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地球を掘削するプロセスはどのように行われるのでしょうか?
科学者たちは地球を掘削するプロセスについていくつかの予測を立てているが、これまでのところ人類はこれを実行できていない。この予測は他の掘削プロジェクトのデータに基づいています。地球の直径12,756キロの穴を掘削するには、巨大なドリルと数十年にわたる作業が必要になるだろう。
厚さ約100キロの地殻が、最初に掘削される層です。ドリルが地下深くまで進むにつれて大気圧が増加し、岩石3メートルあたり約1気圧になります。
深さ12.2キロのロシアのコラ超深度掘削孔は、現在までに人工で作られた最も深い穴であり、この深さに到達するまでに約20年を要した。坑底の圧力は海面の圧力の 4,000 倍になります。クレーターの底から地球の次の層であるマントルまではまだ80キロメートル以上ある。マントルは厚さ2,800キロメートルで、高密度の暗い岩石層で、地殻プレートを支配している。
1950年代から1960年代にかけて、科学者たちは「モホ面」として知られるマントルと地殻の境界に到達するために深海を掘削しようと試みたが、失敗した。
もう一つの重要な問題は、掘削流体を継続的に注入して穴内の圧力と周囲の岩石の圧力を均等にしないと、地球を掘削して作られた穴が崩壊してしまうことです。石油掘削や深海掘削で使用される流体は、重鉱物からなる泥混合物です。
掘削液は、ドリルビットを洗浄して砂や砂利が機械に付着するのを防ぎ、また、地球の最内層では不可能ではあるものの、温度を下げるのにも役立ちます。例えば、コーティング内の温度は摂氏1,410度に達するため、ステンレス鋼製のドリルビットは溶けてしまうため、チタンなどの高価な特殊合金で作る必要があります。
地球の核の深さは約 2,900 km で、外核は主にニッケルと液体の鉄で構成されており、温度は 4,000 ～ 5,000 度と非常に高温です。したがって、この溶融混合物を掘削すると、超高温でドリルビットが溶けるなど、一連の問題が発生します。
5,000 km 掘削すると、ドリルビットは内核に到達しますが、そこでの圧力は非常に強く、大気圧の 3 億 5000 万倍にも達するため、ドリルビットは約 350 ギガパスカルの圧力に耐える必要があります。
ドリルビットは、プロセス全体を通じて地球の重力によってコアに引き下げられます。中心部では、地球の質量の引力がすべての方向に等しいため、重力は軌道上のものと同等になり、無重力状態になります。
ドリルが上記の障害物をすべて通過して中間点に到達できたとしても、反対側まではまだ長い道のりが残っています。ドリルが地球の反対側に向かって進むにつれて、重力はドリルの位置に応じて変化し、ドリルを地球の中心核に向かって引き戻します。下向きの動きとは対照的に、ドリルビットは地表、外核、マントル、地殻に向かう際に重力と戦わなければなりません。
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