Wiemy znacznie więcej o Układzie Słonecznym i odległych planetach niż o skałach i ziemi pod nami. Ludzie poświęcili swoje kariery, aby odkryć, co znajduje się pod powierzchnią Ziemi, ale bez większego sukcesu. Grupa radzieckich ekspertów spędziła dziesięciolecia próbując zrobić dokładnie to. Podczas jednej ze swoich misji odkryli coś ukrytego głęboko w skorupie ziemskiej, dokonując doniosłego odkrycia, które zmusiło ich do trwałego wyłączenia swoich maszyn. Nie uwierzysz, co odkryli!
Remdis
W górę i w dół
Dzięki postępowi w technologii kosmicznej możemy patrzeć przez teleskopy w przeszłość i otrzymywać informacje z odległości miliardów mil. W rzeczywistości satelita Voyager 1 NASA potrzebował tyle samo czasu, aby opuścić Układ Słoneczny i wysłać informacje z odległości 10,2 miliarda mil, co naukowcom, aby podróżować siedem mil pod skorupą ziemską. Co więc wiemy o tym, co znajduje się pod nami?
Powyżej i poniżej
Mniej znana bitwa
Podczas znanego wyścigu kosmicznego w latach pięćdziesiątych XX wieku, zimnowojenni wrogowie Stanów Zjednoczonych i Związku Radzieckiego rywalizowali o dominację w podróżach kosmicznych. Dwie naukowe potęgi walczyły o to, kto dowie się więcej o ziemskiej atmosferze i poza nią. Podczas gdy oba kraje osiągnęły znaczące postępy w badaniach kosmicznych, toczyła się mniej znana walka. Niewiele osób pamięta o innym fascynującym dążeniu – ambicją najlepszych geologów obu krajów było wwiercenie się jak najgłębiej w skorupę ziemską. Ale co sprawiło, że brud i skały były tak interesujące?
Mniej znana bitwa
Co jest w środku?
Możesz wierzyć, że brud i skały są znacznie mniej ekscytujące niż kosmos. Jednak pod koniec lat pięćdziesiątych i sześćdziesiątych XX wieku Amerykanie i Sowieci rozpoczęli oddzielne misje mające na celu wywiercenie otworów przez najbardziej zewnętrzną warstwę planety, aby dowiedzieć się więcej o tym, co znajduje się pod powierzchnią. Odwierty są zwykle wykopywane w celu wydobycia ropy naftowej, a nieliczne są wykopywane wyłącznie w celach naukowych. Choć skorupa ziemska nie jest tak tajemnicza jak przestrzeń kosmiczna, kryje w sobie kilka intrygujących sekretów.
Kt0jxvizzk2bpicd
Tajemnicza warstwa wewnętrzna
Wiercenie w ziemi jest analogiczne do instalowania teleskopu wewnątrz skorupy ziemskiej. Skorupa to najbardziej zewnętrzna warstwa planety, składająca się ze skalistej powłoki, która pokrywa zewnętrzne 20 mil z 4000 mil podróży do jądra Ziemi. Tajemniczy płaszcz, najszersza część planety, znajduje się pod skorupą i nigdy nie został osiągnięty przez wiercenie. Wynika to z faktu, że nawet skorupa, warstwa najbliższa ziemi, po której chodzimy każdego dnia, jest zbyt gruba, aby się przez nią przekopać. Jak więc naukowcy docierają do środka Ziemi?
Tajemnicza warstwa wewnętrzna
Na skróty
Początkowo naukowcy używali skrótów, aby zbliżyć się do rdzenia, takich jak wiercenie przez morze. Zewnętrzna warstwa Ziemi składa się z dwóch rodzajów skorupy: kontynentalnej i oceanicznej. Ląd znajduje się na skorupie kontynentalnej, a skorupa oceaniczna pod dnem morskim. Odcinki kontynentalne są znacznie trudniejsze do przewiercenia ze względu na ich wiek i grubość. Nowsza skorupa oceaniczna znajduje się na głębokości od czterech do sześciu mil, co ułatwia dostęp do drugiej warstwy przez wodę.
Chodzenie na skróty
Projekt Mohole
Na początku lat sześćdziesiątych XX wieku naukowcy ze Stanów Zjednoczonych przeprowadzili pierwszą tego rodzaju inicjatywę: wiercenie w oceanie. Ich celem, tuż u wybrzeży wyspy Guadalupe w Meksyku, było wwiercenie się wystarczająco głęboko w Ocean Spokojny, aby dotrzeć do granicy skorupa-górny płaszcz. Projekt został nazwany nieciągłością Mohorovičić (lub “moho”), stąd zabawna nazwa Projekt Mohole. Obie strony miały ten sam cel: zejść głęboko i odkryć tajemnicę płaszcza. Amerykanie zamierzali zapewnić podziemny odpowiednik wyścigu kosmicznego i wyprzedzić Sowietów, ale ich wysiłki nie były tak skuteczne, jak planowali.
Projekt Mohole
Projekt zamknięty
Po pięciu latach wierceń projekt okazał się zbyt kosztowny, a projekt Mohole został porzucony setki stóp poniżej celu. W 1966 roku ekspedycja została odwołana, ponieważ kilkaset stóp kopania kosztowało Stany Zjednoczone prawie 40 milionów dolarów w dzisiejszych pieniądzach. Amerykanie wwiercili się tylko 601 stóp w głąb skorupy ziemskiej i nigdy nie dotarli do płaszcza. Dało to radzieckim naukowcom doskonałą okazję do objęcia przywództwa.
Zamknięcie projektu
Rosyjska misja
Radzieccy naukowcy byli znacznie bardziej wytrwali, chcąc prześcignąć amerykański zespół, który porzucił swoje wysiłki cztery lata wcześniej. Wiosną 1970 roku radziecka załoga rozpoczęła ekspedycję, wiercąc pod skorupą kontynentalną koła podbiegunowego. 24 maja 1970 r. badacze rozpoczęli wiercenie na Półwyspie Kola, znajdującym się pod Okręgiem Peczengskim w Murmańsku w Rosji. Cel był prosty: wiercić tak daleko, jak pozwolą im na to instrumenty i technologia, przekraczając wcześniejsze wysiłki Amerykanów o 600 stóp. Wydaje się dość proste, prawda?
Rosyjska misja
W głąb ziemi
Radziecka misja stała się znana jako Kola Superdeep Borehole. Zanim jednak mogli rozpocząć, musieli skonstruować specjalny sprzęt wiertniczy do pomiaru swoich odkryć, ponieważ dokonywali znaczących odkryć w geologii. Zaczęli wiercić szereg dziewięciocalowych otworów, z których każdy odgałęział się od centralnego otworu w ziemi. Jednak dwa lata i 23 000 stóp później musieli ponownie zmienić swoje instrumenty, aby wiercić głębiej w skalistym podłożu.
W głąb ziemi
Ambitny cel
W 1974 roku zainstalowali nowy sprzęt i zwiększyli swój cel do zdumiewającej głębokości 49 000 stóp – poziomu, którego nikt nigdy wcześniej nie osiągnął. Podczas gdy Sowieci poczynili słabe postępy, dwa konkurujące ze sobą narody na zmianę dążyły do odkrycia wnętrza Ziemi. Jednak Amerykanie nie rezygnowali ze swojej ekspedycji i byli gotowi pobić swój własny rekord.
Ambitny cel
Amerykański wysiłek
W tym samym roku firma Lone Star Producing Company w hrabstwie Washita w stanie Oklahoma rozpoczęła wiercenia w poszukiwaniu ropy naftowej. W ciągu około półtora roku zbudowali “Bertha Rogers Hole”, sztuczną studnię o głębokości prawie sześciu mil (31 441 stóp). Stał się on najgłębszym szybem na świecie, ale nie na długo. Firma Lone Star została zmuszona do zaprzestania działalności po napotkaniu niebezpiecznego złoża gazu siarkowego, ale Amerykanie utrzymali rekord przez pięć lat – do czasu, gdy ZSRR ponownie wkroczył do tak zwanego Rock Race.
Amerykański wysiłek
Odwiert Kola Superdeep
Po osiągnięciu tego kamienia milowego zespół na chwilę zawiesił swoje narzędzia, aby umożliwić badania naukowe i świętowanie na miejscu. Wiertło wciąż znajdowało się 10 000 stóp od celu, ale prace zostały wstrzymane. Wstrzymano wiercenie na rok, podczas gdy odwiedzający przybyli, aby zobaczyć to miejsce, aw 1983 r. Zostało ono wystawione na pokazie geologicznym. Po uroczystościach eksperyment został wznowiony. Kiedy jednak powrócono do kontynuowania wiercenia, szereg problemów technicznych spowodował ponowne zatrzymanie prac.
Przerwa w działalności
Awaria i powrót
Wiertło uległo awarii we wrześniu 1984 roku, po osiągnięciu kolejnej rekordowej wysokości 39 687 stóp. Odkręcił się duży fragment, a naprawa uszkodzeń zajęła dwa lata. Konieczne było stworzenie nowego sprzętu, ale wiercenie tak głęboko w ziemi wiązało się z wieloma wyzwaniami. Radzieccy badacze nie dali się jednak pokonać. Porzucili więc swoje wcześniejsze wiercenia i zaczęli od środka na wysokości 23 000 stóp. Po trzech latach ciężkiej pracy osiągnęli rekord 40 230 stóp. To 7,5 mili w głąb Ziemi!
Awaria i powrót
Coś nieoczekiwanego
Ich nowy rekord wskazywał, że są na dobrej drodze. Górnicy byli podekscytowani, spodziewając się, że całkowita głębokość osiągnie 44 000 stóp do 1990 roku. Byli przekonani, że osiągną swój główny cel 49 000 stóp do 1993 roku, ale napotkali więcej awarii sprzętu po wywierceniu trzeciego i czwartego otworu. Wraz ze spowolnieniem postępów, ludzie zaczęli tracić wiarę w tę inicjatywę. Mimo to kontynuowali prace. Nie spodziewali się tego, co kryło się w tundrze poniżej. To miało znacznie utrudnić ich misję.
Coś nieoczekiwanego
Sprawy nabierają tempa
Rzeczy pod ziemią mogą być nieprzewidywalne. Temperatury różnią się, a przez pierwsze 10 000 stóp ich wykopalisk skała była zgodna z tym, co naukowcy spodziewali się znaleźć. Jednak w miarę posuwania się głębiej, temperatura rosła. Temperatura rosła w miarę, jak wwiercali się głębiej w płaszcz i spodziewali się, że na głębokości 40 000 stóp skała osiągnie temperaturę 212°F. Naukowcy byli zszokowani, gdy otwór nagrzał się znacznie szybciej – do zdumiewających 356°F!
Rzeczy się nagrzewają
Dziwne odkrycie
Nie było to jednak ich jedyne odkrycie. Dosłownie przełamali świeży grunt i znaleźli więcej odkryć, gdy kopali głębiej w wykopie. Naukowcy odkryli również, że granit na tej głębokości był znacznie mniej gęsty niż się spodziewali, co spowodowało zupełnie nieoczekiwaną reakcję. Intensywne ciepło i ciśnienie zmieniły teksturę i gęstość otworu, powodując, że zachowywał się on bardziej jak plastik niż skała. Ta plastyczna tekstura, w połączeniu z ekstremalnie wysoką temperaturą, sprawiła, że wiercenie stało się prawie niemożliwe.
Dziwne odkrycie
Misja przerwana
Zespół zdawał sobie sprawę, że ich sprzęt nie wytrzyma tak nieprzewidzianych zmian. Temperatura na dnie otworu Kola Superdeep przekroczyła 300°F! Wiertła zaczęły zmieniać kształt, a skała była tak plastyczna, że otwór zaczął się zamykać za każdym razem, gdy wiertło zostało wyjęte. Pomimo dokonania wcześniej niespotykanych odkryć, naukowcy zrozumieli, że ich podróż do centrum Ziemi została zakończona. W 1992 roku, 22 lata po rozpoczęciu, wielki projekt został porzucony.
Porzucona misja
Długa misja
Zespół Kola kopał z przerwami przez ostatnie 22 lata. Przed ich podróżą badania związane z Ziemią ograniczały się głównie do aktywności sejsmicznej płyt tektonicznych i obserwacji powierzchni. Odwiert Kola pozwolił naukowcom po raz pierwszy przetestować hipotezy geologiczne, zaglądając bezpośrednio do wnętrza Ziemi. W swoim najgłębszym punkcie, Superdeep Borehole penetrował 7,5 mil w głąb skorupy ziemskiej. Jednak ich cel dotarcia do płaszcza był wciąż daleki od realizacji, ponieważ szacuje się, że płaszcz zaczyna się dopiero około 22 mil pod powierzchnią.
Długa misja
Miles to Go
Zejście tak głęboko pod ziemię zajęło im 22 lata, ale wiertło dotarło zaledwie do jednej trzeciej drogi w głąb skorupy ziemskiej, zanim projekt został nagle wstrzymany. Odległość, którą pokonali, jest głębsza niż odwrócony Mount Everest, ale biorąc pod uwagę średnicę Ziemi wynoszącą 7918 mil, ledwo zeskrobali powierzchnię – dosłownie. Otwór miał tylko dziewięć cali szerokości w najdalszym punkcie, ale długa i trudna operacja wiercenia była warta zachodu, aby stworzyć najgłębszy otwór na świecie.
Miles To Go
Inne odkrycia
Nie wszystko jednak poszło na marne. Zanim otwór został na stałe zamknięty, naukowcy odkryli kilka zaskakujących i bardzo istotnych informacji na temat geologii Ziemi. Na przykład odkrycie aktywności organicznej pod ziemią! Mają wyraźny dowód na to, że życie istniało pod powierzchnią miliardy lat temu. Otwór był zbyt mały, aby mogło przez niego przejść cokolwiek innego niż wiertło, więc nikt nigdy nie mógł wejść do środka. Nie przeszkodziło to jednak badaczom w odkryciu intrygującego odkrycia mniej więcej w połowie głębokości.
Inne odkrycia
Życie pod ziemią?
W połowie jaskini naukowcy odkryli maleńkie skamieniałości znajdujące się ponad cztery mile pod powierzchnią Ziemi. Odkryli dowody na istnienie 24 gatunków jednokomórkowych mikroskamieniałości planktonowych. Co bardziej niezwykłe, pozostały one zadziwiająco nienaruszone, mimo że skała, w której były zamknięte, miała mieć prawie dwa miliardy lat! Najbardziej przełomowego odkrycia dokonano jednak w najgłębszym punkcie jaskini.
G9l6rugzon4nztr4
Przełomowe odkrycia
Zanim wywiercono te otwory, badacze wykorzystali fale sejsmiczne do oceny rodzaju skał w ziemi. Wcześniej naukowcy uważali, że skała skorupy ziemskiej stopniowo przekształca się z granitu w bazalt na głębokości od dwóch do czterech mil pod powierzchnią. Radzieccy naukowcy byli zaskoczeni, widząc, że ten wzorzec nie jest prawdziwy na Półwyspie Kola. Zamiast tego odkryli, że skład skał był w całości utworzony z granitu, nawet w jądrze Ziemi. Pomogło im to zrozumieć zmiany metamorficzne w skałach. Ale wkrótce mieli dokonać największego odkrycia: czegoś niesamowitego zakopanego głęboko pod skorupą ziemską.
Przełomowe odkrycia
Woda podziemna
Odkrycie płynącej wody kilka mil w dół, której nie spodziewali się zobaczyć, było prawdopodobnie najbardziej zdumiewające. Było to nieoczekiwane odkrycie, a niektórzy uważali nawet, że znalezienie wody wewnątrz Ziemi dowodzi, że Biblia jest prawdziwa! Oczywiście badacze mieli naukowe wyjaśnienie: wierzyli, że woda podziemna powstała w wyniku wysokiego ciśnienia wypierającego tlen i wodór z kryształów skalnych. Następnie nieprzepuszczalne skały uniemożliwiły przepływ wody, zatrzymując nowo wytworzoną wodę pod powierzchnią ziemi.
Woda podziemna
Pozostawienie Koli za sobą
Po dokonaniu tych wszystkich odkryć zespół porzucił projekt. Zamknięcie Kola Superdeep Borehole zbiegło się w czasie z upadkiem Związku Radzieckiego, co spowodowało zmniejszenie finansowania podstawowych badań naukowych. Głębsze wiercenia zostały ostatecznie uznane za niewykonalne i wstrzymane w 1992 roku, a projekt został zamknięty na stałe w 1995 roku. Otwór został obecnie uszczelniony spawaną metalową płytą. Dziś miejsce to wydaje się być niczym więcej niż walącym się budynkiem z metalową górą, skutecznie uszczelniając to, co jest jednak kluczowym momentem w historii.
Pozostawiając Kola za sobą
Co jeszcze pozostało
Kola Superdeep Borehole znajduje się sześć mil na północ od Zapolyarny w obwodzie murmańskim w Rosji. Dziś, 30 lat później, miejsce graniczące z Norwegią pozostaje sklasyfikowane jako zagrożenie dla środowiska. Odwiedzający wciąż mogą odwiedzić słabo zaludnioną wioskę, aby odkryć skarby zachowane po rewolucyjnym sowieckim eksperymencie. Pokrywy uszczelniające poszczególne odwierty są nadal widoczne, ale wygląda na to, że w najbliższym czasie nie zostaną otwarte. Szacowana głębokość struktur pod skorupą ziemską wskazuje, że pomimo 22-letnich wysiłków, Sowieci wywiercili tylko 0,02% drogi do środka Ziemi.
Co jeszcze pozostało
Legendarna wyprawa
Żaden odwiert nie jest dziś tak znany jak Kola Superdeep. Dostarczył on naukowcom niezwykle istotnych informacji na temat składu naszej planety, a także pozwolił spojrzeć w przeszłość, na to, co znajdowało się pod powierzchnią, po której obecnie stąpamy. Nikt nigdy nie był w stanie wiercić wystarczająco głęboko, aby dotrzeć do płaszcza, ale naukowcy nieustannie poszukują tajemnic pod powierzchnią Ziemi i pomimo przełomów technologicznych nie udało im się jeszcze technicznie przekroczyć granicy siedmiu mil. Nie oznacza to jednak, że ludzie nie próbowali.
Legendarna wyprawa
Najbliższy konkurent
Przez dwie dekady odwiert Kola Superdeep Borehole był najdłuższym na świecie odwiertem pod względem zmierzonej głębokości, ale w 2008 roku został on przekroczony przez inny odwiert. Firma naftowa Maersk Oil zbudowała odwiert na katarskim polu Al-Shaheen, który osiągnął imponującą głębokość 40 318 stóp, bijąc tym samym światowy rekord największego odwiertu pod względem zmierzonej głębokości! Jednak pod względem rzeczywistej głębokości pionowej, Kola Superdeep Borehole jest nadal najgłębszym odwiertem na świecie.
Najbliższy konkurent
Nowe podziemne przygody
Głębokie wnętrze Ziemi nie zostało jeszcze bezpośrednio zbadane i nie jest jasne, czy kiedykolwiek to nastąpi. Naukowcy próbowali wyjaśnić, dlaczego rozwój podróży kosmicznych wydaje się znacznie wyprzedzać wysiłki zmierzające do dotarcia do środka Ziemi. “Podróż w kosmos jest po prostu o wiele łatwiejsza niż zejście na równoważną odległość” – powiedział David Stevenson, geofizyk z California Institute of Technology. “Zejście z 5 kilometrów do 10 jest znacznie trudniejsze niż zejście z zera do 5”
Nowe podziemne przygody
Patrząc w przyszłość
Radziecki odwiert został wykopany prawie pięćdziesiąt lat temu i nadal jest najgłębszym na świecie punktem stworzonym przez człowieka. Pierwotne projekty już dawno się zakończyły, a odwierty nie były otwierane od dziesięcioleci. Naukowcy nadal zmagają się z podziemnymi wyzwaniami, takimi jak wysokie temperatury i niestabilne skały, ale ludzie pozostają zafascynowani tym, co kryje się pod ziemią. Kto wie, może w niedalekiej przyszłości dojdzie do kolejnej masowej eksploracji podziemnej? Bez wątpienia istnieje wiele tajemnic czekających na odkrycie pod ziemią.
Patrząc w przyszłość