Ядерная миссия: профессор Стивенсон зовёт к ядру Земли

Подземное транспортное средство Virgil, на котором терранавты из фильма The Core направились в огнедышащие недра планеты (фото Paramount Pictures).

Человеку явно не сидится на обжитой поверхности Земли. Его тянет вверх и вглубь. Две стихии уже покорены: полёты по воздуху и погружения в океанские бездны давно стали реальностью. А ещё две? Осталось совершить путешествие сквозь земную твердь к раскалённому ядру планеты.

В этом вопросе всех опережают пока работники художественного цеха. Целых 140 лет назад Жюль Верн написал фантастический роман "Путешествие к центру Земли".

Почти три десятилетия назад британский рок-музыкант Рик Вэйкман (Rick Wakeman) записал одноимённый концептуальный альбом.

Пару месяцев назад на киноэкраны вышел фантастический боевик-катастрофа The Core («Земное ядро»). Интрига фильма такова: ядро планеты прекращает своё вращение, и это грозит неисчислимыми бедствиями.

Дежурные спасители человечества — американцы — снаряжают подземный корабль, чтобы достичь ядра, взорвать пару-тройку ядерных бомб и раскрутить его, как положено.

Видимо, весенняя кинопремьера переполнила чашу терпения учёных, и вот 15 мая 2003 года почтенный профессор геофизики из Калифорнийского технологического института (California Institute of Technology — Caltech) с литературной фамилией Стивенсон (David Stevenson) публикует в научном журнале Nature статью с интригующим названием «Миссия к ядру Земли — скромное предложение» (Mission to Earth’s core — a modest proposal).

Дэвид Стивенсон — поэт науки, почитатель Жюля Верна и Джонатана Свифта (фото gps.caltech.edu).

Несмотря на непритязательный заголовок, публикация вызвала определённый резонанс в околонаучных кругах. Хотя, если разобраться, авторский вариант статьи (PDF-документ) датируется 31-м декабря 2002 года, то есть озарение снизошло на Стивенсона минимум за несколько месяцев до всемирной премьеры блокбастера.

Между тем, налицо некоторые параллели в построении обоих проектов.

Так, в качестве глобального инструмента проникновения в земные недра Стивенсон предлагает использовать направленный ядерный взрыв. Но, обо всём по порядку.

Человек до сих пор не проникал в земную толщу глубже, чем на десять километров. На фоне достижений современных космических технологий этот показатель выглядит более чем скромно.

Поэтому наши познания о составе глубинных слоёв земной материи и фундаментальных механизмах работы планеты имеют предположительный характер.

Вся информация получена из косвенных источников: сейсмологических и минералогических исследований земной коры, гравитации и поведения магнитного поля планеты, от анализа химического состава Солнца.

Следовательно, научные представления о происхождении и развитии Земли во многом условны. Чем исследовать глубокий космос и буравить далёкие планеты, не проще ли посмотреть в корень, то есть себе под ноги?

Бурильный снаряд InchWorm для исследования недр Марса и спутника Юпитера Европы (фото разработчика — honeybeerobotics.com).

Как выясняется, не проще. Во всяком случае, схема, предложенная Стивенсоном, требует для своей реализации ядерный заряд, на 2-3 порядка превосходящий взорванный в Хиросиме. И это ещё не всё.

Хотелось бы располагать ста тысячами, а лучше десятью миллионами тонн расплавленного железа. Оставшееся — дело техники.

Взрываем бомбу — образуется узкая (сантиметров тридцать) трещина в земной коре, длиной и глубиной в несколько сотен метров. Только место надобно выбрать достаточно уязвимое и не слишком населённое.

Далее, чтобы не дать трещине зарасти, немедленно начинаем лить в неё жидкий металл. Имея более высокую, чем окружающие породы, плотность, это варево, под действием гравитации, устремится прямёхонько в толщу планеты. Со скоростью порядка 5 метров в секунду.

Не пройдёт и недели, как железная лавина опустится на глубину 3 тысяч километров и достигнет земного ядра.

И всё ради того, чтобы протолкнуть впереди себя исследовательский зонд, размером не больше плода грейпфрута. Зонд станет сообщать информацию о температуре, давлении и составе вещества на пути своего следования.

А как же передавать эти ценные сведения из глубин на поверхность планеты? С радиоволнами ничего-то у нас не выйдет.

В фильме The Core такая проблема предусмотрительно замалчивается, дабы не отвлекать внимание зрителей на малосущественные технические детали. Но Стивенсон и здесь предлагает готовый рецепт.

Первый набросок идеи Стивенсона, ещё без осознания и соблюдения масштаба (изображение gps.caltech.edu).

Подземный зонд будет сноситься с учёными посредством механических колебаний. И даже сверхчувствительное «ухо», способное уловить высокочастотные сейсмические волны, в арсенале исследователей уже имеется.

Это Обсерватория лазерного интерферометра гравитационных волн (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory — LIGO), с недавних пор стоящая на вооружении у того же Калифорнийского технологического.

Такая вот конструкция. Типичный пример сочинения на тему «Учёные шутят». Собственно, и сам Стивенсон особенно не скрывает, что его проект сдобрен изрядной порцией специфического юмора. Хотя, в теории, всё должно сработать.

Но ведь и повод для этой научной провокации достаточно значителен. Во-первых, профессору явно не дают покоя лавры голливудских сценаристов.

И, во-вторых, мы действительно знаем о строении подземного царства до обидного мало. Чем глубже — тем меньше.

Схема проекта в интерпретации BBC (изображение news.bbc.co.uk).

Почему бы таким изящным способом не утилизировать ядерные боеприпасы и продукцию предприятий чёрной металлургии?

Наверное, желающие поучаствовать уже записываются в очередь. Тем более, что стоимость всего проекта вряд ли превысит $10 миллиардов — сущие центы.

А если конвертировать эти центы в копейки, цена вопроса упадет ещё больше. И здесь Стивенсон обращает свой взор на спасительницу-Россию.

Оказывается, вот уже лет тридцать назад отечественные учёные из Института теоретической физики разработали проект «Горячая капля». И в самое последнее время этот проект всплыл из пучины забвения.

«Горячая капля» — это оригинальный способ избавления от опасных ядерных отходов. Бурится скважина глубиной в несколько километров, значительно ниже уровня водных пластов, чтобы радиация не просочилась на поверхность.

На дно отверстия помещается вольфрамовый шар диаметром в несколько метров с отработанными высокоактивными ядерными компонентами.

Внешний вид установки LIGO в Хэнфорде, оцените циклопический масштаб сооружения (фото ligo.caltech.edu).

Стоит заложить сотню тонн отходов, как шар разогреется до 1200 градусов по Цельсию, и, расплавляя всё на своем пути, начнёт неумолимое движение вниз.

Однако, по мнению Стивенсона, есть места, более подходящие, чем Россия, для осуществления его наполеоновских планов. Желательно, чтобы там присутствовал какой-нибудь завалящий геотектонический разлом.

Взять хотя бы Исландию. Занёс было Стивенсон свою руку над островом, но вовремя себя одёрнул: «Возможно, и не Исландия. Я люблю Исландию. У меня там друзья».

Тем более, что профессору требуется ещё хорошенько продумать некоторые технические детали своего предприятия. Так, полосы пропускания сигнала от зонда может не хватить для передачи всей необходимой информации.

Кроме того, надобно хорошенько разработать сам зонд, сделать его достаточно долговечным и способным осуществлять свою миссию под напором и жаром столба жидкого металла.

Интерьер обсерватории LIGO в Ливингстоне (фото ligo.caltech.edu).

Конечно, Стивенсон прекрасно отдаёт себе отчёт во всей утопичности своего детища. Тем не менее, если 95% учёных весело посмеются, а оставшиеся 5% задумаются, как бы это получше исследовать недра планеты — он будет считать свою миссию выполненной.

А чтобы не возникало сомнений в его киноэрудиции, и дабы приуменьшить заслуги своей скромной персоны, Стивенсон даже припоминает значительно более ранний, 1965-го года выпуска, голливудский эпос «Трещина в мире» (Crack in the World).

Сумасшедший профессор из старого кино также заложил в трещину в земной коре ядерный заряд. В результате этих манипуляций отломался кусок поверхности планеты, что привело к образованию второй Луны.

Стивенсон надеется, что он не сумасшедший, и что gravity («gravity» переводится с английского и как «гравитация», и как «серьёзность») не позволит такому случиться.



Магнитные полюса Земли поменяются местами

13 января 2003

В Антарктиде нашли скрытое льдом озеро

18 декабря 2002

Учёные научились быстро делать большие алмазы

30 сентября 2002

Магнитное поле Земли влияет на гравитацию?

23 сентября 2002

Земля сформировалась в два раза быстрее, чем думали раньше

29 августа 2002