El Programa Alemán de Perforación Profunda Continental ( en alemán : Kontinentales Tiefbohrprogramm der Bundesrepublik Deutschland , lit. 'Programa de perforación profunda continental de la República Federal de Alemania'), abreviado como pozo KTB , fue un proyecto de perforación científica llevado a cabo entre 1987 y 1995 cerca de Windischeschenbach , Baviera. El pozo superprofundo principal alcanzó una profundidad de 9.101 m (29.859 pies) en la corteza continental de la Tierra .
El Ministerio Federal de Investigación financió el proyecto con 528 millones de marcos alemanes (270 millones de euros). La dirección del proyecto la asumió la Oficina Estatal de Minería, Energía y Geología (LBEG) de Baja Sajonia. Una vez finalizado el proyecto de perforación, el Centro Alemán de Investigación en Geociencias utilizó el pozo para instalar un observatorio sísmico profundo ( Tiefenobservatorium ), que estuvo activo entre 1996 y 2001. La torre de perforación utilizada en el lugar, una de las más grandes del mundo, sigue en pie y se ha convertido en una atracción turística. Los dos pozos se mantuvieron abiertos para realizar más investigaciones científicas y para probar in situ los equipos y dispositivos.
En octubre de 1986, el Ministro de Investigación y Tecnología de Alemania (Bundesminister für Forschung und Technologie), H. Riesenhuber, anunció oficialmente que el pozo de sondeo superprofundo del Programa Continental de Perforaciones Profundas de la República Federal de Alemania (KTB) se perforaría en la zona del Alto Palatinado, en el norte de Baviera. Este sitio fue seleccionado frente a un sitio alternativo propuesto en la zona de la Selva Negra sobre la base de las recomendaciones realizadas por la Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), que se basaron en evaluaciones de los riesgos técnicos y financieros realizadas por el equipo de gestión del proyecto. La recomendación y selección del sitio fue precedida por una conferencia celebrada del 19 al 21 de septiembre de 1986 en Seeheim/Odenwald. Allí se presentaron y discutieron los resultados de los estudios del sitio en el Alto Palatinado y la Selva Negra. Inmediatamente después de la conferencia y la evaluación de los modelos y objetivos científicos y técnicos, los miembros de la Comisión del Senado de la DFG para la Investigación Geocientífica Interdisciplinaria votaron casi unánimemente por el sitio de Oberpfalz. Al presentar su decisión, la Comisión del Senado de la DFG destacó que, si bien el sitio del Alto Palatinado fue el favorito en la votación, ambos lugares ofrecían una serie de objetivos de investigación positivos y que ambos lugares eran sitios potencialmente adecuados para perforaciones de investigación.
El proyecto perforó dos pozos diferentes, primero un pozo piloto y luego el pozo principal. El pozo piloto (KTB Vorbohrung, KTB-VB) se inició el 22 de septiembre de 1987 y se terminó el 4 de abril de 1989, habiendo alcanzado los 4.000 m (13.000 pies). El pozo principal (KTB Hauptbohrung, KTB-HB) se inició el 6 de octubre de 1990, a unos 200 m (660 pies) de distancia del pozo piloto. Alcanzó una profundidad total de 9.101 m (29.859 pies) el 21 de octubre de 1994. [1] [2]
El proyecto KTB aplicó varias innovaciones en el diseño de la perforación. El experimento de perforación de Kola tuvo problemas con la alta fricción, que se agravó por la inestabilidad vertical al perforar a tales profundidades. Los científicos alemanes diseñaron una nueva cabeza de perforación que mantendría la dirección con una diferencia lateral mínima. La cabeza de perforación también fue diseñada para soportar temperaturas entre 250 y 300 °C (482 y 572 °F). Las expectativas originales eran que esta temperatura se alcanzaría a una profundidad de aproximadamente 10 a 14 km (33.000 a 46.000 pies). Esta es también la razón por la que se eligió el sitio del Alto Palatinado. El sitio de la Selva Negra se había considerado adecuado desde un punto de vista científico, pero se esperaba que tuviera un gradiente de temperatura más alto. Sin embargo, en el sitio del Alto Palatinado se esperaba alcanzar el Erbendorfkörper , una masa profunda que se cree que está en el límite de una antigua placa continental y se identifica por su característico reflejo de ondas sísmicas.
Aunque no se alcanzó el Erbendorfkörper , la perforación del KTB fue considerada un éxito. Por un lado, la temperatura subió mucho más rápido de lo esperado, lo que provocó discusiones y una reformulación de las teorías sobre el gradiente de temperatura de los pozos de perforación muy profundos. También fue necesario cambiar otras teorías: se esperaba que las grandes presiones tectónicas y las altas temperaturas crearan rocas metamórficas . Inesperadamente, las capas de roca no eran sólidas a las profundidades alcanzadas, sino que se vertieron grandes cantidades de líquido y gas en el pozo de perforación. Debido al calor y los líquidos, la roca era de naturaleza dinámica, lo que cambió la forma en que se debía planificar la siguiente perforación a gran profundidad.
Los experimentos en el KTB han dado resultados interesantes. Las primeras pruebas sísmicas han mostrado registros muy diferentes a los realizados cerca de la superficie, por lo que las teorías sobre el origen de las reflexiones sísmicas han tenido que modificarse. Con los datos obtenidos, las reflexiones de profundidad se han podido interpretar mejor incluso si se han iniciado desde la superficie.
El primer experimento, el "Experimento Dipolo-Dipolo", midió la conductividad eléctrica alrededor del pozo de perforación. Esto mostró líneas de grafito que se extendían a través de las rocas y que permitían que las rocas se deslizaran cuando estaban bajo suficiente presión. El segundo experimento consistió en ejercer una alta presión en el pozo de perforación de modo que la roca comenzara a agrietarse, el "Experimento Integriertes Hydrafrac/Seismik" . La actividad sísmica resultante se midió en varias estaciones de la zona. La conclusión fue que la presión general provenía del sur, de la placa tectónica africana en acción. El tercer experimento, el "Fluid/Hydraulik-Test ", bombeó grandes cantidades de fluido en la roca, lo que demostró que era generalmente porosa. [3]
Estas experiencias sirvieron de base para el proyecto posterior, el Programa Internacional de Perforaciones Científicas Continentales (ICDP), fundado en 1996. Los científicos alemanes del KTB colaboraron estrechamente con el equipo de científicos e ingenieros responsables del sondeo del Observatorio de la Falla de San Andrés en Profundidad . Este proyecto, llevado a cabo en California entre 2002 y 2007, fue de una escala similar al del KTB.
