книги из ГПНТБ / Диомидов М.Н. Покорение глубин

пых подводных «сельскохозяйственных» работ при выращивании особо ценных растений моря. Машины, оборудованные мощными прожекторами, осветят подводные чащи и дадут возможность ра­ ботать на нужных глубинах. Одни машины будут своим ходом двигаться по дну, другие — плавающие — в зависимости от распо­ ложения растительности станут собирать ее на различных глуби­ нах. Многие машины будут управляться на расстоянии по звуко­ вому каналу с надводных судов или с подводных аппаратов.

Можно предположить, что для промысла морских водорослей, растущих па грунте в прибрежных водах, построят различные убо­ рочные машины, а для переработки — специальные плавучие суда­ заводы. Судно и уборочная машина (подводная косилка) составят морской комбайн, предназначенный для добычи и обработки водо­ рослей. Судно малым ходом пойдет по поверхности моря, а по дну с такой же скоростью будет перемещаться косилка. Судно должно быть связано с косилкой транспортером или трубопроводом, по ко­ торому скошенные водоросли поднимутся на палубу.

Расчистка и выравнивание грунта культивированных подводных лугов будут производиться подводными землеройными машинами, напоминающими грейдеры и бульдозеры.

Придет время — и на небольших глубинах материковой отмели заросли отобранных человеком растений образуют подводные луга и леса, которые станут местом нереста промысловых рыб; здесь же начнут размножаться самые ценные морские животные. Волны штормового прибоя не смогут нарушить нормальную жизнь расте­ ний и животных или работу машин: для защиты подводных план­ таций будут установлены пневматические волноломы. Для работы воздушного мола необходимы большие затраты электроэнергии на работу компрессоров, но ведь сама сила океанских волн может служить неисчерпаемым источником энергии! Кстати сказать, пневматический волнолом можно использовать и для насыщения воды тем или иным газом, например, кислородом или углекислым газом...

Вбудущем морское хозяйство будет развиваться в тесной связи и по единому плану с наземным сельским хозяйством; море станет неиссякаемым источником водорослевого корма, рыбной муки для скота и домашней птицы, неограниченного количества удобрений. Особо отметим, что удобрения, скопившиеся в отложе­ ниях на дне морей и океанов, также могут и должны быть исполь­ зованы для увеличения плодородия наземных полей, огородов и фруктовых садов.

Мировой океан превратится в поистине неистощимую кладовую пищевого сырья, необходимого для обеспечения изобилия продук­ тов возрастающему населению земного шара.

Втечение тысячелетий человек использует полезные ископае­ мые, находящиеся в недрах материков. Многие месторождения угля, нефти, руды и других элементов, необходимых для развития промышленности, сосредоточены на небольших пространствах, что облегчает их разработку. Но большинство этих месторождений

302

Подводное хозяйство на шельфе.

304

уже разведано, а в некоторых районах в значительной части ис­ пользовано. Пройдет время, и полезные ископаемые на суше будут частично или полностью иссякать. Уже сейчас для промышлен­ ности многих стран не хватает тех или иных видов сырья.

Все ускоряющийся процесс развития производительных сил общества немыслим без расширения поисков новых источников

Схематический разрез обобщенного океанического бассейна от континента до Срединно-океанического хребта.

Правда, подводные полезные ископаемые пока разрабатываются на малых глубинах, в недрах материковой отмели: хорошо из­ вестны подводные разработки нефти в Каспийском море, в Мекси­ канском, Суэцком, Персидском заливах, у побережий Южной Америки, Африки, в Северном море. Роль морской нефти в топлив­ ном балансе мира ежегодно возрастает.

Кроме нефти и газа, в недрах дна континентального шельфа находятся другие полезные ископаемые. В Мексиканском заливе

305t

построены шахты для добычи серы, около острова Ньюфаунд­

Перспективно извлечение золота из песков побережья Чукотки. Безусловно, с развитием глубоководной техники человек сможет продвигаться все дальше и дальше в глубь океанов для добычи подводных полезных ископаемых. Придет время, когда люди в глубоководных скафандрах начнут исследовать склоны подвод­

в 90 милях от берегов Калифорнии, где условия для такого экс­ перимента наиболее благоприятные. Толщина земной коры здесь невелика — всего 6 км, а глубина океана — 3600 м. Близость бе­ регов облегчает связь и снабжение.

Специально оборудованное судно с буровой вышкой было по­ ставлено над местом будущей скважины. Когда скважину бурят с поверхности земли, то ее начало, называемое устьем, находится сразу же под вышкой. При бурении же дна океана с надводного судна буровую вышку закрепляют на палубе, а устье скважины находится на 3600 м ниже — на дне. В этом основная сложность эксперимента, так как приходится увеличить длину «сверла» на 3600 м.

Нельзя не учитывать и перемещения вышки. Дно океана не­ подвижно, но его поверхность все время «дышит», судно то под­ нимается вверх на волнах, то снова опускается вниз. Поэтому и буровой инструмент приходится конструировать так, чтобы небольшие вертикальные и горизонтальные перемещения судна, растянутого на якорях, не препятствовали бурению сква­ жины.

Пройти верхний слой из рыхлых осадков было довольно просто, но дальше бур встретился с твердыми породами земной коры, со-

306

стоящими из слоев осадочных пород, перемежающихся со слоями застывших потоков базальтовой лавы. Эти самые твердые породы можно резать только буром с алмазными резцами. По мере при­ ближения скважины к подкорковому слою трудности все увеличи­ вались. Возрастали температура, давление и сопротивление про­ ходке скважины. На глубине 5 км температура могла достигнуть 400° С, а горное давление превысить 1000 кгс/см2. В таких усло­ виях можно применять бурильный инструмент только из особо­ прочного и жаростойкого металла, а для закрепления скважины использовать специальные цементирующие составы...

В связи с возникшими трудностями бурение скважины было прекращено, но ученые и инженеры в США продолжают работать над проблемой сверхглубокого бурения.

С июля 1968 г. США приступили к осуществлению 18-месяч­ ного плана бурения толщи донных осадков с двух специально приспособленных судов с буровыми вышками. Во всех трех океа­ нах намечено около 50 точек, где будет проведено бурение через всю толщу донных осадков. Анализ и тщательное изучение полу­ ченных таким образом колонок осадков дадут возможность вос­ становить историю Мирового океана и устранят многие противо­ речия в науке. Будет получена возможность установить возраст океана, климатические изменения на его поверхности, решить вопрос о перемещениях или постоянстве положения полюсов, понять историю морских фауны и флоры и многое другое.

Для достижения подкоркового слоя в нашей стране начаты работы по бурению сверхглубоких скважин с поверхности суши. Получение и исследование таинственного вещества мантии земли помогут решить важные вопросы геологической науки, подробнее выяснить глубинное строение земли, а также закономерности об­

На первых порах грандиозное мероприятие по бурению дна океана не сулит экономических выгод, но решение проблем, свя­ занных с достижением и извлечением вещества из глубинных недр, обещает в будущем переворот в горнодобывающей про­ мышленности и металлургии и, возможно, позволит дешевле и проще получить неограниченное количество металлов для полного удовлетворения нужд современной промышленности.

Бурение первых, экспериментальных глубоководных скважин осуществляют со специально построенных и оборудованных судов, однако, ясно, что в широких масштабах бурить дно с поверхности океана сложно и неэкономично. А не опустить ли буровую вышку прямо на дно? Ведь это сразу позволит выиграть тысячи метров длины буровой штанги!

Для разведки недр «невидимой земли» будут созданы спе­ циальные глубоководные бурильные машины, способные произ­ водить разведочное бурение на больших глубинах не с поверх­ ности, а непосредственно со дна моря или океана. Таких машин,

307

которые позволили бы уже завтра приступить к разведке недр, скрытых толщей воды, пока нет, но они безусловно могут быть созданы в ближайшем будущем.

* #

Глубоководные рудники на дне океана могут стать неисчерпае­ мым источником добычи железных, марганцевых и никелевых руд, базальтов и других полезных ископаемых. Разработку руды будут осуществлять открытым способом: на дне водного океана выполнять вскрышные работы даже проще, чем на суше.

Всякие вскрышные работы для обнажения рудного тела или угольного пласта сопряжены с огромной работой по снятию и пе­ ремещению пустой породы верхнего слоя. Будь это глинистая или песчаная порода — все равно для ее перемещения на суше нужны мощные грейдеры, бульдозеры, скреперы, разнообразные эскаваторы и другие машины... Оказывается, окружающая вода на дне океана может служить и рабочим телом для разработки и «транс­ портным средством» для перемещения пустой породы.

Человек живет на дне воздушного океана и с успехом исполь­ зует воздух для выполнения многих работ, предварительно сжимая его до высокого напряжения. О широком использовании воздуха в качестве рабочего тела рассказывается в занимательной книге «Мастер-невидимка», написанной Г. И. Мишкевичем. (Л., «Судо­ строение», 1966). Можно предположить что, когда человек овладе­ ет глубинами океана, он сумеет использовать силу давления окружающей воды. Колоссальная сила, давящая на дно океана, мертва, но человек может заставить ее разрабатывать подводные недра и поднимать на поверхность рудные богатства.

Гидромеханизация — относительно молодая отрасль техники. Она родилась несколько десятилетий назад, когда человек сумел при помощи насоса сообщить воде достаточную скорость и при давлении сначала в десятки, а потом в сотни и тысячи килограммосил заставил воду выполнять земляные и горнорудные работы. Уже создан гидромонитор, работающий при давлении воды 7000 кгс/см2. Этот водомет служит рабочим органом проходческой машины-автомата и может разрабатывать шахты в самых твердых скальных породах.

На поверхности земли воду надо специально подводить к гид­ ромонитору, причем она входит в приемный патрубок с давлением всего 1 кгс/см2. В этом отношении на дне океана условия гораздо проще: вся окружающая среда является рабочим телом, гидромо­ нитору остается только увеличить эту силу до рабочего давления и придать струе воды нужную форму и скорость.

Раздробленная руда, смешанная с окружающей водой, будет представлять обычную пульпу, которую по гибким трубам можно вынести на поверхность океана для погрузки руды в трюм над­ водного судна. Попадая в трюм, руда будет оседать на его дно,

308

а вода через специальные отверстия уходить обратно в море. Кроме того, могут быть применены и подводные суда, например, ныряющие рудовозы, о которых говорилось выше.

* * *

Разработка подводных залежей железомарганцевых конкреций уже в настоящее время представляет технически осуществимую задачу. Добыча конкреций может в значительной мере обеспечить потребность промышленности в таких металлах, как кобальт, мар­ ганец, никель. Конкреции буквально рассыпаны на дне океана, поэтому задача заключается только в том, чтобы поднять их на поверхность.

Для добычи открытых месторождений полезных ископаемых, свободно лежащих на дне океана, может быть предложено не­ сколько способов. В частности, имеются проекты добычи конкре­ ций с глубин 4000—5000 м глубоководными драгами или гидрав­ лическим способом с использованием насосов и трубопроводов. Инженеры подсчитали, что даже такие «примитивные» способы добычи со дна океана могут оказаться более рентабельными, чем разработка обычных рудных месторождений с низким процентом содержания цветных металлов. Капиталовложения, затраченные на постройку надводных судов, вооруженных драгами и диочерпателями, окупятся за 3—4 года. Если же построить специальные глубоководные машины, получение подводной руды будет обхо­ диться намного дешевле, чем на поверхности земли.

Как предполагал академик Д. И. Щербаков, металлургическим

металлы. Базальт широко распространен в природе; на материках он находится ниже гранитного слоя, а на дне океана, где гранит­ ный слой отсутствует, выходит на поверхность. Запасы базальта неистощимы; его можно добывать в любом количестве, и это прак­ тически не уменьшит запасов.

Извлечение со дна океана и комплексная переработка базальта может стать надежным источником сырья для получения стали, алюминия, титана и других металлов. Хотя для комплексной пе­ реработки базальтовой «руды» потребуется создание совершенно нового оборудования и большие затраты энергии,— это все может оказаться экономически эффективным.

Глубоководные базальтовые комбинаты могут стать и постав­ щиками строительных материалов. Из базальта можно делать цемент, нарезать и отливать строительные блоки и плиты. Отливки из базальта отличаются высокой прочностью и устойчивы против действия кислот, что позволяет во многих случаях заменять метал­ лическое литье.

Базальт-— прекрасный природный материал для строительства различных зданий и сооружений. Для изготовления блоков нуж­ ной величины непосредственно на дне океана можно будет соору-

309

дить гидрорезательные машины, которые тонкими, но сильными струями воды с абразивным материалом будут нарезать базальт.

Этим далеко не ограничиваются возможности применения ба­ зальта. Благодаря высокой химической устойчивости, влаго­ стойкости, хорошим электроизоляционным свойствами и большой механической прочности базальт является хорошим сырьем для производства волокнистых материалов различного назначения. Базальтовое волокно получают центробежным способом или раз­ дуванием; оно имеет желтовато-золотистый цвет и по внешнему виду похоже на обычную шерсть, поэтому его часто называют «горной шерстью». Вата из базальтового волокна отличается боль­ шой эластичностью и, в частности, является высококачественным и вместе с тем дешевым теплоизоляционным материалом. Весьма реальны перспективы применения «горной шерсти» для изготов­ ления отличных тканей.

* * #

Нефтепромыслы в море — довольно обычное явление в наши дни. Для добычи нефти из прибрежных недр строят искусственные города-острова на сваях. Такие острова могут находиться на отме­ лях с глубинами до 80 ж и па вершинах подводных гор, близко подходящих к поверхности моря.

Известные нефтяные разработки на дне Каспийского моря свидетельствуют, что нефть с неменьшим успехом, чем на суше, можно получать из недр морского дна. Вначале разработки велись на малых глубинах, для чего на сваях устанавливали нефтяные вышки и оборудовали подъездные пути к ним. По мере освоения прибрежной мелководной полосы буровые вышки все дальше и дальше уходили в море, что вызывало появление многокилометро­ вых дорожных эстакад и производственных поселков над морем.

Постепенно появился морской промысел нефти, обслуживаемый многочисленным флотом и сложным нефтедобывающим оборудо­ ванием. Возникла проблема прокладки подводных нефтепроводов, приемки нефти непосредственно в танкеры; появился ряд других сложных задач. По мере удаления от берега увеличивались глу­ бины и все труднее становилось строить буровые вышки на сваях.

Вначале построили специальное судно — плавучую буровую вышку. Оно представляло громадный понтон с высокими металли­ ческими столбами, на которых укреплена палуба-площадка. Вы­ сота столбов — «ног», которыми судно становилось на дно, и оп­ ределяла максимальную глубину бурения скважины. На платформе размещались вышка, буровой агрегат, электростанция, грязевые насосы и другое оборудование, а также жилые и служебные поме­ щения для команды.

Буксировщик подводил это судно к тому месту, где предполага­ лось бурить скважину; понтон затапливали, и он садился «ногами» на дно. На верхней платформе, возвышающейся над водой, вклю­ чали агрегат и начинали бурить скважину. После окончания ра­

311