У рано пролеће 1961. године, група геолога започела је с бушењем рупа у морском дну крај пацифичке обале Баје у Калифорнији. Експедиција, прва ако је била таква, била је почетна фаза пројекта који је имао за циљ да се пробије кроз Земљину кору и дође до испод ње. Мало су знали да ће њихови напори ускоро бити засјењени када је Јохн Ф. Кеннеди у мају те године покренуо трку за Мјесец.
Сличан садржај
- Унутарња земља је натопљена егзотичним облицима живота
- Коначно знамо колико земље је Дино-убијајући астероид преобликовао Земљу
- Ево једног врло доброг разлога за бушење дубоко у активну грешку
- Може постојати други масивни океан дубоко испод површине
Крајем 1972. године, након што су потрошили милијарде долара и заједничким напорима хиљада научника и инжењера, шест Аполонових мисија слетило је на Земљину орбиталну супутницу и донело кући више од 841 килограма месечевих камења и земље.
У међувремену, земљописни геолози који су сањали да увиде у унутрашњост Земље остали су празних руку са остацима различитих програма захваљујући смањењу буџета.
Од шездесетих година прошлог века истраживачи су покушавали да се буше у Земљином плашту, али још увек нису постигли успех. Неки напори нису успели због техничких проблема; други су постали плен за разне врсте лоше среће - укључујући, како је откривено након чињенице, брање неприкладних места за бушење. Ипак, ти су напори показали да технологија и стручност за бушење на плашту постоје. А прва фаза најновијег покушаја да се достигне овај важан део наше планете досадна је кроз танки део океанске коре на југозападном Индијском океану.
Не брините: Када бушилице на крају пробију плашт, врућа растопљена стијена неће прегурати рупу и пролити се на морско дно у вулканској ерупцији. Иако стијене плашта теку, оне то раде брзином сличном брзини раста нокта, каже Холли Гивен, геофизичарка из Сцриппс Института за оцеанографију у Сан Диегу.
Огртач је највећи дио ове планете који називамо домом, али научници о њему директно знају кроз директну анализу. Танки фурнир коре на којем живимо чини око један проценат Земљине запремине. Унутрашња и спољна језгра - чврсте и течне масе које су у највећој мери направљене од гвожђа, никла и других густих елемената - заузимају само 15 процената волумена планете. Плашт који лежи између спољне језгре и коре чини процењених 68 процената масе планете и огромних 85 процената њеног обима.
Мислите на плашт као на лава лампу величине планете где материјал скупља топлину на граници језгре платна, постаје мање густ и уздиже се уз плутајуће плутове до доње ивице земљине коре, а затим тече дуж тог плафона док се не охлади и потоне. назад према језгри. Кружење у плашту је изузетно слабо: Према једној процени, повратно кретање од коре до језгре и назад може потрајати чак две милијарде година.
Добијање нетакнутог комадића плашта је важно јер би помогло планетарним научницима да боље утврде сировине из којих се Земља акредитирала када је наш Сунчев систем био млад. "Било би темељна истина од чега се свет састоји", каже Гивен. Његов састав такође би дао трагове о томе како се Земља у почетку формирала и како се развила у вишеслојну куглу у којој данас живимо, каже она.
Научници могу закључити о плашту чак и без узорка. Брзине и стазе сеизмичких таласа генерисаних земљотресима који пролазе кроз планету пружају увид у густину, вискозност и укупне карактеристике плашта, као и на који се начин разликују од места до места. Исто тако и брзина којом се Земљина кора извирује нагоре након што ју је оптеретила масивна ледена плоча која се недавно (у геолошком погледу) истопила.
Мерења магнетног и гравитационог поља наше планете дају још више информација, сужавајући врсте минерала који се могу наћи у дубини, каже Валтер Мунк, физички оцеанограф из Сцриппс-а. Научник, који сада има 98 година, био је део мале групе истраживача који су први пут сањали о идеји бушења у плашт 1957. Али ови индиректни методи могу научнику рећи толико много, напомиње он. "Нема замене за дељење онога што желите да анализирате у својим рукама."
Истраживачи имају узорке плашта у руци, али они нису нетакнути. Неки од њих су комади стена ношени на површину Земље ерупцијом вулкана. Остали су подизани према горе падајућим сударима између тектонских плоча. Ипак, други су се уздизали до морског дна дуж споро раширених гребена средњег океана, кажу геолози Хенри Дицк и Цхрис МацЛеод. Дицк, из Оцеанографске установе Воодс Холе у Массацхусеттсу, и МацЛеод са Универзитета Цардифф у Валесу су ко-вође експедиције за дубоко бушење која се управо завршава у југозападном Индијском океану.
Сви тренутни узорци плашта измењени су процесима који су их довели до Земљине површине, били изложени атмосфери или потопили у морску воду дужи временски период - вероватно и све горе наведено. Ти узорци плашта изложени ваздуху и води вероватно су изгубили неке од својих лако растворених оригиналних хемијских елемената.
Отуда је велика жеља да се добије ненадмашан део плашта, каже Дицк. Када су доступни, научници су могли да анализирају целокупни хемијски састав узорка као и његову минералогију, процене густину стене и утврде колико лако проводи топлотни и сеизмички талас. Резултати се могу упоредити са вредностима добијеним из индиректних мерења, потврђивањем или оспоравањем тих техника.
Бушење све до плашта би такође геологима дало кратак поглед на оно што називају Мохоровичићева дисконтинуитета или Мохо. Изнад те мистериозне зоне, назване по хрватском сеизмологу који ју је открио 1909. године, сеизмички таласи путују брзином од 4, 3 миље у секунди, брзином која је у складу с оним таласима који пролазе кроз базалт или хлађену лаву. Испод Мохо-а, таласи се пробијају брзином од око 5 миља у секунди, слично брзини којом пролазе кроз сигасту стену сиромашног стијена названу перидотит. Мохо обично лежи између 3 до 6 миља испод океанског дна и било где између 12 до 56 миља испод континената.
Ова зона се дуго сматра границом плашта гдје се материјал постепено хлади и залијепи за горњу кору. Али неке лабораторијске студије сугеришу да је могуће да Мохо представља зону у којој вода која продире из горње коре реагује са перидотитима плашта да би створила врсту минерала званог серпентин. Ова могућност је узбудљива, предлажу Дицк и МацЛеод. Геохемијске реакције које стварају серпентин такође производе водоник, који затим може реаговати с морском водом да би произвео метан, извор енергије за неке врсте бактерија. Или, напомињу истраживачи, Мохо би могао да буде нешто друго науци потпуно непознато.
Кључ за откључавање тајни плашта је проналажење правог места на коме ћете бушити. Материјал огртача издиже се до дна океана на гребенима средњег океана, где се тектонске плоче полако раздвајају. Али ти узорци једноставно неће успети. Пролазећи кроз неколико километара коре испод океанског дна знатно мења материјал, чинећи узорак плашта непристојним оним што је дубоко у Земљи. И бушење дубље на једном од ових гребена такође је проблематично, каже Дицк. "На океанском гребену или у његовим непосредним бочним дијеловима, кора је превише врућа да би се могло бушити више од једног или два километра."
Тако он и његове колеге буше на месту у југозападном Индијском океану под називом Атлантис Банк, које лежи око 808 миља југоисточно од Мадагаскара. Дицк овај локалитет чини одличним мјестом за вјежбе експедиције, каже Дицк.
Структурни геолог Царлотта Феррандо испитује неке језгре због ломова и вена које јој могу рећи да ли су стијене деформисане. (Билл Цравфорд, ИОДП ЈРСО) 
Ситна, деформисана минерална зрнца у овом узорку доње коре, резана танко и пескирана између материјала тако да пропушта поларизовано светло, хроника је како се делимично истопљена стена истиснула и развукла док се уздизала према морском дну на обали Атлантис. (Билл Цравфорд, Међународни програм открића океана) 
Геолог Јамес Натланд (лево) и шефови експедиције Хенри Дицк (средина) и Цхрис МацЛеод (десно) разгледају оно што тим верује да је најшире језгро икад опорављено програмом бушења у океану. (Беноа Илдефонсе, ИОДП) Као прво, ова плоча морског дна величине Денвера налази се на океанској кори старој око 11 милиона година, што је довољно цоол да се у њу удуби. За друго, врх обале је висораван величине 9, 7 квадратних километара који се налази на око 2300 метара од океанске површине. То чини тапкање океанским дном тамо, за разлику од дубоког морског дна од 3, 7 миље у близини, без икаквог размишљања. Снажне океанске струје у том подручју задржавале су се седименти од накупљања на морском дну, одржавајући тамошњу коре у великој мери изложену. Такође је релативно танак - претходним сеизмичким прегледом области утврђено је да је тамо кора дебљина свега 1, 6 километара.
Штавише, океанска кора испод обале Атлантиде формирала се на делу средњег океанског гребена где су се горњи слојеви матичне коре ширили у једном правцу од пукотине, док су се доњи слојеви померали у другом. Научници још нису сигурни како се или зашто се то десило. Али, због такозваног асиметричног ширења, које се вероватно догађа на знатном делу светског гребена на средњем океану, Атлантис банка није прекривена крхким слојевима горње коре који се могу распасти и пасти у рупу док се буши., каже Дицк. Такве крхотине могу оштетити бушилицу или отежати њено закупљање, као и отежати испирање мањих комада стене и блата из рупе.
Упркос предностима бушења у Атлантис банци, експедиција је претрпела запреке уобичајене за многе пројекте бушења у океану. Проблеми с утоваром брода одгодили су полазак тима за дан из Цоломба на Шри Ланку. Једном када је тим срушио вежбу, али пре него што су могли да изваде комаде из своје рупе, морали су да се спакују и одведу болесног члана посаде северно према Маурицијусу да се састану са обалним хеликоптером за медицинску евакуацију. Брод, назван ЈОИДЕС Ресолутион, вратио се након скоро недељу дана вожње, а затим је морао да проведе неколико дана користећи јак магнет да би покушао да поврати комаде своје сломљене бушилице.
Никада нису нашли те недостајуће комаде. Али током покушаја последњег рова користећи јак вакуум, како би их покушао растурити, експедиција је вратила оно што је можда био опоравак највећег пречника океанске коре икада. Цилиндар тамне, грубозрнате стијене, назван габро, дуг је 7 инча - три пута више од нормалне величине - и дугачак је 20 инча.
Циљна дубина тима за ову експедицију била је 4.265 стопа у кору, једва на пола пута до плашта. Нажалост, од 22. јануара бушење је досегло дубину од 2.330 метара испод морског дна.
До тренутка објављивања овог чланка, операције бушења ће се завршити у банци Атлантис - за овај део пројекта. Надамо се да ће други, већ одобрени део мисије испунити задатак и ући у плашт. Али то би могло бити од две до пет година од сада. Дик је конкуренција за време брода од стране других тимова који желе да вјежбају било гдје у свијету.
Научни тим ипак неће отићи из прве фазе овог пројекта празних руку, каже МацЛеод. Важно је и прикупљање узорака из Земљине коре. „Немамо појма колики је главни састав океанске коре на било ком месту на свету“, каже Дицк. Стијене ниже коре претходно опорављене са других налазишта за дубоко бушење нису ништа слично ономе што су истраживачи очекивали, каже он.
Пројекат Атлантис банке омогућио би сагледавање хемијског састава доње коре. А пуни профил кроз цео слој помогао би научницима да разумеју како се магме хемијски и физички трансформишу тамо - укључујући и како се плаштете стијене кристализирају и причвршћују на доњу површину коре.
Једном када истраживачи коначно добију узорак плашта, други тимови могу послати свој пројекат експериментима, каже МацЛеод. „Будуће експедиције могу да испусте инструменте у рупу у годинама које долазе.“ На пример, сеизмолози могу да шаљу сензоре у рупу дубоку километражу, а затим директно мере брзине сеизмичких таласа који пулсирају кроз Земљину кору, уместо да их закључују лабораторијским путем тестови на малим узорцима стене. Истраживачи такође могу спустити низ сензора температуре у рупу да би измерили проток топлоте из унутрашњости наше планете.
Без сумње, узорци океанске коре и плашта на крају дохваћени из банке Атлантис - као и подаци прикупљени из рупе за собом - геолози и геофизичари остаће заокупљени деценијама које долазе. Али стрпљење је врлина, а одлагање времена за њих је оно што раде Дицк, МацЛеод и њихова геофизичка браћа већ деценијама.
Напомена уредника: Овај чланак је ажуриран да би исправио атрибуцију сеизмичког истраживања Атлантис банке.
