Prawdziwymi wynalazcami wiertnictwa możemy nazwać Chińczyków, którzy już w czasach starożytnych prowadzili prace przy odwiertach sięgających nawet 600 metrów głębokości. Istnieją wzmianki, że pierwsze otwory powstawały w Państwie Środka w okresie dynastii Han (202 r. p.n.e. – 220 r. n.e.). Chińczycy w swoich pracach wykorzystywali różne drewniane i żelazne narzędzia. Przez wiele wieków byli pionierami wiertnictwa i wyprzedzali o kilka epok Europę. Stary Kontynent wraz Ameryką Północną rozwinął technologię wiercenia odwiertów dopiero w XIX wieku.
Czytaj też: Dawniej wydobywali stąd gaz i ropę. Teraz wykorzystają odwierty w zupełnie inny sposób
Przedstawiając jednak tematykę odwiertów, warto pochylić się również nad samą jego definicją. Dzisiaj odwiertem możemy nazwać praktycznie każdą „dziurę” w ziemi, która została wykonana przy pomocą wiertła. Jest to struktura przede wszystkim wertykalna (pionowa) i może pełnić kilka istotnych funkcji. Wykonywanie odwiertów doskonale znają wszyscy budowniczowie, którzy prowadzą badania geotechniczne. Dzięki otworom w ziemi możemy poznać budowę podłoża znajdującego się pod nami.
Odwierty również mogą być wykorzystywane w badaniach stricte naukowych i poznawczych, jak również w analizach pod kątem perspektywicznego wykorzystania danego złoża surowca naturalnego, czyli w tzw. pracach prospekcyjnych. Otwory w ziemi budujemy również z bardziej prozaicznych powodów – aby wykorzystać go chociażby jako studnię z wodą.
Jakie jest 5 najgłębszych odwiertów na świecie?
W całym ogromie różnych odwiertów mamy również na świecie takie, których głębokość jest kilkukrotnie większa niż najwyższe budynki na świecie. Niektóre z tych otworów powstawały wyłącznie w celach propagandowych (zwłaszcza w okresie „zimnej wojny”), inne służyły w konkretnych zadaniach przemysłu. Jednak żaden z najdłuższych i najgłębszych odwiertów na świecie nie przekroczył jeszcze granicy skorupy ziemskiej. Myśl o dowierceniu się do płaszcza Ziemi rozgrzewa nie tylko wiertła maszyn, ale przede wszystkim umysły decydentów, których nieznająca granic ambicja popychała i niekiedy nadal popycha do działań na niesamowitą skalę.
W przypadku najgłębszych odwiertów na świecie warto wytłumaczyć, że w zestawieniu poniżej podane są wartości dla maksymalnej wertykalnej głębokości. Oznacza to, że nie uwzględniono tutaj czynnika, jakim jest długość bezwzględna odwiertu. Pod tym względem na świecie istnieje już kilka wyjątkowo długich otworów, ale żaden z nich nie zbliża się tak bardzo do jądra Ziemi, jak poniższy zwycięzca.
- 5. Odwiert KTB Windischeschenbach, Niemcy – 9 100 metrów
- 4. Odwiert Bertha Rogers, Oklahoma, USA – 9 583 metry
- 3. Odwiert Deepwater Horizon, USA – 10 683 metry
- 2. Odwiert Sachalin-1, Rosja – 11 475 metrów
- 1. Supergłęboki Odwiert Kolski (SG-3), Rosja – 12 262 metry
Historia najgłębszego odwiertu w ZSRR i USA
Bardzo ciekawa historia wiąże się z odwiertami Bertha Rogers i SG-3. Obydwa powstały w czasach „zimnej wojny” i były swoistą formą prężenia muskułów zarówno przez USA, jak i ZSRR. W 1974 roku powstał otwór Bertha Rogers, który zyskał wtedy miano najgłębszego na świecie. Niestety po dotarciu na głębokość 9583 roku inżynierowie napotkali na niespotykane ciśnienie w odwiercie rzędu 172 tys. kPa, które przyczyniło się do uszkodzenia zespołu wiertniczego znajdującego się na dnie. Finalnie otwór został zasklepiony i zamknięty w 1997 roku.
Niemniej, jak możemy się domyślać, ZSRR nie mógł bezczynnie patrzeć, jak Amerykanie są w czymś najlepsi i w ślad za Bertha Rogers wywiercił własnego rekordzistę, który nim pozostaje do dzisiaj. Prace nad SG-3 zaczęły się już w 1970 roku. Chociaż już 9 lat później przekroczono już głębokość odwiertu z Oklahomy, to wiercono dalej. W 1990 roku doszło do awarii maszyn wiercących na 12 262 metrach. Głębiej już sprzęt nie dał rady zejść m.in. z powodu wysokiej temperatury. Kolejne próby odwiertów nie były już tak imponujące. Finalnie prace zakończono w 1994 roku, a późniejsza spółka prowadząca obiekt SG-3 została zlikwidowana w 2005 roku. Trzy lata później sprzęt wiertniczy i badawczy został zezłomowany, a teren wokół odwiertu stał się ruiną.
Otwór znajduje się na Półwyspie Kolskim, w obwodzie murmańskim, około 10 kilometrów od miasta Zapolarnyj. Jest to teren położony na Tarczy Bałtyckiej, czyli prekambryjskim kratonie (geologicznej formie kontynentu) o bardzo dużej grubości. Prowadzenie odwiertu w tym miejscu byłoby bezsensowne, gdybyśmy chcieli przewiercić się przez całą skorupę ziemską. Nie dość, że sięga ona tutaj na głębokość 35 kilometrów, to zbudowana jest z twardych, granitowych skał.
Rosyjscy naukowcy wiedzieli już wcześniej o występowaniu w tym regionie nieciągłości sejsmicznej, którą interpretowali jako zmianę skał z granitowych na bazaltowe. Jednak w praktyce okazało się, że przez ponad 12 kilometrów wiercili w granicie, który na większych głębokościach wykazywał oznaki metamorfizmu. W trakcie prowadzenia odwiertu odkryto również silne spękania w skałach oraz obecność wody na bardzo dużych głębokościach. Prawdopodobnie pochodziła ona z minerałów znajdujących się jeszcze niżej w skorupie ziemskiej, tylko nie mogła się ona wydostać na powierzchnię z powodu nadkładu nieprzepuszczalnych skał.
SG-3 do dzisiaj pozostaje najgłębszym odwiertem na Ziemi, ale pod względem długości od 2008 roku znajduje się już na trzeciej pozycji. Pod tym względem prześcignęły go dwa inne otwory wiertnicze. Jeden jest prowadzony na polu naftowym Al Shaheen w Katarze, a drugi w ramach projektu Sachalin-1 na rosyjskiej wyspie Sachalin. Chrapkę na przybliżenie do czołówki światowej mają również Chińczycy, którzy w 2023 roku poinformowali o rozpoczęciu prac na odwiertem o głębokości 11 kilometrów – donosi Guardian.
Czytaj też: Najgłębszy odwiert geotermalny na świecie stanie w Polsce. Pod Tatrami widać już wieżę
W przypadku tytułowego pytania o ewentualne dowiercenie się przez ludzkość do płaszcza Ziemi, odpowiedź chyba wydaje się już jasna. Prawdopodobnie nigdy nie uda się nam przedostać głębiej niż na kilkanaście kilometrów w głąb Ziemi. Jeśli jednak tak by się miało stać, że przekroczymy nieciągłość Mohorovičicia i “odwiedzimy płaszcz ziemski”, to ludzkość wcześniej musiałaby opracować materiały i technologie, które wytrzymają horrendalne ciśnienie i temperatury, jakie panują w dolnych partiach skorupy ziemskiej i w okamgnieniu mogą roztopić maszyny.