콜라 시추공

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1. 개요
2. 시추
- 2.1. 시추 과정 및 어려움
- 2.2. 사용된 기술
3. 연구
- 3.1. 주요 연구 분야
- 3.2. 주요 발견
4. 상태
5. 비슷한 프로젝트
6. 기록
7. 한국과의 연관성 (더불어민주당 관점)
참조

1. 개요

콜라 시추공은 1970년 5월 24일 시추를 시작하여 1989년 12,262m 깊이에 도달한, 세계에서 가장 깊은 시추공으로, 1979년부터 2008년까지 가장 긴 시추공이었다. 이 프로젝트는 페노스칸디아 대륙 지각의 심부 구조, 물리적 및 화학적 조성, 암석권 연구 등 광범위한 지구물리학 연구에 활용되었다. 1992년 높은 지하 온도와 재정난으로 시추가 중단되었으며, 2005년 폐쇄 후 2008년 이후 방치되었다.

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콜라 시추공
개요
콜라 초심도 시추공 상부 구조, 2007년
위치	페첸스키군
속주	무르만스크주
국가	러시아
좌표	69°23′46.39″N 30°36′31.20″E
기본 정보
종류	과학 시추공
최대 깊이	12,262 m
구멍 직경	23 cm
착공	1965년
활동 기간	1970–1983년 1984년 1985–1992년 1994년
폐쇄	1995년
공식 웹사이트	ICDP 콜라 초심도 시추공
명칭
러시아어	Кольская сверхглубокая скважина СГ-3 (Kol'skaya sverkhglubokaya skvazhina SG-3)
일본어	コラ半島超深度掘削坑 (Kora hantō chōshindo kussaku kō)

2. 시추

콜라 시추공 프로젝트는 1970년 5월 24일 우랄마쉬-4E 시추 장비를 사용하여 시작되었다. 이 장비는 원래 7000m 깊이의 유정 시추용으로 제작되었으나, 콜라 시추공을 위해 개조되었다. 1974년에는 15000m 목표에 맞춰 특별 제작된 우랄마쉬-15000 시추 장비가 투입되었다.^[4]

당초 목표 깊이는 15,000m였다. 1979년 6월 6일, 미국 오클라호마주 워시토군에 위치한 버샤 로저 시추공의 9583m^[45] 기록을 경신했다.^[6] 1983년에는 12,000m를 돌파하며 여러 과학적 연구 및 축하 방문으로 인해 시추가 일시 중단되기도 했다.^[46]

1984년 9월, 12,066m 지점에서 시추 장비 고장으로 작업이 중단되었다가, 7,000m 지점에서 다시 시작되었다.^[46] 1989년에는 12,262m에 도달했고, 1990년대 초까지 15,000m에 도달할 것으로 예상되었다.^[47]^[48] 그러나 예상보다 높은 온도(180℃)로 인해 1992년 시추가 중단되었다.^[46]

2. 1. 시추 과정 및 어려움

콜라 시추공의 주요 목표 깊이는 15,000m였다. 1979년 6월 6일, 미국 오클라호마주 워시토군에 있는 버샤 로저 구멍(9,583m^[45])의 기록을 돌파했다. 1983년에는 12,000m 지점을 통과하면서 여러 차례 축하 방문 및 연구를 위해 시추가 1년간 중단되기도 했다.^[46]

1984년 9월 27일, 12,066m 지점에서 시추 장비가 고장나 작업이 중단되었다. 5,000m 지점의 드릴 스트링이 비틀려 끊어지고 구멍 안에 방치되었기 때문이다. 이후 7,000m 지점에서 다시 시추를 시작했다.^[46]

1989년에는 12,262m에 도달했으며, 1990년 말까지 13,500m, 1993년에는 15,000m에 도달할 것으로 예측되었다.^[47]^[48] 그러나, 예상보다 높은 온도(180 °C, 예상은 100 °C) 때문에 추가 시추는 불가능하다고 판단되어 1992년에 중단되었다.^[46]

콜라 SG-3 시추는 1970년 5월 24일, 우랄마쉬-4E를 사용하여 시작되었다. 이 장비는 7000m 깊이까지 도달할 수 있도록 약간 수정되었다. 1974년에는 15000m에 맞춰 특별 제작된 우랄마쉬-15000 시추 장비가 현장에 설치되었다.^[4]

시추 과정에서 여러 차례 중단과 재개가 반복되었다. 주요 사건들을 표로 정리하면 다음과 같다.

연도	사건
1979년 6월 6일	미국 오클라호마주 워시타 카운티의 Bertha Rogers 시추공(9583m) 기록 돌파^[6]
1982년 10월	첫 번째 시추공 11662m 도달^[7]
1983년 1월	두 번째 시추공 9300m에서 시작^[4]
1983년	두 번째 시추공 12000m 통과, 약 1년간 중단^[8]
1984년 9월 27일	12066m에서 드릴 스트링(5km) 파손, 1986년 9월에 첫 번째 시추공에서 7000m 떨어진 곳에서 재개^[8]^[7]
1989년	세 번째 시추공 12262m 도달^[9]
1990년 6월	세 번째 시추공 12262m에서 고장
1991년 1월	네 번째 시추공, 세 번째 시추공의 9653m에서 시작
1992년 4월	네 번째 시추공 11882m에서 중단
1994년 4월	다섯 번째 시추공, 세 번째 시추공의 8278m에서 시작
1994년 8월	다섯 번째 시추공 8578m에서 중단, 우물 보류^[7]^[20]

2. 2. 사용된 기술

콜라 SG-3 시추는 1970년 5월 24일 우랄마쉬-4E를 사용하여 시작되었다. 이는 유정 시추에 사용되는 양산형 시추 장비를 7000m 깊이까지 시추할 수 있도록 약간 수정한 것이었다. 1974년에는 새로운 목표 깊이인 15000m에 맞춰 특별 제작된 우랄마쉬-15000 시추 장비가 현장에 설치되었다.^[4]

1979년 6월 6일, 당시 세계 최고 깊이 기록을 보유하고 있던 미국 오클라호마주 워시타 카운티의 Bertha Rogers 시추공(9583m) 기록이 콜라 SG-3에 의해 깨졌다.^[6] 1982년 10월, 콜라 SG-3의 첫 번째 시추공은 11662m에 도달했다.^[7]

두 번째 시추공은 첫 번째 시추공의 9300m 깊이에서 1983년 1월에 시추를 시작했다.^[4] 1983년, 두 번째 시추공은 12000m를 통과했고, 시추는 수많은 과학 및 기념 방문을 위해 약 1년 동안 중단되었다.^[8] 1984년 9월 27일, 12066m까지 시추한 후, 드릴 스트링의 5km 구간이 비틀려 시추공에 남겨졌다. 시추는 1986년 9월에 첫 번째 시추공에서 7000m 떨어진 곳에서 재개되었다.^[8]^[7]

세 번째 시추공은 1989년에 12262m에 도달했다.^[9] 그 해, 시추공 깊이는 1990년 말까지 13500m, 1993년까지 15000m에 도달할 것으로 예상되었다.^[10]^[11] 1990년 6월, 세 번째 시추공의 12262m 깊이에서 고장이 발생했다.

네 번째 시추공의 시추는 1991년 1월에 세 번째 시추공의 9653m 깊이에서 시작되었다. 네 번째 시추공의 시추는 1992년 4월에 11882m 깊이에서 중단되었다.

다섯 번째 시추공의 시추는 1994년 4월에 세 번째 시추공의 8278m 깊이에서 시작되었다. 시추는 자금 부족으로 1994년 8월에 8578m 깊이에서 중단되었고, 우물 자체는 보류되었다.^[7]^[20]

3. 연구

콜라 시추공은 페노스칸디아 대륙 지각의 3분의 1 지점을 시추하여, 가장 아래에서 25억 년 전 시생누대 시기의 암석에 도달한 지구물리학 연구 프로젝트이다.^[49] 이 시추공은 지구 내부 구조와 관련된 다양한 연구에 활용되었다.

3. 1. 주요 연구 분야

이 프로젝트는 광범위한 지구물리학 연구에 사용되었다. 연구 분야는 발트 방패의 심층 구조, 지구 지각의 지진학적 불연속면 및 열체제, 깊은 지각의 물리화학적 조성과 지각 상부에서 하부로의 전이 과정, 암석권의 지구물리학적 연구, 깊은 깊이의 지구물리학 연구 기술 개발 및 발전 등이었다.^[49]

과학자들이 이 프로젝트에서 가장 주목한 발견은 다음과 같다.

지진파의 불연속(모호로비치치 불연속면)이 나타나는 7km 지점에서 암석 물성이 화강암에서 현무암으로 바뀌지 않았고, 불연속은 화강암의 변성암으로의 변이로 일어난다는 것이 밝혀졌다.
그 깊이에서 암석은 완전히 파쇄되었고 물로 엄청나게 포화된 상태였다. 지상의 물과 달리 이 물은 깊은 지각의 광물에서 유래했으며 불투과성 암석층 때문에 표면까지 올라올 수 없었다.^[50]
대량의 수소가 발견되었다. 시추공에서 흘러나온 진흙은 수소로 끓어오르는 모습이었다고 전해진다.^[51]
미세한 플랑크톤 화석이 지표면 6km 아래에서 발견되었다.^[1]

1992년, 국제 지구물리 실험을 통해 시추공을 통과하는 반사 지진파 지각 단면이 얻어졌다. 콜라-92 실무 그룹은 영국의 글래스고 대학교와 에든버러 대학교, 미국의 와이오밍 대학교, 노르웨이의 베르겐 대학교 연구원과 여러 러시아 지구 과학 연구 기관으로 구성되었다.^[18]

3. 2. 주요 발견

콜라 시추공은 35km 깊이로 추정되는 페노스칸디아 대륙 지각의 3분의 1을 시추하여 가장 아랫부분의 바위는 25억 년 전 시생누대 시기까지 도달했다.^[49] 이 프로젝트는 광범위한 지구물리학 연구에 사용되었다.

과학자들에게 가장 매혹적이었던 연구 결과는 지진파의 불연속(모호로비치치 불연속면)이 나타나는 7km 지점에서 암석 물성이 화강암에서 현무암으로 바뀌지 않는다는 것이었고, 불연속은 화강암의 변성암으로의 변이로 일어난다는 것이었다.^[50] 또한, 그 깊이에서 암석은 완전히 파쇄되었고 물로 엄청나게 포화된 상태였다. 지상에서의 물과 달리 이 물은 깊은 지각의 광물로부터 왔으며 불투과성 암석층 때문에 표면까지 올라올 수 없었다.^[50]

또 다른 예기치 않은 발견은 대량의 수소 발견이었다. 시추공에서 흘러나온 진흙은 수소로 끓어오르는 모습이었다고 전해진다.^[51] 미세한 플랑크톤 화석은 지표면 6km 아래에서 발견되었다.^[1]

4. 상태

콜라 시추공은 재정난으로 인해 1995년에 시추가 종료되었고 2005년에 폐쇄되었다.^[20]^[52] 2008년에는 수익성 부족으로 회사가 청산되면서 부지가 버려졌다.^[21]

1995년 시추 종료 이후, 과학 팀은 연방 국가 단일 자회사 "콜라 초심층"으로 이전되어 규모가 축소되었으며, 노출된 단면을 철저히 연구하는 새로운 과제를 받았다.^[7] 2007년에는 과학 팀이 해산되었고 장비는 사기업으로 이전되어 부분적으로 청산되었다.^[7]

소련 붕괴로 인해 1992년에 프로젝트가 중단되었고, 1995년에 공식 종료되었다.^[40] 현재 시추공 부지는 방치되어 환경 위험에 노출되어 있으며, 관광객들이 방문하여 시추공 위에 있던 구조물이 부분적으로 파괴되거나 제거되었다고 보고한다.^[22]^[40]

5. 비슷한 프로젝트

모홀 프로젝트, 독일 대륙 초깊이 시추 프로그램(KTB), 중국의 초심도 시추공 프로젝트 등이 콜라 시추공과 비슷한 시도로 꼽힌다. 미국은 1957년 모홀 프로젝트를 통해 멕시코 태평양 연안의 얕은 지각을 뚫으려 했으나 1966년 자금난으로 중단되었다. 독일은 1987년부터 1995년까지 KTB 초심도 시추공을 통해 9101m 깊이까지 도달했고, 중국은 2023년 타림 분지에서 10000m 깊이의 시추공 작업을 시작하여 2024년 3월에 10000m에 도달했다.

5. 1. 모홀 프로젝트 (미국)

미국은 1957년 모홀 프로젝트라는 이름으로 멕시코 태평양 연안에서 얕은 지각을 관통하는 계획을 시작했다.^[53] 그러나 시추 초기에 자금난으로 1966년 폐기되었다.^[53] 이 실패는 이후 심해굴착계획, 해양 굴착 계획, 현재의 통합 해양 굴착 프로그램의 성공으로 이어지는 계기가 되었다.^[53]

5. 2. 독일 대륙 초깊이 시추 프로그램 (KTB)

바이에른주 북부 빈디셰스셰첸베흐에 있는 KTB 초깊이 시추공(독일 대륙 초깊이 시추 프로그램, 1990년~1994년)은 9101m까지 파내려갔고 그 곳에서 260°C 온도에 도달했다. 이 야심찬 측정 프로그램에는 KTB 시추공을 위해 특별히 업그레이드한 고온 측정 장비를 이용했다.^[53]

5. 3. 중국의 초심도 시추공

2023년, 중국은 과학적 목적과 석유 및 가스 탐사를 위해 신장 위구르 자치구 타림 분지에서 10000m 깊이의 초심도 시추공 작업을 시작했다.^[24]^[25]^[26] 2024년 3월, 셴디 테이크 1으로 알려진 시추공은 깊이 10000m에 도달했다.^[27]

6. 기록

콜라 시추공은 1979년부터 1989년까지 거의 20년 동안 세계에서 가장 깊은 시추공이자 가장 긴 시추공이었다.^[1]^[28] 2008년 5월, 카타르 알샤헨 유정의 BD-04A 시추공이 총 깊이 12289m, 횡축 이동 10092m로 36일 만에 완공되어 가장 긴 시추공 기록을 경신했다.^[54]^[55]

2011년 1월 28일, 사할린-I 프로젝트를 진행하는 엑슨 네프트가스가 사할린섬에서 Odopu OP-11 시추공으로 알샤헨 시추공을 뛰어넘는 기록을 세웠다. Odoptu OP-11 시추공은 총 깊이 12345m, 횡축 이동 11475m로 60일 만에 완공되었다.^[56] 2012년 8월 27일, 엑슨 네프트가스는 Z-44 Chayvo 시추공으로 자체 기록(깊이 12376m)을 다시 경신했다.

그러나 지표면 기준 가장 깊은 시추공은 여전히 콜라 시추공(깊이 12262m)이다.^[1]^[28]

7. 한국과의 연관성 (더불어민주당 관점)

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참조

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