Литосфера, о которой мы вели сейчас речь, — это собственно земная кора плюс верхняя часть мантии Земли (ее верхняя твердая оболочка). Ниже лежит (по предположениям, базирующимся на данных геофизики) своеобразный слой (так называемая астеносфера) с резко отличными свойствами — пониженной прочностью и повышенной текучестью при больших напряжениях. Он определяется под океанами на глубине 50—60 километров, под материками — на глубине 120—130 километров. В этом слое, в его неоднородности скрыты тайные пружины многих перемещений земной коры.
Длительное время основным объектом изучения была литосфера континентов, занимающих, как известно, около трети поверхности Земли, но зато геоисторически «просматриваемых вглубь» на 4 миллиарда лет. 70-е годы нашего столетия были отмечены возросшим вниманием к ложу Мирового океана. Результаты напряженных геолого-геофизических исследований, успехи глубоководного бурения заставили по-новому взглянуть на динамику литосферы, особенно под океаном.
В период действия международного десятилетия «Геодинамический проект» бурное развитие получила новая концепция глобальной тектоники планеты — тектоника плит. В ее основе лежит представление о том, что земная кора разбита на огромные блоки (плиты), которые перемещаются горизонтально, «скользя» по астеносфере. Например, то, что центральная зона Атлантики есть результат раздвижки литосферных плит, уже не вызывает сомнений. Точнейшими геодезическими наблюдениями установлено, что горизонтальные перемещения крупных блоков происходят и в наше время.
Быстро развивающаяся новая теория многими принималась без каких-либо ограничений как принципиально новая концепция, революционизирующая всю геологию. Другие были более осторожны и даже просто скептичны. Но не подлежит сомнению, что за всю историю геологии ни одна из глобальных геологических концепций не захватывала столь сильно воображение ученых и не оказывала столь значительного и быстрого влияния на развитие геологических наук.
Дискуссии не утихают и теперь. Кроме горизонтальных перемещений, так хорошо «вписывающихся» в теорию плит, известны ведь и следствия чисто вертикальных и складчато-глыбовых движений земной коры — именно так образовались, например, Саяно-Алтайская горная страна и Тянь-Шань и глубоководные впадины — Черное море, юг Каспия, впадины наших дальневосточных морей. И в современной геологии продолжают существовать теории, в которых главная роль отводится вертикальным движениям. Для полного понимания глобальных тектонических процессов необходимо в дальнейшем всесторонне проверить все факторы и гипотезы.
И нерешенные вопросы теоретической геологии, и нужды практики в прогнозных поисках полезных ископаемых требуют проникновения в недра Земли на все большие глубины. Именно по этой причине в СССР в пятилетний план на 1980—1985 годы и далее впервые включена широкая программа геолого-геофизических исследований глубинного строения континентальной земной коры с помощью глубокого и сверхглубокого (6—8 и 10—15 километров) бурения. Такие программы осуществляются также в США (где имеется скважина Берта Роджерс — до недавнего времени самая глубокая в мире, почти 9590 метров) и в ряде других стран.
Бурение сверхглубоких скважин, как и исследования космоса и океанических глубин, является показателем уровня научных и технических возможностей государства. В реализации нашей программы принимают участие более 130 научно-исследовательских и конструкторских организаций Мингео СССР, АН СССР, горнодобывающих и машиностроительных ведомств, высшей школы. Экспериментальная Кольская скважина уже достигла к 5 ноября 1981 года отметки И километров.
Советская буровая техника, созданная на знаменитом «Уралмаше», с честью выдерживает трудный экзамен — проходку скважины в условиях высоких давлений и температур (на глубине 11 километров давление достигает 1200 атмосфер при температуре 200 градусов на забое).
Впервые в мире мы получили уникальную возможность изучить более чем одиннадцатикилометровый разрез континентальной земной коры, проверить не по косвенным данным, а по веществу керна и прямым измерениям многие традиционные модели и представления геологии (и не все они выдержали эту проверку). Кольский эксперимент дал много нового, например, для теории рудообразования. До него ученые пытались определить, как образовались руды, по существующим залежам полезных ископаемых. Теперь получена возможность прямых наблюдений за происходящими процессами. Оказалось, что в глубинах Балтийского щита по зонам тектонических нарушений циркулируют сильно минерализованные растворы, содержащие бром, йод и другие. Таким образом, континентальные плиты — арена активного рудообразования.
Освоение земных недр
Кольская сверхглубокая скважина — новая страница научно-технического прогресса в изучении Земли. Но она уже не единственная. Вторая сверхглубокая скважина (Саатлинская) бурится в Азербайджане. Она уже достигла глубины 7,5 километра. За ней последуют такие же скважины в основных нефтегазоносных провинциях и главных рудных районах страны, в первую очередь в Западной Сибири и на Урале.
Но нельзя забывать, что это требует значительных материальных вложений. Отсюда вытекает необходимость строгости научных обобщений, полноты использования получаемого при бурении кернового материала, тщательной обоснованности программ бурения, совершенствования геофизических методов обнаружения и оконтуривания залежей полезных ископаемых, прежде всего углеводородов.
Важнейшим новым направлением в изучении земной коры, ее глобального тектонического рисунка, крупных региональных элементов, так же как и в поисках зон оруденения, скоплений углеводородов и т. п., стала современная методика дистанционных исследований, использование специальной авиации и космических спутников. Эта методика широко была использована при составлении недавно законченной карты разломной тектоники СССР (работа осуществлялась совместно АН СССР и Мингео СССР). Новые, комбинированные способы изучения с привлечением, если так можно выразиться, космического просвечивания структур Земли, вплоть до архейского фундамента, позволили выявить такие черты в лике Земли, которые все сильнее сближают ее с ликом Луны и планет солнечной системы.
Сверхглубокое бурение в комплексе с геолого-геофизическими методами и космическим просвечиванием становится мощным инструментом получения новых знаний и увеличения разведанных запасов минерально-сырьевых ресурсов.
В настоящее время во всем мире складывается совершенно острая экономическая и политическая ситуация, в центре которой находятся ближайшие и дальние перспективы развития мировой экономики, связанные с глобальными углеводородными ресурсами. Советский Союз вышел на первое место в мире по добыче нефти и обладает хорошими перспективами, обеспечивающими его экономический и оборонный потенциал. Но такое положение не означает безграничную устойчивость этого потенциала; более того, именно мировая ситуация требует напряженной работы по приросту запасов нефти и газа уже сейчас. Мы должны готовиться к освоению новых районов, более глубоких зон нефтегазонакопления, новых типов месторождений, к резкому повышению эффективности извлечения нефти и газа из разрабатываемых месторождений.
Исследованиями по прогнозам поиска и извлечения нефти и газа занимается мощный отряд ученых трех министерств (геологии, нефтяной и газовой промышленности) и, конечно, Академии наук. Успехи советских ученых-нефтяников широко известны. В первую очередь это работы, приведшие к открытию и освоению известной Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции, месторождений акваторий Каспия и Прикаспийской впадины, а также установлению нефтегазоносности Восточной Сибири и шельфовых морей Севера.
Особое место в топливно-энергетическом балансе страны занимают ресурсы Западной Сибири. «Добычу нефти и газа в Западной Сибири, их транспортировку в европейскую часть страны, — отмечал в своем докладе на XXVI съезде партии товарищ Л. И. Брежнев, — предстоит сделать важнейшими звеньями энергетической программы одиннадцатой, да и двенадцатой пятилеток». Темпы развития Западно-Сибирского нефтегазового комплекса не имеют аналогов в мировой практике: промышленная добыча началась здесь в 1964 году, а к 1985 году намечено получить здесь более половины всего количества нефти и газа, добываемого в стране.