Penggalian Menuju Teras Bumi Membongkar Banyak Rahsia Saintifik

Bacakan

 

Pernahkah anda membaca novel klasik Jules Verne bertajuk “Perjalanan ke Pusat Bumi?” Novel fiksyen sains pastinya membuatkan imaginasi kami menjadi liar. Tetapi pernahkah anda terfikir apa sebenarnya yang ada di tengah-tengah bumi?

Di semenanjung terpencil di suatu tempat di Rusia, sekumpulan saintis telah menghabiskan beberapa dekad menggerudi tanah untuk sampai ke pusat bumi. Tetapi selepas beberapa dekad bekerja keras, pasukan itu membuat penemuan yang memaksa mereka berhenti menggali lebih dalam.

Ia adalah perlumbaan

Matlamat bercita-cita tinggi untuk menggali ke arah pusat bumi bermula dengan persaingan antara AS dan USSR untuk menakluk dunia bawah tanah. Kita semua tahu perlumbaan angkasa antara kedua-dua negara untuk menakluki angkasa lepas tetapi sedikit yang diketahui tentang perlumbaan lain untuk menggali sejauh mungkin ke dalam kerak Bumi.

Anda mungkin berfikir bahawa kotoran dan batu tidak begitu menarik berbanding dengan misteri kosmos tetapi kerak Bumi membawa jalan ke mantel – lapisan dalam misteri yang membentuk 40% daripada jisim Bumi. 40% itu boleh dibuat daripada apa?

Projek Mohole

Pada tahun 1957, pasukan AS mendahului dalam perlumbaan menggali ketika mereka memulakan Projek Mohole. Misi projek itu adalah untuk mendapatkan sampel mantel Bumi dengan menggerudi ke dasar lautan di kawasan di luar Pulau Guadalupe, Mexico. Pasukan jurutera dapat menggerudi melalui dasar Lautan Pasifik kerana mereka dapat mencapai kedalaman 601 kaki.

Projek Mohole dibiayai oleh National Science Foundation. Walau bagaimanapun, 8 tahun dalam projek itu, pembiayaan telah dipotong oleh US House of Representatives. Walaupun bermula dahulu, orang Amerika tidak pernah sampai ke mantel.

Projek Kola

Pasukan USSR mengambil sedikit masa untuk memulakan projek mereka. Malah, hanya pada 24 Mei 1970, Rusia mula menggerudi ke arah pusat Bumi. Mereka mula menggerudi di Daerah Pechengsky, kawasan berpenduduk rendah di Semenanjung Kola, Rusia.

Pasukan Rusia mempunyai matlamat mudah – untuk menggali sejauh mungkin ke dalam kerak bumi. Sudah tentu, mereka menyasarkan untuk pergi lebih jauh daripada 600 kaki yang dicapai oleh pasukan Amerika. Malah, matlamatnya adalah sekurang-kurangnya 49,000 kaki.

Peralatan khusus

Pasukan Rusia menggunakan peralatan pakar dalam projek mereka. Penggerudian dilakukan menggunakan Uralmash-4E, yang merupakan pelantar penggerudian bersiri yang digunakan untuk menggerudi telaga minyak. Pelantar ini telah diubah suai sedikit untuk dapat mencapai kedalaman 7,000 meter.

Sepanjang projek itu, pasukan Soviet membangunkan instrumen yang akan membantu mereka mengambil pengukuran fizikal secara langsung di bahagian bawah lubang gerudi. Disebabkan ini, mereka mempunyai integriti pengukuran yang lebih tinggi. Pada tahun 1974, pasukan itu dinaik taraf kepada Uralmash-15000.

Lubang Bertha Rogers

Walaupun semua ini berlaku, orang Amerika telah melakukan beberapa kemajuan mereka sendiri juga. Pada tahun 1974, Syarikat Pengeluar Lone Star memulakan penggerudian untuk minyak di Washita County, Oklahoma. Mereka tidak pernah menemui minyak tetapi mereka dapat menggali lubang paling dalam yang wujud di planet ini pada masa itu.

Gerudi mereka menjadi “lubang Bertha Rogers” yang merupakan lubang buatan manusia yang mencapai lebih 31,400 kaki di bawah permukaan Bumi. Walaupun bukan lagi lubang buatan manusia yang paling dalam di dunia, ia masih kekal sebagai lubang buatan manusia terdalam di Amerika.

Melebihi pasukan Amerika

Pada 6 Jun 1979, salah satu lubang gerudi yang dicipta oleh pasukan Rusia melepasi kedalaman lubang Bertha Rogers. Lubang gerudi itu digelar SG-3. Menjelang 1983, lubang gerudi SG-3 telah mencapai kedalaman 39,000 kaki di bawah permukaan.

Lubang itu mempunyai lebar 9 inci. Ini bermakna pasukan Rusia hanya ketinggalan 10,000 kaki daripada sasaran minimum mereka. Mereka berhenti menggerudi selama 12 bulan supaya penyelidik yang berbeza boleh datang melawat dan melihat tapak tersebut.

Memfokuskan pada lubang gerudi lain

Apabila pasukan Rusia menyambung semula penggerudian setahun kemudian, mereka secara tidak dijangka mengalami masalah teknikal yang memaksa mereka berhenti menggerudi di lubang gerudi SG-3. Tidak terpengaruh, pasukan Rusia memutuskan untuk memulakan semula dengan lubang gerudi lain. Lubang gerudi ini mempunyai kedalaman 23,000 kaki.

Pada tahun 1989, lubang gerudi baru yang ditumpukan oleh pasukan Rusia mencapai matlamatnya. Malah, penggerudian mencecah 40,230 kaki dalam. Itu adalah kira-kira 7.5 batu ke dalam kerak bumi. Ini menggalakkan pasukan dan membuat mereka percaya bahawa mereka boleh mencapai 44,000 kaki pada tahun 1990.

Panas yang tidak dijangka

Tetapi keadaan tidak berjalan seperti yang diharapkan oleh pasukan Rusia. Semasa mereka menggali lebih dalam, mereka tidak tahu bahawa mereka akan bersentuhan dengan sesuatu yang tidak dijangka. Apabila gerudi mereka perlahan-lahan semakin hampir ke pusat bumi, perubahan lengkap berlaku.

Perubahan pertama ialah suhu di dalam lubang gerudi mula berubah. Semasa mereka menggali lebih jauh, bahang mula memuncak dengan lebih cepat. Pada masa mereka menghampiri sasaran 49,000 kaki, haba dalam lubang itu sudah pun 180 °C (356 °F) hingga 80 °C (176 °F) penuh. Pasukan tidak menjangkakan kepanasan sebegini.

Batu plastik

Panas bukan satu-satunya perkara pelik yang pasukan Rusia perasan ketika mereka menggali lebih jauh ke dalam lubang gerudi. Para penyelidik mendapati bahawa batuan di kedalaman tersebut kurang tumpat. Dan kerana ini, batu bertindak balas secara berbeza terhadap suhu yang lebih tinggi.

Sebagai contoh, batuan mempunyai tekstur yang hampir seperti plastik. Tekstur pelik ini akhirnya menjadi masalah kerana ia menjadikannya hampir mustahil untuk menggerudi melalui batu. Bukan itu sahaja tetapi haba dan batu terlalu banyak untuk mesin mereka.

Penghujung perjalanan

Pada ketika inilah pasukan Rusia mula berfikir bahawa penggerudian mereka ke arah pusat Bumi akan berakhir tidak lama lagi. Peralatan mereka tidak akan bertahan lama dengan haba yang melampau dan batu-batu seperti plastik.

Mereka cuba meneruskan projek itu sehingga 1992 tetapi mereka tidak pernah pergi lebih mendalam. Mereka tidak mempunyai pilihan selain menghentikan penggerudian. Tapak gerudi telah ditutup secara rasmi dan lubang gerudi superdeep Kola telah dimeterai pada tahun 2005. Walaupun projek itu terbengkalai, ini tidak bermakna bahawa keseluruhannya adalah arca.

Penemuan yang menarik

Pasukan penyelidik dapat mengumpul beberapa penemuan menarik sebelum mereka menutup lubang gerudi – yang mereka namakan Kola Superdeep Borehole. Kola Superdeep Borehole menjadi khazanah maklumat geologi.

Walaupun pasukan Rusia gagal mencapai mantel, mereka dapat menggali lubang paling dalam yang diketahui manusia. Dan dalam penggalian mereka, mereka dapat menemui banyak maklumat yang membuat perubahan besar kepada komuniti sains.

Fosil Berusia 2 Bilion Tahun

Pada kedalaman empat batu, pasukan penyelidik menemui fosil kecil organisma marin bersel tunggal, membuktikan bahawa terdapat aktiviti biologi di dalam batu. Ia adalah sesuatu yang tidak dijangka untuk mempunyai sesuatu yang hidup begitu dalam di bawah permukaan.

Fosil itu berada dalam keadaan yang sangat baik memandangkan ia terbungkus beberapa batu di bawah permukaan bumi untuk masa yang sangat lama. Malah, fosil itu dianggarkan berusia lebih 2 bilion tahun. Komuniti sains pasti mendapati ini sebagai kemenangan.

Peta suhu yang dikemas kini

Peta suhu bahagian dalam Bumi telah dikemas kini berkat penemuan dari Kola Superdeep Borehole. Kini ahli geologi mempunyai data yang lebih realistik untuk bergantung pada suhu Bumi.

Suhu yang dihadapi semasa gerudi ternyata jauh lebih tinggi daripada yang dijangkakan. Ia adalah satu perubahan besar dalam bidang Geologi membuktikan bahawa kita masih boleh belajar lebih banyak lagi selama ini. Dan itu semua terima kasih kepada pasukan Rusia.

Membongkar teori

Projek Rusia menghasilkan banyak data geologi yang mengembangkan apa yang kita ketahui tentang Bumi. Lubang gerudi superdeep Kola memberikan pandangan langsung pada struktur kerak dan dapat mengesahkan dan membongkar banyak teori dalam geologi.

Salah satu teori ini ialah “Ketakselanjaran Conrad” yang meramalkan bahawa terdapat peralihan dari granit ke basalt 3 hingga 6 kilometer di bawah permukaan. Penemuan Kola Superdeep Borehole akan menafikan teori ini.

Granit sepanjang jalan

Teori ketakselanjaran Conrad dicipta dengan mengukur gelombang seismik. Untuk sementara waktu, ini adalah bagaimana sains menggambarkan kerak Bumi – mempunyai lapisan dari granit hingga batu basalt. Tetapi Kola Superdeep Borehole menunjukkan bahawa ini tidak berlaku.

Penyelidik mendapati hanya terdapat batu granit di bahagian paling jauh lubang gerudi. Ini bermakna bahawa perubahan dalam gelombang seismik disebabkan oleh perbezaan metamorfik dalam batuan – bukan peralihan kepada basalt.

Air yang mengalir di bawah permukaan

Tetapi penemuan paling menarik dari Kola Superdeep Borehole ialah apabila mereka terserempak dengan air yang mengalir beberapa batu jauh di bawah permukaan. Sebelum itu, tiada siapa yang menyangka bahawa air cecair boleh wujud begitu dalam di bawah permukaan.

Ini menunjukkan bahawa kerak Bumi tidak sepadat seperti yang pernah diramalkan. Laluan wujud yang membenarkan cecair mengalir. Pasukan penyelidik percaya bahawa air yang mengalir adalah hasil daripada tekanan kuat yang memaksa atom hidrogen dan oksigen keluar dari batu.

Spot pelancongan

Kebetulan. penutupan Kola Superdeep Borehole juga berlaku semasa kejatuhan Soviet Union. Hari ini, tapak itu ditinggalkan dan ditandakan sebagai bahaya alam sekitar. Ini tidak menghalang pelawat yang ingin tahu daripada datang dan menyemaknya.

Nampaknya sukar untuk dipercayai bahawa tapak gerudi terbiar yang mempunyai kayu reput dan besi buruk bertaburan di seluruh kawasan itu terletak di lubang paling dalam di planet ini. Walaupun lubang gerudi Kola Superdeep dikimpal, ia masih kekal sebagai penemuan yang menarik.

Begitu dekat namun begitu jauh

Sehingga hari ini, tiada siapa yang mengalahkan rekod pasukan Rusia. Untuk perspektif, kedalaman lubang gerudi ialah ketinggian Gunung Everest dan Gunung Fiji di atas satu sama lain. Kola Superdeep Borehole kekal sebagai lubang buatan manusia yang paling dalam di planet ini.

Adakah projek itu sekurang-kurangnya dapat mencapai pusat Bumi? Walaupun Kola Superdeep Borehole adalah satu pencapaian yang mengagumkan, ia masih cetek jika anda membandingkannya dengan kedalaman Bumi. Hakikatnya ialah lubang gerudi itu hanya mampu menembusi kira-kira satu pertiga daripada kerak Bumi dan 0.2% daripada keseluruhan jarak ke arah teras planet.

Jauh lagi perjalanan

Percubaan lain dibuat untuk mencapai teras Bumi oleh negara lain termasuk Jerman, Sweden, dan Austria. Tetapi tiada satu pun daripada projek ini dapat pergi lebih dalam daripada Kola Superdeep Borehole. Ada yang lebih panjang kerana mereka menyimpang dari laluan menegak tetapi mereka tidak pergi lebih dalam.

Pasti masih jauh lagi perjalanan manusia ke arah pusat Bumi. Siapa tahu apa yang akan kita temui dalam mantel suatu hari nanti? Nampaknya kita perlu menunggu.

 

Sumber