Покорители земных недр

Блинов Геннадий Александрович

Но почему этим исследованиям придается такое значение? Что значит для нас, для человечества наука метеорология, а для каждого человека — погода? Оказывается, еще Михаил Васильевич Ломоносов по-своему образно сформулировал эту научную проблему: «Человеку ничего не оставалось бы требовать от бога, если бы он научился правильно предсказывать погоду». «Проблемой века» считают ученые эту задачу и сейчас. И действительно, все острее встают вопросы прогнозирования погоды и колебаний климата в глобальном масштабе.

От их решения зависят урожаи, наши продовольственная и энергетическая программы, транспортная и другие народнохозяйственные проблемы. Засухи, горящие

леса и торфяники, суровые, морозные, но бесснежные зимы, ранние и поздние заморозки, резкие потепления и похолодания, ленинградские и дальневосточные наводнения… Необходимо предсказывать эти и другие погодные явления, рассчитывать их силу и влияние, оценивать их последствия.

Во-вторых, Антарктида интересует человека своими полезными ископаемыми, которыми она богата, по мнению ученых, не менее, чем другие континенты. И поэтому ученые считают, что в перспективе не исключена возможность добычи полезных ископаемых на подледных территориях.

Рис. 38. Антарктическая буровая (станция Дружная).

Вот некоторые из других геологических задач, которые выполняются с помощью бурения: достичь горные породы, скрытые почти под 4-километровым ледяным панцирем (станция Восток); в шельфовых ледниках осуществить отбор керна пород со дна моря (станция Дружная). На рис. 38 — антарктическая буровая со станции Дружная. На первый взгляд специалиста, — обычная вышка. Что здесь может быть особенного? А особенное — это условия, в которых приходится жить и работать и которые не может отразить никакая, самая документальная фотография.

Характеристика условий станции Восток: расположена за 1500 км от побережья, на вершине ледникового купола высотой 3600 м над уровнем моря; температура ниже минус 70 °C держится шесть месяцев, а «жарким» считается лето при минус 30–25 °C. 21 июля 1983 г. на станции зафиксирована необычайно низкая температура воздуха — минус 89,2 °C; температура поверхности снега была минус 90,4 °C. Прежний минимум Востока — минус 88,3 °C, фигурирующий в школьных учебниках и известный как самая низкая температура на Земле, был перекрыт.

Итак, во-вторых, это — геология. А в-третьих, в-четвертых, в-пятых… Какое воздействие оказывают экстремально суровые природные условия Антарктиды на самочувствие людей, подолгу там работающих? Какой должна быть техника, предназначенная для этих районов? Какую информацию об изменениях климата в прошлом и настоящем таит в себе ледяная летопись Антарктиды? И многое, многое другое.

Мы перечислили далеко не все задачи и не в порядке их важности, а упомянули в основном только те из них, которые требуют для своего решения содружества с буровой наукой, техникой, практикой.

Первая Советская Антарктическая экспедиция (САЭ) под руководством известного полярника М. М. Сомова высадилась здесь в 1956 г. Доставили ее сюда, как и 23 последующие САЭ, морские суда. Больше месяца в одну сторону и столько же обратно — таково время морского пути в Антарктиду. В феврале 1980 г. был налажен воздушный мост Москва — Антарктида, а в ноябре 1981 г. — Ленинград — Антарктида. Таким образом, начиная с 25-й САЭ полярники могут через 30 часов, пролетев 17 с лишним тысяч километров, оказаться на «рабочем месте». Этот второй мост

понадобился потому, что в городе на Неве расположен центр полярных исследований — Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт. Здесь же находится и Советская Антарктическая экспедиция, координирующая работу в Антарктиде всех семи постоянных и нескольких сезонных станций, над которыми развевается флаг нашей Родины.

Какие же исследования ведутся в Антарктиде и как используется в этой работе бурение? Рассмотрим этот вопрос на примере двух программ: гляциологической и микробиологической.

Гляциологическая программа, которой руководит участник первой САЭ доктор географических наук, Герой Социалистического Труда Евгений Сергеевич Короткевич, — одно из основных направлений научных исследований в Антарктиде. Гляциологи установили, что имеющиеся сегодня в их распоряжении способы реконструкции климата отдаленного прошлого весьма перспективны. Упрощенная схема выглядит следующим образом. Всесторонним анализом ледяного керна определяется возраст льда; учитываются размеры кристаллов, ориентация в них оптических осей, содержание изотопов кислорода, газовый состав воздушных включений и многое другое… в результате воссоздается климат прошлого. Но, пожалуй, самое трудное звено в этой цепи — добыть ледяной керн. Единственный способ проникнуть на большие глубины ледникового покрова — бурение скважин.

Советские ученые с помощью оборудования, разработанного в Ленинградском горном институте имени Г. В. Плеханова, успешно проводят работу, конечная цель которой — оценка абсолютного возраста антарктического льда.

Традиционное оборудование (которое мы описывали в этой книге раньше) в условиях Антарктиды не пригодно. Да и современную буровую установку для глубокого бурения, весящую десятки тонн, весьма затруднительно, а то и вообще невозможно доставить в глубь Антарктиды, например на станцию Восток, удаленную на 1500 км от ближайшего берега. Поэтому встал вопрос о разработке новой техники и технологии, которые бы учитывали, что предстоит обеспечить проходку почти 4-километровой толщи льда в районе, где температура минус 60 °C считается нормой, где атмосфера разрежена, как в горах на высоте 4–5 км.

В результате содружества специалистов Ленинградского горного института и Арктического и Антарктического научно-исследовательского института были сконструированы электротермобуровые снаряды. Такой снаряд можно увидеть в лаборатории Горного института. Перед нами — металлическая труба 6-метровой длины с различными устройствами внутри. На одном конце — подводящий электроэнергию кабель, на другом — кольцевой электротермонагреватель. В комплект оборудования входят источник энергопитания и лебедка. Конструкция скважинного снаряда выглядит просто и оригинально, в то же время она максимально учитывает требования гляциологов.

При бурении выплавляемый ледовый керн через кольцо нагревателя плавно входит в керноприемную 3-метровую трубу. Над ней расположен резервуар для воды, образующейся при плавлении льда. Эта вода с помощью вмонтированного внутри бурового снаряда малогабаритного насоса откачивается по специальным трубкам. Керн длиной 3 м получают примерно за час, затем следует подъем.

После того как скважина приблизилась к километровой глубине, появились новые трудности — дало знать о себе горнее давление: ствол скважины после извлечения из нее термобурового снаряда заплывал и сужался. Были внесены изменения в технологию бурения и в конструкцию бура. И этот барьер был преодолен.