Hoe vindt het boren door de aarde plaats?

Wetenschappers hebben een aantal voorspellingen gedaan over het proces van het boren door de aarde, maar tot nu toe is de mens hier nog niet in geslaagd. De prognose is gebaseerd op gegevens van andere boorprojecten. Om door het gat met een diameter van 12.756 kilometer in de aarde te boren, zijn gigantische boormachines en tientallen jaren werk nodig.

De eerste laag waar doorheen geboord wordt, is de aardkorst. Deze laag is ongeveer 100 km dik. Naarmate er dieper onder de grond wordt geboord, neemt de luchtdruk toe, met ongeveer 1 atmosfeer druk per 3 meter gesteente.

Het Kola Superdeep Borehole in Rusland is met een diepte van 12,2 km het diepste door de mens gegraven gat tot nu toe. Het duurde bijna 20 jaar om deze diepte te bereiken. De druk op de bodem van de put is 4.000 keer groter dan de druk op zeeniveau. Vanaf de bodem van de krater tot aan de volgende laag van de aarde, de mantel, is het nog steeds meer dan 80 kilometer lang. Deze laag bestaat uit 2800 kilometer dikke, dichte, donkere rotsen die de tektonische platen bepalen.

In de jaren 1950 en 1960 probeerden wetenschappers in de diepe zee te boren om de grens tussen de mantel en de aardkorst te bereiken, bekend als de "Moho", maar dit mislukte.

Een ander groot probleem is dat het gat dat ontstaat door het boren in de aarde, zal instorten, tenzij er voortdurend boorvloeistof wordt rondgepompt om de druk in het gat gelijk te maken aan de druk van het omringende gesteente. De vloeistof die bij olie- en diepzeeboringen wordt gebruikt, is een moddermengsel dat bestaat uit zware mineralen.

Boorvloeistof reinigt ook boorkoppen, zodat zand en grind niet aan machines blijven plakken. Ook helpt het de temperatuur te verlagen, hoewel dit in de binnenste lagen van de aarde onmogelijk is. De temperatuur in de coating kan bijvoorbeeld oplopen tot 1.410 graden Celsius, waardoor een boor van roestvrij staal zal smelten. Daarom moet de boor van dure, speciale legeringen worden gemaakt, zoals titanium.

De kern van de aarde is ongeveer 2.900 km diep. De buitenkern bestaat voornamelijk uit nikkel en vloeibaar ijzer, dat met een temperatuur van 4.000 - 5.000 graden Celsius extreem heet is. Boren door dit gesmolten mengsel zal dan ook een aantal problemen veroorzaken, zoals extreem hoge temperaturen waardoor de boor kan smelten.

Nadat er 5.000 km is geboord, bereikt de boor de binnenste kern, waar de druk zo hoog is dat deze 350 miljoen keer zo groot is als de atmosferische druk. De boor moet een druk van ongeveer 350 gigapascal kunnen weerstaan.

Gedurende het hele proces wordt de boor door de zwaartekracht van de aarde naar de kern getrokken. In principe zou de aantrekkingskracht van de aarde in alle richtingen gelijk zijn en zou de zwaartekracht vergelijkbaar zijn met die in een baan om de aarde. Dit zou resulteren in een toestand van gewichtloosheid.

Als de boor via alle bovengenoemde obstakels het middelpunt kan bereiken, is er nog een lange weg te gaan naar de andere kant. De zwaartekracht verandert ten opzichte van de positie van de boor, naarmate deze verder naar de andere kant van de planeet beweegt en deze zo terug naar de kern trekt. In tegenstelling tot de neerwaartse beweging moet de boor de zwaartekracht trotseren terwijl hij naar het oppervlak gaat, naar de buitenkern, de mantel en de aardkorst.