Анатолий Малахов - Под покровом мантии

• Название: Под покровом мантии
• Автор: Анатолий Малахов
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: География
• Год: 1965

Кипящая жидкая магма или сверхтвердое вещество? Невообразимо высокие температуры или холод, близкий к абсолютному нулю?..

В самом деле, что же собой представляют недра Земли, какие тайны скрываются под ее мантией?

На эти вопросы наука еще не может дать точного ответа, хотя существует множество самых различных гипотез…

Романтика поисков и упорных исследований геологов, изучающих земные недра, и является темой этой книги. Автор ее, профессор, доктор геолого-минералогических наук Анатолий Алексеевич Малахов, хорошо знаком читателям по увлекательным книгам «Сто профессий геолога» и «Новеллы о камне».

---

Тут уж магматическая теория образования горных пород бессильна. Мы совершенно ясно понимаем, видя такие породы, что они произошли не за счет расплава, выброшенного из вулканического жерла. Здесь был сложный ход геологических процессов. И в первую очередь перекристаллизация осадочных горных пород, которая и придала им облик базальтов. Значит, порода испытала в течение своей жизни такие сложные превращения, что стала похожа на вулканическую, но сохранила в себе следы прошлой своей жизни.

История жизни этой породы рисуется нам приблизительно так: сначала она откладывалась на дне моря и представляла собой обычный морской ил, в котором накапливались и отмершие остатки микроорганизмов, имеющих раковины. Эти раковины были известняковыми, как у большинства подобных организмов. Затем этот ил спрессовывался, превращаясь в плотную глинистую горную породу. Позднее под влиянием циркулирующих растворов в ней стали выкристаллизовываться мелкие кристаллы. Не исключена возможность, что этот процесс шел под большим давлением. Может быть, на породу давила многокилометровая тяжесть океанических вод, может быть, она опускалась в глубины земной коры, но факт тот, что под влиянием давления, некоторого повышения температуры и циркулирующих в породе растворов стали формироваться и располагаться в беспорядочном нагромождении те мелкие кристаллы, которые характерны для базальта. И породы приняли облик базальта.

До сих пор кажется странным, как мы могли ошибиться, когда, изучая области восточного склона Урала, отнесли абсолютно все базальты к вулканическим горным породам. Мы говорим о том, что на этой территории в прошлом повсеместно была бурная вулканическая деятельность, основывая эти выводы на данных метода аналогий, метода актуализма.

Значит, нас опять подводит этот метод? По-видимому, да. Мы в целом ряде случаев слишком полагались на его правильность, а детальные исследования заставляют вносить определенные коррективы в привычные взгляды. Поэтому я с нетерпением жду, когда моя коллекция пополнится базальтом с Курильских островов. Конечно, и его я отдам на микроскопические исследования. Будет интересно посмотреть кусочек породы из базальтового слоя Тихого океана. Не исключена возможность, что тот базальт, который я в конце концов получу в свою коллекцию, будет резко отличаться от уральского своими внутренними чертами. Может быть, в отдельных случаях правы вулканисты, а в других — неонептунисты-трансформисты, которые доказывают, что отдельные породы вулканического облика могут возникнуть невулканическим путем.

Вероятно, так и закончится двухсотлетняя дискуссия о базальтах. Будут найдены общие черты для базальтов огненного происхождения и для базальтов, происшедших невулканическим путем.

Ну а что же даст Курильская скважина, если опять-таки попытаться перейти в область реальной научной фантастики? Что будет обнаружено в недрах Земли под базальтовым слоем?

Если здесь базальты действительно произошли за счет излияния из подземных очагов, то под земной корой мы можем встретить либо застывающие, либо активные вулканические очаги. Тогда вулканисты будут иметь возможность торжественно провозгласить: вот так же и под земной корой должен быть расплав огненно-жидкой массы! Но будут ли они правы? Мне кажется, нет.

Одна скважина, как бы глубока она ни была, конечно, не решит тех сложнейших вопросов, которые связаны с познанием геологического строения внутренних зон Земли.

Какой бы результат мы ни получили при бурении сверхглубокой Курильской скважины, это еще не даст нам права решать вопрос о том, что мы встретим в любом другом участке под земной корой. И недаром решено бурить пять скважин в пяти различных точках нашей страны.

Придворные «королевы недр»

«Королевой недр» называют нефть, потому что для ее добычи приходится бурить самые глубокие скважины. Ни одно полезное ископаемое не добываем мы с такой глубины, как нефть. Ну и вполне естественно, что тем, кто занят поисками и добычей нефти, присвоен неофициальный титул «придворных королевы недр». Именно нефтяники накопили колоссальный опыт проникновения в недра земли — опыт, который неоценим для разработки проекта сверхглубоких скважин.

Не сразу далась та глубина, которая достигнута в наши дни. Я помню, на том же XVII Международном конгрессе в 1937 году как о высшем достижении говорилось о том, что американской фирме «Голф Продекшен» удалось пробурить скважину в три тысячи метров. Мне помнилось, что перед этим, примерно в 1925–1927 годах, рекордной была скважина фирмы «Розенкрац Филд» в Калифорнии глубиной в 2227 метров, а еще раньше, на рубеже веков, самые глубокие скважины достигали 350–400 метров. В 1958 году в Западном Техасе фирма «Филипс-Петролеум» пробурила скважину 7724 метра. Она пока остается рекордной, но уже бурится восьмикилометровая скважина в Южной Луизиане.

Мы не гонимся за рекордами. Все глубокие скважины, пробуренные для добычи и разведки нефти, ориентируются на глубине в две, три, четыре и пять тысяч метров от поверхности. Глубина этих скважин зависит от того района, где добывается нефть. Например, в Башкирии и Татарии бурить скважины глубже полутора-двух тысяч метров почти не приходится, потому что там только до этой глубины развит осадочный покров. Правда, в некоторых участках Предуралья он наблюдается и на больших глубинах. Одна из скважин в окрестностях города Краснокамска была пробурена на глубину 2900 метров от поверхности, до этого предела здесь располагается осадочный покров, но нефти так и не встретилось. Бурить глубже согласно гипотезе И. М. Губкина нет смысла.

А на Кавказе? Не только на материке в окрестностях Баку, но и в Каспии, в окрестностях Апшеронского полуострова бурят скважины до глубины в пять километров, потому что до этой глубины и дальше здесь располагается осадочный покров и всюду в нем есть нефть. Значит, есть прямой расчет бурить и на большую глубину.

Выбор глубины наших скважин не случайный. Перед тем как вести бурение с промышленной целью на поиски, разведку и добычу нефти, проводится огромная подготовительная работа. Она заключается в бурении структурно-опорных скважин. Каждая из них проектируется на основе сложного комплекса предварительных геофизических исследований.

Бурение часто длится годами, на поверхность выносится все, что встречается буровыми трубами. Эта работа очень кропотливая. Навинчивается колонка труб, пробуривается какое-то количество метров. Затем ради керна — того столбика породы, который входит в бурильную трубу, — вся колонна труб поднимается кверху.

Когда такое бурение ведется на небольшую глубину, это терпимо. Но при изучении глубин, исчисляемых тысячами метров, бурить таким способом — свинчивать и навинчивать трубы для того, чтобы достать несколько метров керна, — эта работа адова. Однако она оправдывает себя.

Все, что вынимается из скважины, подвергается детальнейшему исследованию. Геологи всех направлений изучают эту породу для того, чтобы дать потом рекомендацию будущим исследователям — что встретят они на этих глубинах, когда будут бурить новые скважины в некотором отдалении от опорной структурной скважины.

Но и этим не кончается исследование. Когда бурение скважины заканчивается, ее исследуют геофизики, чтобы уточнить все разнообразие физических свойств горных пород: магнитных и электрических, силу тяжести и радиоактивность — для того, чтобы потом, в другом месте, применяя эти же способы, правильно расшифровывать сигналы, идущие из глубин.

В США такие структурные опорные скважины пробуривались на значительных пространствах в шахматном порядке, примерно в 25 километрах друг от друга. В нашей стране государственная сеть структурных скважин имеется в районах Волго-Уральской нефтеносной области и во многих других участках Европейской части СССР. Некоторое количество скважин пробурено в Западной Сибири, в новых промышленных нефтеносных районах, однако значительные пространства нашей страны еще пока не имеют сети опорных структурных скважин.

Много неожиданностей подстерегает бурильщиков. В одной из газетных информаций в 1960 году был описан, пожалуй, обычный, рядовой для бурильщиков случай. Бурилась промышленная скважина в открытом море несколько южнее города Баку. Бурильщик Гасанов и его помощник Бабаев готовились поднять на поверхность очередную порцию керна. Они должны были вынуть шестиметровый столбик грунта и уложить его в ящик.

Но вдруг раздался прерывистый гул. Море вокруг как бы закипело. С ревом вырвался на поверхность огромный столб грязи, высотой примерно с десятиэтажный дом. Авария! Скважина наткнулась в глубине на жерло грязевого вулкана. Надо было срочно заглушить выброс грязи, иначе не устоять и вышке. В скважину стали срочно нагнетать тяжелый глинистый раствор. По расчетам, этот раствор должен был заглушить фонтан грязи, но ликвидировать аварию сразу не удалось. Новые и новые меры принимали бурильщики для того, чтобы заглушить вырывавшийся из недр мощный поток грязи и газа.