Геннадий Блинов - Покорители земных недр
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.
Уже получено немало новых и интересных данных. Так, например, керн из льда, образовавшегося около 15 тыс. лет назад, показал, что в то время на шестом континенте наступило заметное потепление. Именно тогда отступали ледники и в Северном полушарии.
Микробиологические исследования, проводимые учеными Института микробиологии АН СССР и специалистами по бурению Ленинградского горного института, не менее интересны, чем гляциологические.
Десятками, сотнями тысячелетий наслаивавшийся лед шестого материка слой за слоем накапливал информацию о прошлом нашей Земли. Эта информация хранится во льдах Антарктиды не только в виде пузырьков воздуха древней атмосферы, космической и земной пыли, пепла извержений древних вулканов, но и в виде спор бактерий, пыльцы растений, микроорганизмов. Изучая эту информацию, специалисты проникают в прошлое планеты, получают достоверные представления как о ее климате и составе атмосферы, так и о природных биологических явлениях тех далеких времен.
И вот, когда буровики с помощью термобура проникли на глубину более 2000 м, т. е. стал доступен горизонт, сформировавшийся более 100 тыс. лет назад, этим заинтересовались микробиологи. А что если попытаться получить из природного холодильника культуру микрофлоры, пробывшей в анабиозе[8] десятки и сотни тысяч лет, и изучить это явление, имеющее большой научный и практический интерес. И микробиологи поставили перед буровиками новую задачу, сложную, интересную и многообещающую, — получить абсолютно стерильный керн льда с больших глубин.
Эту задачу успешно и в короткие сроки решили специалисты кафедры техники и технологии бурения скважин Ленинградского горного института, возглавляемой доктором технических наук профессором Борисом Борисовичем Кудряшовым, который много лет посвятил теоретическим исследованиям и практическому освоению процесса бурения антарктических льдов. При разработке бурового снаряда и технологии бурения были приняты во внимание и удовлетворены многие разнообразные по характеру и сложности условия. В результате удалось, с одной стороны, создать производительное по скорости бурения устройство, а с другой — добиться полной гарантии сохранения «первозданности» проб льда.
На первый взгляд схема бурового снаряда для извлечения керна льда проста: металлическая труба, на торце которой расположен кольцевой формы термоэлемент. Бур погружается в лед, вытапливая из него и вбирая в себя ледовый керн. Такая схема, как мы показали, успешно применяется для отбора гляциологических проб.
А чтобы обеспечить чистоту микробиологических исследований, «гляциологическую» схему пришлось усложнить, приняв ряд профилактических организационных и технологических мер. Во-первых, помещение буровой расположили на удалении от жилых и других строений станции, причем с подветренной стороны от них. Во-вторых, помещение буровой, все оборудование и инструмент систематически подвергали интенсивному ультрафиолетовому облучению, губительному для микроорганизмов. Далее. Перед спуском в скважину буровой снаряд тщательно обрабатывали специальным стерилизующим раствором и пропускали сквозь пламя.
И наконец, собственно микробиологическую пробу берут из центральной части кернового образца, для чего в стерильных условиях вытаивают сердцевину ледяного столбика. Эта вода стекает в колбу, которую тут же запаивают и затем отправляют микробиологам.
Ну, а каковы же результаты микробиологических исследований?
Ученые установили, что на разных глубинах находятся во временном «небытии» и способны оживать представители основных групп микрофлоры: спорообразующие и неспорообразующие бактерии, мицелиальные грибы, дрожжевые и другие микроорганизмы, в том числе открытые впервые и получившие название «нокардиопсис антарктикус». По мере углубления в толщу антарктического льда «ассортимент» микроорганизмов сужается и начинают преобладать более выносливые в экстремальных условиях, в частности спорообразующие бактерии, а дрожжевые организмы, например, ниже 100 м от поверхности льда пока не обнаружены. Установлено также, что большинство микроорганизмов может сохраняться в анабиозе по крайней мере до 12 тыс. лет.
Таким образом, пристальное внимание ученых к микробиологическим экспериментам на ледовом куполе Земли объяснимо. Их результаты связаны с проблемой появления жизни на нашей планете, с вопросами охраны окружающей среды в глобальном масштабе и длительного сохранения ценных по своим свойствам микроорганизмов. Потребность же в решении задач микробиологии явилась стимулом дальнейшего прогресса в технике и технологии ледового бурения. Так к взаимной пользе состыковались бурение и микробиология.
Официальные международные отношения в Антарктиде между странами регулируются «Договором об Антарктике», подписанным 1 декабря 1959 г. Отношения же между полярниками определяет закон взаимовыручки.
Бельгийские полярники оказались в безвыходной ситуации в результате авиакатастрофы. Из плена Кристальных гор их вызволил советский экипаж ЛИ-2.
При аварии нашего самолета на станции Молодежная на помощь прилетели американцы на «Геркулесе».
Таких примеров можно привести множество, но вспомним еще только один — о последствиях пожара, случившегося на станции Восток в зимовку 27-й экспедиции. Рассказ об этом случае — это особый разговор о буровиках. В ту зимовку пожар уничтожил дизель-электростакцию — энергетическую основу жизни и работы любой антарктической станции. Буровая группа той зимовки — это пять сотрудников Ленинградского горного института. Им, по общему мнению, станция обязана едва ли не жизнью. Буровой движок, дававший хотя и мизер энергии, спас станцию…
Итоги работы в Антарктиде на сегодняшний день подводит Евгений Иванович Толстиков: «В сорока научных учреждениях страны обрабатывают и обобщают уникальные материалы, собранные участниками Советских Антарктических экспедиций. Выпущены сотни монографий и научных сборников. Издан первый в мире двухтомный „Атлас Антарктики“, А кроме того, более трех тысяч листов карт на территорию континента и около тысячи морских карт на прилегающие воды. Внутри вчерашних белых пятен нанесено более десяти тысяч новых географических названий».
И действительно, на карте Антарктиды уже стерты многие белые пятна. Но здесь предстоит еще огромная работа, без которой человечеству не получить верного представления о своем доме — Земле. Мы же сделали только попытку показать ту небольшую, но важную роль, которую играют в этой работе исследования с помощью бурения.
Космическое бурение«Используя дорогие средства доставки на другие планеты автоматического бурового оборудования, чрезвычайно важно раскрыть не только свойства поверхности, но и внутреннее строение планеты. Хотя бурение и не является единственным средством изучения космических тел, оно обеспечивает получение первичного геологического материала, так необходимого исследователю» (профессор Е. А. Козловский).
«Бурение скважин вне Земли». Что это? Название научно-фантастического романа? Так назвал свою книгу доктор технических наук профессор Виктор Ефимович Копылов. В этом заглавии нет преувеличения. Книга рассказывает о современных научных исследованиях и технических достижениях; об опыте отечественного автоматического вращательного бурения на Луне и о ручном отборе проб из скважин на Луне, выполненном американскими астронавтами; о возможных способах бурения скважин на поверхности планет, на их спутниках, на астероидах; о наиболее интересных проектах буровых установок для работы на Луне и планетах.
Перелистаем и мы эту книгу, которая первой отразила «рождение нового практического приложения земных разработок в области бурения для целей вскрытия глубинных горизонтов других планет». Это поможет нам увидеть еще с одной, неожиданной стороны нашу профессию и заглянуть в ее возможное будущее.
Вопрос: Как зарождалась практика буровых работ вне Земли, в частности на Луне?
Ответ: Пока практика таких работ имеет небольшую историю: от миниатюрного грунтомера на «Луне-13» и ковша экскаваторного типа на американских «Сервейерах», ручного бурения американскими астронавтами на поверхности Луны по программе «Аполлон» до автоматического бурения советскими станциями серии «Луна». Однако, несмотря на такую небольшую историю, сегодня человек может с гордостью сказать, что его теоретические предпосылки о горно-технических условиях бурения вне Земли оправдались, а созданные технические средства с успехом прошли испытания на ближайшем космическом теле — Луне.
