'دروازه جهنم'؛ عمیق‎‌ترین چاهی که تاکنون حفر شده است

شبه‎جزیره کولا در قلب مدار قطب شمال شبیه رویا است، با دریاچه و برف و مه و غبار. اما یک ساختمان متروک این همه زیبایی طبیعی را خراب کرده. این ساختمان روزگاری، در دورانی که روسیه شوروی بود، یک مرکز تحقیقات علمی بوده. درست وسط ساختمان، روی زمین بتنی، یک درپوش فلزی بزرگ به چشم می‎آید. درپوشی زنگ‎زده که با پیچ‎هایی زنگ‎زده به زمین دوخته شده.

می‎گویند اینجا دروازه جهنم است.

اما در حقیقت چاه حفاری کولاست، عمیق‎ترین چاه ساخته بشر و عمیق‎ترین حفره مصنوعی کره زمین. چاه دوازده کیلومتری کولا آن‎قدر عمیق است که محلی‎ها قسم می‌خورند ضجه اهل جهنم را می‎شود از تهش شنید.

مهندسان و کارگران شوروی سابق بیست سال مشغول حفر این چاه بودند. یک‎سوم پوسته کره زمین پایین رفته بودند و دو-سوم به گوشته (جبه) مانده بود که شوروی از هم پاشید و حفاری متوقف شد.

البته جنون رسیدن به اعماق زمین مختص شوروی نبود. آمریکایی‎ها هم یک پای رقابت بودند. مثل فتح فضا، گذشتن از پوسته کره زمین و رسیدن به گوشته آن مجالی بود برای قدرت‎نمایی و اثبات برتری بر دیگری.

چند دهه پس از آن ماجرا، حالا ژاپنی‎ها هم دست‎به‎کار شده‎اند.

شان توزکو، مدیر برنامه موسسه علوم دریایی-زمینی ژاپن، می‎گوید: "هدف نهایی ما این است که از گوشته زمین، همان جوری که این روز‌ها هست، نمونه برداریم. در جایی مثل عمان گوشته به سطح زمین نزدیک‎تر است. اما آن گوشته‎ای است که میلیون‎ها سال پیش بود. مثل دیدن دایناسور زنده و دیدن فسیل استخوان دایناسور می‎ماند. "

اگر زمین را چیزی شبیه یک هلو فرض کنید، پوسته آن لایه نازک رویی است که ضخامت آن ۴۰ کیلومتر بیشتر نیست. زیر آن گوشته است که بیش از ۲۹۰۰ کیلومتر ضخامت دارد، و زیر آن هسته‎‌ای به ضخامت تقریبی ۱۲۰۰ کیلومتر.

رسیدن به اعماق زمین هم مثل سفر به فضا در حقیقت سفری به ناشناخته‎ها بود. دانشمندان می‎خواستند به جایی برسند که انسان پیش از آن نرفته بود. از منظر علمی، نمونه‎هایی که از این حفره‎های عمیق - از دل زمین - بیرون می‎کشیدند می‎توانست به اندازه نمونه‎هایی که فضانوردان از ماه می‎آوردند مهم باشد. تنها فرق این دو مسابقه فضایی و زمینی این بود که دومی برنده‎ای نداشت.

آمریکایی‎ها برنامه حفاری تا اعماق ناشناخته زمین را زودتر شروع کردند - در اواخر دهه ۱۹۵۰ میلادی. آن‌ها تصمیم گرفتند به جای اینکه یک چاه بسیار بسیار عمیق از روی سطح زمین بکنند، میان‎بر بزنند و از کف اقیانوس آرام شروع کنند. پوسته زمین در بستر اقیانوس نازک‎تر است، اما مشکل اینجاست که نازک‎ترین پوسته معمولا در عمیق‎ترین نقاط اقیانوس است.

برنامه حفاری شوروی در مدار قطب شمال سال ۱۹۷۰ شروع شد. بیست سال بعد آلمانی‌ها هم برنامه حفاری‎شان را در بایرن آغاز کردند (و نهایتا تا عمق ۹ کیلومتری سطح زمین پایین رفتند).

مشکل اصلی پروژه‎های حفاری همان مشکل پروژه‎های فضایی بود: فن‎آوری لازم برای انجامش وجود نداشت و باید ابداع می‎شد.

سال ۱۹۶۱ که آمریکایی‎ها حفاری را نزدیک سواحل مکزیک در اقیانوس آرام آغاز کردند، فن‎آوری استخراج نفت در آب‎های عمیق هنوز وجود نداشت. هنوز کسی بلد نبود چطور کشتی را درست بالای چاه ثابت نگه دارد. مهندس‎ها باید بداهه‎پردازی می‎کردند. پره‎هایی اطراف کشتی حفاری تعبیه کردند که کشتی را در یک نقطه مشخص ثابت نگه دارد.

یک مشکل دیگر صاف نگه داشتن مته بود. باید چاه را تا جایی که می‎شد عمودی می‎کندند. روشی که آلمانی‎ها برای حل این مسئله ابداع کردند این روز‌ها در میدان‎های نفت و گاز در نقاط مختلف جهان به کار گرفته می‎شود.

اولی هارمس، از محققان برنامه حفاری علمی قاره‎ای بین‎المللی (ICSDP) که سال‎ها پیش در پروژه حفاری آلمان کار می‎کرده، می‎گوید: "چیزی که از حفاری روس‎ها فهمیده بودیم این بود که باید مته را تا جایی که می‎شود عمودی نگه داشت. اگر نه گشتاور روی مته زیاد می‎شود. اواخر دهه ۱۹۸۰ و اوایل دهه ۱۹۹۰ که روس‎ها کمی بازتر شدند و حاضر بودند با غرب همکاری کنند، از بعضی شیوه‎هایی که ابداع کرده بودند استفاده کردیم. ولی متاسفانه تجهیزات‎مان به موقع آماده نشد. "

چاه حفاری کولا هنوز همان‎جاست، اما ورودی‎اش را بسته‎اند

در نهایت همه برنامه‎های حفاری ناکام ماند - هرچند به درجات مختلف. گاه همان اول کار اشتباه می‎کردند، گاه چاهی که کنده بودند می‎گرفت؛ و گذشته از اینها، هرچه پایین‎تر می‎رفتند دما بالاتر می‎رفت و دستگاه‎ها از کار می‎افتادند. بعد از مدتی دولت‎ها به این نتیجه رسیدند که هزینه رکوردشکنی در مسابقه حفاری بیش از نفع آن است و برنامه‎ها را تعطیل کردند.

دو سال پیش از آن‎که نیل آرمسترانگ قدم روی ماه بگذارد، کنگره آمریکا بودجه حفاری عمیق را قطع کرد. هزینه‎ها سر به فلک می‎کشید. چند متر سنگ بازالتی که از اعمال زمین بیرون آورده بودند، به پول امروز حدود چهل میلیون دلار خرج برداشته بود.

اما پروژه حفاری شوروی در کولا تا سال ۱۹۹۲ ادامه پیدا کرد. در عمق دوازده کیلومتری زمین دما به ۱۸۰ درجه سانتی‎گراد رسیده بود که حدودا دو برابر دمایی بود که انتظار داشتند. حفاری غیرممکن بود؛ و با فروپاشی اتحاد جماهیر شوروی اساسا بودجه‎ای برای این‎گونه برنامه‎ها نبود. سه سال بعد از فروپاشی مرکز تحقیقاتی کولا و تاسیسات حفاری تعطیل شد.

سرنوشت چاهی که آلمانی‎ها کندند به تلخی دیگران نبوده. سکوی عظیم حفاری همچنان استوار است و گردشگر‌ها از آن بازدید می‎کنند. حتی تحقیقات هم تعطیل نشده. اما به جای ابزار حفاری، ابزار اندازه‎گیری به ته چاه می‎فرستند - مثل رصدخانه‎ای برای رصد اعماق زمین.

پروژه حفاری عمیق آلمان سال ۱۹۹۰ آغاز شد

از چاه باواریا حتی استفاده هنری هم شده.

یک بار لوته خیفان، هنرمند هلندی، میکروفونی را با پوشش حرارتی به ته چاه فرستاد. میکروفون صدای غرشی ضبط کرد که دانشمندان نمی‎توانستند توضیح بدهند چیست. لوته خیفان تعریف می‎کند چطور با شنیدن آن غرش احساس ناچیز بودن کرده.

می‎گوید: "برای اولین بار در زندگی‎ احساس می‎کردم این توپ بزرگی که رویش زندگی می‎کنیم بیدار شده و صدایش آدم را میخ‎کوب می‎کند. بعضی‎ها می‎گفتند انگار صدای جهنم است. بعضی دیگر می‎گفتند انگار زمین نفس می‎کشد. "

نمی‎شود داستان این برنامه‎های تحقیقاتی و مسابقه برای رسیدن به گوشته زمین را خواند و یاد اثر مشهور ژول ورن "سفر به مرکز زمین" نیفتاد. البته دانشمندان امروزی فکر نمی‎کنند مثل قهرمانان آن داستان در راه مرکز زمین به غاری پر از دایناسور برسند، ولی فعالیت‎شان را مثل آن سفر "اکتشافی" می‎دانند.

اولی هارمس می‎گوید: "از نظر ما مثل سفر‌های اکتشافی (قدیم) است، چون آمادگی و اجرایش مدت‎ها طول کشید، و، چون به جایی می‎روی که کسی تا حالا نرفته؛ و چنین چیزی در عصر ما نادر است. "

دیمون تیگل، استاد ژئوشیمی مدرسه علوم زمین و اقیانوس در دانشگاه ساوتهمپتون که با پروژه جدید حفاری ژاپنی‎ها همکاری می‎کند، می‎گوید: "این برنامه‎ها با اکتشافات فضایی تفاوتی ندارد. تلاش‎های علمی محض است. هیچ‎وقت درست نمی‎دانی به کجا می‎رسی. "

پروژه حفاری کولا اندکی پس از فروپاشی اتحاد جماهیر شوروی تعطیل شد

این روز‌ها پروژه حفاری تا گوشته زمین (M ۲ M-MoHole to Mantl) یکی از مهم‎ترین پروژه‎های برنامه بین‎المللی اکتشاف اقیانوس‎هاست. در این پروژه هم - مثل پروژه اصلی حفاری که چند دهه پیش آغاز شد - دانشمندان می‎خواهند در بستر اقیانوس که ضخامت پوسته زمین ۶ کیلومتر بیشتر نیست حفاری کنند. هدف این پروژه یک میلیارد دلاری این است که برای اولین بار در تاریخ بشر از گوشته زمین نمونه بردارند.

پروفسور تیگل می‎گوید: "این رخداد فوق‎العاده‎ای خواهد بود. موفق شدنش به عزم راسخ ژاپنی‎ها بستگی دارد. "

با وجود اهمیت این پروژه، کشتی عظیمی حفاری چیکیو حدود بیست سال پیش ساخته شده. چیکیو یک سیستم ناوبری و شش جت دارد که کامپیوتر کنترل‎شان می‎کند. در نتیجه موقعیت این کشتی عظیم را با تقریب نیم متر می‎توان ثابت نگه داشت.

شان توزکو، مدیر برنامه موسسه علوم دریایی-زمینی ژاپن، می‎گوید: "برنامه ما این است که با کشتی چیکیو کاری را که پنجاه سال پیش شروع شده بود ادامه بدهیم. صرفا باید تصمیم بگیریم بین سه گزینه موجود (نزدیک ساحل کاستاریکا، نزدیک ساحل باخا، و نزدیک ساحل هاوایی) در کدام حفاری کنیم. "

هر یک از گزینه‎ها محاسن و معایبی دارد که باید سنجیده شود: از نظر عمق اقیانوس در آن نقطه، فاصله محل حفاری تا ساحل و نیاز به ساخت مقری در خشکی که بتواند یک پروژه یک میلیارد دلاری بیست‎وچهار ساعته در دریا را پشتیبانی کند.

اولی هارمس می‎گوید: "مساله در نهایت هزینه است. این برنامه‎های اکتشافی بسیار پرخرج‎اند و سخت می‎شود تکرارشان کرد. هر پروژه صد‌ها میلیون یورو هزینه دارد؛ و صرفا بخش کوچکی از این بودجه صرف علوم زمینی می‎شود. بقیه آن صرف توسعه فن‎آوری لازم برای پروژه و البته عملیات اجرایی می‎شود. برای اینکه به نتیجه برسیم به سیاست‎مدارانی نیاز داریم که از اهمیت و ارزش این فعالیت‎های اکتشافی دفاع کنند. "