Что будет, если сделать дыру насквозь на планете Земля: ученые описали мегаоперацию
Путешествия через центр Земли когда-то были популярным сюжетом фантастической литературы. Но с углублением наших знаний о планете мы все лучше понимали: на этом пути встретим экстремальные силы и температуры, которые создадут условия за пределами возможностей человека.
Как могло бы выглядеть путешествие через все тектонические слои Земли, рассказало издание Live Science. Его эксперты проанализировали опыт существующих проектов глубинного бурения и другие научные данные.
Диаметр Земли составляет 12 756 километров, поэтому чтобы пробурить всю планету насквозь, понадобится буровая установка гигантских размеров и мощности. И даже в таких условиях ей понадобятся десятилетия работы, чтобы осуществить этот замысел.
По данным Геологической службы США, первым слоем, который придется пробурить, будет кора, толщина которой составляет около 100 км. По мере продвижения давление в ней будет увеличиваться. Каждые 3 метра породы повышают этот показатель примерно на одну атмосферу, рассказал Дуг Уилсон, геофизик-исследователь из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре.
Самой глубокой на сегодняшний день искусственной дырой в земной поверхности является Кольская сверхглубокая скважина в России. Ее глубина составляет 12,2 км. На дне этого отверстия давление в 4000 раз превышает давление на уровне моря. По данным World Atlas, чтобы достичь такой глубины, понадобилось почти 20 лет, и это все еще на 80 км выше края следующего слоя – земной мантии.
Мантия представляет собой слой темной, плотной породы толщиной 2800 км. В ней происходят процессы, управляющие тектоническими движениями плит. Граница между мантией и ядром называется "Мохо" (сокращение от "разрыва Мохоровичича"). Первая попытка добраться до него происходила в 1950-1960-х годах, когда ученые пытались бурить глубокое морское дно. Эта попытка была безуспешна.
Препятствует подобным планам в частности то, что земная порода в скважине имеет склонность осыпаться, сводя все усилия на нет. Чтобы избежать этого, в отверстие нужно закачивать буровой раствор. При глубоководном бурении и бурении нефтяных скважин эта жидкость представляет собой смесь, включающую тяжелые минералы, такие как барий. Вес жидкости уравновешивает давление внутри скважины с давлением окружающей породы и предотвращает обвал.
Кроме того, с помощью бурового раствора происходит постоянная очистка бура от песка и гравия и его охлаждение. Однако, если проникнуть в более глубокие слои Земли, это станет невозможным. Так в мантии температура составляет 1410 градусов по Цельсию. По словам Уилсона, в таких условиях нержавеющая сталь начнет плавиться. Поэтому бур нужно изготовлять из дорогостоящего специализированного сплава, такого как титан.
Приблизительно на глубине 2 900 км бур пройдет мантию и достигнет ядра Земли. По данным Калифорнийской академии наук, наружное ядро состоит в основном из жидкого железа и никеля. Его температура при этом колеблется в пределах от 4 до 5 тысяч градусов. Просверлить этот расплавленный горячий железо-никелевой сплав будет особенно сложно. Как прогнозирует профессор геохимии британского Университета Саутгемптона Дэймон Тигл, бурение этого слоя будет похоже на сверление жидкости. А вещество такой температуры расплавит любой бур, если не закачивать в проем огромное количество холодной воды.
На глубине 5 000 км бур достигнет внутреннего ядра, где давление настолько велико, что, несмотря на горячие температуры, никелевое и железное ядро остается твердым. Ученые оценивают его примерно в 350 гигапаскалей, или в 350 миллионов раз больше атмосферного давления.
Все это время бур будет притягиваться к ядру гравитацией Земли. И в центре ядра возникнут условия, похожие на невесомость. Все потому, что тяготение массы Земли будет одинаковым по всем направлениям, сказал Уилсон.
Когда инструмент все же пройдет ядро и продолжит движение к другой стороне планеты, сила тяготения изменится относительно положения бура, и начнет тянуть его обратно к ядру. А значит, придется работать против гравитации, чтобы достичь поверхности Земли с противоположной стороны. А для этого понадобятся дополнительные усилия.
Ранее OBOZ.UA рассказывал, что у Земли будет шанс пережить гибель Солнца, но хорошей новостью для человечества это назвать сложно.
Подписывайтесь на каналы OBOZ.UA в Telegram и Viber, чтобы быть в курсе последних событий.