A Föld számos rétege rejtve van a szemünk elől. De mi lenne, ha át tudnánk fúrni a bolygó közepét, hogy eljussunk a Föld átellenes pontjára? Milyen szélsőséges erőkkel és hőmérsékletekkel találkoznánk a bolygó mélyén?
Bár a bolygó átfúrásának elmélete továbbra is csak a tudományos ábrándozás szintjén marad, a tudósoknak az eddig végzett fúrási tapasztalatai alapján van néhány elképzelésük arról, hogy mivel járna egy ilyen hihetetlen projekt.
Oroszországban már megpróbálták a lehetetlent, de csak 12 kilométerig jutottak
Csakhogy némi elképzelésünk legyen az alapokról: a Föld átmérője 12 756 kilométer, így a bolygó teljes átfúrásához egy gigantikus fúróra és több évtizedes munkára lenne szükség.
Az első réteg, amelyet át kell fúrni, a kéreg, amely az amerikai földtani intézet szerint körülbelül 100 km vastag. Ahogy a fúró egyre mélyebbre jut a föld alatt, folyamatosan nő a nyomás.
„Minden három méternyi kőzetréteg nyomása megegyezik a normál légköri nyomással a tengerszinten” – mondta Doug Wilson, a Santa Barbara-i Kaliforniai Egyetem kutató geofizikusa a Live Science-nek. „Ez nagyon gyorsan összeadódik, ha nagyszámú kilométerről beszélünk” – mondta.
A legmélyebb ember által készített lyuk jelenleg az oroszországi Kola Superdeep Borehole, amely 12,2 km mély. A fenekén a nyomás négyezerszerese a tengerszintinek. A World Atlas szerint a tudósoknak közel 20 évükbe telt, hogy elérjék ezt a mélységet. És ez – az USGS földréteg-adatai szerint – még mindig csak alig valamivel több mint 80 kilométerre van a következő rétegtől, a köpenytől, amely egy 2800 km vastag, sötét, sűrű kőzetréteg.
A köpeny és a mag közötti határt „Moho”-nak nevezik (a Mohorovičić diszkontinuitás után). A tudósok először az 1950-es és 1960-as években próbáltak itt ásni a mélytengerfenéken keresztül a Mohole projekt keretében, de nem jártak sikerrel.
Fúrófolyadék nélkül nem jutunk messzire
A bolygó átfúrása során készített lyuk beomlana, hacsak nem pumpálnánk folyamatosan fúrófolyadékot a lyukba. A mélytengeri és olajkútfúrásoknál ez a folyadék egy olyan iszapkeverék, amely nehéz ásványi anyagokat, például báriumot tartalmaz. A folyadék súlya kiegyenlíti a lyukban lévő nyomást a környező kőzet nyomásával, és megakadályozza, hogy a lyuk beszakadjon – magyarázta Wilson.
A fúrófolyadék két további szerepet tölt be: Tisztítja a fúrófejet, hogy megakadályozza, hogy a homok és a kavics eltömítse a gépezetet, és segít csökkenteni a hőmérsékletet, bár a Föld legbelső rétegeiben szinte lehetetlenné válna a fúrógép hűtése. A köpeny hőmérséklete 1410 Celsius-fok. A rozsdamentes acél megolvadna, ezért ezt a fúrót drága speciális ötvözetből, például titánból kellene készíteni.
A magban felfoghatatlan körülmények uralkodnak
A köpeny hőmérséklete például perzselő 2570 Fahrenheit-fok (1410 Celsius-fok). A rozsdamentes acél megolvadna, ezért ezt a fúrót drága speciális ötvözetből, például titánból kellene készíteni – mondta Wilson.
A köpenyen átjutva a fúró végül elérné a Föld magját, körülbelül 3000 km mélységben. A külső mag főként folyékony vasból és nikkelből áll, hőmérséklete pedig 4000 és 5000 °C között mozog. Ezen a forró, olvadt vas-nikkel ötvözeten keresztül fúrni különösen nehéz lenne.
„Ez egy sor problémát okozna” – mondta Damon Teagle, a brit Southamptoni Egyetem geokémiai professzora a Live Science-nek. A tüzes külső mag olyan lenne, mintha folyadékon keresztül fúrnánk, és valószínűleg megolvasztaná a fúrót, hacsak nem pumpálnánk lefelé hideg vizet.
3000 mérföld (5000 km) után a fúró elérné a belső magot, ahol a nyomás olyan erős, hogy a perzselő hőmérséklet ellenére a nikkel- és vasmag szilárd marad. „Valóban leírhatatlan nyomáson lennénk, körülbelül 350 gigapascal, vagyis a légköri nyomás 350 milliószorosa” – mondta Teagle.
Súlytalanság a mag közepén
„A Föld gravitációja a fúrót egész idő alatt lefelé húzná a magba. A mag közepén viszont a gravitáció olyan lenne, mintha a Föld körüli pályán lennénk – gyakorlatilag súlytalanok lennénk. Ez azért van, mert a Föld tömegének vonzása minden irányban egyenlő lenne” – mondta Wilson.
Aztán ahogy a fúró tovább halad a bolygó másik oldala felé, a gravitáció vonzása a fúró helyzetéhez képest megváltozik, és gyakorlatilag ismét „lefelé” húzza a mag felé. A fúrónak a gravitáció ellen kell dolgoznia, miközben „felfelé” nyomul a felszín felé, vissza a külső magon, a köpenyen és a kéregen keresztül, hogy megfordítsa a lefelé vezető utat.
„Ha mindezeket az akadályokat leküzdjük, a legnagyobb probléma a középpont elérése után az, hogy még mindig hosszú út állna előttünk, hogy elérjük a másik oldalt” – mondta Teagle.
