Путешествие к центру Земли состоится

В следующем году международная группа ученых планирует начать амбициозный проект под названием «Mohole to Mantle», который можно перевести как «путешествие к центру Земли». В случае успешной реализации проекта, ученые планируют к 2020 году достичь мантии. И если это действительно случится, то в руки специалистов попадет интереснейший материал, который расскажет, как устроена земная мантия. Таким образом, ученые смогут подтвердить или опровергнуть теоретические гипотезы о структуре недр нашей планеты.

Самой большой проблемой на данный момент является изготовление специального бура, который сможет работать в условиях твердых магматических пород с нужной скоростью длительное время. На данный момент существует бур диаметром 30 см, который в течение 50 часов может проводить процесс бурения твердых магматических пород со скоростью 1 м/ч. Но этого явно недостаточно, чтобы достичь уровня мантии Земли. Кроме этого, материал бура должен выдерживать температуры до 250 градусов по Цельсию при давлении в 2000 Бар. Тем не менее, в 2011 году фирма Blade Energy, занимающаяся техподдержкой данного проекта, заявила, что такой бур сделать возможно.

Первые попытки достичь мантии Земли начались в начале прошлого века. В 1904 году хорватский исследователь А. Мохоровичич сделал открытие, что, вызванные землетрясениями, сейсмические волны распространяются с разной скоростью в различных земных слоях – более высокой скоростью распространения обладают слои, расположенные ниже 30 км отметки. Эта граница впоследствии получила название «рубеж Мохоровичича», и определяет она верхнюю границу мантии.

Позже ученые выяснили, что в некоторых местах земная мантия подходит еще ближе к поверхности Земли – на дне океанов есть определенные участки, где мантия лежит всего в 5 км от земной коры. Именно в этих местах легче всего добраться до заветной цели.

Первая серьезная попытка достичь земной мантии была осуществлена примерно полвека назад. В середине прошлого века американские ученые Гарри Гесс и Уолтер Мунк осуществили экспедицию на буровом судне в Карибское море. В районе острова Гваделупа исследователям удалось пробурить земную кору на глубину 183 метра. Однако, технологии тех времен еще не умели удерживать буровое судно на одном месте в открытом море, поэтому, дальнейшую работу исследователям пришлось свернуть. Тем не менее, полученные во время экспедиции материал был поистине уникальным.

К сожалению, в дальнейшем перспективный проект был закрыт. Следующая попытка достичь земной мантии была осуществлена относительно недавно – в начале 21 века. На побережье Коста-Рики была пробурена скважина глубиной 1507 метров, которая наиболее близко подошла к рубежу Мохоровичича, который в тех местах располагался на глубине 5,5 км.

Теперь ученые настроены решительно. Бурение будет проводиться с борта японского судна «Тикю» в месте разлома, вызвавшего разрушительное землетрясение Тохоку в 2012 году. В процессе бурения специалисты планируют получить чистые мантийные породы, которые до сих пор были полной загадкой для них. А ведь на мантию приходится более двух третей массы нашей планеты. И до сих пор в руках исследователей нет ни одного чистого образца мантии. Конечно, в процессе тектонических преобразований отдельные мантийные породы оказываются на поверхности Земли, но они все загрязнены. А те открытые мантийные породы, которые встречаются на дне океанов, при контакте с морской водой за много лет значительно изменили свой первоначальный состав. Вот и получается, что, не имея на руках чистых мантийных пород, ученые не могут подтвердить даже простые факты, такие как состав мантии и способы ее формирования.

Если ученым удастся добраться до чистых мантийных пород, то есть все шансы выяснить процесс мантийной конвенции, который влияет на дрейф континентов, и служит причиной землетрясений и извержения вулканов. Специалисты смогут ответить на многие вопросы, касающиеся формирования нашей планеты: когда Земля разделилась на ядро, мантию, кору; когда началась и когда закончится тектоника плит; каким образом вода, углекислый газ передаются в земную кору, влияя на глобальные геохимические циклы.

Недавно была выдвинута гипотеза, что мантия не является безжизненной. Основана она была на открытии Таллиса Онстотта из Пристонского университета, который в 2011 году в южноафриканской золотоносной шахте обнаружил круглых червей на глубине 4000 метров. Ученый установил, что некоторые бактерии могут существовать на глубине до 5000 метров, поскольку высокое давление на больших глубинах, губительное для человека, никак не влияет на микроорганизмы. Лабораторные испытания показали, что микробы спокойно переносят давления в тысячи атмосфер. Так, в свое время, бактерии были обнаружены на дне Марианской впадины, на глубине 11 км, где давление превышает давление на рубеже Мохоровичича. Существует мнение, что высокое давление даже помогает бактериям выжить, поскольку в условиях высокого давления вода не закипает до довольно высоких температур.

Поэтому, если в ходе буровых работ ученым удастся обнаружить живые организмы в чистых мантийных породах, то это безоговорочно подтвердить гипотезу Нормана Слипа о том, что весь азот в мантии произошел от аммония, который вырабатывался на протяжении миллиардов лет живыми существами.