Bán đảo Kola, gần biên giới Na Uy, nằm trong vùng hoang dã trên thực tế là một trạm nghiên cứu khoa học thời Liên Xô bị bỏ hoang, nó được bao phủ bởi một tòa nhà đổ nát, ở giữa là sàn bê tông, nắp cống gỉ sét nặng nề, trong đó có một siêu lỗ khoan hình vòng tròn với bu lông được đóng đinh chắc chắn xung quanh như thể nó là một bí mật đã được niêm phong kín kẽ.
Dưới nắp cống là hố khoan siêu sâu Kola nổi tiếng (Кольская сверхглубокая скважина), đây vốn là một công trình khoan nghiên cứu khoa học, nhưng nó đã nổi tiếng khắp thế giới vì một truyền thuyết đô thị: Theo truyền thuyết, siêu lỗ khoan Kola đã từng khoan tới độ sâu 12.000 mét dưới lòng đất. Các nhà khoa học đã sử dụng những thiết bị khai quật rung chuyển mạnh và vô cùng ngạc nhiên khi phát hiện có một hốc bên trong tâm Trái Đất. Họ đã dùng máy ghi âm siêu chính xác để dò, nhưng những thứ mà họ nghe thấy được lại là những tiếng la hét giống như tiếng người và các nhà khoa học nghĩ rằng họ đã đào đến cửa địa ngục".
Thậm chí, có bài báo còn ghi lại "Nhóm thám hiểm khoa học đã dùng máy thăm dò địa chất để quét lỗ khoan, sau khi siêu âm đầu dò phát hiện bên trong lỗ khoan có tiếng kêu khóc và tiếng nổ lớn. Đây được cho là lỗ khoan đã chạm được tới 'cánh cổng địa ngục' và lối vào sau đó đã được bịt kín bằng bê tông cốt thép, 50 km xung quanh siêu lỗ khoan được coi là vùng cấm quân sự và vùng cấm bay".
Truyền thuyết về cổng địa ngục tất nhiên là hư cấu. Trên thực tế, những ghi chép này là vô căn cứ, nguồn gốc ban đầu của truyền thuyết đô thi này là một lá thư từ một độc giả của một tờ báo Phần Lan, nhưng không hiểu vì lý do gì mà truyền thuyết đô thị này lại ngày càng trở nên hấp dẫn hơn trong quá trình tái bản sau đó.
Tất nhiên, bỏ qua những tin đồn về các hiện tượng siêu nhiên hay bí ẩn thì chỉ riêng việc có thể đào được siêu lỗ khoan Kola đã là một huyền thoại so với trình độ khoa học kỹ thuật của nhân loại thời kỳ đó.
Cấu trúc thượng tầng của hố khoan Kola.
Siêu lỗ khoan Kola là một dự án khoan khoa học do Liên Xô thành lập ở quận Pechinga của bán đảo Kola vào năm 1970, nó được xây dựng với mục đích chủ yếu là để nghiên cứu những tầng đá địa chất lâu đời nhất trên hành tinh của chúng ta và tìm hiểu các vận động địa chất đã xảy ra trong quá khứ.
Thế nhưng lại có một câu hỏi được đặt ra, Liên Xô rộng lớn như vậy, tại sao họ lại chọn khoan ở khu vực Pechinga? Trên thực tế, khu vực này có những lợi thế riêng biệt. Khu vực này bao gồm bán đảo Kola, Phần Lan, Thụy Điển và Na Uy đến Baltic Shield, là một trong những khu vực địa chất lâu đời nhất ở Châu Âu, và Pechinga chỉ là một phần của Baltic Shield. Ở đây, nước, gió và sông băng đã làm xói mòn lớp trầm tích bao phủ các địa tầng cổ cách đây hàng trăm triệu năm, chính điều này đã cho phép những mũi khoan có thể đi sâu vào trong lòng đất.
Năm 1965, chủ nhiệm đề tài đã tìm được địa điểm khoan thích hợp. Sau 5 năm xây dựng và chuẩn bị, họ đã hoàn thành việc xây dựng và lắp đặt toàn bộ các công trình khoan, xây dựng xong khu công nghiệp và khu dân cư. Năm 1970, một kỳ tích của ngành kỹ thuật trong lịch sử loài người đã từ từ được hé lộ ở Vòng Bắc Cực.
Năm 1970, để kỷ niệm 100 năm ngày sinh của Lenin, siêu lỗ khoan Kola chính thức được khoan. Đây có thể nói là một công trình nghiên cứu khoa học có sức lan tỏa mạnh mẽ vào thời điểm đó. Toàn bộ dự án nghiên cứu được thực hiện dưới sự lãnh đạo trực tiếp của Bộ Địa chất Liên Xô cũ, và chỉ có một vài trong số hàng nghìn nhà nghiên cứu khoa học được tham gia vào địa điểm này.
Tất cả các nhân viên tham gia công việc khoan đều được cấp một căn hộ ở Moscow, và tiền lương hàng tháng của họ trong thời gian làm việc cao bằng lương cả năm của một giáo sư đại học.
Liên Xô đã sử dụng giàn khoan dòng Uralmash-4E để hoàn thành giai đoạn khoan đầu tiên. Nó được thiết kế để khoan 5.000 mét, nhưng thực tế nó đã đạt tới độ sâu 7.263 mét. Đây đã trở thành kỷ lục sâu nhất mà thiết bị này đạt được và biến lỗ khoan cực sâu Kola trở thành lỗ khoan sâu nhất ở Châu Âu vào thời điểm đó.
Trong giai đoạn hai của quá trình khoan, đội kỹ thuật đã tháo dỡ giàn khoan cũ và sử dụng thiết bị Uralmash-15000 để tiếp tục tiến hành công việc. Trong điều kiện khắc nghiệt của nhiệt độ cao và áp suất cao ở đáy giếng, cuối cùng siêu lỗ khoan cũng đã đạt tới độ sâu 10.636 mét. Vào ngày 6 tháng 6 năm 1979, siêu lỗ khoan Kola đã phá vỡ kỷ lục trước đó là 9.583 mét do giếng siêu sâu Bertha Rogers ở Oklahoma, Mỹ nắm giữ, và chính thức trở thành siêu lỗ khoan sâu nhất thế giới vào thời điểm đó.
Năm 1983, siêu lỗ khoan đã đạt tới độ sâu 12.000 mét, vượt qua Rãnh Mariana sâu nhất thế giới. Để chuẩn bị cho Đại hội Địa chất Quốc tế tổ chức tại Moscow vào năm 1984, công việc khoan sau đó đã bị dừng lại trong khoảng một năm, và khoảng thời gian nhàn rỗi này có thể đã tiềm ẩn những nguy hiểm cho những tai nạn tiếp theo: vào tháng 9 năm 1984, sau khi khoan tới 12.066 mét, một dây khoan dài 5.000 mét đã bị đứt và nằm lại trong lỗ khoan. Công việc khoan sau này phải bắt đầu lại từ độ sâu 7.000 mét.
Năm 1983, lỗ khoan cực sâu Kola đạt 12.000 mét.
Năm 1989, lỗ khoan siêu sâu Kola lần đầu tiên đạt độ sâu tối đa - 12.262 mét. Các nhân viên dự đoán một cách lạc quan rằng độ sâu của lỗ khoan sẽ đạt 13.500 mét vào năm 1990 và 15.000 mét vào năm 1993.
Nhưng họ sớm phát hiện ra rằng nhiệt độ của lớp vỏ ở độ sâu này cao hơn dự kiến 100 độ C, lên tới 180 độ C. Những hư hỏng về mặt thiết bị ở nhiệt độ này rất nghiêm trọng, và không thể khoan sâu hơn được nữa, vì vậy dự án phải dừng lại, lý do chính thức của việc ngừng khoan là không đủ kinh phí.
Các mẫu lõi lấy từ giếng cực sâu Kola vào những năm 1980.
Mặc dù việc khoan đã bị dừng vào năm 1992, nhưng việc nghiên cứu dữ liệu về lỗ khoan siêu sâu Kola vẫn tiếp tục trong vài năm, cho đến khi nguồn kinh phí cạn kiệt hẳn vào năm 2006. Vào năm 2008, cơ sở nghiên cứu này đã bị bỏ hoang, siêu lỗ khoan Kola cuối cùng đã bị niêm phong kín kẽ.
Trên thực tế, độ dày của vỏ Trái Đất nằm trong khoảng 5-70 km, độ dày của vỏ đại dương trong khoảng 8 km và độ dày của vỏ lục địa là 20-70 km. Vì vậy, ngay cả với lớp vỏ lục địa mỏng nhất, lỗ khoan siêu sâu Kola cũng chỉ mới được khoan được một chút, chưa kể những khu vực dày hơn. Vậy tại sao Liên Xô không khoan những lỗ cực sâu trên lớp vỏ đại dương?
Trên thực tế, trước khi dự án siêu lỗ khoan Kola được triển khai, Hoa Kỳ đã thực hiện "Project Mohole" trên biển, cũng nhằm mục đích khoan lên bề mặt lớp vỏ Trái Đất. Kế hoạch này ban đầu dự định được thực hiện trong ba giai đoạn, tuy nhiên, do hàng loạt vấn đề về kỹ thuật, quản lý và tài chính nên kế hoạch chỉ được thực hiện được ở giai đoạn đầu trước khi toàn bộ dự án bị sập.
Cuối cùng, kết quả của kế hoạch chỉ là khoan 183 mét dưới đáy biển, nhưng nó tiêu tốn 57 triệu đô la Mỹ thời điểm đó, chắc chắn đây là một khoản tiền khổng lồ vào năm 1966. Theo cách nói của một nhà địa chất học lúc bấy giờ, công trình này tương đương với việc đứng trên một tòa nhà cao cầm một sợi mì khô mỏng và dài để khoan một cái lỗ trên đường nhựa. Từ đó, chúng ta cũng có thể hình dung được nguồn nhân lực, vật lực và tài chính đã phải bỏ ra để khoan siêu sâu tới 12.262 mét Kola.
Đường kính của lỗ khoan siêu sâu Kola chỉ khoảng 20 cm nhưng lại giúp chúng ta nhìn thấu thế giới dưới lòng đất đầy màu sắc, các nhà khoa học thậm chí đã quan sát được các hoạt động sống cách đây 2 tỷ năm. Họ tìm thấy những hóa thạch sinh vật phù du nhỏ bé cách bề mặt 6 km , chúng thực sự được bảo quản tốt trong môi trường ngầm có nhiệt độ và áp suất cao.
Trong quá trình khoan sâu, các nhà khoa học cũng tình cờ phát hiện ra dấu vết của nước. Họ suy đoán rằng đây là nước được tạo ra trực tiếp bởi hydro và oxy trong các khoáng chất nằm sâu trong lớp vỏ Trái Đất nhưng không thể tiếp cận bề mặt do một lớp đá không thấm ngăn cản.
Hàm lượng vàng trong lõi đạt 4 g/tấn ở địa tầng từ 9 km đến 12 km - đáp ứng yêu cầu khai thác thương mại. Mặc dù quá trình thăm dò của siêu lỗ khoan Kola hoàn toàn trái ngược với hướng đi của cuộc chạy đua không gian, nhưng những tảng đá mà các nhà khoa học thu được từ độ sâu 3 km của siêu lỗ khoan Kola lại cho thấy thành phần tương tự như đất mặt trăng do Liên Xô thu thập được.
Trên thực tế, cho đến ngày nay, kỷ lục về độ sâu khoan cực sâu của Kola đã bị phá vỡ, năm 2008, giếng dầu Ashokhin ở Qatar đạt 12.289 mét, năm 2011, giếng Odoptu OP-11 của Nga tại Sakhalin đạt 12.345 mét; năm 2012, giếng dầu ExxonMobil’s Z-44 Chayvo đạt 12.345 mét. Tuy nhiên, những giếng dầu này chỉ nhỉnh hơn là chúng có tổng chiều dài lớn hơn, và chúng vẫn có độ dịch chuyển theo phương ngang nhất định. Căn cứ vào độ sâu thẳng đứng thực tế, giếng khoan siêu sâu Kola SG-3 vẫn là công trình nhân tạo đạt tới phần sâu nhất của Trái Đất, và nó cũng là siêu lỗ khoan sâu nhất chỉ với mục đích nghiên cứu khoa học.