Uprostřed pouště Taklimakan v Číně začali inženýři vrtat nový vědecký vrt. Jejich cílem je dosáhnout hloubky přes 10 000 metrů, tedy zhruba šest mil do pevné skály.
Tento vrt, nazvaný Shendi Take 1, se nachází v Tarimské pánvi v Xinjiangu a posouvá čínskou technologii vrtání do nových oblastí.
Také se z písečného prostoru stává zkušební místo pro pochopení zemětřesení, ropy a plynu, a vnitřní struktury Země.
Práci řídí Sun Jinsheng, inženýr vrtání a akademik Čínské akademie inženýrství (CAE), jehož výzkum se zaměřuje na hluboké a ultradlouhé vrtací technologie jak pro energetickou produkci, tak pro studium Země.
Snížením tohoto úzkého vrtu doufají vědci, že dosáhnou skál z dávné éry. Toto období křídové, kdy dinosauři ještě dominovali planetě, zanechalo sedimenty, které vykreslují starobylé oceány, klimata a zakopané organické materiály.
Navrhovaná hloubka Shendi Take 1 je přibližně 11 100 metrů. To je dostatečné na to, aby překonalo více než deset vrstev kontinentální skály, včetně systému křídové éry.
Zařízení je kolosální pro tak úzký otvor, přičemž vrtací nástroje a ocelové trubky váží více než 2 000 tun, suspendované ve vrtu.
„Obtížnost konstrukce vrtacího projektu lze přirovnat k velkému nákladnímu vozu jedoucímu po dvou tenkých ocelových kabelech,“ řekl Jinsheng.
Na těchto hloubkách není cílem scenérie, ale informace o kontinentální kůře, skalnaté pokrývce planety pod kontinenty. Tato vrstva uchovává teplo, tekutiny a napětí, které pomáhají řídit zemětřesení, vznik hor a způsob, jakým se kontinenty pohybují v geologickém čase. Hlubší vrty také pomáhají sledovat, jak se ropa a plyn chovají pod extrémním tlakem.
Jedna studie ultradlouhého vrtu zvaného TK 1 zjistila, že jádra a tekutiny zvrátily představy o tom, jak hluboko mohou existovat uhlovodíky.
Pro čínský tým je Shendi Take 1 laboratoří pro deskovou tektoniku, což je myšlenka, že desky Země se pohybují a mění planetu.
Když bit klesá dolů, každý plát skály upřesňuje mapy poruch, skládání a zakopané kořeny hor, které seismické průzkumy naznačují.
„Vrtání vrtu hlubokého přes 10 000 metrů je odvážný pokus prozkoumat neznámé území Země,“ řekl Wang Chunsheng. „A rozšířit hranice lidského poznání,“ dodal Chunsheng, technický expert, který se zúčastnil operace.
Čína nezačíná od nuly. Kola Superdeep Borehole v Rusku drží rekord jako nejhlubší vrt, dosahující přibližně 12 262 metrů.
Podrobná analýza vzorků z Koly ukázala, že očekávaná bazaltová vrstva se nikdy neobjevila, ani několik mil pod povrchem. Tento neočekávaný hromadný metamorfní skály naznačil, že hranice v seismických datech označují změny ve vlastnostech skály, spíše než přechody z granitu na bazalt.
Moderní projekty, jako je Shendi Take 1, používají vrtací fluidy, kapaliny, které chladí bit, nesou rozdrcenou skálu nahoru a udržují stěny vrtů stabilní. Nedávné práce ukazují, že tyto kapaliny se rozkládají, jak teploty stoupají, a nové metody chlazení je dokážou udržet použitelné.
Dokonce i sedmilevý vrt pouze narušuje zlomek vnitřku Země. Kůra pod kontinenty má průměrnou tloušťku 30 kilometrů a může se prohloubit na 100 kilometrů pod horskými pásmy, podle přehledu USGS.
Pod touto kůrou se nachází plášť, vrstva horké, husté skály, která sahá 2 900 kilometrů dolů a pomalu se pohybuje během milionů let.
Teplo vystupující z této vrstvy pohání sopečné oblouky, vyživuje středooceánské hřebeny a napomáhá konvekci, která pohybuje deskami tektonickými. Protože Shendi Take 1 končí daleko v kůře, přímo se nedotýká pláště.
Nicméně poskytne geofyzikům skutečné měření, která lze porovnat se seismickými odrazy a gravitačními daty, která nyní načrtávají náš obrázek o hluboké struktuře.
Místo Taklimakan je cenné, protože Tarimská pánev hostí nejtlustší nánosy sedimentů a nejhlubší ložiska ropy a plynu v Asii.
Propojování vrstev od povrchu k ultradlouhým formacím v jednom sloupci umožňuje vědcům testovat modely, jak se pánve vyvíjejí během milionů let.
„Jít hlouběji do Země je strategickou volbou pro zajištění energetických zdrojů Číny,“ řekl Jinsheng. To, co se stane v této odlehlé poušti, tam nezůstane.
Data z hluboké Země mohou zpřesnit odhady rizika zemětřesení a pomoci plánovačům porozumět, kde jsou poruchy zablokovány nebo se pohybují v hloubce. Lepší tepelné a napěťové mapy mohou také vést projekty geotermální energie, testování ukládání uhlíku a další pokusy využít hlubokou subsurface bezpečnějším způsobem. Shendi Take 1 rovněž odráží delší kariérní oblouk Suna a jeho kolegů. V posledních letech vedl práci na vrtacích kapalinách a souvisejících technologiích, které udržují vrty stabilní, když teploty a tlaky stoupají.
Spolu s dřívějšími Tarimskými vrty tento projekt značí odklon k přímému zkoumání vnitřku Země na pevnině namísto pouze pod oceány. Pokud se týmu podaří dosáhnout plánované hloubky, vzorky, které přinesou zpět, by mohly přetvořit učebnice o tom, jak kontinenty fungují od povrchu až po hluboké skály.
