Het diepste boorgat ooit
Op een afgelegen schiereiland in het noordwesten van Rusland hebben wetenschappers decennialang geboord naar het middelpunt van de aarde. Met meer dan 40.000 voet is hun boorgat het diepste gat dat de mens ooit heeft gegraven. Daarna gebeurt er echter iets onverwachts, en de onderzoekers zijn gedwongen hun experiment voorgoed te staken.
Het is niet verwonderlijk dat de mens gefascineerd is door wat zich diep onder het aardoppervlak bevindt. Sinds de eerste kunstmatige satelliet in 1957 de ruimte in werd gestuurd, zijn mensen echter ook gefascineerd geraakt door de geheimen van de sterren.
Strijd om de ondergrondse wereld
En nu, met de hulp van wereldwijde ruimtevaartorganisaties en particuliere bedrijven, weten we meer over het heelal dan ooit tevoren. Maar terwijl we verwonderd naar de hemel blijven kijken zien we misschien een andere, even mysterieuze wereld op aarde over het hoofd.
Het is opmerkelijk dat sommigen geloven dat onze kennis van de ruimte nu groter is dan onze kennis van wat zich onder het aardoppervlak bevindt. En terwijl veel mensen op de hoogte zijn van de ruimtewedloop die de Verenigde Staten en de U.S.S.R. tijdens de Koude Oorlog in zijn greep hield, herinneren weinigen zich de even fascinerende strijd om onze ondergrondse wereld te veroveren.
Project Mohole
Vanaf het einde van de jaren 1950 begonnen concurrerende teams van Amerikaanse en Sovjet-wetenschappers met het uitvoeren van uitgebreide experimenten om in de aardkorst door te dringen. Men denkt dat deze dichte korst tot 30 mijl naar het midden van onze planeet loopt, en uiteindelijk plaats maakt voor de mantel – de mysterieuze binnenlaag die maar liefst 40 procent van de massa van onze planeet uitmaakt.
In 1958 namen de V.S. het voortouw met de lancering van Project Mohole. In de buurt van Guadalupe in Mexico boorde een team ingenieurs door de bodem van de Stille Oceaan tot een diepte van meer dan 600 voet. Acht jaar later werd de financiering echter stopgezet en werd Project Mohole opgegeven. De Amerikanen zijn nooit tot de mantel doorgedrongen.
De Sovjets en de Amerikanen boeken vooruitgang
Daarna was het de beurt aan de Sovjets. Op 24 mei 1970 begon een team van onderzoekers te boren in de aarde onder het Pechengsky-district, een dunbevolkt gebied op het Russische schiereiland Kola. Hun doel was eenvoudig: zo ver mogelijk in de korst van de planeet doordringen.
Daarnaast wilden de Sovjets een diepte bereiken van zo’n 49.000 voet onder het aardoppervlak. Met gebruikmaking van speciale apparatuur begonnen onderzoekers een aantal boorgaten te graven die van een enkele opening afkomstig waren. Terwijl zij zich langzaam een weg naar beneden baanden, boekten onderzoekers in Amerika hun eigen vooruitgang.
Bertha Rogers gat
In 1974 was de Lone Star Producing Company naar olie aan het boren in Washita County in het westen van Oklahoma. Daarbij maakte het bedrijf het “Bertha Rogers gat” – een door de mens gemaakt mirakel dat tot meer dan 31.400 voet, of bijna tien kilometer, onder de oppervlakte van de aarde reikte.
Hoewel het bedrijf niet vond wat het zocht, bleef de poging van Lone Star nog vijf jaar lang de diepste boring ter wereld. Op 6 juni 1979 verbrak één van de Kola-boringen, SG-3 genaamd, het record. En in 1983 had het gat, met een breedte van slechts vijftien centimeter, een duizelingwekkende diepte bereikt van 39.000 voet in de aardkorst.
Technisch probleem
Toen deze mijlpaal was bereikt, legden de onderzoekers op het Kola-schiereiland tijdelijk het werk stil. Gedurende twaalf maanden onderbraken zij de werkzaamheden aan het boorgat zodat verschillende mensen de fascinerende plek konden bezoeken. Toen het experiment het jaar daarop werd hervat, moest het boren echter door een technisch probleem worden stopgezet.
De onderzoekers lieten zich niet uit het veld slaan en begonnen opnieuw vanaf een diepte van 23.000 voet. Rond 1989 had het boren een recorddiepte van 40.230 voet bereikt – een onvoorstelbare diepte van twaalf kilometer. Hierdoor aangemoedigd, waren de deelnemers aan het project optimistisch over de toekomst en geloofden dat het gat de 44.000 voet zou overschrijden tegen het einde van 1990.
Een onverwacht verschijnsel
Nog indrukwekkender was de voorspelling dat het boorgat reeds in 1993 zijn doel van 49.000 voet zou bereiken. Maar er zou zich iets onverwachts onder de afgelegen Russische toendra bevinden. Toen de boor steeds dichter bij het centrum van de aarde kwam, vond er een onverwachte verandering plaats.
Bij de eerste 10.000 voet was de temperatuur in het boorgat min of meer gelijk aan wat de onderzoekers hadden verwacht. Na die afstand begon de temperatuur echter veel sneller op te lopen. Tegen de tijd dat het boren zijn doel naderde, was het boorgat opgewarmd tot maar liefst 180 °C – maar liefst 80 °C warmer dan verwacht.
Kleine fossielen
Maar dat was nog niet alles. De onderzoekers ontdekten ook dat het gesteente op deze diepten veel minder dicht was dan ze hadden gedacht. Als gevolg daarvan reageerde het op vreemde en onvoorspelbare wijze op de hogere temperaturen. Het team van Kola, dat wist dat hun apparatuur onder deze omstandigheden niet zou werken, stopte met het project. Dat was in 1992 – 22 jaar nadat met het boren was begonnen.
Onderzoekers hebben echter een aantal fascinerende dingen geleerd voordat zij de zogenaamde Kola Superdeep Borehole hebben afgesloten. Zo ontdekten zij bijvoorbeeld op een diepte van ongeveer zes kilometer kleine fossielen van zeeplanten. Deze overblijfselen waren nog opvallend gaaf, gezien de lange tijd die zij onder kilometers gesteente hadden gezeten. Van dit gesteente werd aangenomen dat het meer dan twee miljard jaar oud was.
Stromend water onder de aarde
Een nog spannender ontdekking werd echter gedaan in de verste uithoeken van de Kola Superdeep Borehole. Door seismische golven te meten hadden deskundigen eerder voorspeld dat het gesteente onder onze voeten van graniet overgaat in basalt op zo’n drie tot zes kilometer onder de oppervlakte. Zij ontdekten echter al snel dat dit niet het geval was – althans niet op het Kola-schiereiland.
In plaats daarvan vonden de onderzoekers alleen graniet, zelfs op het diepste punt van het boorgat. Uiteindelijk konden zij concluderen dat de verandering in de seismische golven het resultaat was van metamorfe verschillen in het gesteente, en niet van een verandering naar basalt. Maar dat was het ook niet. Verbazingwekkend genoeg ontdekten zij ook stromend water enkele kilometers onder de aarde, op diepten waarvan niemand had verwacht dat het zou kunnen bestaan.
Sluiting van de Kola Superdeep Borehole
Maar terwijl sommige enthousiaste lezers op deze ontdekking van ondergronds water zijn gesprongen als bewijs van bijbelse overstromingen, wordt aangenomen dat dit fenomeen het resultaat is van een sterke druk die zuurstof- en waterstofatomen uit het gesteente dwingt. Daarna zorgden ondoordringbare rotsen ervoor dat het nieuw gevormde water vast kwam te zitten onder het oppervlak.
De sluiting van de Kola Superdeep Borehole viel samen met de val van de Sovjet-Unie, en in 1995 werd het project definitief stopgezet. Tegenwoordig wordt de locatie aangemerkt als een gevaar voor het milieu, hoewel bezoekers nog steeds enkele overblijfselen van het experiment kunnen bekijken in de nabijgelegen stad Zapolyarny, zo’n negen kilometer verderop.
De race gaat door
Het is indrukwekkend dat het record nog niet is verbroken, wat betekent dat het boorgat het diepste door de mens gegraven gat op aarde blijft. De race naar het middelpunt van de aarde is echter nog niet helemaal afgelopen. Op de wereldzeeën blijven boorplatforms van het International Ocean Discovery Program diep onder de zeebodem graven.
Ze vechten tegen defecte apparatuur en extreme temperaturen om uit te zoeken welke geheimen er nog op onthulling wachten. Maar niet elke reis onder de golven is een poging om het middelpunt van de aarde te bereiken.
Expeditie op de Zuidpool
Bij een duik naar het onbekende werd bijvoorbeeld een duikboot met twee bemanningsleden in het koude water van Antarctica gedropt voor een ontdekkingsreis. Het doel van de bemanningsleden?
Dieper onder de golven in de buurt van de Zuidpool te komen dan enige andere expeditie in de geschiedenis van de mensheid ooit eerder heeft gedaan. En wat ze daar beneden ontdekten, is een ongelooflijke blik op een wereld die niemand ooit eerder heeft gezien.
Zorgvuldig voorbereid
Dit was echter geen spontaan plan. Na een zorgvuldig onderzoek van twee jaar is de perfecte tijd en plaats gevonden om de memorabele duik te maken. En daar is een heel goede reden voor. We weten namelijk meer over andere planeten in ons zonnestelsel dan over de oceaanbodem van de aarde.
We zijn er zelfs in geslaagd het oppervlak van Mars gedetailleerder in kaart te brengen dan de bodem van de ons omringende zeeën. Om dat in perspectief te plaatsen: de gemiddelde afstand tussen Mars en de aarde is 225 miljoen kilometer. Daarentegen is de gemiddelde diepte van de oceaan iets meer dan 12.000 voet, dat is ongeveer drie kilometer.
Iceberg Alley
Maar als je daarmee denkt dat de duik onder Antarctica eenvoudig was, dan heb je het goed mis. Om te beginnen moesten de wetenschappers de beste plaats voor hun eerste duik uitzoeken. Uiteindelijk kozen ze een locatie die “Iceberg Alley” werd genoemd – en het gebied heeft die naam niet zonder reden gekregen.
Het betreft een geul in de buurt van één van de noordelijkste punten van het Antarctisch Schiereiland. Het is een deel van de zee dat wordt omringd door ijsschotsen die zich verplaatsen; sommige zijn ongeveer zo groot als een auto, terwijl andere een oppervlakte van een halve vierkante kilometer beslaan. Het was dus een enorme uitdaging om de boot met daarop de duikboot op de juiste plaats te krijgen.
Space Invaders
De zoektocht van de bemanning naar het onbekende is ook vastgelegd in een documentaire. En volgens uitvoerend producent James Honeyborne zaten er onderweg wel wat haken en ogen aan, want hij vertelde de BBC dat de tocht door Iceberg Alley wel wat weg had van “een gigantisch spel Space Invaders”. Maar het was niet alleen de juiste positie die het team voor problemen stelde; er waren ook andere factoren die deze missie moeilijk maakten.
Het team was er niet zeker van of de duikboten die zij wilden gebruiken wel bestand zouden zijn tegen de druk van het diepe water. Maar die zorgen verdwenen toen ze aan hun afdaling van 3.000 voet begonnen. Wat was de reden hiervoor? Wel, onder de golven ontdekten ze een verbazingwekkend ecosysteem van vreemde wezens, waaronder één dat ze vernoemden naar een belangrijk element uit de Star Wars-filmreeks.
Zeesneeuw
En terwijl het leven boven de Antarctische golven hard en meedogenloos is, ligt er onder de golven een enorme hoeveelheid bizarre, bijna buitenaardse zeedieren. “Op een vierkante meter is er meer leven in de diepte van Antarctica dan in de riffen van het Barrier Reef in Australië”, vertelde een lid van het duikteam, Mark Taylor, aan LADbible. Maar daar zijn verschillende ongelooflijke redenen voor.
Zo was de zeesneeuw die de onderzoekers onder Antarctica zagen volgens Dr. Jon Copley van de Universiteit van Southampton “…dikker dan waar ook ter wereld in de oceanen.” Maar wat is zeesneeuw, en waarom is het zo belangrijk voor het leven op de zeebodem?
Krillpoep
Zeesneeuw is in wezen organisch materiaal dat van het bovenste deel van de oceaan naar de bodem stroomt. Het is een enorm belangrijke bron van voedsel voor wezens die in de diepte leven, omdat het voedingsstoffen en energie overbrengt van de delen van de zee die zonlicht krijgen naar de delen van de oceaan waar dat niet het geval is.
Maar er is nog een cruciale voedselbron in de wateren diep onder Antarctica: krillpoep. Krill zijn kleine schaaldiertjes die overal in de oceanen van onze planeet leven en daar een belangrijke rol spelen. Met name hun uitwerpselen veranderen de zeebodem in een modderige omgeving die perfect is voor leven. En het leven dat in dat gebied gedijt, behoort tot het vreemdste dat je ooit zult zien.
Death Star
Een van de vreemdste wezens die het team ontdekte, staat bekend als de Antarctische zonnester, hoewel de onderzoekers de naam veel luguberder hebben gemaakt. Zij noemden het schepsel een Death Star – en met goede reden. Het dier, waarvan de Latijnse naam Labidiaster Annulatus is, is verwant aan de gewone zeester. Het is echter een veel vreemder beest dan zijn soortgenoot.
De Death Star kan wel vijftig armen hebben en kan groter worden dan een wieldop. De huid op zijn armen is bedekt met kleine scharen, en als ze worden aangeraakt, slaan ze dicht. Vaker wel dan niet, is het ongelukkige slachtoffer een voorbijkomende krill. En er is nog iets vreemds aan deze sunstar.
Top van de piramide
Terwijl vissen de meest voorkomende roofdieren zijn in de andere oceanen van de wereld, is de Death Star een uitstekend bewijs dat de dingen anders zijn in Antarctica. Omdat het water op de Zuidpool zo koud is, kunnen er maar weinig vissen overleven. Dit betekent dat ongewervelden zoals de Antarctische zonnester aan de top van de voedselketen staan.
Als je duikt op Antarctica lijkt het alsof je door een venster naar binnen kijkt en ziet hoe het leven in de zeeën was lang voordat de mens ooit op aarde rondliep. “Het zijn de dieren zonder ruggengraat die het meest voorkomen en die domineren als roofdieren”, zei Dr. Copley. “En dat is hoe de oceanen er meer dan 250 miljoen jaar geleden uitzagen.”
De IJsdraakvis
Een ander vreemd schepsel dat in de Antarctische Oceaan leeft, is de ijsdraakvis, of Cryodraco antarcticus, die zich op een opmerkelijke manier heeft aangepast om in de ongelooflijk koude omstandigheden te overleven. Zo bevat zijn bloed eiwitten die als antivries werken om te voorkomen dat het bevriest. En dat bloed is ook helder, want hij heeft geen hemoglobine nodig, zoals wij mensen, om zuurstof door zijn lichaam te vervoeren.
De missie van Dr. Copley en zijn collega’s was echter niet alleen bedoeld om voor het eerst vreemde wezens in hun natuurlijke habitat te zien. Een beter begrip van hoe het leven in de Antarctische Oceaan overleeft kan ook een sleutelrol spelen in de huidige inspanningen voor het milieubehoud in en rond de Zuidpool.
De oceaan blijft een mysterie
“Tijdens deze duiken hebben we het dagelijkse leven van de Antarctische diepzeedieren bekeken, waardoor we hen veel beter begrijpen dan door het bestuderen van exemplaren die door netten of sleepnetten van schepen werden gevangen”, verklaarde Dr. Copley aan de BBC. “En het helpt ons te ontdekken hoe ons eigen leven verbonden is met deze afgelegen, maar fragiele omgeving.”
Zelfs de meest toegankelijke delen van de oceanen blijven een mysterie, hoewel Dr. Copley hoopt dat deze expeditie daar verandering in kan brengen. “Voor de eerste keer mensen een kilometer diep de oceaan rond Antarctica insturen bewijst dat er geen enkel deel van onze planeet meer ontoegankelijk is, als we de wil kunnen opbrengen om er heen te gaan”, voegde hij eraan toe.
Verkenning van de planeet
En behalve de mogelijkheden voor wetenschappelijke ontdekkingen en een beter begrip van onze eigen wereld, is er misschien nog iets dat belangrijker is als je naar een plaats gaat die zo moeilijk te bereiken is.
“Wat we nu doen is verkenning in de zuiverste zin van het woord”, verklaarde Dr. Copley. “Als we allemaal deelnemen aan de verkenning van onze planeet, dan… zullen we ons allemaal betrokken voelen bij het behoud ervan voor de toekomst.”