Що буде, якщо зробити дірку наскрізь у планеті Земля: вчені описали мегаоперацію

Мандрівки крізь центр Землі колись були популярним сюжетом фантастичної літератури. Але з поглибленням наших знань про планету ми все краще розуміли: на цьому шляху зустрінемо екстремальні сили та температури, які створять умови далеко поза межею можливостей людини.

Як могла би виглядати подорож крізь всі тектонічні шари Землі, розповіло видання Live Science. Його експерти проаналізували досвід існуючих проєктів глибинного буріння та інші наукові дані.

Діаметр Землі становить 12 756 кілометрів, тому, щоби пробурити всю планету наскрізь, знадобиться бурова установка велетенських розмірів та потужності. І навіть за таких умов їй знадобляться десятиліття роботи, щоби здійснити цей задум.

За даними Геологічної служби США, першим шаром, який доведеться пробурити, буде кора, товщина якої становить близько 100 км. По мірі просування, тиск у ній буде збільшуватись. Кожні 3 метри породи підвищують цей показник приблизно на 1 атмосферу, розповів Дуг Вілсон, геофізик-дослідник з Каліфорнійського університету в Санта-Барбарі.

Найглибшою на сьогодні штучною дірою в земній поверхні є Кольська надглибока свердловина в Росії. Її глибина становить 12,2 км. На дні цього отвору тиск у 4000 разів перевищує тиск лише на рівні моря. За даними World Atlas, щоби досягти такої глибини, знадобилося майже 20 років, і це все ще на 80 км вище, ніж краю наступного шару – земної мантії.

Мантія є шаром темної, щільної породи завтовшки 2800 км. У ній відбуваються процеси, що управляють тектонічними рухами плит. Кордон між мантією та ядром називається "Мохо" (скорочення від "розрив Мохоровичича"). Перша спроба досягти його відбувалась у 1950-1960-х роках, коли вчені намагались бурити глибоке морське дно. Ця спроба була безуспішною.

Перешкоджає подібним планам зокрема те, що земна порода у свердловині має схильність обсипатись, зводячи всі зусилля намарно. Щоби уникнути цього, у отвір потрібно закачувати буровий розчин. При глибоководному бурінні та бурінні нафтових свердловин ця рідина є сумішшю, що включає важкі мінерали, такі як барій. Вага рідини врівноважує тиск усередині свердловини з тиском навколишньої породи та запобігає обвалу.

Окрім того, за допомогою бурового розчину відбувається постійне очищення буру від піску та гравію, та його охолодження. Проте, якщо проникнути у глибші шари Землі, навіть це стане неможливим. Так у мантії температура становить 1 410 градусів за Цельсієм. За словами Вілсона, у таких умовах нержавіюча сталь почне плавитись. Тому бур потрібно виготовляти з дорогого спеціалізованого сплаву, такого як титан.

Приблизно на глибині 2 900 км бур пройде мантію і досягне ядра Землі. За даними Каліфорнійської академії наук, зовнішнє ядро складається в основному з рідкого заліза та нікелю. Його температура при цьому коливається у межах 4-5 тисяч градусів. Просвердлити цей розплавлений гарячий залізо-нікелевий сплав буде особливо складно. Як прогнозує професор геохімії британського Університету Саутгемптона Деймон Тігл, буріння цього шару буде схожим на свердління рідини. А речовина такої температури розплавить будь-який бур, якщо не закачувати у отвір величезну кількість холодної води.

На глибині 5 000 км бур досягне внутрішнього ядра, де тиск настільки великий, що, незважаючи на гарячі температури, нікелеве та залізне ядро залишається твердим. Вчені оцінюють його приблизно у 350 гігапаскалів, або в 350 мільйонів разів більше за атмосферний тиск.

Весь цей час бур притягуватиметься до ядра гравітацією Землі. І у центрі ядра виникнуть умови, схожі на невагомість. Все тому, що тяжіння маси Землі буде однаковим у всіх напрямках, сказав Вілсон.

Коли ж інструмент все ж пройде ядро і продовжить рух до іншої сторони планети, сила тяжіння зміниться щодо положення бура, і почне тягнути його назад до ядра. А отже доведеться працювати проти гравітації, щоби досягти поверхні Землі з протилежного боку. А для цього знадобляться додаткові зусилля.

Раніше OBOZ.UA розповідав, що у Землі буде шанс пережити загибель Сонця, але хорошою новиною для людства це назвати важко.

Підписуйтесь на канали OBOZ.UA в Telegram і Viber, щоб бути в курсі останніх подій.