Od konca 19. stoletja je veljalo, da Zemlja sestoji iz skorje, odeje in jedra. Hkrati nihče v resnici ni mogel reči, kje se en sloj konča in začne naslednji. Znanstveniki sploh niso vedeli, iz česa pravzaprav so sestavljene te plasti. Še pred približno 30 leti so bili raziskovalci prepričani, da se granitna plast začne na globini 50 metrov in nadaljuje do treh kilometrov, nato pa so tu še bazalti. Ogrinjalo naj bi bilo na globini 15-18 kilometrov. Ultradeep dobro, ki je začelo vrtanje v ZSSR na polotoku Kola, je pokazalo, da se znanstveniki motijo.
Potopitev v tri milijarde let
Projekti potovanja globoko v Zemljo so se pojavili v začetku šestdesetih let v več državah hkrati. Američani so bili prvi, ki so začeli vrtati ultra globoke vrtine in so to poskušali storiti na mestih, kjer naj bi bila zemeljska skorja po seizmičnih raziskavah tanjša. Ti kraji so bili po izračunih na dnu oceanov, za najbolj obetavno območje pa je veljalo, da je blizu otoka Maui iz havajske skupine, kjer starodavne skale ležijo pod samim oceanskim dnom, zemeljska plašča pa se nahaja približno pet kilometrov pod štirikilometrskim vodnim stebrom. Žal, oba poskusa prodora zemeljske skorje na tem mestu sta se končala z neuspehom na globini treh kilometrov.
Prvi domači projekti so vključevali tudi podvodno vrtanje - v Kaspijskem morju ali na Bajkalskem jezeru. Toda leta 1963 je znanstvenik za vrtanje Nikolaj Timofejev prepričal Državni odbor za znanost in tehnologijo ZSSR, da je treba na celini ustvariti vodnjak. Čeprav bi vrtanje trajalo neprimerljivo dlje, je bil prepričan, da bo vrtina z znanstvenega vidika veliko bolj dragocena. Mesto vrtanja je bilo izbrano na polotoku Kola, ki se nahaja na tako imenovanem baltskem ščitu, ki je sestavljen iz najstarejših zemeljskih kamnin, ki jih pozna človeštvo. Znanstveniki naj bi večkilometrski rez plasti ščitov prikazal sliko zgodovine planeta v zadnjih treh milijardah let.
Globlje in globlje in globlje …
Začetek dela po skoraj petih letih priprav je bil sovpaden s 100. obletnico rojstva V. I. Lenin leta 1970. Projekt smo začeli temeljito. Vodnjak je imel 16 raziskovalnih laboratorijev, vsak po velikosti povprečne rastline; projekt je osebno nadzoroval minister za geologijo ZSSR, navadni zaposleni pa so prejemali trojne plače. Vsem je bilo zagotovljeno stanovanje v Moskvi ali Leningradu. Ni presenetljivo, da je bilo priti do Kola Superdeep veliko težje kot pridružiti se trupu kozmonavtov.
Videz vodnjaka je lahko razočaral zunanjega opazovalca. Brez dvigal in spiralnih stopnišč, ki vodijo v globino Zemlje. Pod vrtenjem je šel samo vrtalnik s premerom nekaj več kot 20 centimetrov. Na splošno je Kola superdeep mogoče predstavljati kot tanko iglo, ki prebija zemeljsko debelino. Vrtalnik na koncu te igle s številnimi senzorji je bil po več urnem delovanju skoraj cel dan dvignjen na pregled, branje in popravilo, nato pa je bil za en dan spuščen. Hitreje ne bi bilo: močnejši kompozitni kabel (vrtalna vrvica) bi se lahko odlomil pod lastno težo.
Kaj se je v času vrtanja zgodilo na globini, zagotovo ni bilo znano. Temperatura okolice, hrup in drugi parametri so se z enominutno zamudo prenašali navzgor. Kljub temu so vrtalniki rekli, da je celo takšen stik z ječo včasih resno zastrašujoč. Zvoki, ki so prihajali od spodaj, so bili kot kriki in zavijanje. K temu lahko dodamo dolg seznam nesreč, ki so sledile Kola Superdeep, ko je dosegel globino 10 kilometrov. Dvakrat je bil vrtalnik taljen, čeprav so temperature, iz katerih bi lahko dobili to obliko, primerljive s temperaturo površine Sonca. Ko se je zdelo, da je kabel povlečen od spodaj - in odrezan. Kasneje pri vrtanju na istem mestu niso bili najdeni ostanki kabla. Kaj je povzročilo te in številne druge nesreče, je še vedno skrivnost. Vendar pa je dr.sploh niso bili razlog za zaustavitev vrtanja črevesja baltskega ščita.
Leta 1983, ko je globina vodnjaka dosegla 12.066 metrov, je bilo delo začasno ustavljeno: sklenjeno je bilo, da se za Mednarodni geološki kongres, ki naj bi bil leta 1984 v Moskvi, pripravijo materiali o preglobokem vrtanju. Na njem so tuji znanstveniki najprej izvedeli o samem obstoju koldišča, katere vse informacije so bile do tedaj razvrščene. Delo se je nadaljevalo 27. septembra 1984. Vendar se je že ob prvem zagonu vrtalnika zgodila nesreča - vrtalna vrvica se je znova zlomila. Vrtanje je bilo treba nadaljevati z globine 7000 metrov, kar je ustvarilo novo vrtino, do leta 1990 pa je ta nova veja dosegla 12 262 metrov, kar je bil absolutni rekord za ultra globoke vrtine, podrte šele leta 2008. Vrtanje je bilo leta 1992 ustavljeno, tokrat pa se je, kot se je izkazalo, za vedno. Ni bilo sredstev za nadaljnje delo.
Odkritja in najdbe
Odkritja, ki so bila narejena na kolpskem globlju, so v našem poznavanju zgradbe zemeljske skorje naredila pravo revolucijo. Teoretiki so obljubili, da bo temperatura Baltskega ščita ostala relativno nizka do globine vsaj 15 kilometrov. To pomeni, da je mogoče vrtino vrtati skoraj do 20 kilometrov, tik do plašča. Na petem kilometru je temperatura presegla 700 ° C, na sedmem - nad 1200 ° C, na dvanajsti globini pa več kot 2200 ° C.
Vrtalniki Kola so podvomili v teorijo strukture po plasteh zemeljske skorje - vsaj v intervalu do 12 262 metrov. Veljalo je, da obstaja površinska plast (mlade kamnine), potem naj bi šli graniti, bazalti, plašč in jedro. Toda izkazalo se je, da so graniti tri kilometre nižje od pričakovanega. Bazaltov, ki naj bi ležali pod njimi, sploh niso našli. Neverjetno presenečenje za znanstvenike je bilo obilje razpok in praznin v globini več kot 10 kilometrov. V teh prazninah je vrtalnik nihal kot nihalo, kar je povzročilo resne težave pri delu zaradi odstopanja od navpične osi. V prazninah je bila zabeležena prisotnost vodne pare, ki se je tja premikala z veliko hitrostjo, kot da bi jo nosila kakšna neznana črpalka. Ti hlapi so ustvarili same zvoke, ki so navdušili vrtalnike.
Čisto nepričakovano za vse je bila potrjena hipoteza pisatelja Alekseja Tolstoja o olivinskem pasu, izražena v romanu "Hiperboloid inženirja Garina". Na globini več kot 9,5 kilometrov so odkrili pravi rudnik vseh vrst mineralov, zlasti zlata, ki se je izkazal za 78 gramov na tono. Mimogrede, komercialna proizvodnja poteka v koncentraciji 34 gramov na tono.
Še eno presenečenje: življenje na Zemlji se je izkazalo, in to pol in milijarde let prej, kot so pričakovali. V globinah, kjer, kot so verjeli, ne bi bilo organske snovi, so našli 14 vrst fosiliziranih mikroorganizmov (starost teh plasti je presegla 2,8 milijarde let). V še večjih globinah, kjer ni več sedimentnih kamnin, se je metan pojavil v visokih koncentracijah, kar je končno ovrglo teorijo o biološkem izvoru ogljikovodikov, kot sta nafta in plin.
Nemogoče je ne omeniti odkritja, ki je bilo narejeno pri primerjavi lunarne zemlje, ki jo je sovjetska vesoljska postaja v poznih 70. letih prinesla s površine Lune, in vzorcev, odvzetih v vrtcu Kola, s globine 3 kilometrov. Izkazalo se je, da so ti vzorci podobni kot dve kapljici vode. Nekateri astronomi so to videli kot dokaz, da se je Luna nekoč odcepila od Zemlje kot posledica kataklizme (morda trka planeta z velikim asteroidom). Vendar pa po mnenju drugih ta podobnost priča le o tem, da je Luna nastala iz istega oblaka plina in prahu kot Zemlja, v začetnih geoloških fazah pa so se "razvile" na enak način.
Kola Superdeep je bil pred svojim časom
Vodnjak Kola je pokazal, da je mogoče iti v globino Zemlje za 14 ali celo 15 kilometrov. Vendar pa takšen vodnjak verjetno ne bo zagotovil bistveno novega znanja o zemeljski
skorji. Za to je potrebna celotna mreža vrtin, izvršenih na različnih točkah zemeljskega površja. Toda zdi se, da so dnevi, ko so vrtali nad globoke vrtine za čisto znanstvene namene, konec. Ta užitek je predrag. Današnji programi ultra globokega vrtanja niso več tako ambiciozni kot nekoč in imajo praktične cilje.
To je predvsem odkrivanje in pridobivanje mineralov. V ZDA proizvodnja nafte in plina iz globin 6-7 kilometrov že postaja običajna. V prihodnosti bo tudi Rusija začela črpati ogljikovodike s takšnih ravni.
Vendar pa tudi tiste globoke vrtine, ki jih zdaj vrtajo, prinašajo veliko dragocenih informacij, ki jih geologi poskušajo posplošiti, da bi dobili celostno sliko vsaj površinskih plasti zemeljske skorje. Toda tisto, kar se skriva spodaj, bo še dolgo ostalo skrivnost. Samo znanstveniki, ki delajo v preglobokih vrtinah, kot je polotok Kola, lahko to razkrijejo s pomočjo najsodobnejše znanstvene opreme. Takšni vodnjaki bodo v prihodnosti človeštvu postali nekakšni teleskopi v skrivnostni podzemni svet planeta, o katerem ne vemo nič drugega kot o oddaljenih galaksijah.