Cât de adânc putem săpa o gaură în Pământ

NATIONAL SCIENCE FOUNDATION/B. GUDBJARTSSON, ICECUBE COLLABORATION

Dacă familia te-a dus într-o vacanță la malul mării, când erai doar un copil, îți amintești probabil senzația de a săpa în nisipul umed cu o lopată de plastic. Pe măsură ce gaura devenea din ce în ce mai adâncă, te-ai întrebat în mod natural ce se va întâmpla dacă ai continua să sapi. Cât de adânc ai putea ajunge? S-ar putea ca în cele din urmă să ajungi undeva în China. Din păcate, nu ați aflat niciodată, deoarece, cum începeați să faceți progrese reale, venea momentul să împachetați umbrela de plajă și să mergeți să luați o  înghețată sau să faceți o plimbare cu poneiul mecanic de pe bordura. Dar totuși, undeva în spatele minții tale, te-ai întrebat ce se va întâmpla dacă cineva ar săpa o gaură cu adevărat adâncă.

Cât de jos putem merge? 

Aceasta este provocarea pe care oamenii de știință din întreaga lume au acceptat-o în ultimele cinci decenii, fiecare încercând să facă o gaură care va merge mai adânc decât înainte.

Scopul: mantia Pământului. Mantaua constituie 40% sau mai mult din planetă, care are o rază de 4.000 de mile. Mantaua groasă de 1.800 de mile se află – sau mai exact, se ridică în sus și în jos – chiar sub crusta Pământului și deasupra miezului Pământului. Crusta este doar o porțiune minusculă a planetei – cu o medie de trei până la 25 de mile.

Mantaua este principalul motor care conduce evoluția constantă a planetei și conține o înregistrare geologică a mare parte din istoria Pământului.

„Dacă avem o cunoaștere mai bună despre ce este mantaua și cum se comportă mantaua, avem o mai bună cunoaștere a vulcanilor și a cutremurelor și o mai bună cunoaștere a modului în care funcționează planeta în ansamblu”, a spus Benjamin Andrews , geolog de cercetare și curator pentru Colecția Națională de Rock și Minere de la Muzeul Național de Istorie Naturală din Smithsonian .

Oamenii de știință au incercat prima fisură la manta în 1958 cu Project Mohole. Inginerii americani au perforat prin fundul Oceanului Pacific de lângă Guadalupe, Mexic. Însă Congresul a întrerupt finanțarea în 1966 înainte să ajungă vreodată la manta.

Curiozitatea de a perfora mai adânc a creat un concurs științific mondial asemănător cu o cursa spațială. În 1970, geologii sovietici au preluat provocarea, în Peninsula Kola.

Sonda Kola Superdeep avea doar 9 centimetri în diametru, dar la 12.262 metri (40.230 picioare) domnește gaura cea mai adâncă. A fost nevoie de aproape 20 de ani pentru a atinge acea adâncime de 7,5 mile – doar jumătate din distanță sau mai puțin până la manta. Printre descoperirile interesante: fosilele de plancton microscopic găsite la patru mile mai jos. Gura Kola a fost abandonată în 1992, când găurile de foraj au întâlnit temperaturi mai mari decât cele așteptate – 356 grade Fahrenheit, nu cele 212 grade care au fost mapate.

Citește și:  Acum ştii că:

Căldura produce ravagii asupra echipamentelor. Și, cu cât este mai mare căldura, cu atât este mai lichid mediul și cu atât mai greu de menținut alezajul, a spus Andrews. Este ca și cum ai încerca să păstrezi o groapă în centrul unei oale cu supă fierbinte.

În 1990, oamenii de știință germani au început Programul german de perforare profundă continentală în Bavaria. Cercetătorii au trecut prin plăci seismice și au întâlnit temperaturi de până la 600 de grade F. Au reușit să coboare aproximativ șase mile înainte de a rămâne fără fonduri. Dar au strâns noi cunoștințe despre activitatea seismică și compoziția crustei.

Nu este surprinzător – deoarece crusta este mai subțire – unele găuri adânci au fost facute prin fundul oceanului. Exercițiul japonez de specialitate japonez Chikyu revendică recordul pentru cea mai adâncă gaură în foraj, în scopuri științifice – la aproximativ 10.000 de metri (aproape 2 mile) sub fundul mării, potrivit James F. Allan, director de program pentru Ocean Drilling Program de la National Science Foundation .

Industria petrolului și a gazelor revendică, de asemenea, unele găuri adânci, pe uscat și în larg. Orizontul Deepwater al BP deține recordul offshore. Instalația de foraj – pierdută într-o explozie în 2010 – a reușit să ajungă la aproximativ 30.000 de metri sub mare, sau aproximativ 5 mile.

Acum, echipa internațională care sponsorizează Chikyu se străduiește să depășească toate recordurile anterioare. Programul integrat de foraj oceanic funcționează din 2003 și este finanțat în principal de Ministerul Educației, Culturii, Sportului, Științei și Tehnologiei din Japonia și Fundația Națională a Științei din SUA. De asemenea, acordă sprijin: Consorțiul european de foraj pentru cercetare oceanică, Republica Populară Chineză, Republica Coreea, India, Australia și Noua Zeelandă și Republica Federală Brazilia.

Se presupune că efortul va dura mulți ani, dacă nu chiar zeci, și poate necesita 1 miliard de dolari. Chikyu este capabil să transporte până la 6 km de țevi de foraj la un moment dat. Dar echipamentele de găurit au o durată de viață limitată, iar temperaturile ridicate pot deforma conductele, ca să nu mai vorbim de crearea unei dezordini in orificiul de foraj. Temperaturile pot atinge 1.600 F în cazul în care scoarța se întâlnește cu mantaua și până la 4.000 de grade în partea inferioară a mantalei.

Forajul la astfel de adâncimi masive necesită studii de cartografiere și de seismologie, dar chiar și cu acei ghiduri, „ocazional avem o surpriză”, a spus Andrews.

În cele din urmă, este o călătorie de descoperire. „O parte din motivul pentru care găuriți este pentru că doriți să aflați ce este acolo”, a spus el.