Gli esseri umani sono riusciti a perforare più di 12 chilometri nelle profondità del pianeta, ma il mantello e il nucleo rimangono inaccessibili all’esplorazione diretta. Perché è così difficile andare oltre?
(personale: la rivista del fine settimana)
L’idea di perforare un tunnel oltre la crosta terrestre terrestre sembra uscito da un film di fantascienza. Ma la domanda è il più seria possibile: se avessimo macchinari abbastanza potenti, potremmo attraversare la crosta terrestre terrestre? E cosa accadrebbe se finissimo nel mantello del pianeta?
La risposta è che attualmente non abbiamo la tecnologia necessaria. Gli ostacoli non sono rappresentati solo dalla temperatura, ma anche dalla pressione, dal comportamento roccioso, dalla forza dell’attrezzatura e dai costi enormi.
Quanto è spessa la crosta terrestre terrestre?
La terra ha tre componenti strutturali principali: la corteccia, il mantello e il nucleo.
La corteccia è lo strato esterno relativamente sottile del pianeta. Sotto gli oceani può essere di circa 5-10 chilometri, mentre la crosta terrestre continentale è, in media, circa 30-40 chilometri. Sotto le grandi catene montuose può essere considerevolmente più spesso.
Sotto la corteccia si trova il mantello, che si estende fino a circa 2.900 chilometri di profondità. Di seguito si trova il nucleo, costituito principalmente da ferro e nichel.
Un dettaglio importante: il mantello non è un enorme oceano di lava. La maggior parte di essa è costituita da rocce solide, che, a temperature e pressioni molto elevate, possono deformarsi e muoversi molto lentamente, per periodi geologici.
Record mondiale: perforazione di Kola
L’esperimento più impressionante di questo tipo è stato condotto in Unione Sovietica. Nel 1970, i ricercatori iniziarono a perforare un pozzo scientifico nella penisola di Kola, nella Russia nordoccidentale.
Il progetto, noto come Kola Superdeep Borehole, mirava a raggiungere una profondità di 15 chilometri e fornire informazioni dirette sulla struttura della crosta terrestre terrestre.
Nel 1989, il pozzo ha raggiunto una profondità di 12.262 metri, il record per la perforazione verticale più profonda ottenuta dall’uomo.
Ma i ricercatori hanno incontrato condizioni molto più difficili di quanto avessero previsto. Alla base della perforazione, la temperatura ha raggiunto circa 212°C e le rocce hanno iniziato a comportarsi in modo diverso da quanto osservato in superficie. Ad alta pressione e temperatura, le rocce hanno assunto un comportamento duttile e potrebbe gradualmente deformare o chiudere il foro.
Il progetto non è riuscito a toccare il mantello. Le opere sono state abbandonate nel 1992, nel contesto di difficoltà tecniche e finanziarie.
Cosa accadrebbe se continuassimo a perforare?
Mentre scendiamo nella corteccia, ci sono altri grossi problemi:
- Temperatura: Cresce con la profondità, ma non a un ritmo identico in tutte le regioni del pianeta. In alcune aree, i valori diventano incompatibili con il funzionamento delle apparecchiature convenzionali.
- Pressione: Le rocce esercitano un’enorme pressione sulle pareti del pozzo, che possono iniziare a deformarsi e chiudersi.
- Equipment: I trapani, i tubi, i sensori e i sistemi elettronici devono resistere contemporaneamente a temperature e pressioni estreme.
- Evacuazione materiale: I frammenti di roccia devono essere trasportati in superficie attraverso un sistema di circolazione del fluido di perforazione, un’operazione sempre più difficile a grandi profondità.
Inoltre, il fluido di perforazione, indispensabile per raffreddare la fresa e trasportare i frammenti di roccia, può diventare instabile in condizioni estreme. Una perdita di controllo della pressione può causare un’eruzione incontrollata di fluidi e gas, nota nel settore della perforazione come Scoppio di pneumatico. .
Incontreremmo Lava se attraversassimo la corteccia?
non necessariamente. Questa è una delle idee sbagliate più diffuse sull’interno della Terra.
Al confine tra la corteccia e il mantello, chiamato discontinuità Mohorovičić o Moho, non c’è mare di lava. C’è un cambiamento nel tipo di rocce e nelle loro proprietà fisiche.
Il mantello è prevalentemente solido. Il magma si verifica solo in determinate condizioni e regioni, quando parte della roccia si scioglie. I vulcani rappresentano modi naturali attraverso i quali il materiale fuso può raggiungere la superficie, ma non prova che l’intero interno del pianeta sia liquido.
Perché la Terra non si raffredda? C’è un reattore nucleare all’interno?
Un’altra domanda interessante sollevata nella discussione originale riguarda la temperatura molto alta del nucleo. Se la Terra perde costantemente calore, perché il suo interno è ancora così caldo dopo circa 4,5 miliardi di anni?
La spiegazione non è l’esistenza di un reattore nucleare artificiale o di un processo di fissione nucleare controllato.
Il calore interno deriva principalmente da due fonti: l’energia rimasta dalla formazione del pianeta e l’energia prodotta dalla naturale disintegrazione di alcuni elementi radioattivi, in particolare uranio, torio e potassio.
Inoltre, la graduale solidificazione del nucleo interno rilascia energia termica e contribuisce alla dinamica del nucleo esterno liquido, che partecipa alla generazione del campo magnetico terrestre.
La terra si sta raffreddando, infatti, ma molto lentamente. Non c’è bisogno di un meccanismo per mantenere costante la sua temperatura: i processi naturali all’interno continuano a produrre e ridistribuire l’energia.
Futuro: possiamo perforare con i laser?
Sono state proposte tecnologie alternative, compreso l’uso di fasci di energia molto elevata per la fusione o la vaporizzazione di rocce. L’idea è interessante, ma la sua trasformazione in un sistema industriale in grado di realizzare una perforazione ultra profonda rimane una sfida tecnologica.
Anche se potessimo distruggere la roccia con un tale metodo, dovremmo risolvere ulteriormente l’evacuazione del materiale, la stabilità delle pareti, il controllo della pressione e la resistenza dell’attrezzatura.
Quindi, il problema non è solo come perforare la roccia, ma come mantenere un tunnel aperto e funzionale a tali profondità.
un pianeta che ancora non siamo stati in grado di esplorare in profondità
La perforazione verticale più profonda da parte dell’uomo rappresenta solo una piccola parte dello spessore della crosta terrestre continentale e circa lo 0,2% della distanza dal centro della terra.
Abbiamo inviato sonde spaziali a miliardi di miglia di distanza, esplorato la superficie della luna e fotografato pianeti lontani. Tuttavia, non siamo ancora stati in grado di attraversare la crosta terrestre del nostro pianeta.
Forse una delle più grandi frontiere dell’esplorazione umana non è nello spazio, ma appena sotto i nostri piedi.
The Weekend Magazine – Una pubblicazione Tomeci Press
Fonti scientifiche: Indagine geologica degli Stati Uniti per la struttura interna della Terra e delle fonti di calore; La ricerca pubblicata in Comunicazioni Terra & Ambiente nel 2026 per i dati aggiornati sulla perforazione di Kola; European Geosciences Union per le difficoltà tecniche della perforazione ultra profonda
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