Principaux points à retenir
Alors que les États-Unis et l’URSS se concentraient sur l’exploration spatiale lors de la grande course spatiale des années 1960, les Américains et les Soviétiques rivalisaient également pour une suprématie d’un autre type :celle au centre de la Terre, ou du moins aussi près que possible. . Cela a abouti au trou le plus profond du monde .
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En 1958, les Américains ont lancé le projet Mohole, un plan visant à récupérer un échantillon du manteau terrestre en forant au fond de l'océan au large de l'île de Guadalupe, au Mexique. Grâce aux fonds de la National Science Foundation, ils ont foré 601 pieds (183 mètres) dans le fond marin avant que le projet ne soit abandonné en 1966 par la Chambre des représentants des États-Unis.
En 1970, les Soviétiques ont lancé leur tentative en forant dans la Terre à Mourmansk, en Russie, juste à l'extérieur de la frontière norvégienne, près de la mer de Barents. Il est connu sous le nom de Forage super profond de Kola. et il a eu plus de succès, pénétrant beaucoup plus profondément dans la Terre et collectant des échantillons qui impressionnent encore les scientifiques aujourd'hui.
Pourquoi creuser si profondément dans la Terre ? "Pour répondre à des questions scientifiques clés" qui pourraient apporter des réponses à certains des plus grands mystères scientifiques concernant notre planète, explique le Dr Ulrich Harms.
Harms est le directeur du Consortium scientifique allemand de sondage de la Terre au Centre allemand de recherche en géosciences à Potsdam, en Allemagne. Il a visité le forage de Kola, parcouru le référentiel d'échantillons de carottes et a même mis la main sur la tête de puits aujourd'hui disparue.
Et même si le forage super profond de Kola n'a jamais dépassé la croûte terrestre, il reste le trou le plus profond jamais creusé.
Le forage super profond de Kola, en Russie, est le trou le plus profond du monde. Il est plus profond que la fosse des Mariannes et plus profond que le mont Everest.
Caché dans un site de forage abandonné parmi du bois pourri et des feuilles de ferraille (restes du derrick et du logement qui se trouvaient autrefois en Russie) se trouve un petit couvercle de trou d'entretien sans prétention et robuste, fixé en place avec une douzaine de gros boulons rouillés.
En dessous, pratiquement invisible depuis le sol, d'à peine 23 centimètres de diamètre se trouve le trou artificiel le plus profond du monde.
Le forage Kola Superdeep s'étend sur environ 40 230 pieds (12 262 mètres) ou 7,6 miles (12,2 kilomètres) dans la surface de la Terre. Pour la perspective, la profondeur du trou correspond à la hauteur du mont Everest et du mont Fuji superposés. Elle est également plus profonde que le point le plus profond de l'océan, la fosse des Mariannes, située dans l'océan Pacifique à une profondeur de 36 201 pieds (11 034 mètres) sous le niveau de la mer.
À titre de perspective, la couche la plus externe de la Terre – le sol sur lequel nous nous trouvons – appelée croûte continentale, a une épaisseur d'environ 40 kilomètres.
La couche suivante, le manteau, continue sur encore 1 800 milles (2 896 kilomètres). Le noyau externe s'étend sur environ 1 400 miles (2 250 kilomètres) avant d'atteindre le noyau interne de la Terre, une boule chaude et dense, principalement en fer, avec un rayon d'environ 758 miles (1 220 kilomètres).
Ainsi, même si le point artificiel le plus profond est impressionnant, il est étonnamment peu profond par rapport à la profondeur de la Terre. Au total, Kola ne pénètre qu'environ un tiers de la croûte terrestre et 0,2 % de toute la distance jusqu'au centre de la Terre.
Cela a également pris du temps. Des années, en fait. Le forage à Kola a commencé le 24 mai 1970. L'objectif était d'aller le plus loin possible, ce que les scientifiques de l'époque prévoyaient être d'environ 9,3 milles (15 kilomètres). En 1979, le projet avait battu tous les records du monde de trous artificiels en dépassant environ 9,5 kilomètres.
En 1989, les forages ont atteint une profondeur de 40 230 pieds (12 262 mètres) verticalement sous la surface de la Terre. C'est le point le plus profond jamais atteint. C'est à ce moment-là que la température dans le puits est passée des 212 degrés Fahrenheit (100 degrés Celsius) attendus à 356 degrés Fahrenheit (180 degrés Celsius).
Nous forons des trous massifs pour diverses raisons, notamment pour extraire des ressources comme les combustibles fossiles et les métaux.
Parmi d'autres exemples profonds, citons la mine de cuivre de Bingham Canyon, vieille de 100 ans, dans les montagnes près de Salt Lake City, le site d'une fosse qui s'étend sur trois quarts de mile (1,2 kilomètres) de profondeur et s'étend sur 2,5 miles (4 kilomètres) de diamètre. , et la mine de diamants de Kimberley, alias The Big Hole, en Afrique du Sud, l'un des plus grands trous au monde creusé par des mains humaines et sans machinerie.
Des trous sont également creusés au nom de la science, dit Harms, pour mieux comprendre des choses comme :
"Un exemple en détail est que les observations très proches d'une zone sismique permettent aux [chercheurs] de surveiller le déclenchement et la propagation du moindre séisme en réponse aux contraintes et aux contraintes", explique Harms. "Nous souhaitons récupérer ces données physiques, chimiques et mécaniques en champ proche pour comprendre fondamentalement ces processus qui ne peuvent pas être simplifiés par des expériences en laboratoire ou des modèles informatiques."
En 1977, la NASA a lancé Voyager 1 dans l’espace et au-delà du système solaire, dans l’espace interstellaire. En août 2022, le satellite avait parcouru 14,6 milliards de milles (23,5 milliards de kilomètres) dans l’espace. Alors pourquoi, en 20 ans, les ingénieurs n'ont-ils pu creuser que quelques kilomètres dans la Terre ?
Il s’avère que creuser un trou profond jusqu’au centre de la Terre est un peu plus délicat que prévu par les chercheurs. Lorsque le forage a commencé sur le site de Kola Superdeep Borehole dans les années 1970, par exemple, la foreuse a percé la roche granitique sans effort. Mais lorsque les foreurs ont atteint environ 6,9 kilomètres de profondeur, les couches sont devenues plus denses et plus difficiles à creuser.
En conséquence, les trépans se sont cassés et l’équipe a dû changer plusieurs fois la direction du forage. "En conséquence, plusieurs trajectoires de forage ont été forées jusqu'à ce qu'une [trajectoire] assez verticale soit finalement obtenue", explique Harms. Le motif de forage qui en résulte ressemble à une sorte d'arbre de Noël.
Les ingénieurs ont continué leur travail, mais plus la foreuse s'enfonçait en profondeur, plus la Terre devenait chaude. Le gradient de température était conforme à ce que les scientifiques avaient prédit jusqu'à environ 10 000 pieds (3 048 mètres). Mais au-delà de ce point, à mesure qu'ils foraient plus profondément, la chaleur s'est intensifiée jusqu'à atteindre des températures de 356 degrés Fahrenheit (180 degrés Celsius) à environ 7,5 milles (12 kilomètres) plus bas.
C'était une différence radicale par rapport aux 212 degrés Fahrenheit (100 degrés Celsius) auxquels ils s'attendaient.
Les ingénieurs ont également découvert, en parcourant les premiers 14 800 pieds (4 511 mètres), que la roche avait beaucoup plus de porosité et de perméabilité. Ceci, associé aux températures extrêmement élevées, a fait en sorte que la roche se comporte davantage comme un plastique que comme un solide, rendant le forage pratiquement impossible.
Ces températures dépassaient les capacités de leur équipement de forage et, bien que les Soviétiques aient persévéré jusqu'en 1992, elles n'ont jamais atteint la profondeur atteinte en 1989. Les foreurs n'ont eu d'autre choix que d'interrompre leurs efforts, n'atteignant pas leurs 9,3 milles ( 15 kilomètres). Le site de forage a été officiellement fermé et le trou scellé en 2005.
D'autres tentatives ont été faites au fil des années par d'autres pays, notamment l'Allemagne, l'Autriche et la Suède. Aucun de ces trous n'est plus profond que le forage Kola Superdeep, même si certains étaient plus longs, ayant dévié de leur trajectoire verticale.
Les scientifiques ont découvert beaucoup de choses dans le forage Kola Superdeep. Pour commencer, ils ont réalisé qu'ils devaient mettre à jour la carte des températures à l'intérieur de la Terre, car ils ont rencontré des températures beaucoup plus élevées que prévu.
Ils ont également été stupéfaits de constater qu'il n'y avait pas de transition du granite au basalte, une limite que les géologues appellent « discontinuité de Conrad », dont l'existence était supposée exister sur la base des résultats de levés de sismique-réflexion.
Une autre découverte a été celle d’une eau liquide bien plus profonde que ce qu’ils pensaient auparavant. "L'un des résultats inattendus a certainement été l'apparition de fissures ouvertes remplies d'eau saline, démontrant que la croûte n'est pas dense mais qu'il existe des voies permettant aux fluides de s'écouler", explique Harms.
Les chercheurs soupçonnaient que l'eau aurait pu être extraite des cristaux de roche par la pression incroyablement élevée à l'intérieur de la Terre.
La découverte d’une activité biologique dans les roches a été encore plus excitante. À 7 kilomètres de profondeur, les chercheurs ont découvert des dizaines de fossiles d'organismes marins unicellulaires datant de 2 milliards d'années. La preuve la plus évidente était des fossiles microscopiques enfermés dans des composés organiques qui étaient étonnamment intacts malgré les pressions et températures extrêmes de la roche environnante.
Oui, finalement. Mais, dit Harms, "creuser à plus de 12 kilomètres (7,45 miles) dépend de deux facteurs critiques :la température et la stabilité du forage, cette dernière dépendant de la contrainte, de la déformation, ainsi que de la composition et du poids du fluide de forage."
Cela nécessitera un équipement technologiquement avancé, étant donné que les températures devraient atteindre 500 degrés Fahrenheit (250 degrés Celsius).
Le véritable gâteau dans le ciel – ou plutôt sur Terre – serait d'atteindre le manteau terrestre, la couche qui commence juste au-delà de la croûte terrestre, à environ 40 kilomètres sous nos pieds.
"Nous pouvons en apprendre beaucoup sur le manteau si nous y accédons par forage", explique Harms. "Les scientifiques terriens veulent accéder au manteau réel in situ pour comprendre la nature de cette frontière qui est encore débattue et dont nous ne disposons pas d'échantillons frais contenant des informations sur la façon dont la croûte et le manteau interagissent, comment les fluides et les gouttelettes de magma s'échappent du manteau. dans la croûte et finalement dans notre hydrosphère, et comment ils nourrissent la biosphère – ou comment la matière s'échappe dans le manteau.
"Ces grands cercles de l'évolution de notre planète restent énigmatiques le long de cette frontière et la discontinuité de Moho [la frontière entre la croûte terrestre et le manteau] est donc un objectif primordial de la science."
Maintenant, c'est intéressantEn 2021, des scientifiques japonais ont foré le plus grand trou océanique dans la croûte terrestre, atteignant 26 322 pieds (8 022 mètres), dans le cadre du Programme international de découverte des océans (IODP).
