Od konca 19. storočia sa verilo, že Zem pozostáva z kôry, plášťa a jadra. Zároveň nikto nemohol povedať, kde končí jedna vrstva a začne ďalšia. Vedci ani nevedeli, z čoho tieto vrstvy v skutočnosti pozostávajú. Už asi pred 30 rokmi si vedci boli istí, že žulová vrstva začína v hĺbke 50 metrov a pokračuje až do troch kilometrov, a potom existujú bazalty. Plášť mal byť v hĺbke 15 - 18 kilometrov. Ultradeep dobre, ktorý začal vŕtať v ZSSR na polostrove Kola, ukázal, že vedci sa mýlili.
Ponorenie na tri miliardy rokov
Projekty cestovania hlboko do Zeme sa objavili na začiatku šesťdesiatych rokov v niekoľkých krajinách naraz. Američania ako prví začali vŕtať ultra hlboké vrty a pokúsili sa to urobiť na miestach, kde podľa seizmických štúdií mala byť zemská kôra tenšia. Podľa výpočtov sa tieto miesta nachádzali na dne oceánov a najsľubnejšia oblasť sa považovala za ostrov Maui zo havajskej skupiny, kde pod samotným morským dnom ležia starodávne skaly a zemský plášť sa nachádza asi päť kilometrov pod štvorkilometrovým vodným stĺpcom. Bohužiaľ, oba pokusy preraziť zemskú kôru v tomto mieste skončili zlyhaním v hĺbke troch kilometrov.
Prvé domáce projekty zahŕňali aj podvodné vrty - v Kaspickom mori alebo na jazere Bajkal. V roku 1963 však vedecký pracovník Nikolaj Timofeev presvedčil Štátny výbor pre vedu a techniku ZSSR, že na kontinente je potrebné vytvoriť studňu. Hoci vŕtanie bude trvať neporovnateľne dlhšie, veril, studňa by bola z vedeckého hľadiska oveľa cennejšia. Vrtné miesto bolo vybrané na polostrove Kola, ktorý sa nachádza na tzv. Baltickom štíte, ktorý pozostáva z najstarších zemských hornín, ktoré ľudstvo pozná. Podľa vedcov má viackilometrový výrez ochranných vrstiev ukázať obraz histórie planéty za posledné tri miliardy rokov.
Hlbšie a hlbšie a hlbšie …
Začiatok práce po takmer piatich rokoch prípravy bol načasovaný tak, aby sa časovo zhodoval so 100. výročím narodenia V. I. Lenin v roku 1970. Projekt sa začal dôkladne. Jamka mala 16 výskumných laboratórií, z ktorých každá mala priemernú rastlinu; na projekt osobne dohliadal minister geológie ZSSR a riadni zamestnanci dostávali trojité platy. Každý mal zaručený byt v Moskve alebo Leningrade. Nie je prekvapujúce, že dostať sa na superpólko Kola bolo oveľa ťažšie ako zapojiť sa do kozmonautického zboru.
Vzhľad studne bol schopný sklamať vonkajšieho pozorovateľa. Žiadne výťahy a točité schodiská vedúce do hĺbky Zeme. Iba vrták s priemerom o niečo viac ako 20 centimetrov prešiel pod zem. Vo všeobecnosti možno superdeep Kola predstaviť ako tenkú ihlu prepichujúcu zemskú hrúbku. Vŕtačka na konci tejto ihly s početnými senzormi bola po niekoľkých hodinách prevádzky zdvihnutá takmer celý deň na kontrolu, čítanie a opravu, a potom bola na deň znížená. Nemohlo to byť rýchlejšie: najsilnejší kompozitný kábel (vŕtacia šnúra) sa mohol zlomiť pri vlastnej hmotnosti.
To, čo sa stalo v hĺbke v čase vŕtania, nebolo známe. Okolitá teplota, hluk a ďalšie parametre sa prenášali na poschodie s jednominútovým oneskorením. Napriek tomu vŕtačky uviedli, že aj taký kontakt s žaláriom bol niekedy hrozne desivý. Zvuky prichádzajúce zdola boli ako výkriky a vytie. K tomu je možné pridať dlhý zoznam nehôd, ktoré nasledovali po Superpole Kola, keď dosiahol hĺbku 10 kilometrov. Vŕtačka bola dvakrát vytiahnutá roztavená, aj keď teploty, z ktorých by mohla mať túto formu, sú porovnateľné s teplotou povrchu Slnka. Akonáhle sa zdalo, že kábel bol ťahaný zdola - a prerušený. Následne, keď boli vyvŕtané na rovnakom mieste, neboli nájdené žiadne zvyšky kábla. To, čo spôsobilo tieto a mnohé ďalšie nehody, je stále záhadou. Avšak,neboli vôbec dôvodom na zastavenie vŕtania čriev Baltského štítu.
V roku 1983, keď hĺbka vrtu dosiahla 12 066 metrov, bola práca dočasne zastavená: bolo rozhodnuté pripraviť materiály pre vrtuľníkové vrty pre Medzinárodný geologický kongres, ktorý sa mal uskutočniť v roku 1984 v Moskve. Zahraniční vedci sa o tom najprv dozvedeli o samotnej existencii superpole Kola, všetky informácie o tom boli doteraz klasifikované. Práce pokračovali 27. septembra 1984. Pri prvom spustení vŕtačky však došlo k nehode - vŕtacia struna sa znova rozpadla. Vŕtanie muselo pokračovať z hĺbky 7 000 metrov, čím sa vytvoril nový vrt, a do roku 1990 táto nová vetva dosiahla 12 262 metrov, čo bol absolútny rekord pre ultra hlboké vrty, prerušený až v roku 2008. Vŕtanie bolo zastavené v roku 1992, tentoraz, ako sa ukázalo, navždy. Na ďalšiu prácu neboli prostriedky.
Objavy a nálezy
Objavy objavené na superpole Kola urobili skutočnú revolúciu v našich vedomostiach o štruktúre zemskej kôry. Teoretici sľúbili, že teplota Baltského štítu zostane pomerne nízka až do hĺbky najmenej 15 kilometrov. To znamená, že vrt sa dá vŕtať takmer do 20 kilometrov, len do plášťa. Na piatom kilometri teplota siedmeho dňa prekročila 700 ° C - pri 1200 ° C a v hĺbke dvanástich to bolo viac ako 2200 ° C.
Vŕtačky Kola spochybňovali teóriu štruktúry vrstvy zemskej kôry po vrstvách - minimálne v intervale do 12 262 metrov. Predpokladalo sa, že existuje povrchová vrstva (mladé horniny), potom by mali ísť žuly, bazalky, plášť a jadro. Ukázalo sa však, že žuly boli o tri kilometre nižšie, ako sa očakávalo. Bazalty, ktoré mali ležať pod nimi, sa vôbec nenašli. Pre vedcov bolo neuveriteľným prekvapením množstvo prasklín a dutín v hĺbke viac ako 10 kilometrov. V týchto dutinách sa vrták vykyvoval ako kyvadlo, čo viedlo k vážnym ťažkostiam pri práci v dôsledku odchýlky od vertikálnej osi. V dutinách bola zaznamenaná prítomnosť vodnej pary, ktorá sa tam pohybovala vysokou rýchlosťou, akoby ju prenášalo neznáme čerpadlo. Tieto výpary vytvorili tie zvuky, ktoré vŕtajú vŕtačky.
Úplne nečakane pre všetkých sa potvrdila hypotéza spisovateľa Alexeja Tolstého o olivínovom páse vyjadrená v románe „Hyperboloid inžiniera Garina“. V hĺbke viac ako 9,5 km bola objavená skutočná baňa všetkých druhov minerálov, najmä zlato, ktoré sa ukázalo byť 78 gramov na tonu. Mimochodom, komerčná výroba sa vykonáva v koncentrácii 34 gramov na tonu.
Ďalšie prekvapenie: objavil sa život na Zemi, ukázalo sa, o pol a pol miliardy rokov skôr, ako sa očakávalo. V hlbinách, kde, ako sa verilo, nemohla existovať žiadna organická hmota, sa našlo 14 druhov fosílnych mikroorganizmov (vek týchto vrstiev presiahol 2,8 miliardy rokov). V ešte väčších hĺbkach, kde už nie sú sedimentárne horniny, sa metán objavil vo vysokých koncentráciách, čo nakoniec vyvrátilo teóriu biologického pôvodu uhľovodíkov, ako je ropa a plyn.
Nie je možné spomenúť objav, ktorý sa dosiahol pri porovnávaní lunárnej pôdy dodanej sovietskou vesmírnou stanicou koncom 70. rokov z povrchu Mesiaca, a vzoriek odobratých v Kole z hĺbky 3 kilometrov. Ukázalo sa, že tieto vzorky sú podobné ako dve kvapky vody. Niektorí astronómovia to považovali za dôkaz toho, že Mesiac sa raz odtrhol od Zeme v dôsledku kataklyzmu (možno kolízie planéty s veľkým asteroidom). Podľa iných však táto podobnosť svedčí iba o tom, že Mesiac bol tvorený rovnakým oblakom plynu a prachu ako Zem a v počiatočných geologických fázach sa „vyvíjali“rovnakým spôsobom.
Kola Superdeep predbehol svoj čas
Studňa Kola ukázala, že je možné ísť do hĺbok Zeme na 14 alebo dokonca 15 kilometrov. Je však nepravdepodobné, že by takáto studňa poskytla zásadne nové poznatky o zemskej
kôre. Vyžaduje si to celú sieť vrtov vyvŕtaných na rôznych miestach zemského povrchu. Zdá sa však, že dni, keď boli vrtané super hlboké vrty na čisto vedecké účely, skončili. Toto potešenie je príliš drahé. Dnešné programy na hlboké vŕtanie už nie sú také ambiciózne, ako bývali, a majú praktické ciele.
Je to hlavne objav a ťažba nerastov. V Spojených štátoch sa už ťažba ropy a zemného plynu z hĺbky 6 až 7 kilometrov stáva bežnou. V budúcnosti Rusko tiež začne čerpať uhľovodíky z týchto hladín.
Avšak aj tie hlboké vrty, ktoré sú vŕtané, teraz prinášajú množstvo cenných informácií, ktoré sa geológovia snažia zovšeobecniť, aby získali holistický obraz aspoň povrchových vrstiev zemskej kôry. To, čo leží nižšie, však zostane tajomstvom po dlhú dobu. Iba vedci pracujúci v superdeep studniach, ako je polostrov Kola, to môžu odhaliť pomocou najmodernejších vedeckých zariadení. Takéto studne sa v budúcnosti stanú pre ľudstvo akýmsi ďalekohľadom do tajomného podzemného sveta planéty, o ktorom nevieme nič viac ako o vzdialených galaxiách.