Новини

08:59
Впечатляющие кадры совместных учений США, Японии и Южной Кореи
08:41
В Нацбанке объяснили, как с ПриватБанка за ночь пропали 16 млрд грн
08:40
Российский актер-священник Охлобыстин хочет отправиться с женой воевать за "ДНР"
08:32
Сын Ющенко обзавелся бородой и новой девушкой
08:29
Настю Каменских жестко раскритиковали собственные фанаты
08:26
Хватит ли сил Раде, чтобы удовлетворить главное требование МВФ
08:18
Порошенко пригласил белорусские предприятия строить дороги в Украине
08:08
59-летняя Шерон Стоун поразила шикарным внешним видом
08:05
"Будут вместе угрожать миру": Невзоров нашел главарю "ДНР" друга среди западных диктаторов
07:59
Северная Корея снова "уничтожила" Белый дом и США
07:54
Ученые NASA: Pacкpытa глaвнaя тaйнa Mapca
07:53
Доктор Комаровский: Любой госчиновник должен лечиться только в Украине, только украинскими лекарствами, ездить только на наших авто
07:50
Больницы по всей Украине начали отменять операции из-за нехватки денег на лекарства и наркоз
07:46
Катя Осадчая: Не могла и представить, что моим мужем будет Юра Горбунов
07:26
Названий алкоголь, здатний викликати рак
07:23
В Македонии протестующие штурмом взяли парламент и устроили самосуд над депутатами
07:19
Ученые вырастили ягненка в искусственной среде
07:14
Киев потратит два миллиарда гривен на новые трамваи
07:12
Крушение военного корабля РФ возле Босфора высмеяли в карикатуре
07:08
Вручение повесток на границе: в ВСУ объяснили "новшество" военкомов
07:01
Невеста Владимира Кличко покорила британцев своей красотой
20:51
Безвизовый режим с ЕС: что разрешат украинцам в Европе
20:24
Зірка "Джентльмен-шоу" Олег Філімонов у 65 років заговорив українською мовою
19:45
Ученые NASA стоят на пороге открытия внеземной жизни
19:42
Ляшко заявил, что купил дом за 15 млн гривен в рассрочку на пять лет
19:07
У берегов Турции потопили военный корабль Путина
18:56
Полезные функции Viber, о которых вы могли не знать
18:43
У Європарламенті назвали точну дату запровадження безвізу для українців
17:16
Google обязали признать Крым частью России
14:35
Украина будет закупать уголь у Грузии
14:34
Ляшко ворвался в кабинет Холодницкого, тот отдал ему свои погоны
14:14
Насиров намерен вернуться к обязанностям главы ГФС
11:52
Администрация Трампа представила "крупнейшую налоговую реформу" в истории США
11:10
Ученые: Быстрое таяние льдов в Арктике приведет к глобальной катастрофе
11:05
В Киеве фиксируется наибольший уровень коррупции
10:59
Google упростит одно из самых раздражающих действий в Android
10:56
"Плювок на могили солдат" - настоятель про переможця "Голосу країни"
10:34
В Украине резко дорожает картофель
Більше новин

Учёные готовят путешествие к земной мантии

0

С помощью японского судна для глубоководного бурения «Тикю» исследователи готовятся добраться до разлома, который вызвал разрушительное землетрясение Тохоку в прошлом году. Учёные собираются дойти аж до мантии, чего ещё никому не удавалось.

Учёные готовят путешествие к земной мантии

Если проект получит зелёный свет, это будет одно из самых выдающихся достижений науки, сопоставимое с полётом на Луну. Полученные данные могут перевернуть представления об эволюции и строении Земли. Существует даже вероятность того, что мы найдём нечто непредвиденное.

Геологам не в первый раз захотелось добраться до глубин планеты. В 1909 году хорватский метеоролог Андрий Мохоровичич обнаружил, что сейсмические волны, вызванные землетрясениями, распространяются значительно быстрее в слоях, расположенных ниже 30 км, чем в более верхних. Это говорит об ином составе и иных физических свойствах пород на такой глубине. Рубеж получил имя первооткрывателя и с тех пор считается верхней границей мантии.

Теперь геологам известно, что верхняя часть мантии залегает в 30–60 км под поверхностью, а на некоторых участках морского дна — всего в 5 км. Процессы, происходящие там, двигают литосферные платформы, развязывают землетрясения и создают вулканы.

Следующий шаг на пути к мантии был сделан в конце 1950-х. В то время теория тектоники плит всё ещё находилась в жаркой дискуссионной стадии. Гарри Гесс и другие её сторонники утверждали, что горячие конвективные потоки из глубин мантии управляют движением тектонических плит по поверхности планеты. Поскольку требовались фактические доказательства, Гесс и его коллега Уолтер Мунк обратились к своим приятелям из Национальной академии наук США. Так в апреле 1957 года родился проект Mohole. Легенда гласит, что это произошло в солнечной Калифорнии за завтраком с обильными винными возлияниями. Мол, по-другому заседания так называемого Американского общества всякой всячины не проходили.

Энтузиастам пришлось решать множество проблем — от поиска средств до изобретения технологии, позволяющей удерживать буровое судно на одном месте в открытом море. Увы, последнюю нельзя было заимствовать у нефтяников, поскольку те в то время ещё не бурили в глубоких водах. Поэтому была разработана методика динамического позиционирования, которая подразумевает ловко размещённые по всему судну винты и двигатели. Первый керн был получен с глубины 183 м у берегов карибского острова Гваделупа в апреле 1961 года. Он же стал последним.

Вскоре после возвращения экспедиции ведущие учёные были оттёрты от управления проектом, финансирование пошло по нисходящей, и некий молодой политик по имени Дональд Рамсфелд добился того, что в 1966 году конгресс проголосовал большим пальцем вниз.

Но геологи не сдавались, на смену павшим вставали другие, и бурение океанической коры продолжалось. Тем не менее никому ещё не удавалось пройти более трети пути к мантии. Рекорд удерживает 1507-метровая скважина на побережье Коста-Рики. Это не самая глубокая дыра (даже в океанической коре), но именно в этом месте учёные оказались к мантии ближе всего: толщина коры там всего 5,5 км.

Что касается нового проекта, получившего название Mohole to Mantle, то у него есть чёткое научное обоснование. Хотя на мантию приходится 68% массы Земли, мы очень мало знаем о ней. «У нас нет ни одного чистого образца мантии», — подчёркивает участник коллаборации Деймон Тигл из Национального океанографического центра Великобритании.

Некоторые образцы достигают поверхности, но все они загрязнены. Например, редкие мантийные конкреции, встречающиеся в лаве, говорят о том, что мантия состоит из минералов, богатых магнием и бедных кремнием (оливина, пироксена и др.). Кое-где на дне океана породы, которые когда-то были частью мантии, обнажены, однако при контакте с морской водой они сильно изменили свой состав. Разница примерно та же, что между марсианскими метеоритами и непосредственными пробами пород Красной планеты. А без чистых образцов невозможно подтвердить даже простые факты вроде состава мантии, способов её формирования и т. д.

Приходится строить теории на косвенных доказательствах. Например, можно отслеживать скорость сейсмических волн, как это делал Мохоровичич. Кроме того, есть метеориты, выкованные из того же космического мусора, что и наши скалистые планеты. Имеются и более экзотические методы вроде наблюдений за нейтрино, которые образуются при распаде некоторых элементов.

В результате многие вопросы остаются без ответа. Лишь в том случае, если в руки учёных попадут индикаторы мантийной конвекции (например, благородные газы и соответствующие изотопы), можно будет выяснить, как и когда наша планета разделилась на ядро, мантию и кору и когда началась тектоника плит. Состав верхней мантии показал бы, как вода, углекислый газ и энергия передаются в кору и как они влияют на глобальные геохимические циклы. Если бы удалось разобраться, насколько мантия гетерогенна, стало бы понятно, как магма поднимается, а затем извергается в срединно-океанических хребтах.

Учёные готовят путешествие к земной мантии

Пожалуй, в мантии можно найти и жизнь. Конечно, это будут не жюльверновские монстры, но значимость открытия от этого не убавится. И, кстати, подобные экстремофилы не так уж невозможны.

В прошлом году Таллис Онстотт из Принстонского университета (США) обнаружил микроскопических круглых червей (нематод) на глубине 4 км в южноафриканской золотой шахте. Он же выяснил, что одноклеточные микробы живут на ещё большей глубине — до 5 км.

Под морским дном микроорганизмы найдены на глубине 1,6 км близ восточного побережья Канады. Исследователи предположили, что им сотни миллионов лет, ибо они вроде бы делятся раз в сто тысяч лет.

Высокое давление на больших глубинах не проблема для многих экстремофилов. Лабораторные испытания показали, что микробы способны переносить тысячу атмосфер. Бактерии обнаружены и в Марианской впадине, под 11-километровой толщей воды. Кстати, давление в чрезвычайно горячей среде даже полезно, поскольку не позволяет воде кипеть.

Таким образом, решающим фактором может быть температура. Чуть ниже границы Мохоровичича она достигает, по некоторым оценкам, 120 ˚С. «Это соблазнительно близко к верхнему пределу известных форм жизни — 122˚», — отмечает Джон Паркс из Кардиффского университета (Великобритания).

Тем не менее Мэтт Шренк из Университета Восточной Каролины (США) считает, что шансы найти мантийную жизнь невелики. Циркуляция жидкости там весьма ограничена, а потому приток питательных веществ очень мал.

Несмотря на свои сомнения, г-н Шренк поддерживает проект Mohole to Mantle, ибо он поможет определить физиологические пределы жизни и даже изучить изменения климата, поскольку биосфера способна повлиять на глубокую часть углеродного цикла. Тамошняя жизнь может также оказаться полезной в медицине, поскольку местные организмы могут обладать уникальными ферментами или осуществлять невиданные на поверхности биологические процессы.

Образцы мантии распутают также загадки, касающиеся роли микробной жизни в эволюции планеты. Недавнее исследование геофизика Нормана Слипа из Стэнфордского университета (США) показало, что жизнь способна углубляться в кору, а её продукты (например, аммоний) могут просачиваться ещё ниже. По сути, весь азот в мантии произошёл от аммония, выработанного органикой. Это повышает вероятность того, что жизнь на заре земной истории изменила состав мантии и что образцы, позволяющие изучить тот период, всё ещё находятся там.

Но вернёмся к технической части проекта. Г-н Тигл сравнивает бурение шестикилометровой скважины в Тихом океане с опусканием стальной нити толщиной с человеческий волос в бассейн двухметровой глубины, после чего проволочкой надо будет продолбить фундамент ещё на три метра. Проще говоря, придётся изготовить бур, какого ещё не было на свете.

И дело не только в длине, но и в материале сверла. При бурении отверстия диаметром 30 см в твёрдых магматических породах со скоростью 1 м/ч головка живёт лишь около 50 часов. А зубцы могут сточиться ещё быстрее. Новый сверхтвёрдый материал должен будет также выдерживать давление в 2 кбар и температуру до 250 ˚C.

К счастью, доклад, выпущенный в 2011 году фирмой Blade Energy, говорит о том, что проект технически осуществим. «Обычно бывает наоборот, — говорит г-н Тигл. — Инженер что-то изобретает и затем интересуется, пригодится ли это учёным. А в последнее время наука бежит впереди технологий».

Ещё одна проблема — финансирование. Денег требуется столько, что без политической воли не обойтись. Одна только работа судна «Тикю» обойдётся в $1 млрд. Правительство Японии взяло на себя львиную долю расходов, ведь проект в конечном итоге может помочь в прогнозировании землетрясений. Другие страны тоже выразили заинтересованность.

Если все финансовые вопросы будут решены в следующем году, учёные надеются добраться до мантии в течение десятилетия. Предстоит, кстати, выбрать одну из трёх площадок. Все они находятся в Тихом океане (один из кандидатов — как раз то место, где бурили предшественники из проекта Mohole), и каждый расположен относительно близко к срединно-океаническим хребтам, где формируется новая кора. Поднятие магмы приводит к повышению морского дна, поэтому там относительно мелко. Кроме того, породы там сравнительно холодные. Наконец, кора образуется весьма быстро — а значит, она довольно однородна, что тоже облегчает задачу.


Загрузка...