Нирок вглиб Землі
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Спробу пірнути вглиб Землі – ні більше ні менше! – збираються зробити вчені. Всі попередні спроби проникнути якомога далі вглиб земної кори відбувалися, як відомо, за допомогою буріння. Але пройти буром всю земну кору і досягти мантії – завдання незвичайно важке. Колона бурових труб повинна мати в довжину три десятки кілометрів! Навіть якщо припустити неймовірне – що земні надра не містять ніяких сюрпризів, що не трапиться ніяких аварій та неполадок, – скільки разів потрібно піднімати і опускати цю колону для зміни спрацьованого бурового інструменту!
Американці намагалися скоротити шлях крізь тверді породи, почавши буріння не на суші, а в океані, де товщина кори в 2 – 3 рази менше. Спроба скінчилася невдачею. Виявилося, що човен, які б заходи не приймалися для того, щоб утримати його в нерухомості, – занадто нетверда основа для бурової установки.
Зараз у подорож вглиб Землі поряд із буровиками, включаються атомники. Природно, що і методи у них зовсім інші. Комісія з атомної енергії США збирається досягти межі між норою і мантією, так званого шару Мохоровичича, не за допомогою підводних човнів, а за допомогою «підземного човна», винайденого співробітником Комісії Вільямсом М. Адамсом.
Це автоматичний ядерний підземний корабель, який буде «прошивати земну нору, як голка прошиває тканину». І, дійсно, він буде схожий на гігантську голку. Середину його складе голчастий реактор, де розпад ядер створить високу температуру. Термоізоляція з боків повинна направляти потужний потік тепла вниз і вгору.
Знизу до реактора примикає масивне важке металеве вістря, що служить підземному човну баластом. Верхню частину голки утворює об’ємистий поплавок, де влаштовано лабораторне відділення з датчиками і реєструючими приладами, пристосованими для роботи в умовах незвичайних температур і тисків.
…Отже, човен-голка націлена прямо вниз, до центру Землі. Реактор включений, температура вістря піднімається до 1100 градусів і вище. Гірські породи навколо нього плавляться і важкий баласт захоплює всю махину вниз, крізь розплав.
Ось човен вже глибоко під землею. Розплавлені породи утворюють навколо неї озеро рідкої лави. Поплавок забезпечує голці незмінне вертикальне положення, а важкий розпечений ніс плавить розм’якшує і розсовує все нові верстви кори. Тим часом, в міру занурення човни, лава зверху поступово застигає. Підземне озеро рухається вниз разом з човном.
І ось земна нора пройдена. Про те, щоб йти глибше, поки мови немає. Ми ще занадто погано уявляємо собі, що знаходиться далі. Голка прошила земну кору, в лабораторному відсіку накопичилися безцінні записи показань всіляких приладів.
Але… над човном пласт в тридцять тисяч метрів гірських порід, більш міцних, ніж до початку рейсу: тепер навіть пухкі осадові породи сплавилися на суцільний литий масив… Ні! Записи та сам човен не пропадуть для науки. Непотрібне вже важке вістря відділяється, і поплавець піднімається з реактором до стелі печери, заповненої розплавом. Далі все протікає, як при спуску, але у зворотному напрямку. Поплавок напружений до тієї ж температури, що і ніс. Впираючись у стелю, він плавить її і витягує човен все вище, поки, нарешті, десь недалеко від місця старту не виникає серед рівнини озерце розпеченої лави і з нього не висунеться кінець човна-голки, що побувала по обидві сторони земної кори.
Коли це буде? Чи так гладко пройде? І чи буде взагалі? Важко сказати. Величезні технічні проблеми стоять на шляху створення підземного човна. Тут, до речі, викладено лише найперший, «боязкий» проект. У описаного човна немає іншого двигуна, крім сили тяжіння. Адже ядерна енергія може послужити не тільки для розплавлення порід, але й для того, щоб рухати підземний корабель в будь-якому напрямку.
Може бути, подолання твердої земної нори стане коли-небудь лише найбільш важким і повільним початковим і кінцевим етапами подорожі. Сама ж вона буде відбуватися набагато швидше в рідкій або напіврідкій магмі, з якої, ймовірно, складається мантія. Хто знає, не досягнуть чи «подзем снаряди» такої величини, а термоізоляція такої кількості, що з’являться відсіки, куди за довгі місяці не зможе пробратися навколишній їх жар. Тоді в «підкіркових» подорожах зможуть взяти участь не тільки прилади, а й люди.
Автор: Павло Чайка, головний редактор журналу Пізнавайка
При написанні статті намагався зробити її максимально цікавою, корисною та якісною. Буду вдячний за будь-який зворотний зв'язок та конструктивну критику у вигляді коментарів до статті. Також Ваше побажання/питання/пропозицію можете написати на мою пошту pavelchaika1983@gmail.com або у Фейсбук.