شبهجزیره کولا در قلب مدار قطب شمال شبیه رویا است، با دریاچه و برف و مه و غبار. اما یک ساختمان متروک این همه زیبایی طبیعی را خراب کرده. این ساختمان روزگاری، در دورانی که روسیه شوروی بود، یک مرکز تحقیقات علمی بوده. درست وسط ساختمان، روی زمین بتنی، یک درپوش فلزی بزرگ به چشم میآید. درپوشی زنگزده که با پیچهایی زنگزده به زمین دوخته شده.
میگویند اینجا دروازه جهنم است.
اما در حقیقت چاه حفاری کولاست، عمیقترین چاه ساخته بشر و عمیقترین حفره مصنوعی کره زمین. چاه دوازده کیلومتری کولا آنقدر عمیق است که محلیها قسم می‌خورند ضجه اهل جهنم را میشود از تهش شنید.
مهندسان و کارگران شوروی سابق بیست سال مشغول حفر این چاه بودند. یکسوم پوسته کره زمین پایین رفته بودند و دو-سوم به گوشته (جبه) مانده بود که شوروی از هم پاشید و حفاری متوقف شد.
البته جنون رسیدن به اعماق زمین مختص شوروی نبود. آمریکاییها هم یک پای رقابت بودند. مثل فتح فضا، گذشتن از پوسته کره زمین و رسیدن به گوشته آن مجالی بود برای قدرتنمایی و اثبات برتری بر دیگری.
چند دهه پس از آن ماجرا، حالا ژاپنیها هم دستبهکار شدهاند.
شان توزکو، مدیر برنامه موسسه علوم دریایی-زمینی ژاپن، میگوید: "هدف نهایی ما این است که از گوشته زمین، همان جوری که این روز‌ها هست، نمونه برداریم. در جایی مثل عمان گوشته به سطح زمین نزدیکتر است. اما آن گوشتهای است که میلیونها سال پیش بود. مثل دیدن دایناسور زنده و دیدن فسیل استخوان دایناسور میماند. "
اگر زمین را چیزی شبیه یک هلو فرض کنید، پوسته آن لایه نازک رویی است که ضخامت آن ۴۰ کیلومتر بیشتر نیست. زیر آن گوشته است که بیش از ۲۹۰۰ کیلومتر ضخامت دارد، و زیر آن هستهای به ضخامت تقریبی ۱۲۰۰ کیلومتر.
رسیدن به اعماق زمین هم مثل سفر به فضا در حقیقت سفری به ناشناختهها بود. دانشمندان میخواستند به جایی برسند که انسان پیش از آن نرفته بود. از منظر علمی، نمونههایی که از این حفرههای عمیق - از دل زمین - بیرون میکشیدند میتوانست به اندازه نمونههایی که فضانوردان از ماه میآوردند مهم باشد. تنها فرق این دو مسابقه فضایی و زمینی این بود که دومی برندهای نداشت.
محل حفاری شوروی سابق شبهجزیره کولا در مدار قطب شمال بود
آمریکاییها برنامه حفاری تا اعماق ناشناخته زمین را زودتر شروع کردند - در اواخر دهه ۱۹۵۰ میلادی. آن‌ها تصمیم گرفتند به جای اینکه یک چاه بسیار بسیار عمیق از روی سطح زمین بکنند، میانبر بزنند و از کف اقیانوس آرام شروع کنند. پوسته زمین در بستر اقیانوس نازکتر است، اما مشکل اینجاست که نازکترین پوسته معمولا در عمیقترین نقاط اقیانوس است.
برنامه حفاری شوروی در مدار قطب شمال سال ۱۹۷۰ شروع شد. بیست سال بعد آلمانی‌ها هم برنامه حفاریشان را در بایرن آغاز کردند (و نهایتا تا عمق ۹ کیلومتری سطح زمین پایین رفتند).
مشکل اصلی پروژههای حفاری همان مشکل پروژههای فضایی بود: فنآوری لازم برای انجامش وجود نداشت و باید ابداع میشد.
سال ۱۹۶۱ که آمریکاییها حفاری را نزدیک سواحل مکزیک در اقیانوس آرام آغاز کردند، فنآوری استخراج نفت در آبهای عمیق هنوز وجود نداشت. هنوز کسی بلد نبود چطور کشتی را درست بالای چاه ثابت نگه دارد. مهندسها باید بداههپردازی میکردند. پرههایی اطراف کشتی حفاری تعبیه کردند که کشتی را در یک نقطه مشخص ثابت نگه دارد.
یک مشکل دیگر صاف نگه داشتن مته بود. باید چاه را تا جایی که میشد عمودی میکندند. روشی که آلمانی‌ها برای حل این مسئله ابداع کردند این روز‌ها در میدانهای نفت و گاز در نقاط مختلف جهان به کار گرفته میشود.
اولی هارمس، از محققان برنامه حفاری علمی قارهای بینالمللی (ICSDP) که سالها پیش در پروژه حفاری آلمان کار میکرده، میگوید: "چیزی که از حفاری روسها فهمیده بودیم این بود که باید مته را تا جایی که میشود عمودی نگه داشت. اگر نه گشتاور روی مته زیاد میشود. اواخر دهه ۱۹۸۰ و اوایل دهه ۱۹۹۰ که روسها کمی بازتر شدند و حاضر بودند با غرب همکاری کنند، از بعضی شیوههایی که ابداع کرده بودند استفاده کردیم. ولی متاسفانه تجهیزاتمان به موقع آماده نشد. "
چاه حفاری کولا هنوز همانجاست، اما ورودیاش را بستهاند
در نهایت همه برنامههای حفاری ناکام ماند - هرچند به درجات مختلف. گاه همان اول کار اشتباه میکردند، گاه چاهی که کنده بودند میگرفت؛ و گذشته از اینها، هرچه پایینتر میرفتند دما بالاتر میرفت و دستگاهها از کار میافتادند. بعد از مدتی دولتها به این نتیجه رسیدند که هزینه رکوردشکنی در مسابقه حفاری بیش از نفع آن است و برنامهها را تعطیل کردند.
دو سال پیش از آنکه نیل آرمسترانگ قدم روی ماه بگذارد، کنگره آمریکا بودجه حفاری عمیق را قطع کرد. هزینهها سر به فلک میکشید. چند متر سنگ بازالتی که از اعمال زمین بیرون آورده بودند، به پول امروز حدود چهل میلیون دلار خرج برداشته بود.
اما پروژه حفاری شوروی در کولا تا سال ۱۹۹۲ ادامه پیدا کرد. در عمق دوازده کیلومتری زمین دما به ۱۸۰ درجه سانتیگراد رسیده بود که حدودا دو برابر دمایی بود که انتظار داشتند. حفاری غیرممکن بود؛ و با فروپاشی اتحاد جماهیر شوروی اساسا بودجهای برای اینگونه برنامهها نبود. سه سال بعد از فروپاشی مرکز تحقیقاتی کولا و تاسیسات حفاری تعطیل شد.
سرنوشت چاهی که آلمانی‌ها کندند به تلخی دیگران نبوده. سکوی عظیم حفاری همچنان استوار است و گردشگر‌ها از آن بازدید میکنند. حتی تحقیقات هم تعطیل نشده. اما به جای ابزار حفاری، ابزار اندازهگیری به ته چاه میفرستند - مثل رصدخانهای برای رصد اعماق زمین.
پروژه حفاری عمیق آلمان سال ۱۹۹۰ آغاز شد
از چاه باواریا حتی استفاده هنری هم شده.
یک بار لوته خیفان، هنرمند هلندی، میکروفونی را با پوشش حرارتی به ته چاه فرستاد. میکروفون صدای غرشی ضبط کرد که دانشمندان نمیتوانستند توضیح بدهند چیست. لوته خیفان تعریف میکند چطور با شنیدن آن غرش احساس ناچیز بودن کرده.
میگوید: "برای اولین بار در زندگی احساس میکردم این توپ بزرگی که رویش زندگی میکنیم بیدار شده و صدایش آدم را میخکوب میکند. بعضیها میگفتند انگار صدای جهنم است. بعضی دیگر میگفتند انگار زمین نفس میکشد. "
نمیشود داستان این برنامههای تحقیقاتی و مسابقه برای رسیدن به گوشته زمین را خواند و یاد اثر مشهور ژول ورن "سفر به مرکز زمین" نیفتاد. البته دانشمندان امروزی فکر نمیکنند مثل قهرمانان آن داستان در راه مرکز زمین به غاری پر از دایناسور برسند، ولی فعالیتشان را مثل آن سفر "اکتشافی" میدانند.
اولی هارمس میگوید: "از نظر ما مثل سفر‌های اکتشافی (قدیم) است، چون آمادگی و اجرایش مدتها طول کشید، و، چون به جایی میروی که کسی تا حالا نرفته؛ و چنین چیزی در عصر ما نادر است. "
دیمون تیگل، استاد ژئوشیمی مدرسه علوم زمین و اقیانوس در دانشگاه ساوتهمپتون که با پروژه جدید حفاری ژاپنیها همکاری میکند، میگوید: "این برنامهها با اکتشافات فضایی تفاوتی ندارد. تلاشهای علمی محض است. هیچوقت درست نمیدانی به کجا میرسی. "
پروژه حفاری کولا اندکی پس از فروپاشی اتحاد جماهیر شوروی تعطیل شد
این روز‌ها پروژه حفاری تا گوشته زمین (M ۲ M-MoHole to Mantl) یکی از مهمترین پروژههای برنامه بینالمللی اکتشاف اقیانوسهاست. در این پروژه هم - مثل پروژه اصلی حفاری که چند دهه پیش آغاز شد - دانشمندان میخواهند در بستر اقیانوس که ضخامت پوسته زمین ۶ کیلومتر بیشتر نیست حفاری کنند. هدف این پروژه یک میلیارد دلاری این است که برای اولین بار در تاریخ بشر از گوشته زمین نمونه بردارند.
پروفسور تیگل میگوید: "این رخداد فوقالعادهای خواهد بود. موفق شدنش به عزم راسخ ژاپنیها بستگی دارد. "
با وجود اهمیت این پروژه، کشتی عظیمی حفاری چیکیو حدود بیست سال پیش ساخته شده. چیکیو یک سیستم ناوبری و شش جت دارد که کامپیوتر کنترلشان میکند. در نتیجه موقعیت این کشتی عظیم را با تقریب نیم متر میتوان ثابت نگه داشت.
شان توزکو، مدیر برنامه موسسه علوم دریایی-زمینی ژاپن، میگوید: "برنامه ما این است که با کشتی چیکیو کاری را که پنجاه سال پیش شروع شده بود ادامه بدهیم. صرفا باید تصمیم بگیریم بین سه گزینه موجود (نزدیک ساحل کاستاریکا، نزدیک ساحل باخا، و نزدیک ساحل هاوایی) در کدام حفاری کنیم. "
هر یک از گزینهها محاسن و معایبی دارد که باید سنجیده شود: از نظر عمق اقیانوس در آن نقطه، فاصله محل حفاری تا ساحل و نیاز به ساخت مقری در خشکی که بتواند یک پروژه یک میلیارد دلاری بیستوچهار ساعته در دریا را پشتیبانی کند.
اولی هارمس میگوید: "مساله در نهایت هزینه است. این برنامههای اکتشافی بسیار پرخرجاند و سخت میشود تکرارشان کرد. هر پروژه صد‌ها میلیون یورو هزینه دارد؛ و صرفا بخش کوچکی از این بودجه صرف علوم زمینی میشود. بقیه آن صرف توسعه فنآوری لازم برای پروژه و البته عملیات اجرایی میشود. برای اینکه به نتیجه برسیم به سیاستمدارانی نیاز داریم که از اهمیت و ارزش این فعالیتهای اکتشافی دفاع کنند. "