Relatert innhold
- Spør Smithsonian: Kunne vulkanen under Yellowstone nasjonalpark noen gang utbrudd?
- Spør Smithsonian: Hvorfor elsker vi søppelmat så mye?
- Spør Smithsonian: Vil det skjeve tårnet i Pisa noen gang velte?
- Spør Smithsonian: Hvordan holder en satellitt seg opp?
Hvor lavt kan vi gå? Det er utfordringen som forskere over hele verden har tatt opp i løpet av de siste fem tiårene, hvor hver enkelt søker å bore et hull som vil gå dypere enn før.
Målet: Jordens mantel. Mantelen utgjør 40 prosent eller mer av planeten, som har en radius på 4000 miles. Den 1.800 mil tykke mantelen sitter - eller mer nøyaktig, hever seg opp og ned - rett under jordskorpen og over jordens kjerne. Skorpen er bare en liten del av planeten - i gjennomsnitt tre til 25 mil tykk.
Mantelen er den viktigste motoren som driver planetens konstante utvikling og inneholder en geologisk oversikt over store deler av jordas historie.
"Hvis vi har bedre kunnskap om hva mantelen er og hvordan mantelen oppfører seg, har vi bedre kunnskap om vulkaner og jordskjelv, og bedre kunnskap om hvordan planeten som helhet fungerer, " sa Benjamin Andrews, forskningsgeolog og en kurator for National Rock and Ore Collection på Smithsonians National Museum of Natural History.
Forskere tok sin første sprekk ved mantelen i 1958 med Project Mohole. Amerikanske ingeniører boret gjennom stillehavsbunnen utenfor Guadalupe, Mexico. Men kongressen avbrutt finansieringen i 1966 før borerne noen gang nådde mantelen.
Jakten på å bore dypere skapte en global vitenskapelig konkurranse som tilsvarer Space Race. I 1970 tok sovjetiske geologer på seg utfordringen og satte sine øvelser over Kola-halvøya, som stikker østover ut av den skandinaviske landmassen.
Kola Superdeep Borehole var bare 9 tommer i diameter, men 12.262 meter regjerer som det dypeste hullet. Det tok nesten 20 år å nå den dybden på 7, 5 kilometer - bare halve avstanden eller mindre til mantelen. Blant de mer interessante funnene: mikroskopiske planktonfossiler funnet på fire miles down. Kola-hullet ble forlatt i 1992 da borerne møtte høyere temperaturer enn forventet - 356 grader Fahrenheit, ikke de 212 grader som var kartlagt.
Varmen skader kaos på utstyr. Og jo høyere varmen er, desto mer flytende er miljøet, og desto vanskeligere er det å opprettholde boringen, sa Andrews. Det er som å prøve å holde en grop i sentrum av en gryte med varm suppe.
I 1990 begynte tyske forskere det tyske kontinentale dypboringsprogrammet i Bayern. Forskerne gikk gjennom seismiske plater og møtte temperaturer så høye som 600 grader F. De klarte å komme seg ned omtrent seks mil før de gikk tom for midler. Men de hentet ny kunnskap om seismisk aktivitet og jordskorpens sammensetning.
Ikke overraskende - fordi jordskorpen er tynnere - har noen dype hull kjørt seg gjennom havbunnen. Det spesialiserte japanske boreskipet Chikyu hevder rekorden for det dypeste offshore-hullet som er boret for vitenskapelige formål - omtrent 10.000 fot (under 2 miles) under havbunnen, ifølge James F. Allan, programleder for Ocean Drilling Program ved National Science Foundation .
Olje- og gassindustrien hevder også noen dype hull, på land og offshore. BPs Deepwater Horizon har offshore-rekorden. Boreriggen - tapt i en eksplosjon i 2010 - klarte å komme rundt 30 000 fot under havet, eller omtrent 5 mil.
Nå forsøker det internasjonale laget som sponser Chikyu å toppe alle tidligere rekorder. Integrated Ocean Drilling Program har vært i drift siden 2003 og er hovedsakelig finansiert av det japanske departementet for utdanning, kultur, sport, vitenskap og teknologi og US National Science Foundation. Støtter også utlån: European Consortium of Ocean Research Drilling, Folkerepublikken Kina, Republikken Korea, India, Australia og New Zealand, og Forbundsrepublikken Brasil.
Innsatsen forventes å ta mange, om ikke flere titalls år, og kan kreve 1 milliard dollar. Chikyu er i stand til å frakte opptil 6 mil med borerør om gangen. Men borkronene har en begrenset levetid, og høye temperaturer kan deformere biter og rør, for ikke å snakke om å skape et rot ut av borehullet. Temperaturer kan treffe 1600 F der jordskorpen møter mantelen, og så høye som 4000 grader i bunnen av mantelen.
Å bore til så store dybder krever kartlegging og seismologistudier, men selv med disse guidene, "noen ganger slår vi en overraskelse, " sa Andrews.
Til syvende og sist er det en oppdagelsesreise. "En del av hvorfor du borer er fordi du vil finne ut hva som er der nede, " sa han.
Det er din tur til Ask Smithsonian
