Das tiefste Bohrloch der Welt: Das Geheimnis des Kola-Bohrlochs

Die UdSSR war ein Land, das die Welt mit vielen Projekten in Erstaunen versetzte, die sowohl hinsichtlich ihres Umfangs als auch ihrer Kosten grandios waren. Eines dieser Projekte hieß… «Kola Superdeep Borehole (SG-3). Die Umsetzung begann in der Region Murmansk, 10 km westlich der Stadt Zapolyarny.

Die Wissenschaftler wollten mehr über das Erdinnere erfahren und den amerikanischen Wissenschaftlern, die ihr Mohole-Projekt aus Geldmangel aufgegeben hatten, eins auswischen. Auf die Frage nach, Was ist der tiefste Brunnen der Welt?, Die sowjetischen Geologen träumten davon, stolz antworten zu können: unsere!

In diesem Artikel werden wir detailliert erörtern, ob dieser ehrgeizige Plan erfolgreich war und welches Schicksal das Kola-Bohrloch erwartete.

Reise zum Mittelpunkt der Erde

Bis in die 1950er-Jahre waren die meisten Erkenntnisse über die Struktur der Erde theoretischer Natur. Das änderte sich jedoch Anfang der 1960er- und in den 1970er-Jahren, als die Vereinigten Staaten und die Sowjetunion eine neue Version des Weltraumwettlaufs starteten – sozusagen einen Wettlauf zum Mittelpunkt der Erde.

Die Kola-Supertiefbohrung war ein einzigartiges Projekt, das von 1970 bis 1995 von der UdSSR und später von Russland finanziert wurde. Sie wurde nicht zur Gewinnung von «schwarzem Gold» oder «blauem Brennstoff» gebohrt, sondern ausschließlich zu wissenschaftlichen Forschungszwecken.

• Zunächst einmal interessierten sich die sowjetischen Wissenschaftler dafür, ob sich die Annahme über die Struktur der unteren (Granit- und Basalt-)Schichten der Erdkruste bestätigen würde.
• Sie wollten außerdem die Grenzen zwischen diesen Schichten und dem Erdmantel, einem der «Motoren», der die ständige Entwicklung des Planeten gewährleistet, finden und erforschen.
• Damals verfügten Geologen und Geophysiker nur über indirekte Hinweise auf die Vorgänge in der Erdkruste, und eine extrem tiefe Bohrung war notwendig, um die geologischen Prozesse besser zu verstehen. Die zuverlässigste Methode war die direkte Beobachtung.

Die Bohrstelle wurde im nordöstlichen Teil des Baltischen Schildes gewählt. Dort befinden sich wenig erforschte magmatische Gesteine, die schätzungsweise drei Milliarden Jahre alt sind. Die schüsselförmige Pechenga-Struktur, ebenfalls auf der Kola-Halbinsel gelegen, enthält Kupfer- und Nickelvorkommen. Eines der Ziele der Wissenschaftler war die Untersuchung des Erzbildungsprozesses.

Auch heute noch werden die im Rahmen dieses Projekts gesammelten Informationen analysiert und interpretiert.

Wie der supertiefe Brunnen gebohrt wurde

In den ersten vier Jahren wurde beim Bohren bis zu einer Tiefe von 7.263 Metern ein Standardbohrgerät namens Uralmash-4E eingesetzt. Doch dann reichten dessen Kapazitäten nicht mehr aus.

Deshalb entschieden sich die Forscher für den Einsatz einer leistungsstarken Uralmash-15000-Bohranlage mit einem 46 Meter langen Turbobohrer, der durch den Druck der Bohrflüssigkeit in Rotation versetzt wurde.

Die Bohranlage Uralmash-15000 war so konstruiert, dass sie Gesteinsproben in einem Kernrohr – einem durch jedes Bohrsegment verlaufenden Rohr – sammelte. Das zerkleinerte Gestein gelangte zusammen mit der Bohrflüssigkeit an die Oberfläche. Dies lieferte Geologen während des Bohrvorgangs stets aktuelle Informationen über die Zusammensetzung des Bohrlochs.

Infolgedessen wurden mehrere Bohrungen niedergebracht, die von einer zentralen Bohrung ausgingen. Die tiefste Abzweigung erhielt die Bezeichnung SG-3.

Wie einer der Wissenschaftler des Kola Geological Survey-Teams es ausdrückte: «Jedes Mal, wenn wir mit den Bohrungen beginnen, finden wir etwas Unerwartetes. Das ist gleichermaßen aufregend und beunruhigend.».

Interessante Tatsache

Die erste Überraschung für die Bohrer war das Fehlen der sogenannten Basaltschicht in etwa 7 km Tiefe. Bisher stammten die aktuellsten geologischen Informationen über die tieferen Bereiche der Erdkruste aus seismischen Wellenanalysen. Darauf basierend erwarteten die Wissenschaftler, zunächst eine Granitschicht und dann, mit zunehmender Bohrtiefe, eine Basaltschicht zu finden. Doch zu ihrer großen Überraschung stießen sie beim Vordringen ins Erdinnere auf weiteren Granit und erreichten die Basaltschicht nie. Alle Bohrungen fanden innerhalb der Granitschicht statt.

Dies ist von äußerster Bedeutung, da es mit der Theorie des Schichtaufbaus der Erde zusammenhängt. Dies wiederum steht in Verbindung mit Vorstellungen darüber, wie Mineralien entstehen und verteilt werden.

Das ungelöste Rätsel des Kola-Bohrlochs

Das Kola-Supertiefbohrloch ist nicht nur eine Quelle wertvollen Wissens, sondern auch einer furchterregenden urbanen Legende.

In einer Tiefe von 14.500 Metern stießen die Bohrarbeiter angeblich auf Hohlräume. Nachdem sie hitzebeständige Geräte hinabgelassen hatten, stellten sie fest, dass die Temperatur in den Hohlräumen 1.100 Grad Celsius erreichte. Bevor das Material schmolz, zeichnete das Mikrofon 17 Sekunden Audio auf, die sofort als «Höllengeräusche» bezeichnet wurden. Es waren die Schreie verdammter Seelen.

Diese Geschichte erschien erstmals 1989 und wurde erstmals vom amerikanischen Fernsehsender Trinity Broadcasting Network ausgestrahlt. Sie entlehnte Material einer finnischen christlichen Publikation namens Ammennusastia.

Die Geschichte wurde anschließend in kleineren christlichen Publikationen, Newslettern usw. vielfach nachgedruckt, fand aber in den etablierten Medien praktisch keine Beachtung. Einige Evangelikale führten den Vorfall als Beweis für die Existenz einer physischen Hölle an.

• Diejenigen, die mit den Funktionsprinzipien der akustischen Bohrlochmessung vertraut sind, lachten über diese Geschichte einfach. Schließlich werden akustische Messsonden verwendet, um das Wellenmuster reflektierter elastischer Schwingungen zu erfassen.
• Die maximale Tauchtiefe der SG-3 beträgt 12.262 Meter.. Das ist tiefer als selbst der tiefste Punkt des Ozeans, das Challengertief (10.994 Meter).
• Die höchste darin gemessene Temperatur überstieg 220 °C nicht.

• Und noch eine wichtige Tatsache: Es ist unwahrscheinlich, dass ein Mikrofon oder eine Bohrausrüstung der höllischen Hitze von über tausend Grad standhalten könnte.

Im Jahr 1992 veröffentlichte die amerikanische Zeitung Weekly World News eine alternative Version der Geschichte, die in Alaska spielte, wo 13 Bergleute getötet wurden, nachdem Satan aus der Hölle ausgebrochen war.

Wer sich für diese Legende interessiert, findet auf YouTube zahlreiche Videos mit entsprechenden Untersuchungen. Man sollte sie jedoch nicht allzu ernst nehmen; ein Teil (wenn nicht sogar der gesamte) Ton der angeblichen Schreie der Leidenden in der Unterwelt stammt aus dem Film „Baron Blood“ von 1972.

Was fanden die Wissenschaftler am Meeresgrund vor?

• Zunächst wurde Wasser in 9 km Tiefe entdeckt. Man ging davon aus, dass es in dieser Tiefe unmöglich sein dürfte – und doch war es da. Heute wissen wir, dass selbst tief liegendes Granitgestein Risse entwickeln kann, die sich mit Wasser füllen. Genau genommen besteht Wasser aus Wasserstoff- und Sauerstoffatomen, die durch den enormen Druck in der Tiefe herausgepresst und in den Gesteinsschichten eingeschlossen werden.

• Zweitens berichteten die Forscher, dass sie Schlamm gefördert hätten, der «vor Wasserstoff kochte». Eine so große Menge Wasserstoff in einer solchen Tiefe war völlig unerwartet.
• Drittens erwies sich der Boden des Kola-Bohrlochs als unglaublich heiß – 220 °C.
• Die größte Überraschung war zweifellos die Entdeckung von Leben. Mikroskopisch kleine Planktonfossilien, die drei Milliarden Jahre lang erhalten geblieben waren, wurden in Tiefen von über 6.000 Metern entdeckt. Insgesamt fand man etwa 24 uralte Mikroorganismenarten, die auf wundersame Weise den extremen Druck und die hohen Temperaturen unter der Erdoberfläche überlebt hatten. Dies warf viele Fragen nach dem möglichen Überleben von Leben in großen Tiefen auf. Moderne Forschungen haben gezeigt, dass Leben sogar in der ozeanischen Kruste existieren kann, doch damals war die Entdeckung dieser Fossilien ein Schock.

Trotz größter Anstrengungen der Bohrarbeiter und jahrzehntelanger harter Arbeit hat die Kola-Supertiefbohrung erst 0,181 TP3T bis zum Erdmittelpunkt vorgedrungen. Wissenschaftler schätzen die Entfernung auf etwa 6.400 Kilometer.

Warum wurde das SG-3-Projekt eingestellt?

SG-3 ist derzeit unbesetzt und ohne Ausrüstung. Es zählt zu den faszinierendsten verlassenen Orten aus der Sowjetzeit. Nur eine verrostete Luke im Boden erinnert noch an dieses grandiose Projekt, das im Guinness-Buch der Rekorde als tiefster menschlicher Eingriff in die Erdkruste verzeichnet ist.

Das Projekt wurde 1995 – wie erwartet – aus Geldmangel eingestellt. Bereits 1992 mussten die Bohrarbeiten an der Bohrung gestoppt werden, da Geologen auf unerwartet hohe Temperaturen von 220 Grad Celsius stießen. Hitze schädigt die Ausrüstung, und je höher die Temperatur, desto schwieriger wird das Bohren. Es ist, als würde man versuchen, ein Loch in die Mitte eines Topfes mit heißer Suppe zu bohren und es offen zu halten.

Im Jahr 2008 wurde das am Bohrloch betriebene Forschungs- und Produktionszentrum vollständig stillgelegt. Sämtliche Bohr- und Forschungsausrüstung wurde entsorgt.

Das ultimative Ziel

Die engagierten Bemühungen des Kola-Geologenteams erstreckten sich über mehrere Jahrzehnte. Das ultimative Ziel – die 15.000-Meter-Marke – wurde jedoch nie erreicht. Die in der UdSSR und später in Russland durchgeführten Arbeiten lieferten aber eine Fülle von Informationen über die Gesteinsschichten direkt unter der Erdoberfläche und sind bis heute von großem wissenschaftlichem Wert.

• Es wurden einzigartige Geräte und Technologien für Ultratiefbohrungen entwickelt und erfolgreich getestet.
• Es wurden wertvolle Informationen über die Zusammensetzung und die Eigenschaften von Gesteinen in verschiedenen Tiefen gewonnen.
• Industriell bedeutsame Kupfer-Nickel-Lagerstätten wurden in einer Tiefe von 1,6 bis 1,8 km gefunden.
• Das theoretische Bild, das man in 5000 Metern Tiefe erwartet hatte, bestätigte sich nicht. Weder in dieser noch in tieferen Abschnitten des Bohrlochs wurden Basalte gefunden. Stattdessen wurde unerwartet ein recht brüchiges Gestein namens Granitgneis entdeckt.
• Gold wurde in Tiefen zwischen 9.000 und 12.000 Metern entdeckt. Der Abbau in solchen Tiefen galt jedoch als unrentabel.

• Es wurden Änderungen an den Theorien über das thermische Regime im Erdinneren vorgenommen.
• Es stellte sich heraus, dass der Ursprung des Wärmeflusses 50% mit dem Zerfall radioaktiver Substanzen zusammenhängt.

SG-3 enthüllte Geologen viele Geheimnisse. Gleichzeitig warf es aber auch viele Fragen auf, die noch unbeantwortet sind. Vielleicht werden einige davon bei der Durchführung weiterer Tiefbohrungen geklärt.

Die 10 tiefsten Bohrlöcher der Erde (Tabelle)