Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2006 № 06

Впервые в истории науки ученые намерены пробурить земную кору до самой мантии. Именно для этого в Японии спроектировано и построено уникальное специализированное судно — корабль-дрель Chikyu («Земля»), водоизмещением 57 500 тонн и стоимостью 535 миллионов долларов. Какие открытия ожидают исследователи от его применения?

Глубинные недра Земли давно привлекают внимание ученых разных стран. Непревзойденным мировым достижением, занесенным в Книгу рекордов Гиннесса, сегодня остается скважина глубиной 12 262 метра. Ее бурение было начато в 1970 году на Кольском полуострове, неподалеку от города Заполярного, буровой установкой «Уралмаш-15000» и специальным технологическим инструментом. Однако на 13-м километре исследователи были вынуждены остановиться, так и не пробуравив земную кору, поскольку по существу потеряли управление над инструментом, и скважина пошла не вглубь, а в сторону.

Тогда международная бригада исследователей решила провести очередное глубинное бурение на океанском дне, где толщина земной коры намного тоньше, чем на материке. Руководят этой программой Япония и США, участвуют Китай и 12 стран Европейского союза. Новое судно Chikyu , созданное для этой цели, намного превосходит возможности своего предшественника — корабля Joides Resolution , который бурил дно в районе острова Ванкувер (Тихий океан) несколько лет тому назад. Однако тогда исследователям так и не удалось пробиться сквозь земную кору.

Корабль Chikyu оснащен сверхмощным сверлом, способным просверлить Землю на глубину почти 7 км — именно на такой глубине, по расчетам ученых, земная кора граничит с расплавленной мантией.

В начале 2006 года корабль вышел в море и добрался до точки, выбранной в качестве исходного пункта для первого эксперимента. Это место находится в 600 км к юго-западу от Токио, в зоне так называемой субдукции, где одна литосферная плита уходит под другую.

Как сообщил журналистам представитель японского Центра глубинного исследования Земли Дзюн Фукутоми, проходка 7-километровой скважины займет около года. И все это время судно должно покоиться строго на одном месте, отслеживая свое положение с помощью системы GPS и сети акустических датчиков, установленных на дне.

Судно Chikyu помимо использования техники, применяемой при подводном нефтегазовом бурении, оснащено целым рядом новейших устройств, которые обеспечат полную устойчивость научно-исследовательского корабля во время вибрации работающих буров и морской качки. Кроме того, предусмотрена специальная защита на случай, если во время бурения из скважины внезапно забьет нефтяной или газовый фонтан.

Ученые надеются, что вместе с собранными образцами мантии и земной коры они получат в свои руки микроорганизмы периода рождения Земли. Поднятые же из глубин кусочки «тела» нашей планеты позволят многое узнать и о том, какой была в прошлом окружающая ее среда, составить научно обоснованный климатический прогноз на будущее, а также, возможно, прояснят тайну возникновения жизни на нашей планете. Важнейшей задачей станет изучение тектонической плиты у побережья Японии, на которую ныне приходится четверть всех происходящих в мире землетрясений, и составление сейсмологического календаря на ближайшие десятилетия.

Схема бурения.

На схеме показаны отдельные узлы и устройства уникального корабля-бурильщика. Цифрами обозначены:

1— бурильная установка, способная вести работу до глубины 10 км; 2— динамическая система позиционирования, способная долгое время удерживать корабль в одной точке, несмотря на морское волнение; 3— труба большого диаметра соединяет судно с буровой скважиной, обеспечивая перекачивание обработанной породы и гашение вибраций, возникающих при бурении; 4— устройство для герметизации скважины от выброса нефти или раскаленной породы; 5— сверлильный бур с алмазными коронками.

Инициаторы проекта, конечно, надеются на его успех. Однако кое-кто из экспертов, помня о предпринятых ранее попытках глубоководного бурения, опасается, что и эта окажется безуспешной. «Наша живая планета всегда сопротивлялась подобному вмешательству, — говорят они. — Подобные эксперименты очень опасны. Мантия Земли предельно энергонасыщенна, и результатом бурения может стать рукотворный вулкан, последствия извержения которого могут оказаться непредсказуемы»… И ту защиту, которая предусмотрена на случай выброса нефти или горячей породы, они считают недостаточной.