Tudja-e, hogy van a Mariana-ároknál is mélyebb lyuk a Földön?

Utazás a Föld mélyébe. A Kola-félszigeti több mint 12 kilométer mély fúrólyuk fotója

A Föld legmélyebb természetes pontja a Csendes-óceán délnyugati medencéjében fekvő Mariana-árokban található. A 11 034 méter mély Challenger-szakadék azonban korántsem tekinthető földünk felszíntől mért legmélyebb pontjának.

Hidegháborús versengés a tudomány szolgálatában

A földfelszínről fúrt legmélyebb mesterséges lyuk a hidegháborús korszak két szuperhatalma, az Egyesült Államok és a Szovjetunió között az 1950-es évek végétől kibontakozó technológiai-tudományos versengésnek köszönheti létét.

Gagarin volt az első ember, aki 1961. április 12-én kijutott a kozmoszba Forrás: Origo

Az űrversenyben a Szputnyik-1 1957. október 4.-én történt földkörüli pályára állításával, majd az első ember, Jurij Gagarin 1961. április 12-i űrrepülésével a Szovjetunió átmeneti előnybe került Amerikával szemben, ám a Hold meghódításáért folytatott versenyben az Egyesült Államok az Apolló-11 asztronautáinak 1969. július 20-i Holdra lépésével átvette a vezetést.

Az Apolló-11 személyzete (balról jobbra), Neil Armstrong, Michael Collins, és Edwin Aldrin. 1969-ben a Holdra szállással Amerika vette át a vezető szerepet a Szovjetunióval folytatott űrversenyben Forrás: NASA

A két nagyhatalom közötti versengés azonban nem csak a világűrben, hanem a Föld mélyén is folytatódott.

Az 1950-es évektől a földtudományokban is látványos forradalom vette kezdetét.

Az 1960-as évekre végleges létjogosultságot nyert a modern lemeztektonikát megalapozó, Alfred Wegener német meteorológus, sarkkutató és geológus 1911-ben publikált és sokáig eretnek teóriának tartott kontinensvándorlási elmélete.

Alfred Wegener német geológus és sarkkutató nevéhez fűződik a kontinensvándorlás elmélete Forrás: Wikimedia Commons

Az amerikai Nemzeti Tudományos Alap, a Scripps Oceanográfiai Intézet és a Kalifornia Egyetem tudománytörténeti jelentőségű vállalkozása, az 1968-ban elindított Deep Sea Drilling Program (Mélytengeri Fúrási Program) a földtudományok történetében első alkalommal végzett az óceáni kéregbe mélyített tudományos célú fúrásokat,

amelyek bebizonyították az óceáni aljzat tágulását,

és ezzel a lemeztektonikai modell érvényességét.

A Glomar Challenger oceanográfiai kutatóhajó, az 1968-ban elindított Mélytengeri Fúrási Program kutatási platformja. A kutatóhajó óceáni aljzatba mélyített fúrásai bizonyították be a lemeztektonikai elmélet helyességét Forrás: Wikimedia Commons

A technológiai fejlődésnek köszönhetően lehetővé vált, hogy a tudósok egyre mélyebbre hatoljanak le a földkéregbe, számos új ismerettel gyarapítva tudásunkat.

Elindul a szovjet-amerikai ki tud mélyebbre fúrni verseny

Az 1957-es Nemzetközi Geofizikai Év kiváló alkalmat nyújtott a két világhatalom közötti demonstratív tudományos versenyhez, amelynek a képletesen „ki tud mélyebbre fúrni" című projekt az egyik igen látványos fejezetét alkotta.

1958-ban indították el az amerikai Project Mohole mélyfúrási programot Forrás: New Scientist

Az 1958-ban elindított amerikai Project Mohole kutatási programnak az volt a perespektivikus célja, hogy a földkéregbe mélyített furásokkal elérjék, de legalább is megközelítsék a szilárd kéreg, és a forró, olvadt kőzetanyagból álló földköpeny határterületét alkotó asztenoszférát.

Az atomszféra és a Föld belső felépítését ábrázoló grafika Forrás: Wikimedia Commons

A biztató kezdet és az ígéretes eredmények ellenére azonban finanszírozási gondok miatt lassan elhalt a kutatási program.

Mindenesetre egészen 1979-ig az amerikaiak tartották a mélyfúrási világrekordot,

az oklahomai Bertha Rogers mélyfúrás 9 583 méterével. Azonban a szovjet mérnökök és földtudósok sem sokáig tétlenkedtek.

Az orosz kutatók 1970-ben fogtak hozzá a grandiózus mélyfúrási projektjükhöz Forrás:Туристический портал Мурманской области

Az 1970 májusában elkezdett „Szupermély fúrás a Kola-félszigeten", rövidített nevén az SzG-3 projekt (oroszul: Кольская сверхглубокая скважина, СГ-3 ) igen ambiciózus céllal rendelkezett:

egészen 15 ezer méter mélyre szerettek volna lejutni a kísérleti fúrásokkal.

Amennyiben sikerült volna megvalósítani az eredeti célkitűzést, a kutatások történetében először érték volna el a kéreg és a felső köpeny határát jelentő Mohorovičić-felületet.

(A földkéreg a Föld legkülső kőzetburka. A köpeny és kéreg határterületét az átlagosan 30-40 kilométer mélységben húzódó Mohorovičić-felület jelenti. A földfelszín egyes pontjain azonban a kéreg az átlagnál vékonyabb, ezért itt a Moho-felület is feljebb található.)

A Mohorovičić-felület, a szilárd kéreg valamint a viszkóz felső köpeny, az asztenoszféra közötti határ nem egyenletes mélységben húzódik a felszínhez képest. A vékony óceáni kéreg alatt kerül legközelebb a felszínhez Forrás: QDL

E szempont figyelembe vételével a fúrás helyszínét a murmanszki területhez tartozó, és a Barents-, valamint a Fehér-tengert elválasztó Kola-félszigeten, Zapoljarnij várostól 10 kilométeres távolságra jelölték ki.

Fúrás az ismeretlen mélységekbe

A történelmi jelentőségű fúrási munkálatokat 1979. május 24-én kezdték el az erre a célra kifejlesztett Uralmas-4E, illetve később a továbbfejlesztett Uralmas 15000 fúrótornyokkal. Sok volt a kísérleti mélyfúrást övező kérdés,

hiszen a kéreg tíz kilométer alatti mélységeiben uralkodó viszonyokról még nem volt átfogó képe a tudósoknak.

A Kola-félszigeti kutatócsoportnak 1983-ban sikerült elérnie az addig hihetetlen 12 ezer méteres mélységet.

A kutatócsoport 1983-ban elérte a 12 ezer méteres mélységet Forrás: Туристический портал Мурманской области

Egy évvel később megpróbálták mélyíteni a fúrólyukat, hogy tovább haladhassanak a végcélként kitűzött 15 ezer méteres mélység felé. Ám az 1984. szeptember 27-én újraindított fúrás alkalmával 12 066 méteren elcsavarodott a fúrócső, és egy 5000 méter hosszú darabja le is szakadt. Ezért fel kellett függeszteni, és újra kellett tervezni a munkálatokat.

Az Uralmas fúróberendezés tornya a Kola-félszigeten Forrás: Wikimedia Commons

A kialakult helyzetre figyelemmel később 7000 méterről indították el ismét a fúrást.

Az 1989-ben végrehajtott fúrásoknak végül 12 262 méterig sikerült a földkéregbe hatolniuk, ez pedig abszolút rekordnak számított.

Tudománytörténeti mérföldkő: fúrómag 12 kilométeres mélységből Forrás: Мешок

A sikeren felbuzdulva a tudósok úgy tervezték, hogy a következő évben elérik a 13 ezer, majd legkésőbb 1993-ban a hőn áhított végcélt, a 15 ezer méteres mélységet. A természet azonban közbeszólt az ambiciózus cél eléréséért folytatott kísérletbe.

Csak egy rozsdás vasfedő jelzi a Föld legmélyebb pontját

A fúrási eredményekből ugyanis kiderült, hogy

13 ezer méter körüli mélységben a számított 100 Celsius foknak csaknem duplájára, 180 fokra emelkedik a hőmérséklet,

ami már annyira megviseli a technikát, hogy nem folytatható tovább eredményesen a fúrás.

A kutatócsoport tagjai a 11 ezer méteres mélység elérését ünneplik Forrás: Туристический портал Мурманской области

Az új mérési adatok pedig azt mutatták, hogy a tervezett 15 ezer méteres mélységben 300 fokra emelkedik a hőmérséklet, ezért 1992-ben feladták a munkálatok folytatását..

Utazás a Föld mélyébe. A Kola-félszigeti több mint 12 kilométer mély fúrólyuk fotója Forrás: Подземный эксперт

2008-ban a svájci Transocean Ltd. szakemberei a Maersk Oil olajvállalat megbízásából a Perzsa-öbölben a katari partoktól mintegy 90 kilométeres távolságra egy kutatófúrás során 12 289 méter mélységet értek el , igaz, hogy a tenger felszínétől mérve a függőleges távolságot.

A Maersk Oil megbízásából a Perzsa-öbölben 12 289 méter mélyre hatolt le egy kutatófúrás (a kép illusztráció) Forrás: Pinterest

Ezzel együtt, a Kola-félszigeti fúrást tekinthetjük a szárazföldi térszínről eddig legtovább mélyített fúrásnak.

Az extrém fúrás számos új felfedezéssel gazdagította a tudományt. Így többek között 6,4 kilométeres mélységben 2 milliárd éves kitűnő állapotban fennmaradt plankton-fosszíliákat tudtak azonosítani, és azt is megállapították, hogy több kilométer mélyen a hihetetlen nyomáson a kőzetekből kipréselődött, cseppfolyós állapotú víz található.

Ez a rozsdás fedő jelzi napjainkban a földfelszínről mélyített legmélyebb lyuk helyét Forrás: Геокэшинг

Ezen kívül a kísérleti fúrások több új felismerést hoztak a szeizmikus lökéshullámok terjedésének pontosabb megértésében is. Az egykori kutatóközpont napjainkban elhagyatottan áll a kietlen sarkköri vidéken, és a földfelszínről fúrt legmélyebb lyuk helyét csupán az azt eltakaró alig 30 cm átmérőjű rozsdás fedő jelzi.