فرو رفتن در لایه های زمین یک کار جذاب اما سخت است. اگرچه حفاری در این سیاره بیشتر یک ایده علمی تخیلی است، دانشمندان بر اساس تجربیات پروژه های مختلف حفاری به چالش ها فکر کرده اند.
آیا رسیدن به اعماق زمین ممکن است؟
زمین واقعا بزرگ است، با قطر ۷۹۲۶ مایل (۱۲۷۵۶ کیلومتر). برای انجام این نوع حفاری، به یک مته بزرگ و چندین دهه نیاز داریم. شروع حفاری به معنای عبور از پوسته زمین با ضخامت حدود ۶۰ مایل (۱۰۰ کیلومتر) است. هرچه عمیق تر می شویم، فشار هوا قوی تر می شود. داگ ویلسون، ژئوفیزیکدان از دانشگاه کالیفرنیا، سانتا باربارا، در مورد چگونگی افزایش سریع فشار هنگام حفاری چندین کیلومتر صحبت می کند.
گمانه فوق عمیق کولا در روسیه در حال حاضر عمیق ترین حفره ساخته شده توسط انسان است که تا ۷.۶ مایل (۱۲.۲ کیلومتر) پایین می رود. تقریباً ۲۰ سال طول کشید و در آن عمق، فشار ۴۰۰۰ برابر بیشتر از سطح دریا است. با این حال، هنوز بیش از ۵۰ مایل (۸۰ کیلومتر) از لایه بعدی، گوشته، که یک منطقه ضخیم از تکتونیک صفحه فرمان سنگی متراکم است، فاصله دارد.
ویژگی ها و مشخصات لایه های زمین
[wpdatatable id=46]
رسیدن به مرز گوشته-هسته، به نام موهو، از دهه ۱۹۵۰ با پروژه موهول امتحان شد، اما موفقیت آمیز نبود. برای محکم نگه داشتن سوراخ مته نیاز به جریان ثابت مایع حفاری، ترکیبی از گل با مواد معدنی سنگین مانند باریم است. این مایع همچنین به تعادل فشار داخل و اطراف سنگ، جلوگیری از انسداد دستگاه و کنترل دما کمک می کند که چالش بزرگی در لایه های داخلی بسیار داغ زمین است.
در اعماق زمین شرایط به چه صورت است؟
حرکت در گوشته، جایی که دمای آن ۲۵۷۰ درجه فارنهایت (۱۴۱۰ درجه سانتیگراد) است، دشوار است. به آلیاژ خاصی مانند تیتانیوم نیاز دارد زیرا شرایط آنقدر شدید است که فولاد ضد زنگ ذوب می شود. هدف نهایی، هسته زمین در حدود ۱۸۰۰ مایل (۲۸۹۶ کیلومتر) عمق، یک هسته بیرونی داغ از آهن و نیکل مایع با دمای ۷۲۰۰ تا ۹۰۰۰ فارنهایت (۴۰۰۰ تا ۵۰۰۰ درجه سانتیگراد) است.
حفاری از طریق این هسته بیرونی داغ مانند عبور از یک مایع است، بنابراین ما به راه حل های خلاقانه ای مانند پمپاژ آب سرد برای جلوگیری از ذوب شدن مته نیاز داریم. عبور از هسته داخلی، با فشارهای شدید حدود ۳۵۰ گیگا پاسکال (۳۵۰ میلیون برابر فشار اتمسفر) و احساس بی وزنی به دلیل گرانش زمین، یک چالش بزرگ است.
اما غلبه بر این مشکلات، پیچ و تاب جالبی را به همراه دارد. همانطور که مته به مرکز هسته نزدیک می شود، فرد احساس می کند که وزنی وجود ندارد. با این حال، عبور از سمت دیگر به این معنی است که گرانش مته را در جهت مخالف می کشد و باعث می شود که در برابر گرانش عمل کند زیرا از هسته بیرونی، گوشته و پوسته به عقب برمی گردد. حتی اگر با این موانع مقابله کنیم، همانطور که دیمون تیگل، استاد ژئوشیمی از دانشگاه ساوتهمپتون تاکید کرده است، رسیدن به طرف دیگر هنوز راه زیادی است.
منابع
