حفرة (kola) هي أعمق حفرة حفرها الإنسان في التاريخ البشري في شبه جزيرة «كولا» السوفياتية، يصل عمقها إلى 12.2 كم في باطن الأرض، استغرق حفرها 20 عاما، و رغم ذلك فإن هذا العمق لا يمثل سوى ثلث سمك القشرة الأرضية فوق ما يعرف بالوشاح الأرضي.
بدء حفر بئر كولا العميق
وبدأ السوفييت عمليات الحفر في عام 1970م، و أعقبهم الألمان في عام 1990م بحفرة وصل إلى عمق 9.5 كم في بافاريا
وكلا الحفرتين تم إيقافهما بسبب الحرارة المفرطة التي بلغت 180مْ في باطن الأرض (ضعف توقعات المهندسين)، الأمر الذي أعاق آلات الحفر بشدة وأصابها بأعطال تقنية، و كذا المشاكل التقنية و الهندسية، وامور سياسية
وأصبحت الحفرة السوفييتية وجهة للسياح، و الحفرة الألمانية متحفا فنيا.
ويذكر ان هذا الحفر أراد العلماء به خرق الأرض لمعرفة تكوينها الباطني، فبالكاد بلغ ربع القشرة الأرضية التي يقدر سمكها بحوالي 42 كم.
وفي غمرة الحرب الباردة، كان التنافس على أشده بين القوى العظمى للتوغل إلى أعمق نقطة في القشرة الأرضية، أو حتى الوصول إلى الطبقة التي تعرف بـ “وشاح” الأرض.
يقول أولي هارمز، من برنامج الحفر العلمي القاري العالمي وقد ساهم في مشروع حفر البئر الألماني المنافس لمشروع بئر كولا: “كان الروس آنذاك يحيطون مشروعاتهم بستار من الكتمان، وهذا ما دفعنا للدخول في تنافس مع الاتحاد السوفيتي على حفر أعمق حفرة”.
ويضيف: “عندما بدأ الروس في الحفر، كانوا يزعمون أنهم عثروا على مياه جارية في الأعماق السحيقة، ولم يصدق العلماء ذلك لأن أكثر العلماء الغربيين كانوا يؤكدون أن الماء لا يمكن أن ينفذ خلال القشرة الأرضية التي تبلغ كثافتها خمسة كيلومترات”.
ويمكن تشبيه كوكب الأرض بالبصلة، إذ تمثل القشرة الأرضية الغلاف الرقيق الخارجي الذي يغلف كوكب الأرض، ويصل سمكها إلى 40 كيلومترا، ويوجد تحتها الوشاح الذي يبلغ سمكه 1,800 ميل، ثم تليه النواة التي تشكل مركز الكرة الأرضية.
وعلى غرار سباق الفضاء، كان التنافس لاستكشاف هذه الأعماق السحيقة في باطن الأرض بمثابة استعراض للمهارة الهندسية والتطور التكنولوجي والعتاد العسكري. وكان العلماء آنذاك يرون أن عينات الصخور التي كانوا يتطلعون لاستخراجها من هذه الحفر العميقة لا تقل أهمية عن العينات التي جمعتها بعثات ناسا من القمر. لكن الفارق أن هذا السباق لم ينتصر فيه أحد.
إذ أطلقت الولايات المتحدة شرارة سباق الحفر في أواخر الخمسينيات بمشروع “موهول”، نسبة إلى ما يعرف في الجيولوجيا باسم “انقطاع موهو”، وهو الحد الفاصل بين القشرة الأرضية وطبقة الوشاح، وكان الهدف من المشروع حفر القشرة الأرضية وبلوغ طبقة الوشاح.
وقررت البعثة الاستكشافية الأمريكية، اختصارا للمجهود، تدشين عمليات الحفر في قاع المحيط الهادئ قبالة جزيرة غوادالوبي بالمكسيك، لأن القشرة الأرضية في قاع المحيطات تكون أقل سمكا منها في اليابسة، لكن المشكلة أن المناطق الأقل سمكا من القشرة الأرضية تقع في أعمق نقطة في المحيط.
وبدأ السوفييت عمليات الحفر في الدائرة القطبية في عام 1970، وأعقبهم الألمان في عام 1990، إذ دشنوا البرنامج الألماني للحفر العميق في القشرة الأرضية القارية في ولاية بافاريا، وحفروا حتى عمق تسعة كيلومترات.
لكن كل هذه المشروعات كانت تفتقر للأجهزة والمعدات التكنولوجية المتطورة، واضطر المهندسون لابتكارها من الصفر.
وعندما بدأ الحفر في قاع البحر في إطار مشروع “موهول” عام 1961، لم تكن التقنيات الأساسية للحفر في أعماق البحار قد اختُرعت بعد، مثل نظام التموضع الديناميكي، الذي يساعد على تثبيت السفينة في موضعها، واضطر المهندسون لتطوير أنظمة دفع على جانبي السفينة لتستقر فوق الحفرة.
كما واجه المهندسون الألمان صعوبة في عمل حفرة رأسية، وابتكروا تقنية لا تزال تستخدم في حفر أبار النفط والغاز حول العالم.
لكن كل هذه البعثات الاستكشافية باءت بالفشل، إذ واجهت مشروعاتهم عقبات عديدة، منها التسرع وعدم كفاية الاستعدادات ووجود عوائق صعبة حالت دون مرور الحفارات، أو عدم تحمل الآلات لدرجات الحرارة المرتفعة في باطن الأرض، أو ارتفاع التكاليف، ناهيك عن العوامل السياسية، وكل ذلك أسهم في إجهاض تطلعات العلماء وطموحاتهم بالحفر إلى أعماق سحيقة في باطن الأرض لم يصل إليها بشر من قبل.
وقبل عامين من وصول نيل آرمسترونغ إلى القمر، أوقف الكونغرس الأمريكي تمويل مشروع “موهول”، بعد أن خرجت التكاليف عن السيطرة. وأسفرت جهود العلماء الأمريكيين عن استخراج بضعة أمتار من صخور البازلت التي بيعت بنحو 31 مليون دولار، بقيمة الوقت الحالي.
وتوقفت أعمال الحفر في بئر كولا العميق في عام 1992، بعد أن بلغت درجة الحرارة في أعماق باطن الأرض 180 درجة مئوية، أي ضعف توقعات المهندسين، وبات من المستحيل تعميق الحفرة. وفي أعقاب انهيار الاتحاد السوفيتي، عجزت الدولة عن تمويل هذه المشروعات. وبعد ثلاث سنوات أُغلقت المحطة برمتها، والآن أصبحت وجهة للسياح المغامرين.
لكن البئر الألماني أفلت من هذا المصير، إذ لا تزال معدات الحفر قائمة في مكانها، لكن الرافعة لا تستخدم الآن إلا لإنزال معدات القياس في الحفرة. وغدا الموقع الآن فعليا مرصدا لكوكب الأرض، أو متحفا فنيا.
وعندما أنزلت الفنانة الألمانية لوتي غيفان مكبرات الصوت المحاطة بغلاف خاص يقيها من الحرارة المرتفعة في الحفرة الألمانية، التقطت هديرا عميقا، لم يجد له العلماء تفسيرا، وجعلها تشعر أنها ضئيلة، وتقول: “لأول مرة في حياتي أشعر أن كوكب الأرض ينبض بالحياة، وكان صوته مرعبا. وبينما يرى البعض أن هذا الصوت كان يشبه صوت اضطرام نار جهنم، قال أخرون إنهم سمعوا صوت شهيق وزفير كوكب الأرض”.
ويقول هارمز: “كنا نخطط لعمل حفرة أعمق من حفرة السوفييت، لكننا لم نتمكن من الحفر حتى عمق 10 كيلومترات في الوقت المتاح، وتعذر تعميق الحفرة بسبب درجات الحرارة المرتفعة في باطن الأرض. كما تزامنت عمليات الحفر مع توحيد ألمانيا في مطلع التسعينيات الذي كلف ألمانيا أموالا طائلة، ولم يكن ثمة أمل في الحصول على أي أموال إضافية لتغطية تكاليف تعميق الحفرة”.
ويضيف هارمز: “كنا نرى أن عمليات الحفر إلى طبقة الوشاح هي بعثة استكشافية، لأنها تتطلب الكثير من الاستعدادات والجهود، ولأنك ترمي إلى الوصول إلى نقاط لم يصل إليها بشر من قبل. وكلما تعمقت في الحفر وجدت أشياء مدهشة، ولا سيما عندما تتوغل في القشرة الأرضية”.
ويقول دامون تيغل، أستاذ الكيمياء الجغرافية في كلية علوم الأرض والمحيطات، بالمركز الوطني لعلم المحيطات بجامعة ساوثهامبتون، ويشارك في مشروع الحفر الجديد الذي تقوده اليابان: “عندما شاركت مع فريق من العلماء من مشروع الحفر في أعماق البحار وبرنامح الحفر في المحيطات في عمل حفرة عميقة، كنا أول من رأى قشرة محيطية لم يصل إليها أحد من قبل، وكان الأمر مثيرا”.
واليوم، ينفذ البرنامج الدولي لاستكشاف المحيطات مشروعات مشابهة، أهمها “إم توم إم- موهول” للوصول إلى طبقة الوشاح، ويخطط العلماء في هذا المشروع للحفر في قاع البحر، حيث يبلغ سمك القشرة الأرضية ستة كيلومترات. ويهدف المشروع، الذي بلغت تكلفته مليار دولار، إلى استخراج صخور من طبقة الوشاح لأول مرة في تاريخ البشرية.
وستستخدم في هذا المشروع سفينة حفر يابانية علمية عملاقة صنعت منذ نحو 20 عاما بمواصفات محددة لتنفيذ هذا المشروع. وتعتمد السفينة على نظام التموضع العالمي ومزودة بستة نفاثات تدار بالكمبيرتر لتغيير وضع السفينة بدقة بالغة.
ويقول شون توكزكو، مدير برامج بالوكالة اليابانية لعلوم الأراضي والمسطحات البحرية: “من المتوقع أن تستأنف هذه السفينة مشروع موهول الذي بدأ منذ 50 عاما. إذ قطعت مشروعات الحفر العميق شوطا طويلا في سبر أغوار القشرة القارية السميكة. والآن نحاول استكشاف الحد الفاصل بين القشرة الأرضية والوشاح”.
ويبحث العلماء في هذا المشروع عن الموقع المناسب لتنفيذ عمليات الحفر، بحيث يكون قريبا من موقع الحفر في المنطقة الأكثر عمقا من المحيط، وفي الوقت نفسه تستوعب شواطئه منصات تكلفتها مليار دولار، ويجري العمل فيها على مدار 24 ساعة.
ويقول هارمز، إن هذه البعثات الاستكشافية يصعب تكرارها بسبب تكاليفها الباهظة، إذ قد تصل تكلفة البعثة الواحدة إلى مئات الملايين من اليوروهات، وتخصص نسبة ضئيلة منها للاستكشافات العلمية الأرضية، والباقي للتطوير التكنولوجي والتشغيل. وربما نحتاج إلى بعض السياسيين الطموحين الذين يروجون لأهمية هذه البعثات الاستكشافية”.
غلق المشروع بئر كولا العميق
تم غلق المشروع رسمياً في عام 2005 وبيعت كل معدات الابحاث كخردة، وفي عام 2008 تم ردم الحفرة، ورغم ذلك وصل المشروع إلى نتائج هامة وأتاحت هذه التجربة الكشف عن أسرار كثيرة. فعندما بلغ عمقها 9450 متراً تم اكتشاف مكامن غنية بالذهب والألماس، كما استطاع العلماء تقدير عمر كوكب الأرض بـ 1.5 مليار سنة، كما تم اكتشاف كميات ضخمة من غاز الميثان في أعماق الأرض حيث كان يُفترض ألا يوجد هناك أي شيء حيوي، وهو ما اقتضى إعادة النظر في نظرية المنشأ البيولوجي للنفط والغاز اضافه الى المياه المعدنية الساخنة التي فندت نظرية عدم وجودها بين الصخور.
شائعات حول بئر كولا العميق
بعد اشاعات تقول أن السبب الرئيسي لتوقف المشروع هو سماع أصوات بشرية تحت باطن الأرض، نفى رئيس مركز بحثي في شبه جزيرة كولا في شمال غرب روسيا، صحة ما أشيع من أن عفاريت أوقفت العمل على تعميق «بئر كولا»، مشيرا إلى أن السبب هو وقف التمويل من قبل الدولة السوفيتية التي خرجت من حيز الوجود ويعتقد ان هذه البئر هي أصل حكاية بئر الجحيم