راز بزرگ زمین / مرکز زمین چه چیزی پنهان شده است؟

بسیاری از لایه‌های زمین از دید پنهان هستند. اما اگر بتوانیم مرکز سیاره را به سمت دیگر حفاری کنیم، چه؟ با چه نیروها و دماهای شدیدی در اعماق سیاره مواجه خواهیم شد؟

کد خبر: ۸۱۴۲۹۹

۲۶ آذر ۱۴۰۲

به گزارش اقتصاد آنلاین به نقل از خبرآنلاین، فشار شدید و دمای متورم با سفر به لایه‌های زمین و خارج شدن از سمت دیگر همراه است. با این حال، این سفر تنها در داستان‌های علمی تخیلی امکان پذیر است. حتی اگر حفاری در زمین علمی تخیلی باقی بماند، دانشمندان بر اساس تجربیات دیگر پروژه‌های حفاری، ایده‌هایی درباره آنچه ممکن است رخ دهد، دارند.

قطر زمین ۱۲۷۵۶ کیلومتر است، بنابراین حفاری در سراسر این سیاره به یک مته عظیم و ده‌ها کار نیاز دارد. طبق گفته سازمان زمین شناسی ایالات متحده، اولین لایه‌ای که از آن حفاری می‌شود، پوسته است که حدود ۱۰۰ کیلومتر ضخامت دارد. فشار اتمسفر با حرکت مته دورتر زیر زمین افزایش می‌یابد. هر ۳ متر سنگ برابر است با حدود ۱ فشار اتمسفر، فشار در سطح دریا. وقتی در مورد تعداد زیادی کیلومتر صحبت می‌کنید، این خیلی سریع اتفاق می‌افتد.

عمیق‌ترین چاله ساخت بشر امروزی چاله فوق عمیق کولا در روسیه است که ۱۲.۲ کیلومتر عمق دارد. در پایین آن، فشار ۴۰۰۰ برابر سطح دریا است. به گزارش ورلد اطلس، نزدیک به ۲۰ سال طول کشید تا دانشمندان به این عمق دست یابند. طبق داده‌های لایه زمین از USGS، این هنوز بیش از ۸۰ کیلومتر از لایه بعدی، گوشته فاصله دارد. گوشته لایه‌ای از سنگ تیره و متراکم به ضخامت ۲۸۰۰ کیلومتر است که تکتونیک صفحه را به حرکت در می‌آورد.

مرز بین گوشته و هسته موهو «ناپیوستگی موهورویچیچ» نامیده می‌شود. دانشمندان برای اولین بار در دهه ۱۹۵۰ و ۱۹۶۰ با پروژه موهول تلاش کردند تا اینجا را از طریق بستر دریا کاوش کنند، اما ناموفق بودند.

سوراخی که در تلاش برای حفاری در سیاره ایجاد می‌شود، فرو می‌رود، مگر اینکه به طور مداوم مایع حفاری را به داخل سوراخ پمپ کنیم. در حفاری در اعماق دریا و چاه نفت، این مایع ترکیبی از گل است که شامل مواد معدنی سنگین مانند باریم است. وزن سیال فشار داخل سوراخ را با فشار سنگ اطراف متعادل می‌کند و از فروریختن سوراخ جلوگیری می‌کند.

سیال حفاری دو نقش دیگر را ایفا می‌کند: مته را تمیز می‌کند تا از شن و ماسه و شن و ماسه ماشین آلات پرتاب نشود و به کاهش دما کمک می‌کند، اگرچه خنک نگه داشتن مته در درونی‌ترین لایه‌های زمین تقریبا غیرممکن خواهد بود. به عنوان مثال، دمای گوشته ۲۵۷۰ درجه فارنهایت برابر با ۱۴۱۰ درجه سانتیگراد است. فولاد ضد زنگ ذوب می‌شود، بنابراین این مته باید از یک آلیاژ تخصصی گران قیمت مانند تیتانیوم ساخته شود.

پس از عبور از گوشته، مته در نهایت در حدود ۲۸۹۶ کیلومتر پایین به هسته زمین می‌رسد. طبق گفته آکادمی علوم کالیفرنیا، هسته بیرونی عمدتا از آهن و نیکل مایع ساخته شده است و بسیار داغ است و دمای آن بین ۷۲۰۰ تا ۹۰۰۰ فارنهایت برابر با ۴۰۰۰ تا ۵۰۰۰ درجه سانتیگراد است. حفاری از طریق این آلیاژ داغ و مذاب آهن نیکل بسیار دشوار خواهد بود. این باعث ایجاد طیف وسیعی از مسائل می‌شود. هسته خارجی آتشین مانند حفاری در یک مایع است و احتمالاً مته را ذوب می‌کند مگر اینکه آب سرد به پایین پمپ شود.

سپس، پس از طی ۵۰۰۰ کیلومتر، مته به هسته داخلی می‌رسد، جایی که فشار آنقدر شدید است که با وجود دمای سوزان، هسته نیکل و آهن جامد باقی می‌ماند. این فشار چیزی حدود ۳۵۰ گیگا پاسکال یا ۳۵۰ میلیون برابر فشار اتمسفر است. در تمام این مدت مته توسط گرانش زمین تا هسته پایین کشیده می‌شود. در مرکز هسته، گرانش مشابه قرار گرفتن در مدار خواهد بود، به طور موثر بی وزن که به این دلیل است که کشش جرم زمین در همه جهات برابر است.

سپس همانطور که مته به سمت دیگر سیاره ادامه می‌یابد، کشش گرانش نسبت به موقعیت مته تغییر می‌کند و عملاً آن را دوباره به سمت هسته می‌کشد. مته باید در برابر گرانش کار کند زیرا به سمت سطح رانده می‌شود، از طریق هسته بیرونی، گوشته و پوسته به عقب برمی‌گردد تا سفر رو به پایین را معکوس کند. اگر همه این موانع برطرف شوند، وقتی به نقطه میانی رسیدید، بزرگترین مشکل این است که هنوز «راه زیادی در پیش دارید» تا به طرف دیگر برسید.