क्या पृथ्वी के दूसरी ओर तक पूरी खुदाई करना संभव है?

जब मैं बच्चा था, मुझे सिनसिनाटी (ओहियो में) में अपने पिछवाड़े में छेद खोदना पसंद था। मेरे दादाजी ने मजाक में कहा था कि अगर मैं खुदाई करता रहा, तो मैं चीन में पहुँच जाऊँगा।

वास्तव में, यदि मैं सीधे ग्रह की खुदाई करने में सक्षम होता, तो मैं ऑस्ट्रेलिया से लगभग 1,800 किमी पश्चिम में हिंद महासागर में निकलता। वह मेरे शहर से पृथ्वी की सतह पर एंटीपोड या विपरीत बिंदु है।

लेकिन मेरे पास धरती को हिलाने के लिए केवल एक बगीचे की कुदाल थी। जब मैं सतह से 1 मीटर से भी कम नीचे चट्टान से टकराया, तो मैं अधिक गहराई तक नहीं जा सका।

अब, मैं एक भूभौतिकीविद् हूं और पृथ्वी की संरचना के बारे में बहुत कुछ जानता हूं। इसकी तीन मुख्य परतें होती हैं।

पहला: बाहरी त्वचा, जिसे पपड़ी कहा जाता है, हल्की चट्टान की एक बहुत पतली परत होती है। पृथ्वी के व्यास की तुलना में इसकी मोटाई उतनी ही है जितनी एक सेब की त्वचा उसके व्यास की तुलना में मोटी है। जब मैं एक बच्चे के रूप में गड्ढे खोदता था, तो मैं पृथ्वी की ऊपरी परत को खरोंच रहा था।

दूसरा: मेंटल, जो परत के नीचे स्थित होता है, सेब के गूदे की तरह अधिक मोटा होता है। यह मजबूत, भारी चट्टान से बना है जो प्रति वर्ष कुछ इंच ऊपर तक बहती है क्योंकि गर्म चट्टान पृथ्वी के केंद्र से दूर उठती है और ठंडी चट्टान इसकी ओर डूब जाती है।

तीसरा: पृथ्वी के केंद्र में कोर, अति गर्म तरल और ठोस धातु से बना है। यहां का तापमान 2,500 से 5,200 डिग्री सेल्सियस रहता है।

पृथ्वी की बाहरी परतें नीचे की परतों पर दबाव डालती हैं, और ये बल गहराई के साथ लगातार बढ़ते हैं, जैसे वे समुद्र में बढ़ते हैं – सोचें कि जैसे-जैसे आप पानी के अंदर गहराई में गोता लगाते हैं, आपके कानों में दबाव कैसे मजबूत होता जाता है।

यह इसके लिए प्रासंगिक है पृथ्वी के माध्यम से खोदनाक्योंकि जब कोई छेद खोदा जाता है या ड्रिल किया जाता है, तो छेद के किनारे की दीवारें ऊपर की चट्टान से अत्यधिक दबाव में होती हैं, और अस्थिर भी होती हैं क्योंकि उनके बगल में खाली जगह होती है। मजबूत चट्टानें बड़ी ताकतों का समर्थन कर सकती हैं, लेकिन यदि दबाव पर्याप्त हो तो सभी चट्टानें विफल हो सकती हैं।

गड्ढा खोदते समय, दबाव के कारण दीवारों को अंदर की ओर गिरने से बचाने का एक तरीका यह है कि उन्हें कम खड़ा बनाया जाए, ताकि वे शंकु के किनारों की तरह बाहर की ओर झुक जाएँ। अंगूठे का एक अच्छा नियम यह है कि छेद को उसकी गहराई से तीन गुना चौड़ा बनाया जाए।

अस्थिर दीवारें

पृथ्वी का सबसे गहरा खुला गड्ढा यूटा में बिंघम कैन्यन खदान है, जिसे तांबे के अयस्क के खनन के लिए 1900 के दशक की शुरुआत में उत्खननकर्ताओं और विस्फोटकों से खोदा गया था। खदान का गड्ढा 1.2 किमी गहरा और 4 किमी चौड़ा है।

चूँकि खदान गहरी होने की तुलना में तीन गुना अधिक चौड़ी है और दीवारें ढलान वाली हैं, इसलिए गड्ढे की दीवारें बहुत अधिक खड़ी या अस्थिर नहीं हैं। फिर भी, 2013 में, ढलानों में से एक ढह गया, जिससे दो बड़े भूस्खलन हुए, जिससे 145 मिलियन टन कुचली हुई चट्टानें गड्ढे के नीचे चली गईं। सौभाग्य से, किसी को चोट नहीं आई, लेकिन भूस्खलन से करोड़ों डॉलर का नुकसान हुआ।

मान लीजिए कि आपको पृथ्वी में खुदाई करने का प्रयास करना था, और ग्रह पूरी तरह से ठोस था। (हम जानते हैं कि ऐसा नहीं है, लेकिन यह सबसे सरल परिदृश्य है।) ग्रह के माध्यम से एक छेद की गहराई पृथ्वी के व्यास के बराबर होगी, जो कि एक रेखा का नाम है जो सीधे केंद्र से होकर गुजरती है। घेरा। इसलिए आपका छेद स्थिर रहने के लिए पृथ्वी के व्यास से लगभग तीन गुना चौड़ा होना चाहिए।

जाहिर है, यह एक असंभव कार्य है जो ग्रह के आकार को पूरी तरह से बदल देगा।

खुदाई बनाम ड्रिलिंग

खुदाई की तुलना में ड्रिलिंग अधिक तेजी से की जा सकती है क्योंकि कम सामग्री को स्थानांतरित करने की आवश्यकता होती है, और बोरहोल के छोटे सतह क्षेत्र को अधिक बल का सामना करने के लिए इंजीनियर किया जा सकता है। ऊर्जा कंपनियां तेल और गैस खोजने के लिए नियमित रूप से सतह के नीचे 5 किमी तक ड्रिल करती हैं।

पृथ्वी का सबसे गहरा छेद उत्तर-पश्चिमी रूस में कोला सुपरडीप बोरहोल है, जो 12.2 किमी गहराई तक फैला हुआ है। इस तरह के गहरे बोरहोल वैज्ञानिकों को पृथ्वी के आंतरिक भाग के बारे में बहुत कुछ बता सकते हैं। हालाँकि, कोला परियोजना को ड्रिलिंग चुनौतियों के कारण अंततः छोड़ दिया गया था, जैसे कि उपकरण के कार्य करने के लिए बहुत अधिक तापमान, उपकरण की विफलता और उच्च लागत।

ड्रिलिंग एक कठिन प्रक्रिया है. एक खोखले, मिट्टी से भरे पाइप के अंत में एक रोटरी ड्रिल बिट चट्टान को पीसती है, बहुत कठोर चट्टानों के लिए प्रति मिनट केवल कुछ इंच तक प्रवेश करती है। इस दर से निरंतर प्रगति का अनुमान लगाते हुए, पृथ्वी में छेद करने में सैकड़ों वर्ष लगेंगे।

जैसे-जैसे बिट गहरा होता जाता है, टूटे हुए हिस्सों को बदलने में अधिक समय लगता है। और ड्रिल पाइप के मील इतने भारी हो सकते हैं कि उन्हें मोड़ा नहीं जा सकता या छेद से बाहर नहीं निकाला जा सकता।

दबाव भी एक मुद्दा है. बोरहोल की दीवारें अत्यधिक दबाव में हैं और उनके विफल होने का खतरा है। पृथ्वी के आवरण की धीमी गति अंततः बोरहोल के झुकने और ढहने का कारण बनेगी। पृथ्वी की गहराई में मैग्मा, गैसें और तरल धातु, भारी दबाव के तहत, बोरहोल के माध्यम से सतह की ओर ऊपर की ओर विस्फोट कर सकते हैं।

वर्तमान ड्रिलिंग प्रौद्योगिकियाँ इतनी तेज़ या टिकाऊ नहीं हैं कि पृथ्वी के आवरण और कोर में ड्रिल कर सकें। लेकिन हम अभी भी कोला सुपरडीप बोरहोल और बिंघम कैन्यन माइन जैसी उपलब्धियों पर आश्चर्यचकित हो सकते हैं, और इससे भी अधिक गहराई से चट्टानों को खोदने का सपना देख सकते हैं।

एंड्रयू गैसे, बोइज़ स्टेट यूनिवर्सिटी, इडाहो, यूएसए में भूविज्ञान के सहायक प्रोफेसर हैं। यह आलेख से पुनः प्रकाशित किया गया है बातचीत.