Chissà quanti, vedendo il disastro che si sta consumando nel golfo del Messico, iniziano a interrogarsi sulle nostre reali capacità e conoscenze scientifiche in certi campi.In realtà, cosa sappiamo su quello che sta sotto i nostri piedi, che tecnologia di perforazione abbiamo raggiunto? Cosa abbiamo “visto” sotto la superficie terrestre? Che profondità possiamo raggiungere con i mezzi oggi disponibili?Oltre quarant'anni fa, dei ricercatori in Unione Sovietica iniziarono un ambizioso progetto di perforazione, il cui scopo era penetrare la crosta superficiale della terra e campionare la calda, misteriosa area in cui crosta e mantello si mescolano, la – Mohorovi?i? discontinuity, oppure “Moho.” Questa area è così profonda che gli scienziati russi dovettero inventare nuovi metodi di perforazione, alcuni dei quali si rivelarono veramente innovativi. Nonostante il valoroso tentativo, che durò diverse decadi, i Russi non raggiunsero mai il loro scopo e molti dei segreti della Terra rimasero tali. Il lavoro svolto dai Sovietici, in ogni caso, fornì una miriade di informazioni su quello che giace sotto la superficie terrestre, e continua ad essere scientificamente utile anche oggi. Il progetto è noto come Kola Superdeep Borehole.Iniziata nel 1962, l'opera di perforazione fu condotta dal Interdepartmental Scientific Council for the Study of the Earth’s Interior and Superdeep Drilling della USSR, che spese diversi anni per la preparazione dello storico progetto. Contemporaneamente partiva anche la corsa allo spazio, un periodo di intensa competizione tra gli USA e la. U.S.S.R. Le ispezioni per trovare un luogo adatto per la perforazione furono completate nel 1965, quando i responsabili del progetto decisero di iniziare i lavori nella penisola di Kola, nella parte nord-ovest dell'Unione Sovietica. Dopo ulteriori cinque anni di costruzione e preparazione, il foro iniziò a crearsi la sua strada nel terreno nel 1970.All'interno della struttura utilizzata per il progetto e alta 60 metri, vi era un unico apparato di perforazione. La maggior parte delle piattaforme di perforazione utilizza un albero rotante per forare il terreno, con una serie di prolunghe che vengono aggiunte man mano che il foro diventa più profondo, ma tale metodo non era utilizzabile con un foro profondo come doveva essere quello previsto a Kola. Per superare questo limite, i ricercatori Russi individuarono una soluzione in cui solo la punta perforatrice al termine dell'albero ruotava. Per farla ruotare, dovettero costruire un sistema in cui veniva forzato verso il basso il "grasso perforante" - il denso lubrificante che, pompato lungo l'albero, entrava nella punta e la forzava a girare.Oggi, il foro più profondo mai eseguito dal genere umano, giace sotto la torre che ricopre lo scavo di Kola. Un certo numero di fori deviarono da quello centrale, ma il più profondo è quello denominato “SG-3,” un foro di circa 25 cm di larghezza che si snoda per 12,262 chilometri sotto la crosta terrestre. Lo scavatore impiegò ventiquattro anni per aprirsi la via fino a tale profondità, fino a quando i lavori non vennero definitivamente fermati nel 1994, circa 2,7 chilometri prima della meta preventivata che era di 15.000 metri.La piattaforma di perforazione fu progettata in modo tale da fornire campioni di terreno lungo l'intero percorso dell'albero perforante, fornendo ai ricercatori in superficie uno sguardo ravvicinato sulla composizione della Terra, man mano che lo scavo procedeva verso il basso. Prima che il progetto del super foro fosse avviato, gli esperti di geologia avevano raggiunto un gran numero di conclusioni a riguardo della crosta profonda della Terra, basandosi su osservazioni e dati sismici. Come succede spesso quando gli esseri umani si avventurano nell'ignoto, Kola ha dimostrato che le certezze basate sulle deduzioni non sono per niente certe e ha demolito alcune teorie scientifiche. Uno scienziato addetto al progetto commentò: "Ogni volta che eseguiamo uno scavo troviamo quello che non ci aspettiamo. E' eccitante, ma anche sconfortante.”Con grande sorpresa dei ricercatori, essi non trovarono l'attesa transizione dal granito al basalto a 3-6 chilometri sotto la superficie. I dati hanno da tempo dimostrato che le onde sismiche viaggiano significativamente più veloci sotto tali profondità, e i geologi credevano che questo fosse dovuto ad un "basamento" di basalto. La differenza, invece, si scoprì essere dovuta a dei cambi nella roccia, causati da calore intenso e pressione, altrimenti detta roccia metamorfica. Ancora più sorprendente, questa roccia profonda fu trovata satura di acqua che riempiva ogni fessura. Dato che l'acqua allo stato normale non dovrebbe trovarsi a tali profondità, gli scienziati hanno teorizzato che l'acqua sia composta da atomi di idrogeno ed ossigeno che vengono espulsi dalle rocce circostanti a causa della incredibile pressione. L'acqua poi non riesce a risalire in superficie a causa dello strato di roccia impermeabile che la sovrasta.Altra scoperta inaspettata fu la presenza di una miriade di microscopici fossili ad una profondità di 6,7 chilometri sotto la superficie. Furono trovate ventiquattro diverse specie di microfossili di plancton e si scoprì che avevano croste di carbonio e azoto, piuttosto che i soliti calcare o silice. Nonostante l'ambiente ostile dovuto a calore e pressione, i resti microscopici furono ritrovati praticamente intatti.I ricercatori Russi furono anche sorpresi dalla velocità con cui le temperature salivano man mano che il foro scendeva in profondità, cosa che alla fine sarà la causa principale dell'arresto del progetto. Nonostante gli sforzi degli scienziati per combattere il surriscaldamento, refrigerando il lubrificante prima di pomparlo verso la sonda, verso il dodicesimo chilometro le attrezzature iniziarono a raggiungere i loro limiti di resistenza al calore. A tali profondità, gli scienziati avevano stimato di incontrare rocce aventi una temperatura di 100°C, mentre quella incontrata effettivamente era di circa 180°C – molto di più di quanto previsto. A tali livelli di calore e pressione, le rocce tendono a comportarsi più come dei plastici piuttosto che dei solidi, e il foro aveva la tendenza a richiudersi mentre la punta veniva sollevata per la sostituzione. Ulteriori progressi divennero impossibili senza ulteriori svolte tecnologiche e relativi aggiornamenti sostanziali delle attrezzature in uso, per cui la foratura si arrestò nel canale SG-3. Se il foro avesse raggiunto l'obbiettivo iniziale di 15.000 metri, le temperature, secondo i calcoli, avrebbero raggiunto i 300°C.Quando la perforazione si arrestò nel 1994, il foro era profondo 12.262 metri, rendendolo di gran lunga il più profondo mai eseguito dal genere umano. L'ultimo carotaggio estratto dal foro fu datato circa 2,7 milioni di anni.In ogni caso, anche raggiungendo una tale profondità, il progetto Kola non aveva penetrato che una minima parte della crosta continentale terrestre, che ha una profondità variabile da venti a ottanta chilometri.Kola non fu il primo nè l'ultimo tentativo di perforazione a super profondità, ma per il momento è ancora quello che ha avuto il maggior successo. Nel 1957 gli Stati Uniti si imbarcarono in un progetto simile, denominato Project Mohole, ma il tentativo di eseguire il foro attraverso il fondo dell'oceano fu cancellato a causa della mancanza di fondi. Oggi il programma Integrated Ocean Drilling Program sta tentando di penetrare la crosta più sottile del fondo oceanico, per sondare la crosta terrestre più bassa.Il Kola Superdeep Borehole è oggi un sito scientificamente utile, e vi si svolgono ancora ricerche. L'enorme deposito di carotaggi si trova a Zapolyarniy, circa 10 chilometri a sud del sito di perforazione. Oggi il sito è gestito dalla società State Scientific Enterprise on Superdeep Drilling and Complex Investigations in the Earth’s Interior .
Il foro più profondo mai scavato dall'uomo
Chissà quanti, vedendo il disastro che si sta consumando nel golfo del Messico, iniziano a interrogarsi sulle nostre reali capacità e conoscenze scientifiche in certi campi.In realtà, cosa sappiamo su quello che sta sotto i nostri piedi, che tecnologia di perforazione abbiamo raggiunto? Cosa abbiamo “visto” sotto la superficie terrestre? Che profondità possiamo raggiungere con i mezzi oggi disponibili?Oltre quarant'anni fa, dei ricercatori in Unione Sovietica iniziarono un ambizioso progetto di perforazione, il cui scopo era penetrare la crosta superficiale della terra e campionare la calda, misteriosa area in cui crosta e mantello si mescolano, la – Mohorovi?i? discontinuity, oppure “Moho.” Questa area è così profonda che gli scienziati russi dovettero inventare nuovi metodi di perforazione, alcuni dei quali si rivelarono veramente innovativi. Nonostante il valoroso tentativo, che durò diverse decadi, i Russi non raggiunsero mai il loro scopo e molti dei segreti della Terra rimasero tali. Il lavoro svolto dai Sovietici, in ogni caso, fornì una miriade di informazioni su quello che giace sotto la superficie terrestre, e continua ad essere scientificamente utile anche oggi. Il progetto è noto come Kola Superdeep Borehole.Iniziata nel 1962, l'opera di perforazione fu condotta dal Interdepartmental Scientific Council for the Study of the Earth’s Interior and Superdeep Drilling della USSR, che spese diversi anni per la preparazione dello storico progetto. Contemporaneamente partiva anche la corsa allo spazio, un periodo di intensa competizione tra gli USA e la. U.S.S.R. Le ispezioni per trovare un luogo adatto per la perforazione furono completate nel 1965, quando i responsabili del progetto decisero di iniziare i lavori nella penisola di Kola, nella parte nord-ovest dell'Unione Sovietica. Dopo ulteriori cinque anni di costruzione e preparazione, il foro iniziò a crearsi la sua strada nel terreno nel 1970.All'interno della struttura utilizzata per il progetto e alta 60 metri, vi era un unico apparato di perforazione. La maggior parte delle piattaforme di perforazione utilizza un albero rotante per forare il terreno, con una serie di prolunghe che vengono aggiunte man mano che il foro diventa più profondo, ma tale metodo non era utilizzabile con un foro profondo come doveva essere quello previsto a Kola. Per superare questo limite, i ricercatori Russi individuarono una soluzione in cui solo la punta perforatrice al termine dell'albero ruotava. Per farla ruotare, dovettero costruire un sistema in cui veniva forzato verso il basso il "grasso perforante" - il denso lubrificante che, pompato lungo l'albero, entrava nella punta e la forzava a girare.Oggi, il foro più profondo mai eseguito dal genere umano, giace sotto la torre che ricopre lo scavo di Kola. Un certo numero di fori deviarono da quello centrale, ma il più profondo è quello denominato “SG-3,” un foro di circa 25 cm di larghezza che si snoda per 12,262 chilometri sotto la crosta terrestre. Lo scavatore impiegò ventiquattro anni per aprirsi la via fino a tale profondità, fino a quando i lavori non vennero definitivamente fermati nel 1994, circa 2,7 chilometri prima della meta preventivata che era di 15.000 metri.La piattaforma di perforazione fu progettata in modo tale da fornire campioni di terreno lungo l'intero percorso dell'albero perforante, fornendo ai ricercatori in superficie uno sguardo ravvicinato sulla composizione della Terra, man mano che lo scavo procedeva verso il basso. Prima che il progetto del super foro fosse avviato, gli esperti di geologia avevano raggiunto un gran numero di conclusioni a riguardo della crosta profonda della Terra, basandosi su osservazioni e dati sismici. Come succede spesso quando gli esseri umani si avventurano nell'ignoto, Kola ha dimostrato che le certezze basate sulle deduzioni non sono per niente certe e ha demolito alcune teorie scientifiche. Uno scienziato addetto al progetto commentò: "Ogni volta che eseguiamo uno scavo troviamo quello che non ci aspettiamo. E' eccitante, ma anche sconfortante.”Con grande sorpresa dei ricercatori, essi non trovarono l'attesa transizione dal granito al basalto a 3-6 chilometri sotto la superficie. I dati hanno da tempo dimostrato che le onde sismiche viaggiano significativamente più veloci sotto tali profondità, e i geologi credevano che questo fosse dovuto ad un "basamento" di basalto. La differenza, invece, si scoprì essere dovuta a dei cambi nella roccia, causati da calore intenso e pressione, altrimenti detta roccia metamorfica. Ancora più sorprendente, questa roccia profonda fu trovata satura di acqua che riempiva ogni fessura. Dato che l'acqua allo stato normale non dovrebbe trovarsi a tali profondità, gli scienziati hanno teorizzato che l'acqua sia composta da atomi di idrogeno ed ossigeno che vengono espulsi dalle rocce circostanti a causa della incredibile pressione. L'acqua poi non riesce a risalire in superficie a causa dello strato di roccia impermeabile che la sovrasta.Altra scoperta inaspettata fu la presenza di una miriade di microscopici fossili ad una profondità di 6,7 chilometri sotto la superficie. Furono trovate ventiquattro diverse specie di microfossili di plancton e si scoprì che avevano croste di carbonio e azoto, piuttosto che i soliti calcare o silice. Nonostante l'ambiente ostile dovuto a calore e pressione, i resti microscopici furono ritrovati praticamente intatti.I ricercatori Russi furono anche sorpresi dalla velocità con cui le temperature salivano man mano che il foro scendeva in profondità, cosa che alla fine sarà la causa principale dell'arresto del progetto. Nonostante gli sforzi degli scienziati per combattere il surriscaldamento, refrigerando il lubrificante prima di pomparlo verso la sonda, verso il dodicesimo chilometro le attrezzature iniziarono a raggiungere i loro limiti di resistenza al calore. A tali profondità, gli scienziati avevano stimato di incontrare rocce aventi una temperatura di 100°C, mentre quella incontrata effettivamente era di circa 180°C – molto di più di quanto previsto. A tali livelli di calore e pressione, le rocce tendono a comportarsi più come dei plastici piuttosto che dei solidi, e il foro aveva la tendenza a richiudersi mentre la punta veniva sollevata per la sostituzione. Ulteriori progressi divennero impossibili senza ulteriori svolte tecnologiche e relativi aggiornamenti sostanziali delle attrezzature in uso, per cui la foratura si arrestò nel canale SG-3. Se il foro avesse raggiunto l'obbiettivo iniziale di 15.000 metri, le temperature, secondo i calcoli, avrebbero raggiunto i 300°C.Quando la perforazione si arrestò nel 1994, il foro era profondo 12.262 metri, rendendolo di gran lunga il più profondo mai eseguito dal genere umano. L'ultimo carotaggio estratto dal foro fu datato circa 2,7 milioni di anni.In ogni caso, anche raggiungendo una tale profondità, il progetto Kola non aveva penetrato che una minima parte della crosta continentale terrestre, che ha una profondità variabile da venti a ottanta chilometri.Kola non fu il primo nè l'ultimo tentativo di perforazione a super profondità, ma per il momento è ancora quello che ha avuto il maggior successo. Nel 1957 gli Stati Uniti si imbarcarono in un progetto simile, denominato Project Mohole, ma il tentativo di eseguire il foro attraverso il fondo dell'oceano fu cancellato a causa della mancanza di fondi. Oggi il programma Integrated Ocean Drilling Program sta tentando di penetrare la crosta più sottile del fondo oceanico, per sondare la crosta terrestre più bassa.Il Kola Superdeep Borehole è oggi un sito scientificamente utile, e vi si svolgono ancora ricerche. L'enorme deposito di carotaggi si trova a Zapolyarniy, circa 10 chilometri a sud del sito di perforazione. Oggi il sito è gestito dalla società State Scientific Enterprise on Superdeep Drilling and Complex Investigations in the Earth’s Interior .