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Jusqu'où pouvons-nous aller? C'est le défi relevé par les scientifiques du monde entier au cours des cinq dernières décennies, chacun cherchant à forer un trou qui sera plus profond qu'auparavant.
Le but: le manteau de la Terre. Le manteau représente 40% ou plus de la planète, dont le rayon est de 4 000 milles. Le manteau de 1 800 milles d'épaisseur repose - ou plus exactement, se soulève de haut en bas - juste au-dessous de la croûte terrestre et au-dessus de son noyau. La croûte terrestre n’est qu’une infime partie de la planète, d’une épaisseur moyenne de 3 à 25 milles.
Le manteau est le principal moteur de l'évolution constante de la planète et contient un enregistrement géologique d'une grande partie de l'histoire de la Terre.
«Si nous avons une meilleure connaissance de ce qu'est le manteau et de son comportement, nous avons une meilleure connaissance des volcans et des tremblements de terre, ainsi qu'une meilleure connaissance du fonctionnement de la planète dans son ensemble», a déclaré Benjamin Andrews, géologue et conservateur. pour la collection nationale de roches et de minerais au Musée national d'histoire naturelle du Smithsonian.
Les scientifiques ont fait leur première apparition sous le manteau en 1958 avec le projet Mohole. Des ingénieurs américains ont percé le fond de l'océan Pacifique au large de Guadalupe, au Mexique. Mais le Congrès a mis fin au financement en 1966 avant même que les foreurs atteignent le cap.
La quête de forer plus profondément créé un concours scientifique mondial semblable à la course à l'espace. En 1970, les géologues soviétiques ont relevé le défi en établissant leurs forages sur la péninsule de Kola, qui fait saillie vers l’est du massif scandinave.
Le trou de forage de Kola Superdeep mesurait seulement 9 pouces de diamètre, mais à 40 230 pieds (12 262 mètres), il est considéré comme le trou le plus profond. Il a fallu près de 20 ans pour atteindre cette profondeur de 12 km, soit seulement la moitié ou moins du manteau. Parmi les découvertes les plus intéressantes: des fossiles microscopiques de plancton découverts à quatre milles de profondeur. Le trou de Kola a été abandonné en 1992 lorsque les foreurs ont rencontré des températures plus élevées que prévu - 356 degrés Fahrenheit - et non les 212 degrés cartographiés.
La chaleur fait des ravages sur l'équipement. Et plus la chaleur est élevée, plus l'environnement est liquide et plus il est difficile d'entretenir l'alésage, a déclaré Andrews. C'est comme essayer de garder une fosse au centre d'une casserole de soupe chaude.
En 1990, des scientifiques allemands ont lancé le programme allemand de forage en profondeur en Bavière. Les chercheurs ont traversé des plaques sismiques et ont rencontré des températures pouvant atteindre 600 degrés Celsius. Ils ont réussi à descendre environ six milles avant de manquer de fonds. Mais ils ont acquis de nouvelles connaissances sur l'activité sismique et la composition de la croûte.
Sans surprise, car la croûte est plus fine, des trous profonds ont été creusés dans le fond de l'océan. Le navire de forage japonais spécialisé Chikyu revendique le record du plus grand forage en mer réalisé à des fins scientifiques - environ 10 000 pieds sous le plancher océanique, selon James F. Allan, directeur du programme Ocean Drilling à la National Science Foundation. .
L'industrie pétrolière et gazière revendique également des trous profonds, sur terre et en mer. Deepwater Horizon de BP détient le record offshore. La plate-forme de forage - perdue dans une explosion en 2010 - a réussi à atteindre environ 30 000 pieds au-dessous de la mer, soit environ 5 miles.
Maintenant, l'équipe internationale qui sponsorise le Chikyu s'efforce de battre tous les records précédents. Le programme intégré de forage océanique est opérationnel depuis 2003 et est principalement financé par le ministère de l'Éducation, de la Culture, des Sports, de la Science et de la Technologie du Japon et par la US National Science Foundation. Nous fournissons également un soutien: le consortium européen de forage océanique, la République populaire de Chine, la République de Corée, l'Inde, l'Australie et la Nouvelle-Zélande et la République fédérale du Brésil.
On s’attend à ce que l’effort prenne plusieurs années, voire des dizaines, voire 1 milliard de dollars. Chikyu est capable de transporter jusqu'à 6 miles de tubes de forage à la fois. Mais les forets ont une durée de vie limitée, et les températures élevées peuvent déformer les forets et les tuyaux, sans parler des dégâts causés par le trou de forage. Les températures peuvent atteindre 1600 F lorsque la croûte se croise avec le manteau et jusqu'à 4 000 degrés au bas du manteau.
Forer à des profondeurs aussi importantes nécessite des études de cartographie et de sismologie, mais même avec ces guides, «nous avons parfois une surprise», a déclaré Andrews.
En fin de compte, c'est un voyage de découverte. «Vous forez en partie parce que vous voulez savoir ce qui se passe là-bas», a-t-il déclaré.
À votre tour de demander à Smithsonian
