trešdiena, 2007. gada 29. augusts

INTERESANTI: Cik dziļi ir visdziļāk?

Šodien jūsu uzmanībai jau trešais raksta tulkojums sadarbībā ar interneta vietni DamnInteresting.com. Šoreiz neieskatīsimies pagātnes vai nākotnes tehnoloģijās, bet gan paraudzīsimies uz vienu no visu laiku lielākajiem izaicinājumiem padomju zinātnes vēsturē - mēģinājumu caururbt zemes garozu.


Vairāk nekā 40 gadus atpakaļ Padomju Savienības zinātnieki uzsāka ļoti ambiciozu pētījumu, kura mērķis caururbt Zemes virsējo garozu un iegūt paraugus no siltās un noslēpumainās zonas, kurā garoza sajaucas ar mantiju. Šī zona tiek saukta par "Mohorovičiča pārtraukumu" jeb vienkārši "Moho". Šī zona atrodas tik dziļi, ka krievu zinātniekiem nācās izgudrot jaunas urbšanas metodes un dažas no tām nudien izrādījās visnotaļ efektīvas. Tomēr, par spīti varonīgajiem centieniem vairāku dekāžu garumā, viņiem tā arī neizdevās sasniegt savu mērķi un daudzi no Zemes noslēpumiem tā arī palika neatklāti. Taču padomju zinātniekiem vienalga izdevās iegūt milzumu informācijas par to, kas atrodams dziļi mūsu Zemes garozā, un šī informācija turpina būt zinātniski noderīga arī šodien. Šis projekts ir pazīstams kā "Kolas Superdziļais Dziļurbums".

Sākot no 1962. gada, urbšanas projektu vadīja PSRS Starpinstitucionālā Zemes dzīļu izpētes un superdziļās urbšanas Zinātniskā Padome. Tā pavadīja vairākus gadus, lai sagatavotu šo vēsturisko notikumu, kurš tika uzsākts paralēli PSRS un ASV sacensībām par kosmosa iekarošanu. Piemērotāko urbšanas vietu izpēte beidzās 1965. gadā, kad projekta vadība izlēma urbt Kolas pussalā. Urbja konstrukcija un projekta tehniskā sagatavošana ilga vēl piecus gadus un pati urbšana tika uzsākta 1970. gadā.

60 metru augstajā tornī, kas noslēdz speciāli projektam uzbūvēto zinātnisko bāzi, atrodas unikāls urbšanas aparāts. Lielākā daļa dziļurbjumu urbjtorņu lai izgrauztos cauri zemei izmanto rotējošu asi, kurai, urbuman kļūstot dziļākai, tiek pievienoti arvien jauni posmi. Tomēr šī metode nebija izmantojama tik dziļam urbumam, kāds tika plānots Kolas pussalā. Tā vietā padomju zinātnieki izgudroja metodi, kas ļāva rotēt tikai urbim ass pašā galā. Tas tika panākts, caur asi ar augsta spiediena palīdzību pumpējot īpaši veidotajā urbī t.s. "urbšanas dubļus", kas parasti tiek izmantoti lai atvēsinātu sakarsušo urbi. Šajā gadījumā zinātniekiem bija izdevies izgudrot tehnoloģiju, ar kuras palīdzību zem spiediena esošie dubļi lika urbim griezties, pamata konstrukcijai paliekot nekustīgai.

Šodien dziļākais caurums, ko cilvēce jebkad radījusi, mierīgi un klusi guļ zem torņa, kas nosedz Kolas dziļurbumu. Patiesībā no šīs vietas iziet vairāki urbumi, bet dziļākais ir "SG3", kas 23 centimetru platumā iestiepjas 12262 metrus dziļi zemes garozā. Lai sasniegtu šo dziļumu, urbis tika darbināts 24 gadus, un kad tas 1994. gadā beidzot tika apstādināts, tas atradās vēl 2,7 kilometrus no sava mērķa 15km dziļumā.

Padomju urbis bija izveidots tā, lai tas uz dotu uz āru paraugus no izurbtajiem iežiem visa urbuma dziļumā. Tādā veidā pētnieki guva precīzu ieskatu arvien dziļākās zemes dzīlēs, kamēr vien urbis turpināja savu ceļu lejup. Pirms superdziļā dziļurbuma projekta uzsākšanas, ģeologi, balstoties uz novērojumiem un seismiskajiem datiem, bija nonākuši pie vairākiem secinājumiem par Zemes garozas dziļākajiem slāņiem. Bet, kā tas nereti gadās ar cilvēka domu klejojumiem nezināmajā, Kolas dziļurbums parādīja, ka pārliecība, kas balstīta uz novērojumiem no attāluma nereti nav nekādā saistībā ar patiesību, tādēļ projekta laikā tika sagrautas vairākas zinātniskās teorijas. Kā norādīja viens no iesaistītajiem zinātniekiem, "ikreiz, kad mēs ieurbjam mazliet dziļāk, mēs atrodam ko negaidītu. Tas ir aizraujoši, bet arī satraucoši."

Par pārsteigumu pētniekiem, viņiem tā arī neizdevās neizdevās atrast 3 līdz 6 kilometru dziļumā sagaidīto pāreju no granīta uz bazalta slāņiem. Novērojumi jau sen bija apliecinājuši, ka seismiskie viļņi šajā dziļumā pārvietojas daudz ātrāk un zinātnieku pārliecība bija, ka tas notiek monolītā bazalta slāņa dēļ. Tā vietā tur tika atrasti t.s. metamorfie ieži jeb ieži, kas pārcietuši intensīvu spiedziena un karstuma iedarbību. Kas vēl pārsteidzošāk, šie ieži bija piesātināti ar ūdeni, kas piepildīja to plaisas. Tā kā ūdenim nevajadzētu būt brīvi atrodamam šādā dziļumā, zinātnieki teoretizēja, ka šis ūdens ir veidojies no ūdeņraža un skābekļa atomiem, kurus neticamais spiediens ir izspiedis no apkārtējiem iežiem, un ka augstāk esošais ūdens necaurlaidīgo iežu slānis nav ļāvis tam pacelties augstāk.

Vēl viens negaidīts atradums bija vesela mikroskopisku fosīliju zvērnīca 6,7 kilometrus zem Zemes virsmas. Tika atrastas 24 dažādu planktona sugu mikrofosīlijas, kurām bija oglekļa slāpekļa pārklājums, ierastā silīcija oksīda un kaļķakmens vietā. Par spīti skarbajam karstumam un spiedienam šajā vidē, mikroskopiskās atliekas bija praktiski neskartas.

Zinātniekus arī pārsteidza, cik ātri, pieaugot urbuma dziļumam, auga arī temperatūra tajā. Tieši šis faktors galu galā noveda pie urbšanas pārtraukšanas. Par spīti speciālistu centieniem cīnīties ar karstumu, atdzesējot dubļus, pirms to ievadīšanas urbumā, 12 kilometru dziļumā urbis bija sasniedzis savu maksimālo spēju pretoties karstumam. Zinātnieki bija plānojuši šajā dziļumā saskarties ar iežiem, kuru temperatūra būtu ap 100 grādiem pēc Celsija, taču patiesībā temperatūra sasniedza pat 180 grādus. Pie šāda karstuma un spiediena līmeņa, ieži kļuva vairāk plastiski, nekā cieti un sāka aizpildīt urbumu tiklīdz urbjošais uzgalis tika izvilkts, lai to nomainītu. Turpmāks projekta progress kļuva neiespējams bez kādām būtiskām inovācijām un esošā aprīkojuma uzlabošanas, tādēļ urbšana "SG3" atzarā tika pārtraukta. Ja urbim būtu izdevies sasniegt plānoto 15000 metru dziļumu, šajās dzīlēs temperatūra sasniegtu jau 300 grādus.

Kad urbšana 1994. gadā tika pārtraukta, sasniegtais dziļums (12262m) tālu pārsniedza jebko, ko cilvēcei šajā jomā bija izdevies sasniegt līdz šim. Pēdējo no urbja izņemto iežu serdeņu vecums sasniedza 2,7 miljardus gadu. bet pat šajā dziļumā Kolas dziļurbums bija iekļuvis tikai nelielā daļā no Zemes kontinentālās garozas, kuras biezums variējas no 20 līdz 80 kilometriem.

Kola nebija ne pirmais, nedz pēdējais mēģinājums veikt superdziļu dziļurbumu, tomēr tas ir līdz šim visveiksmīgākais. 1957. gadā ASV uzsāka līdzīgu projektu "Project Mohole", taču tā mēģinājums urbt okeāna dibenā tika pārtraukts finansējuma trūkuma dēļ. Arī šodien "Integrētā Okeānu Urbšanas Programma" mēģina pieveikt daudz plānāko garozu okeāna dbenā.

"Kolas Superdziļais Dziļurbums" joprojām ir zinātniski noderīgs un izpēte tajā turpinās. Milzīgais serdeņu paraugu repozitorijs ir izvietots Zapoļarnijā, kas atrodas aptuveni 10 kilometrus no dziļurbuma.

(c) Alan Bellows, DamnInteresting.com, autors
(c) Jeremy, Notesjokes.blogspot.com, tulkojums

N.B. Raksta tulkošana un publicēšana šajā resursā ir saskaņota ar autoru. Tālāka pārpublicēšana bez autora un tulkotāja atļaujas ir aizliegta!

-----------------------------
Šajā sērijā lasiet vēl:

5 komentāri:

  1. Super raksts. Pilnigi prieks te ik pa laikam iegriezties. Ir ko interesantu un jaunu palasiit. Super.. tak dzerzhatj! :)

    AtbildētDzēst
  2. Ja runā par laiku pagātnē tad nelieto ''atpakaļ'', bet gan, piem., ''pirms tik un tik gadiem blablabla''. Tad tik tā. :)

    AtbildētDzēst
  3. "mūzu Zemes garozā" derētu izlabot =)

    AtbildētDzēst
  4. Ļoti divdomīgs virsraksts!! :)

    AtbildētDzēst
  5. Visu cieņu autoram par darbu uzņēmību, taču rakstā ir ļoti daudz neprecīzu un neveiklu terminu lietojumu, kuri "durās acīs". Raksta vērtība būtu daudz augstāka, ja to būtu pārlasījis kāds ar (ģeoloģijas) nozari saistīts cilvēks - kaut vai students. Lai gan, īstenība jau po. Saprast var tāpat.

    AtbildētDzēst