सोवियत रहस्य: क्यों रूस ने पृथ्वी पर सबसे गहरा गड्ढा खोदा और फिर उसे सील कर दिया |

एक समय का सबसे गहरा छेद अब एक अप्रभावी धातु की टोपी के नीचे सीलबंद होकर बंद हो गया है, जो जंग लगे बोल्ट और मलबे से घिरा हुआ है/ छवि: मिस्टर नोबडी मीडियम

अंतरिक्ष दौड़ के दौरान अमेरिका और यूएसएसआर आसमान में रॉकेट दागने में व्यस्त थे। उसी समय, नॉर्वेजियन सीमा के पास रूस के कोला प्रायद्वीप पर, सोवियत इंजीनियर कुछ अजीब काम कर रहे थे: सीधे नीचे ड्रिलिंग। जबकि उनके अंतरिक्ष यात्रियों ने कक्षा का पीछा किया, उनके भूवैज्ञानिकों ने पृथ्वी के केंद्र का पीछा किया, और इतिहास में सबसे गहरे मानव निर्मित छेद के साथ समाप्त हुआ, जिसे बाद में स्क्रैप-बिखरे हुए यार्ड में एक साधारण धातु मैनहोल कवर की तरह दिखने वाले छेद से सील कर दिया गया। वह छेद कोला सुपरडीप बोरहोल है। यह इतना नीचे चला जाता है कि माउंट एवरेस्ट और माउंट फ़ूजी एक दूसरे के ऊपर खड़े हो जाएंगे फिर भी छोटा आता है, और फिर भी, ग्रहीय दृष्टि से, यह मुश्किल से सतह को खरोंचता है। तो रूसियों ने इसे क्यों खोदा, उन्हें क्या मिला, और आख़िरकार उन्होंने हार क्यों मानी और इसे बंद कर दिया?

शीत युद्ध की दौड़, लेकिन लक्ष्य ज़मीन पर

पृथ्वी में गहराई तक ड्रिलिंग करने का विचार विशिष्ट रूप से सोवियत नहीं था। 1958 में, अमेरिकी वैज्ञानिकों ने प्रोजेक्ट मोहोल लॉन्च किया, जो मेक्सिको के ग्वाडालूप द्वीप के समुद्र तल के माध्यम से मेंटल तक पहुंचने के लिए ड्रिल करने की एक महत्वाकांक्षी योजना थी। यूएस नेशनल साइंस फाउंडेशन द्वारा समर्थित, 1966 में कांग्रेस द्वारा फंडिंग वापस लेने से पहले वे समुद्र तल में लगभग 601 फीट (183 मीटर) तक जाने में कामयाब रहे। सोवियत संघ ने 1970 में कमान संभाली थी। रूस के सुदूर उत्तर में बैरेंट्स सागर के पास कोला में उनकी गहरी-ड्रिलिंग साइट एक नए वैज्ञानिक प्रयास का प्रमुख उद्देश्य थी: यदि आप पृथ्वी के केंद्र तक नहीं जा सकते हैं, तो कम से कम किसी और की तुलना में करीब पहुंचें। जर्मन साइंटिफिक अर्थ प्रोबिंग कंसोर्टियम के निदेशक डॉ. उलरिच हार्म्स ने साइट का दौरा किया है, मुख्य नमूनों को संभाला है और यहां तक ​​कि अब बंद हो चुके कुएं पर भी हाथ रखा है। उनका कहना है कि इसका उद्देश्य सिद्धांत में सरल और दायरा बड़ा था: “प्रमुख वैज्ञानिक प्रश्नों को संबोधित करना” कि हमारा ग्रह कैसे बना है और कैसे व्यवहार करता है, भूकंप और ज्वालामुखीय गतिविधि से लेकर क्रस्ट के विकास और प्रारंभिक जीवन को आकार देने वाली स्थितियों तक।

“दुनिया का सबसे गहरा गड्ढा” कितना गहरा है?

देखने में, कोला अत्यंत अप्रभावी है। ड्रिलिंग रिग और इमारतें ख़त्म हो गई हैं; जो बचा है वह कंक्रीट में स्थापित एक छोटी नीली और सफेद स्टील की टोपी है, जो मलबे और जंग से घिरी हुई है। उस ढक्कन के नीचे असली कहानी है: केवल 9 इंच (23 सेंटीमीटर) चौड़ा एक बोरहोल जो लगभग 40,230 फीट (12,262 मीटर) सीधे नीचे गिरता है, लगभग 7.6 मील (12.2 किलोमीटर)।

मलबे से घिरी हुई छोटी नीली और सफेद टोपी कोला सुपरडीप बोरहोल को सील करती है, जो 40,230 फीट (12,262 मीटर) गहराई तक फैली हुई है। विकिमीडिया/(CC BY-SA 4.0)

तुलना के लिए:

रूस में कोला सुपरडीप बोरहोल दुनिया का सबसे गहरा छेद है। यह मारियाना ट्रेंच से भी अधिक गहरा है और माउंट एवरेस्ट से भी अधिक गहरा है। साइमन कुएस्टेनमाचर

और फिर भी, ग्रहों की दृष्टि से, यह कुछ भी नहीं है। हमारे पैरों के नीचे महाद्वीपीय परत लगभग 25 मील (40 किलोमीटर) मोटी है। इसके नीचे एक और 1,800 मील (लगभग 2,900 किलोमीटर) तक फैला हुआ आवरण है। फिर बाहरी कोर आता है, लगभग 1,400 मील (2,250 किलोमीटर) मोटा, इससे पहले कि आप अंत में आंतरिक कोर तक पहुँचें, एक घना, ज्यादातर लोहे का गोला जिसकी त्रिज्या लगभग 758 मील (1,220 किलोमीटर) है। कोला ने, अपने सभी इंजीनियरिंग साहस के बावजूद, स्थानीय परत का केवल एक तिहाई हिस्सा और पृथ्वी के केंद्र के रास्ते का लगभग 0.2 प्रतिशत छेद किया।

40,000 फीट (12,192 मीटर) से अधिक की गहराई तक ड्रिलिंग के बावजूद, शोधकर्ताओं ने पृथ्वी की परत की सतह को मुश्किल से खरोंचा। सीआरएस स्टॉकर/शटरस्टॉक

ड्रिलिंग 24 मई 1970 को शुरू हुई। 1979 तक, सोवियत ने पहले ही लगभग 9.5 किलोमीटर की गहराई का विश्व रिकॉर्ड तोड़ दिया था। 1989 में, उन्होंने अपनी अधिकतम ऊंचाई 12,262 मीटर तक पहुंचाई। वे कभी भी अधिक गहराई तक नहीं पहुंचे।

आख़िर इतनी गहराई तक ड्रिल क्यों करें?

पैसे के लिए सबसे गहरे छेद मौजूद हैं: तांबा, हीरे, तेल, गैस। यूटा में बिंघम कैन्यन खदान तीन-चौथाई मील गहरा तांबे का गड्ढा है; दक्षिण अफ्रीका में किम्बर्ली “बिग होल” पृथ्वी पर हाथ से खोदे गए सबसे बड़े हीरे की खुदाई में से एक है। इसके विपरीत, कोला शुद्ध विज्ञान था। इस तरह की परियोजनाएँ शोधकर्ताओं की मदद करती हैं:

जैसा कि हार्म्स कहते हैं, सक्रिय या पूर्व सक्रिय क्षेत्रों में एक बोरहोल होने से वैज्ञानिकों को वास्तविक चट्टान में, वास्तविक गहराई पर, “तनाव और तनाव के जवाब में सबसे छोटे भूकंप की शुरुआत और प्रसार” की निगरानी करने की सुविधा मिलती है, जो कि प्रयोगशाला प्रयोग और कंप्यूटर मॉडल केवल अनुमान लगा सकते हैं। कोला कोर ने एक अनोखा संग्रह भी पेश किया: क्रस्ट की उत्तरोत्तर गहरी परतों से निरंतर चट्टान के नमूने, प्रत्येक में दबाव, तापमान, तरल पदार्थ और पिछली स्थितियों के बारे में सुराग हैं।

सोवियत को क्यों रुकना पड़ा?

यदि हम अरबों मील अंतरिक्ष यान को अंतरतारकीय अंतरिक्ष में उड़ा सकते हैं, तो वायेजर 1 ने 1977 से 14 अरब मील से अधिक की यात्रा की है – कोला केवल 7.6 मील पर क्यों रुका? क्योंकि ऊपर उड़ने की तुलना में नीचे खोदना कहीं अधिक कठिन हो जाता है। सबसे पहले, चट्टान ने सहयोग किया। ड्रिल उथले ग्रेनाइट को अपेक्षाकृत आसानी से चबाती है। लेकिन लगभग 4.3 मील (6.9 किलोमीटर) पर, चीज़ें बदल गईं। चट्टान सघन, अधिक खंडित और यांत्रिक रूप से अजीब हो गई। ड्रिल बिट्स टूट गए. अनुभाग ध्वस्त हो गए. इंजीनियरों को ऊपर से पुनः आरंभ करना पड़ा और प्रक्षेपवक्र को कई बार समायोजित करना पड़ा, जिससे एक शाखा पैटर्न तैयार हुआ जिसकी तुलना बाद में भूवैज्ञानिकों ने क्रिसमस ट्री से की। वस्तुतः सबसे गहरी समस्या गर्मी थी। तापमान में वृद्धि, भूतापीय प्रवणता लगभग 10,000 फीट (3,048 मीटर) तक पूर्वानुमानों से मेल खाती है। इससे भी अधिक, संख्याएँ अपेक्षा से कहीं अधिक तेजी से बढ़ीं। लगभग 12 किलोमीटर पर, तापमान पूर्वानुमानित 100°C (212°F) नहीं था; यह 180°C (356°F) के करीब था। साथ ही, चट्टान एक कठोर, सूखे ब्लॉक की तरह व्यवहार नहीं कर रही थी। लगभग 4,500 मीटर से नीचे, परत अपेक्षा से कहीं अधिक छिद्रपूर्ण और पारगम्य साबित हुई। तीव्र गर्मी और दबाव में, यह भंगुर पत्थर की तरह कम और धीरे-धीरे विकृत होने वाले प्लास्टिक की तरह काम करने लगा। यह बोरहोल स्थिरता और ठंडी, अधिक सहयोगी स्थितियों के लिए डिज़ाइन की गई किसी भी ड्रिल स्ट्रिंग के लिए एक दुःस्वप्न है। उपकरण को इससे निपटने के लिए बनाया ही नहीं गया था। सोवियत संघ 1990 के दशक की शुरुआत तक प्रयास करता रहा, लेकिन अत्यधिक तापमान, अस्थिर चट्टान और यूएसएसआर के पतन के संयोजन ने अंततः कार्यक्रम को ख़त्म कर दिया। 1992 में, ड्रिलिंग हमेशा के लिए बंद हो गई। 2005 में, साइट को बंद कर दिया गया और छेद को उस भारी, बोल्ट वाले स्टील कैप के नीचे सील कर दिया गया। जर्मनी, ऑस्ट्रिया, स्वीडन और अन्य जगहों पर अन्य गहरे वैज्ञानिक छेद तब से ड्रिल किए गए हैं, कुछ लंबे समय तक क्योंकि वे ऊर्ध्वाधर से भटक गए थे, लेकिन कोई भी गहरा नहीं है।

वास्तव में उन्हें वहां क्या मिला?

मेंटल तक कभी नहीं पहुंचने के बावजूद, कोला ने भूविज्ञान पाठ्यपुस्तक के कुछ हिस्सों को फिर से लिखा। 1. गायब ग्रेनाइट-बेसाल्ट सीमा भूकंपीय अध्ययनों ने क्रस्ट के अंदर एक संक्रमण का सुझाव दिया था, जिसे कॉनराड डिसकंटीनिटी कहा जाता है, जहां ऊपरी ग्रेनाइट सघन बेसाल्ट को रास्ता देता है। ड्रिलर्स को इसे कोर में देखने की उम्मीद थी। उन्होंने नहीं किया. चट्टान मोटे तौर पर ग्रेनाइट जैसी बनी हुई है, जो मॉडलों द्वारा सुझाए गए से कहीं अधिक गहरी है, जिससे भूवैज्ञानिकों को इस बात पर पुनर्विचार करने के लिए मजबूर होना पड़ा कि वे भूकंपीय प्रतिबिंबों की व्याख्या कैसे करते हैं और वह सीमा वास्तव में क्या दर्शाती है।

(बाएं से दक्षिणावर्त) ड्रिल रूम में श्रमिक; कोला कुएं से निकाला गया कोर का एक टुकड़ा; पृथ्वी की पपड़ी में 6,238.25 मीटर (20,465 फीट) गहराई से मेटाबासाल्ट चट्टान का एक टुकड़ा। Pechenga

2. पानी जहां पानी नहीं “होना” चाहिए शोधकर्ताओं ने सतह से मीलों नीचे नमकीन, तरल पदार्थ से भरी दरारों में भी तरल पानी पाया, जो पारंपरिक ज्ञान की अनुमति से कहीं अधिक गहरा है। जैसा कि हार्म्स ने नोट किया है, खुले, खारे, पानी से भरे फ्रैक्चर से पता चला है कि गहरी परत एक ठोस, सीलबंद ब्लॉक नहीं है, बल्कि रास्तों का एक नेटवर्क है जहां तरल पदार्थ अभी भी चल सकते हैं। संभावित व्याख्या यह है कि भारी दबाव के तहत खनिजों से पानी निचोड़ा गया और इन फ्रैक्चर में फंस गया। 3. प्राचीन सूक्ष्म जीवाश्म लगभग 7 किलोमीटर (4.4 मील) नीचे, वैज्ञानिकों को कार्बनिक यौगिकों में घिरे एक-कोशिका वाले समुद्री जीवों के सूक्ष्म जीवाश्म मिले। वे लगभग 2 अरब वर्ष पुराने थे, फिर भी भीषण दबाव और उच्च तापमान के बावजूद अभी भी पहचाने जा सकते हैं। उस खोज ने जैविक सामग्री के साक्ष्य को कई लोगों की अपेक्षा से अधिक गहराई में धकेल दिया और प्रारंभिक जीवन कैसे और कहाँ कायम रहा, इस पर बहस के लिए एक महत्वपूर्ण डेटा बिंदु जोड़ा। यदि कोला ने मेंटल को कभी नहीं छुआ, तब भी यह पता चला कि क्रस्ट सुझाए गए शुरुआती मॉडलों की तुलना में अधिक गर्म, अधिक जटिल, गीला और अधिक जैविक रूप से संग्रहीत है।

क्या हम और गहराई तक जा सकते हैं, और क्या कोई प्रयास करेगा?

सिद्धांत रूप में, हाँ. हार्म्स का कहना है कि 12 किलोमीटर से अधिक की ड्रिलिंग दो बड़ी बाधाओं पर निर्भर करती है: तापमान, और तनाव के तहत बोरहोल स्थिरता, तनाव और ड्रिलिंग तरल पदार्थों का रसायन और वजन। भविष्य के उपकरणों को 250°C (500°F) तक के तापमान में जीवित रहना होगा और साफ, दरार-मुक्त पत्थर की तुलना में धीरे-धीरे बहने वाले प्लास्टिक की तरह व्यवहार करने वाली चट्टान से निपटना होगा। सच्चा स्वप्न लक्ष्य मेंटल ही है, जो महाद्वीपों के नीचे लगभग 25 मील (40 किलोमीटर) नीचे और समुद्र की परत के नीचे उथले से शुरू होता है। इस तक पहुंचने से अंततः वैज्ञानिकों को मोहो डिसकंटीनिटी नामक सीमा से “इन-सीटू” नमूने मिलेंगे, वह क्षेत्र जहां क्रस्ट और मेंटल मिलते हैं, मैग्मा बढ़ते हैं, तरल पदार्थ स्थानांतरित होते हैं और पृथ्वी के दीर्घकालिक विकास के प्रमुख हिस्सों को अभी भी कम समझा जाता है। हम अभी तक वहां नहीं हैं, लेकिन कहानी बंद नहीं हुई है। 2021 में, अंतर्राष्ट्रीय महासागर खोज कार्यक्रम के साथ जापानी शोधकर्ताओं ने अब तक की परत में सबसे गहरा महासागर छेद ड्रिल किया, जो समुद्र के नीचे लगभग 26,322 फीट (8,022 मीटर) तक पहुंच गया, जो अभी भी कोला के रिकॉर्ड से पीछे है, लेकिन पृथ्वी के आंतरिक भाग के बारे में अनुमानों को कठिन डेटा में बदलने के उसी लंबे, धीमे प्रयास का हिस्सा है। जहां तक ​​कोला सुपरडीप बोरहोल का सवाल है, यह आर्कटिक में उस अचूक धातु के ढक्कन के नीचे सील कर दिया गया है, जो शीत युद्ध का अवशेष है, एक वैज्ञानिक मील का पत्थर है, और एक अनुस्मारक है कि हमारे सभी रॉकेट और उपग्रहों के लिए, हमारे पैरों के नीचे की जमीन अभी भी कई मायनों में अज्ञात है।