Экологические аспекты глубокого бурения скважин в ледниковых покровах и вскрытия подледниковых озер

В настоящее время в Центральной Антарктиде при помощи радарных и сейсмических исследований открыто 67 подледниковых озер. Так в 1973г. под станцией Восток обнаружен крупнейший подледниковый водоем протяженностью 230км, площадью около 14 тыс. км². Мощность ледника в этом месте – 3750м, а слой воды подо льдом – 670м. Данные отложения имеют сложное строение и суммарную мощность от 90 до 330м (рис.2.9).

Рис.2.9 – Схема вскрытия «подледникового озера»

1 – открытый ствол скважины

2 – вскрываемое озеро Восток

3 – коренные горные породы

4 – донные отложения

5 – снежно-фирновые отложения

6 – ледовая толща

7 – обсадная колонна

По мнению ряда ученых в подледниковых озерах могут существовать реликтовые формы жизни. Для экологически безопасного проникновения в оз. Восток требуется разработка новых методов, технологий и технических средств бурения.

В настоящее время разрабатываются различные схемы экологически чистого «вскрытия» озера Восток. Выделяются три направления:

- разработка биологически стерильной промывочной жидкости;

- разработка безопасных систем транспортировки, хранения, приготовления и циркуляции промывочной жидкости;

- сбор выносимых при СПО шлама и промывочной жидкости и их утилизация.

Спроектирован специальный тепловой буровой снаряд ТБПО, позволяющий на первом этапе исследований получить пробы воды из этого уникального озера практически вообще без непосредственного в него проникновения.

Для этого скважина 5Г (глубина 3623м) будет углублена еще на 80-100м. Когда до контакта с водой останется около 30м, гидростатическое давление в скважине будет снижено на 0,3МПа, призабойная зона заполнена биологически стерильной кремнийорганической буферной жидкостью и бурение продолжат снарядом ТБПО. По расчетам после вскрытия контакта пилотным термодолотом вода из озера быстро поднимется в скважине примерно на 30м, а снаряд немедленно будет приподнят.

Если же, вопреки расчетам P _гст в скважине окажется выше давления озерной воды, то опорная термокоронка сыграет роль клапана и перекроет путь кремнийорганической жидкости в озеро. Затем заливочную жидкость будут извлекать(тартать) до подъема озерной воды на 30м.

В обоих случаях озерная вода в скважине замерзнет, образовавшаяся ледяная пробка будет пробурена электромеханическим снарядом КЭМС-112 с отбором керна, исследование которого дадут первые сведения о составе озерной воды и наличии в ней микрофлоры.

2.5. Исследования длительности состояния анабиоза у микроорганизмов на основе бурения сверхглубокой скважины в Центральной Антарктиде на станции «Восток»

В Санкт-Петербургском государственном горном институте разработан комплекс технических средств для получения образцов льда с больших глубин ледникового покрова при помощи бурения скважины и последующего отбора микробиологических проб из керна льда.

За последние 20 лет проведено планомерное микробиологическое изучение всей толщи ледового покрова Центральной Антарктиды в районе станции Восток. Отобрано более 1500 проб изо льда, возраст которого 400 тыс. лет и более.

В ряде проб обнаружены живые организмы в состоянии анабиоза. Сделано открытие (и признано) «Явление сверхдлительного анабиоза у микроорганизмов».

В настоящее время бурение глубокой скважины на ст. Восток идет по международной программе с участием США и Франции. Керн последних горизонтов ледниковой толщи (глубже 3500м) делится между странами-участниками проекта бурения.

Дата добавления: 2014-11-29