pasik
15.06.05, 19:16
Geolodzy japońscy chcą jako pierwsi przewiercić na wylot skorupę ziemską. W
tym celu za ponad pół miliarda dolarów zbudowali supernowoczesny statek
badawczy, który za kilka tygodni wyruszy w swój dziewiczy rejs.
To jeszcze nie będzie ta najważniejsza wyprawa, lecz rodzaj próby generalnej,
która potrwa kilka miesięcy. Właściwą ekspedycję zaplanowano na przyszły rok.
Do tego czasu trzeba będzie wybrać miejsce na Oceanie Spokojnym, gdzie
wykonany zostanie odwiert o głębokości co najmniej 7 km. Na razie najczęściej
wymienianą lokalizacją są krawędzie rowu oceanicznego Nankai położonego
zaledwie kilkadziesiąt kilometrów na wschód od japońskich wysp Kiusiu i
Sikoku.
Mimo wielu prób nikomu dotąd nie udało się dotrzeć do spodu skorupy
ziemskiej. Najgłębsze wiercenia prowadzone na lądzie zatrzymywały się na
poziomie 15 km. Dziury w dnie morskim, znacznie trudniejsze do zrobienia,
osiągały głębokość ok. 2 km. Japończycy planują więc wykonanie otworu
czterokrotnie głębszego.
Skały w ruchu
Skorupa ziemska - zewnętrzna warstwa naszej planety - jest znacznie cieńsza
pod oceanami niż na lądach. Dlatego statek jest niezbędnym elementem tego
przedsięwzięcia. Grubość skorupy pod kontynentami dochodzi do 70 km, średnio
to 35 km. Tymczasem pod morzami rzadko przekracza ona 10 km, a są takie
miejsca, gdzie kończy się już po kilku kilometrach.
Skryty pod sztywną skorupą płaszcz to druga w kolejności warstwa Ziemi
(trzecią jest jądro, które zaczyna się na głębokości 2,9 tys. km). Wygląd
planety, w tym istnienie kontynentów z wysokimi górami oraz rozległych
basenów oceanicznych zoranych przepaścistymi rowami, zależy od zjawisk
zachodzących właśnie tutaj. Budująca płaszcz materia stale się przemieszcza.
Pionowe prądy konwekcyjne w jednych miejscach wypychają gorące skały ku
górze, a w innych - takich jak Rów Nankai - porywają nieco już wystudzoną
materię skalną w dół ku rozgrzanemu wnętrzu planety.
Jedną z konsekwencji tego nieustannego ruchu jest wędrówka kontynentów,
dokładniej - płyt litosfery, po powierzchni globu, czemu towarzyszą takie
gwałtowne zjawiska jak wybuchy wulkanów i trzęsienia ziemi. Przewidywanie
tych ostatnich jest dla mieszkańców Japonii oraz innych krajów leżących w
strefach aktywnych sejsmicznie sprawą życia i śmierci. Jednak do skutecznego
przewidywania potrzebna jest wiedza. Stąd idea, aby dotrzeć do ziemskiego
płaszcza, czyli tam, gdzie rodzą się te niebezpieczne drgania.
"Ziemia" gotowa do drogi
- Im lepiej poznamy mechanizm powstawania trzęsień, tym precyzyjniejsze będą
nasze prognozy. Pod uwagę bierzemy rów Nankai, bo jest on jedną z
najgroźniejszych struktur sejsmicznych na naszej planecie. Od tysięcy lat
generuje bardzo silne trzęsienia, które zagrażają gęsto zaludnionym terenom
południowej Japonii. Zarazem, ponieważ jest tak blisko, został już dość
dobrze poznany. Słowem, wiemy, gdzie wiercić, by uzyskać jak najwięcej
istotnych informacji - wyjaśnia Asahiko Taira, dyrektor Centrum Głębokich
Badań Ziemi (CDEX) w Jokohamie, jednego z najważniejszych w świecie ośrodków
prowadzących badania dna oceanicznego.
Właśnie na zamówienie CDEX zaczęto budować cztery lata temu statek "Chikyu".
W lipcu ultranowoczesna jednostka będzie gotowa do rejsu. Kosztowała majątek,
bo 540 mln dolarów. W stoczni w Nagasaki dobiegają końca ostatnie prace we
wnętrzu tego cuda techniki, którego nazwa znaczy po japońsku "Ziemia". Na
jego pokładzie stoi już wieża wiertnicza, z której przez otwór w kadłubie
opuszczany będzie świder (chroniony przez metalowy rękaw). Zakłada się, że
rekordowe wiercenie zostanie wykonane w miejscu, gdzie ocean ma głębokość 2-
2,5 km. Sześć silników wirnikowych kontrolowanych przez satelity poprzez
system globalnej nawigacji GPS ma dbać o to, aby podczas borowania dziury w
dnie statek nie zmieniał położenia.
Wyścig do Moho
Próby dotarcia do płaszcza ziemskiego były podejmowane wielokrotnie. Od pół
wieku trwa w tej dziedzinie swoista rywalizacja. Każdy zespół, który
rozpoczyna takie wiercenie, ma nadzieję, że to właśnie jemu uda się dotrzeć
do granicy zwanej Moho oddzielającej skorupę od płaszcza. Tę granicę odkrył
prawie sto lat temu chorwacki geofizyk Andrija Mohorovieic, analizując
prędkość fal sejsmicznych pokonujących wnętrze planety. W skorupie ziemskiej,
zbudowanej ze skał o niedużej gęstości, fale te przemieszczają się w tempie 6-
7 km na sekundę. W pewnym momencie przyspieszają skokowo do prędkości ponad 8
km/s. To znak, że zaczęły się gęstsze skały, z których składa się ziemski
płaszcz.
W zeszłym roku wydawało się, że wyścig do Moho wygra grupa wykonująca
odwierty na środku Atlantyku, gdzie skorupa ziemska ma miejscami zaledwie 2-3
km grubości. Dwa miesiące temu zespół, w skład którego wchodzili badacze z 18
krajów, przyznał się jednak do porażki. - Skały, które wydobyliśmy na
powierzchnię, są niezwykle cenne, bo pochodzą z najniższych warstw skorupy
ziemskiej. Niestety, nie należą do płaszcza - poinformował jeden z szefów
ekspedycji prof. Benoit Ildefonse z Université Montpellier we Francji.
Płaszcz pełen życia?
Zarówno tamte badania, które zakończyły się porażką, jak i te, do których
jest przygotowywany "Chikyu", są prowadzone w ramach rozpoczętego w 2003 roku
międzynarodowego Programu Zintegrowanych Wierceń Oceanicznych, którego budżet
wynosi półtora miliarda dolarów. Większość pieniędzy wyłożyły Japonia i USA. -
Wciąż chcemy dotrzeć do płaszcza, dlatego będziemy kontynuowali nasze próby -
zapowiada Ildefonse. - Nasza wiedza o wnętrzu ziemi oparta jest w dużym
stopniu na domysłach. Jedno odkrycie może ją zrewolucjonizować - tłumaczy.
Asahiko Taira podaje jeszcze jeden ważny cel wierceń. - Możliwe, że w skałach
wydobytych z płaszcza znajdziemy żywe organizmy. Nasza misja jest więc
podobna do poszukiwania śladów życia na Marsie. Wierzę, że w ziemskich
głębinach mogą mieszkać bakterie zdolne do egzystencji w bardzo wysokich
temperaturach i ciśnieniu. To byłaby dopiero sensacja, gdyby okazało się, że
nasza planeta ma taką głębinową biosferę. Być może w takich właśnie
ekstremalnych warunkach na naszym globie dawno temu narodziło się życie -
mówi japoński naukowiec.
Więcej o Programie Zintegrowanych Wierceń Oceanicznych na stronie
www.iodp.org
Andrzej Hołdys 15-06-2005, ostatnia aktualizacja 15-06-2005 18:36