Naukowcy przygotowują się na wycieczkę do płaszcza Ziemi

Z pomocą japońskiego statku do wierceń głębinowych „Chikyu” naukowcy przygotowują się do błędu, który spowodował trzęsienia ziemi Tohoku w ubiegłym roku.

Naukowcy będą chodzić aż do płaszcza, którego nikt jeszcze nie udało.

Statek "Chikyu" (fot Integrated Ocean Drilling Program).

Wideo: we wnętrzu Ziemi. Co znajduje się w skorupie ziemskiej? W jaki sposób Ziemia. Dokument o przestrzeni

Jeśli projekt otrzyma zielone światło, będzie to jeden z najwybitniejszych osiągnięć w nauce, porównywalny z lotem na Księżyc. Uzyskane dane można włączyć ideę ewolucji i struktury Ziemi. Istnieje nawet prawdopodobieństwo, że znajdziemy coś nieoczekiwanego.

Geolodzy nie po raz pierwszy chciał dostać się do głębi naszej planety. W 1909 godu Chorwacki Meteorological Andrij Mohorovičić odkryli, że fale sejsmiczne wywołane przez trzęsienie ziemi rozprzestrzeniać się znacznie szybciej w warstwach usytuowanych poniżej 30 km, niż górna. Mówi o innym składzie i innych właściwości fizycznych skał na tej głębokości. Przełom został nazwany na cześć odkrywcy, i od tamtej pory uważana górna granica płaszcza.

Teraz geolodzy wiedzą, że górna część płaszcza leży 30-60 km pod powierzchnią, aw niektórych obszarach dna morskiego - tylko 5 km. Procesy zachodzące tam przesunąć litosfery platform wyzwolić trzęsienia ziemi i wulkany stworzyć.

Kolejnym krokiem na drodze do płaszcza powstał pod koniec 1950 roku. Chociaż teoria tektoniki płyt była jeszcze w gorącym etapie dyskusji. Harry Hess i jej zwolennicy twierdzili, że inne gorące prądy konwekcyjne z głębi płaszcza kontrolować ruch płyt tektonicznych na powierzchni planety. Od wymaganej dowodów empirycznych, Hess i jego kolega Walter Munk odwrócił się do swoich przyjaciół z amerykańskiej National Academy of Sciences. Więc w kwietniu 1957, urodziłem projekt Mohole. Legenda głosi, że to było w słonecznej Kalifornii na śniadanie z dużą libacji wina. Podobnie jak w innym spotkaniu tzw Amerykańskiego Towarzystwa rzeczy nie przechodzą.

Wideo: Dziwne błędy w skorupie ziemskiej

Entuzjaści musiał rozwiązać wiele problemów - od pozyskiwania funduszy na technologię wykonania wynalazku, pozwala na utrzymanie statku wiertniczego w jednym miejscu na pełnym morzu. Niestety, ten ostatni nie mógł pożyczyć od firm naftowych, jak te, które w tym czasie nie został jeszcze wiercone w głębokich wodach. Dlatego metoda dynamicznego pozycjonowania został opracowany która polega umiejętnie umieszczone w całym śrub i silników okrętowych. Pierwszy rdzeń został pobrany z głębokości 183 m u wybrzeży Gwadelupa karaibskiej wyspie w kwietniu 1961 rok. Był ostatni.

Tuż po powrocie z wyprawy były ottorty czołowi naukowcy z zarządzaniem projektem, finansowanie poszedł w dół, a młody polityk nazwie Donald Rumsfeld zapewnił, że w 1966 roku Kongres przegłosował kciuk w dół.

Ale geologowie nie poddawaj się, aby zastąpić poległych wstać z drugiej strony, a wiercenia skorupy oceanicznej kontynuowane. Niemniej jednak, nikt jeszcze nie był w stanie przyjmować więcej niż jedną trzecią drogi do płaszcza. To rekord 1507-metrową studnię na wybrzeżu Costa Rica. To nie jest najgłębszy otwór (nawet w skorupie oceanicznej), ale to jest, gdy znaleźli się naukowcy w płaszczu najbliższego: grubość skorupy znajduje się zaledwie 5,5 km.

Jeśli chodzi o nowy projekt, nazwany Mohole do Mantle, a potem ma jednoznacznej podstawy naukowej. Chociaż rachunków płaszcza 68% masy Ziemi, wiemy bardzo mało o nim. „Nie mamy czyste fartuchy próbka” - podkreśla współpraca uczestnik Damon Teagle Narodowego Centrum Oceanografii w Wielkiej Brytanii.

Niektóre z próbek dotrzeć do powierzchni, ale wszystkie one są zanieczyszczone. Przykładowo, rzadkie guzki płaszcz Znaleziono lawy, wskazują, że osłona składa się z minerałów, które są bogate w magnez i krzem ubogich (oliwinu piroksenu i in.). Gdzieś na skałach ocean podłogowych, które były kiedyś częścią płaszcza, gołe, ale w kontakcie z wodą morską, są silnie zmieniają swój skład. Różnica jest w przybliżeniu taka sama jak między próbek marsjańskich meteorytów i natychmiastowe skał Czerwonej Planecie. Bez czyste próbki nie może być uznana nawet proste okoliczności, takich jak skład płaszcza, sposobów ich formowania, i tak dalej. D.

Musimy zbudować teorię na dowodach pośrednich. Na przykład, można śledzić prędkość fal sejsmicznych, podobnie jak Moho. Ponadto, istnieją meteoryty, kute z tego samego gruzu że nasz skaliste planety. Istnieją również bardziej egzotyczne metody, takie jak obserwacja neutrin, które są produkowane przez rozpad niektórych elementów.

Film: Narodziny księżyca - skok w przeszłość do mistycznego momencie w życiu układu słonecznego

W rezultacie, wiele pytań pozostaje bez odpowiedzi. Jedynie w przypadku, gdy w rękach naukowców uzyskania wskaźników płaszcza konwekcję (np gazów szlachetnych i związane izotopami), można dowiedzieć się, w jaki sposób i kiedy nasza planeta jest podzielony na rdzeń, płaszcz i skorupę i wybuchu tektoniki płyt. Skład górny płaszcz pokaże jak woda, gaz dwutlenku węgla i energii przekazywanej do kory, i jak one wpływają na globalne cykle geochemiczne. Gdybyśmy mogli zrozumieć, jak płaszcz jest niejednorodny, to okaże się, jak wznosi się magma, a następnie wybucha w połowie grzbietów oceanicznych.

Być może możemy znaleźć życie w płaszczu. Oczywiście, nie będzie to zhyulvernovskie potworów, ale odkrycie znaczenia to nie zostanie obniżona. A tak przy okazji, te ekstremofile nie są tak niemożliwe.

W ubiegłym roku Tullis Onstott z Princeton University (USA) odkryli mikroskopijne nicieni (nicienie) na głębokości 4 km w południowoafrykańskiej kopalni złota. Stwierdził również, że mikroorganizmy jednokomórkowe żyć nawet na większych głębokościach - do 5 km.

Zgodnie z organizmów występujących na dnie morskim na głębokości 1,6 km od wschodniego wybrzeża Kanady. Naukowcy sugerują, że są setki milionów lat, ponieważ wydają się być podzielone raz na sto tysięcy lat.

Wysokie ciśnienie krwi na większych głębokościach nie są problemem dla wielu ekstremofili. Badania laboratoryjne wykazały, że bakterie zdolne do przenoszenia tysięcy atmosfer. Znalezione w Mariana Rów bakterie, korpus 11 km wody. Nawiasem mówiąc, ciśnienie w wyjątkowo gorącym środowisku nawet pożyteczne, ponieważ nie pozwalają one wodę do wrzenia.

Zatem decydującym czynnikiem może być temperatura. Tuż pod Moho osiąga go, według niektórych szacunków, 120 S. „To kuszące do blisko górnej granicy ze znanych form życia - 122” - powiedział John Parkes z Cardiff University (Wielka Brytania).

Niemniej jednak, Matt Schrenk z East Carolina University (USA) uważa, że ​​szanse na znalezienie życia są małe płaszcza. Obieg płynu jest bardzo ograniczona, a więc przepływ substancji odżywczych jest bardzo mała.

Mimo wątpliwości, Pan Schrenk wspiera Mohole projektu do Mantle, ponieważ pomoże zdefiniować fizjologiczne granice życia, a nawet uczyć się zmianami klimatycznymi, jak biosfera może wpływać najgłębszą część cyklu węgla. Stąd życie może być również przydatny w medycynie, jako organizmy lokalne mogą mieć unikalne enzymy lub nosić niewidoczny na powierzchni procesach biologicznych.

Próbki płaszcza i rozwikłać tajemnice dotyczące roli mikroorganizmów w ewolucji planety. Niedawne badanie przeprowadzone przez Normana Slip geofizyki na Uniwersytecie Stanforda (USA) wykazały, że życie może iść głęboko w skorupie, a jej produkty (takie jak amoniak) może nadal przedostaje się poniżej. Zasadniczo, wszystkie azotu w płaszczu ewoluowała od amonowy wytwarzania związków organicznych. Zwiększa to prawdopodobieństwo, że życie u zarania dziejów Ziemi zmienił skład płaszcza i że próbki pozwalają na zbadanie tego okresu są nadal tam.

Wiertnica "Chikyu" (fot Satoshi Kaya).

Wideo: niezidentyfikowany podwodnej cywilizacji odkryte! Naukowcy odkryli najpilniej strzeżoną tajemnicę oceanu światowego

Ale wracając do części technicznej projektu. Pan Teagle porównuje sześć kilometrów wiercenie odwiertu na Oceanie Spokojnym z obniżeniem żarnika stalowej ludzkiego włosa o grubości basenie głębokość dwóch metrów, po czym przewód będzie miał prodolbit fundament dla kolejnych trzech metrów. Mówiąc najprościej, jest to konieczne, aby wiertło, niektóre jeszcze nie narodził.

I nie tylko w długości, ale także w materiale wiertła. Podczas wiercenia otworów o średnicy 30 cm w stałych magmowych skał z prędkością 1 m / h Ciśnienie mieszka tylko około 50 godzin. I zęby szlifowane się jeszcze szybciej. Nowy dodatkowy twardy materiał będzie również musiał wytrzymać ciśnienie 2 kbar i temperaturach do 250 C.

Na szczęście, raport wydany w 2011 roku przez Blade Energy, mówi, że projekt jest technicznie wykonalne. „Zwykle jest na odwrót - mówi Pan Teagle. - Inżynier wymyśla coś, a potem zapytał, czy jest przydatny do naukowców. A ostatnio, że jest uruchomiony przed Technologia Nauka ".

Kolejny problem - finansowanie. Pieniądze są potrzebne, tak że nie może obejść się bez woli politycznej. Tylko jedna praca „Chikyu” statek będzie kosztować $ 1 miliarda. Rząd Japonii podjął lwią kosztów, ponieważ projekt może ostatecznie pomóc przewidzieć trzęsienia ziemi. Inne kraje również wyraziły zainteresowanie.

Jeśli wszystkie kwestie finansowe zostaną rozwiązane w następnym roku, naukowcy mają nadzieję dostać się do płaszcza na dekadę. Will, nawiasem mówiąc, można wybrać jedną z trzech stron. Wszystkie z nich są na Oceanie Spokojnym (jednego z kandydatów - jest miejscem, gdzie prekursorami wywierconego projektu Mohole), a każdy znajduje się stosunkowo blisko do grzbietów oceanicznych połowie, gdzie tworzy się nowa skorupa. Podniesienie magma zwiększa dna morskiego, więc jest stosunkowo płytkie. Ponadto, skały są stosunkowo zimno. Wreszcie, skorupa powstaje bardzo szybko - co oznacza, że ​​jest to dość jednorodna, co również ułatwia zadanie.