo prakticky nemožným.

Sovieti objavili, že keď sa dostanete dostatočne hlboko pod zem, horniny už nie sú horniny.

„Keď idete dole, začína to byť horúcejšie, a ako sa to zahrieva, je ťažšie pre vaše vrtné zariadenie udržať sa. Ale aj samotná hornina sa začne trochu mäknúť, začne trochu tiecť ako plastelína.“

„Teploty samotného vrtu boli extrémne vysoké, tak vysoké, že vrtná hlavica sa stala takmer nepoužiteľnou kvôli zvýšeným teplotám. Je tam jednoducho príliš horúco.“

S rýchlo zlyhávajúcim zariadením pri stretnutí s neuveriteľne vysokými teplotami v týchto hĺbkach nemali inžinieri v Kole inú možnosť než zastaviť ďalšie vŕtanie.

Revolučné objavy

Hoci sa im nepodarilo dosiahnuť cieľovú hĺbku, posunuli vedecké poznatky o štruktúre Zeme ďalej než kedykoľvek predtým a urobili úžasné objavy.

„Jedna vec, ktorá ich prekvapila, bolo, že objavili veľa vody hlboko dole vo vrte, ďaleko pod úrovňou, kde by ste našli podzemnú vodu alebo akékoľvek vplyvy morskej vody.“

„Vedci tiež zistili, že v horninách bolo uväznené obrovské množstvo vodíka, čo bolo úplne neočakávané. Teoretizovali, že pochádza z vody, ktorá bola tak silno stlačená, že v skutočnosti uvoľnila vodíkový plyn.“

Ale to nie je všetko, čo našli.

„Našli sme život, baktérie v hĺbke 7498 metrov. Mikrofosílie nájdené v takej hĺbke boli v skutočnosti jednobunkové organizmy, ktoré existovali dávno v minulosti, a vedci boli veľmi prekvapení, že život mohol existovať alebo byť nájdený v takej hĺbke.“

Kolský superhlboký vrt prenikol takmer tretinu cesty cez baltskú kontinentálnu kôru. Je to najhlbší umelý bod na Zemi, rekord, ktorý sa drží dodnes.