Nhiều lớp của Trái đất bị ẩn khỏi tầm nhìn. Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta có thể khoan xuyên qua tâm Trái đất sang phía bên kia?
Mặc dù việc khoan xuyên Trái đất vẫn là câu chuyện viễn tưởng nhưng các nhà khoa học đã có một số ý tưởng về những gì có thể xảy ra dựa trên kinh nghiệm từ các dự án khoan khác.
Đường kính của Trái đất là 7.926 dặm (12.756 km), do đó, việc khoan xuyên suốt hành tinh sẽ đòi hỏi một mũi khoan khổng lồ và hàng thập kỷ làm việc.
Theo Cơ quan Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ, lớp đầu tiên có thể khoan xuyên qua là lớp vỏ, dày khoảng 100 km. Áp suất khí quyển sẽ tăng lên khi mũi khoan di chuyển xa hơn dưới lòng đất. Doug Wilson, nhà nghiên cứu địa vật lý tại Đại học California, Santa Barbara, nói với Live Science rằng cứ 10 feet (3 mét) đá tương đương với khoảng 1 áp suất khí quyển ở mực nước biển.
Hố nhân tạo sâu nhất hiện nay là hố khoan siêu sâu Kola ở Nga, sâu 7,6 dặm (12,2 km). Ở đáy của nó, áp suất gấp 4.000 lần so với mực nước biển. Theo World Atlas, các nhà khoa học phải mất gần 20 năm mới tới được độ sâu này. Và đó vẫn còn cách lớp tiếp theo, lớp phủ, hơn 50 dặm (80 km), theo dữ liệu lớp Trái đất từ USGS. Lớp phủ là một lớp đá dày đặc, dày 1.740 dặm (2.800 km), tạo nên các hoạt động kiến tạo mảng.
Ranh giới giữa lớp phủ và lõi được gọi là "Moho" (viết tắt của "gián đoạn Mohorovičić"). Các nhà khoa học lần đầu tiên cố gắng đào xuyên đáy biển sâu ở đây vào những năm 1950 và 1960 với Dự án Mohole, nhưng không thành công.
Cái lỗ được tạo ra trong nhiệm vụ khoan xuyên hành tinh sẽ sụp đổ trừ khi chúng ta liên tục bơm dung dịch khoan vào lỗ. Khi khoan giếng dầu và biển sâu, chất lỏng đó là hỗn hợp bùn bao gồm các khoáng chất nặng, như bari. Wilson giải thích, trọng lượng của chất lỏng cân bằng áp suất bên trong lỗ với áp suất của đá xung quanh và ngăn không cho lỗ sụp xuống.
Dung dịch khoan còn có hai vai trò bổ sung: Nó làm sạch mũi khoan để ngăn cát và sỏi bám vào máy móc, đồng thời giúp giảm nhiệt độ, mặc dù gần như không thể giữ cho mũi khoan mát ở các lớp trong cùng của Trái đất.
Ví dụ, nhiệt độ trong lớp phủ là 2.570 độ F (1.410 độ C). Wilson cho biết thép không gỉ sẽ tan chảy, vì vậy chiếc máy khoan này cần phải được làm bằng hợp kim chuyên dụng đắt tiền, như titan.
Sau khi xuyên qua lớp phủ, mũi khoan cuối cùng sẽ chạm tới lõi Trái đất ở độ sâu khoảng 1.800 dặm (2.896 km). Theo Viện Khoa học California, lõi ngoài được làm chủ yếu bằng sắt lỏng và niken và cực kỳ nóng, với nhiệt độ từ 7.200 đến 9.000 F (4.000 đến 5.000 C). Việc khoan xuyên qua hợp kim sắt-niken nóng chảy này sẽ đặc biệt khó khăn.
Damon Teagle, giáo sư địa hóa học tại Đại học Southampton ở Anh, nói với Live Science: “Điều đó sẽ gây ra một loạt vấn đề”. Lõi bên ngoài bốc lửa sẽ giống như việc khoan xuyên qua chất lỏng và nó có thể làm tan chảy mũi khoan trừ khi nước lạnh được bơm xuống.
Sau đó, sau 3.000 dặm (5.000 km), mũi khoan sẽ chạm tới lõi bên trong, nơi áp suất rất mạnh đến nỗi, bất chấp nhiệt độ thiêu đốt, lõi niken và sắt vẫn ở trạng thái rắn. Teagle nói: “Bạn thực sự sẽ phải chịu áp lực không thể diễn tả được – khoảng 350 gigapascal, hay gấp 350 triệu lần áp suất khí quyển.
Toàn bộ thời gian này mũi khoan sẽ bị lực hấp dẫn của Trái đất kéo xuống lõi. Ở trung tâm lõi, lực hấp dẫn sẽ tương tự như ở trên quỹ đạo - thực tế là không có trọng lượng. Đó là bởi vì lực kéo của khối lượng Trái đất sẽ bằng nhau theo mọi hướng, Wilson nói.
Sau đó, khi mũi khoan tiếp tục hướng về phía bên kia hành tinh, lực hấp dẫn sẽ chuyển đổi tương ứng với vị trí của mũi khoan, kéo nó "xuống" về phía lõi một cách hiệu quả. Máy khoan sẽ phải hoạt động chống lại trọng lực khi nó đẩy "lên" về phía bề mặt, xuyên qua lõi ngoài, lớp phủ và lớp vỏ để đảo ngược hành trình đi xuống.
Teagle nói: Nếu tất cả những trở ngại này được vượt qua, vấn đề lớn nhất khi bạn đạt đến điểm giữa là bạn vẫn còn “một chặng đường dài phía trước” để đến được phía bên kia.
