hirdetés
hirdetés

Művelt Mérnök

Lefúrtak a Föld középpontja felé

Az emberiség többet tud egyes távoli galaxisokról, mint a Föld belsejéről. Jól példázza ezt az állítást az a tény, hogy míg a Voyager 1 űrszondának 26 év kellett ahhoz, hogy kilépjen a Naprendszerből és 16,5 milliárd kilométernyire távolodjon el a bolygónktól, addig körülbelül ugyanennyi időt vett igénybe, hogy egy 12 kilométer hosszú lyukat fúrjunk a Föld felszínébe.

hirdetés

Míg a médiának köszönhetően az 1950-es évek végén és az 1960-as évek elején a világ szeme előtt bontakozott ki az Amerikai Egyesült Államok és a Szovjetunió űrversenye, addig egy kevésbé nyilvános tudományos verseny is lezajlott ekkoriban a két nemzet között. A Kreml utasítása alapján ugyanis az oroszoknak feltett szándékuk volt, hogy lefúrjanak a Föld belső szerkezetének legbelső burkáig – a földmagig –, hogy ott megvizsgálhassák annak sűrűségét, halmazállapotát, mágnesességét, az azt mozgató Coriolis-erőt, illetve végleges választ találjanak a mágnesességgel összefüggő dinamó-elméletre is.

Moszkva bár tudatában volt annak, hogy a földmagig tartó 6371 kilométeres távot több periódusban, korlátlan anyagi források mellett, a Varsói Szerződés tagállamainak „hipergyors műszaki fejlődésének” függvénye alapján is legalább 150-350 év alatt érné csak el; a Kreml és a Tárcaközi Tudományos Tanács úgy látta, hogy „első körben” a 30-40 kilométer mélyen fellelhető Mohorovičić-réteg elérése nem lehetetlen kihívás a szovjet iparnak. (Persze a teljes 150-350 évesre tervezett projekt tekintetében megint más kérdés, hogy a Szovjetunió a 70. születésnapját sem érte meg.)

Az eltökéltséget jól szemléltette, hogy a politikusok, a mérnökök és a geofizikusok ezt az időintervallumot több megvalósíthatósági szakaszra bontották fel. A Mohorovičić-rétegig tartó, átlagosan 35 kilométer vastag földkérget 35 év alatt kívánták átfúrni. Az utána következő átlagosan 700 kilométer vastag felső köpenyt a Repetti-felületig 60-100 év alatt, majd a várható további technikai fejlődéseknek köszönhetően a Földmagot lezáró Gutenberg-rétegig hátra maradt 2185 kilométer vastag alsó köpenyt további 120-250 év alatt kívánták elérni.

A 30-40 kilométer mélyen fellelhető Mohorovičić-réteg elérése nem lehetetlen kihívás a szovjet iparnak
Úgy gondolták, hogy a 30-40 kilométer mélyen fellelhető Mohorovičić-réteg elérése nem lehetetlen kihívás a szovjet iparnak

Természetesen, ha ez a technikailag kivitelezhetetlen, grandiózus méretű és minden anyagi forrást felemésztő vállalkozás - a csúszásokból eredő évtizedeket is beleszámítva - sikerült is volna, még akkor is csak a Föld középpontjáig tartó táv felénél járt volna a fúrás mélysége. Az Izvesztyia orosz napilap szerint azonban a szovjet tudósok 1958-1970 között úgy vélekedtek, hogy „az anyag ugrásszerű sűrűségváltozásai miatt elképzelhető, hogy a fúrás időhossza jelentősen lerövidülhet a 350 évről akár 100 évre is, ha találunk egy olyan anyagot, amely kibírja az egyre növekvő nyomást, a metamorfózist és az akár 4000-6000 Celsius fokot is.”

Mivel az előzetes mérések alapján, a Kola-félsziget alatti földkéreg az átlagos 35 kilométer helyett „csak” 15 kilométer vastag volt, így a fúrás helyét a murmanszki területen fekvő Zapoljárnij (Заполярний) várostól 10 kilométerre nyugatra (É: 69°24’39” K: 30°37’24”), a norvég határtól pedig 16 kilométerre délre jelölték ki. A helyszín kiválasztásával Moszkva ekkor úgy kalkulált, hogy az első ütemet 35 év helyett 25 év alatt befejezhetik.

A fúrást 1970. május 24-én kezdték el először az Uralmas-4E, majd az Uralmas-15000 típusú fúrótornyokkal. A szupermély fúrást SzG-3-nak, oroszul Кольская сверхглубокая скважина (СГ-3) hívták. Maga a fúrólyuk egyébként nem egy darabból állt, hanem több, 9 centiméter vastag lyuk-rendszerből állt, amelyeket egy központi nyílás elágaztatásával mélyítettek folyamatosan.

Élet a föld alatt

A fúrás során már az első években sok minden kiderült a Föld geofizikai tulajdonságairól, amelyeket addig csak felszíni megfigyelések és szeizmikus vizsgálatok alapján közvetett információk alapján következtettek ki a tudósok: Ilyen volt például, hogy a Kola-félsziget esetében nem volt jellemző az a világ minden táján megfigyelt és elfogadott tény, hogy a földfelszín alatt 3-6 kilométernyire a Curie-hőmérsékletnél magasabb hőmérsékleti tartományban a bolygó mágneses tulajdonságai már elveszítik hatásfokukat.

A fúrást 1970. május 24-én kezdték el először az Uralmas-4E, majd az Uralmas-15000 típusú fúrótornyokkal
A fúrást 1970. május 24-én kezdték el először az Uralmas-4E, majd az Uralmas-15000 típusú fúrótornyokkal

Szintén meglepő felfedezés volt, hogy a fúrás helyszínén nem találtak bazalt réteget, amely Föld többi pontján mindenhol megtalálható volt a gránit réteg alatt. (A két réteg találkozása adja a Conrad diszkontinuitást, amely megváltoztatja a Föld rétegeinek rugalmassági paramétereit, a sűrűséget és a hullámterjedési sebességet.) Ez utóbbi felfedezés vezetett arra a felismerésre, hogy a szeizmikus reflexiók nem a kőzettípusoktól, azok találkozási felületétől, hanem sokkal inkább az intenzív hő- és nyomási energiák miatt kialakult kőzetmetamorfózisok miatt alakulnak ki.

A legérdekesebb felfedezés mégis az volt, hogy a földfelszín alatt 3-4 kilométer mélyen is van még élet a sötétben! Az ebből a mélységből kibányászott sziklákban ugyanis több mint kétmilliárd éves mikroszkopikus leleteket, pontosabban 24 egykori tengeri növény planktonját találták meg a kutatók. A felfedezés azért is számított akkor világhírnek, mert ezek a „mikro-kövületek” úgy élnek ebben a közegben, hogy folyamatos szélsőséges nyomási értékeknek és hősugárzásnak vannak/voltak kitéve.

A világ legmélyebb mesterséges lyuka (volt)

Amikor 1983-ban a Kola-félszigeti fúrás elérte a 12 kilométeres mélységet, akkor a Kreml ideiglenesen leállította a munkálatokat egy évre, hogy a szenzációs technikai bravúrt az 1984-ben esedékes moszkvai Nemzetközi Geológiai Kongresszuson jelenthesse be. (Az USA 1979-ben már felfüggesztette az oklahomai Bertha Rogers melletti szupermélyfúrását, hiszen akkor azt hitték, hogy 9583 méteres mélységükkel már világrekorderek. Tévedtek.)

A fúrást a konferencia után, 1984. szeptember 27-én kezdték el újra, ám 12 066 méternél a fúrócső elcsavarodott és egy 5000 méteres darabja beletört a fúrólyukba. A munkálatokat később újra elkezdték 7000 méterről, így 1989-re a második furatban elérték a 12 262 méteres mélységet. Ekkor a Kreml úgy számolt, hogy bányászai még 1990-ben elérik a 13 kilométeres mélységet, 1993-ra (két évvel korábban a tervezetnél) pedig a tervezett 15 kilométeres távot, amely a Kola-félsziget alatti Mohorovičić-réteg elérését és az első ütem lezárását jelentette volna.

A szovjet ipar sem tudott előrukkolni egy olyan új fúrófejjel, amely jobban ellenáll az egyre növekvő hőmérsékletnek
A szovjet ipar sem tudott előrukkolni egy olyan új fúrófejjel, amely jobban ellenáll az egyre növekvő hőmérsékletnek

1990-ben azonban több súlyos probléma adódott: Egyrészt Litvánia kiválásával elkezdődött a szovjet birodalom szétesése, amely polgárháborúhoz és az anyagi források elapadásához vezetett, másrészt pedig bányászati szempontból is kétségessé vált a projekt első ütemének befejezése, hiszen 12 100 méteres mélységben kalkulált 100 °C helyett már 180 °C értékre emelkedett a hőmérséklet, amelyet egyébként csak 20 kilométeres mélységben vártak.

Az újabb számítások szerint így 15 kilométer mélyen a hőmérséklet már 300 °C-ra nőtt volna –, (a korábbi számítások szerint erre csak 40 kilométeres mélységben került volna sor) – így ezen a hőmérsékleten a fúrófej már nem működött, működhetett volna megfelelően. Sajnos a korábbi elképzeléseknek megfelelően a szovjet ipar sem tudott eddig az időpontig előrukkolni egy olyan új fúrófejjel, amely jobban ellenáll az egyre növekvő hőmérsékletnek, a nyomásnak, a sziklák nagyobb porozitásának és permeabilitásának. A munkálatokat így 1992-ben végleg leállították.

Az orosz fúrótornyot és melléképületeit a jelcini érában teljesen megsemmisítették és kifosztották a színesfém-tolvajok

Bár 2008-ban Katarban, a Maersk Oil cég 12 290 méteres mélységével átvette a világ legmélyebbre fúrt mesterséges lyukának (BD-04A) vezető szerepét, a 29 méternyi különbség ellenére a Kola-félszigeti SzG-3 jelű furat jelentősen hozzájárult a világ geológiai, geofizikai és a biológiai kutatásának fejlődéséhez. Az orosz fúrótornyot és melléképületeit a jelcini-érában teljesen megsemmisítették és kifosztották a színesfém-tolvajok. Az elmúlt 10 év alatt bár az orosz gazdaság ismét megerősödött annyira, hogy a munkálatokat folytatni lehessen, Moszkva azonban már hallani sem akar arról az „értelmetlen szovjet ötletről”, hogy 350 év alatt lefúrjanak a Föld középpontjáig, s viccesen fogalmazva „kitűzzük ott lent a sarló-kalapácsos vörös zászlót”.

Jamrik Levente
a szerző cikkei

hirdetés
Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
Cikk[114443] galéria
hirdetés
hirdetés
hirdetés

Kiadónk társoldalai

hirdetés
hirdetés
hirdetés
hirdetés