Идея отправить исследовательский аппарат к центру Земли кажется сюжетом научной фантастики. Жюль Верн описал подобное путешествие еще в 19 веке, а спустя более ста лет похожий сценарий появился в голливудском фильме «Земное ядро». Однако в  американский геофизик Дэвид Стивенсон предлагает уже не фантастический, а теоретически возможный способ проникнуть в глубины планеты.

Как пишет Science, план планетарного геофизика Калифорнийского технологического института  Дэвида Стивенсона заключался в том, чтобы не пытаться отправить человека в недра Земли, а создать небольшой автоматический зонд, который смог бы самостоятельно добраться до внешнего ядра и передать полученные данные на поверхность.

Взрыв и миллиард килограммов железа

Основная проблема любого путешествия к центру Земли — экстремальные давление и температура. Поэтому Стивенсон предложил сначала создать трещину в земной коре с помощью мощного взрыва.

По его расчетам, взрыв мощностью в несколько мегатонн в тротиловом эквиваленте — примерно сопоставимый с землетрясением магнитудой 7 — мог бы на короткое время расколоть верхний слой земной коры. В образовавшуюся трещину предполагалось залить огромное количество расплавленного железа.

Именно железо должно было стать своеобразным «лифтом» для исследовательского зонда. Под действием силы тяжести и собственного веса расплавленный металл расширял бы трещину и заставлял ее распространяться вниз. По расчетам ученого, ширина такого канала могла составлять около 12 сантиметров, а скорость его продвижения — примерно 5 метров в секунду.

Через земную кору толщиной около 15 километров такая трещина могла бы пройти менее чем за час. Затем она продолжила бы движение через мантию, что заняло бы примерно неделю.

Для этого потребовалось бы от 100 миллионов до 10 миллиардов килограммов расплавленного железа. На первый взгляд количество кажется невероятным, однако Стивенсон отмечал, что мировая металлургическая промышленность теоретически могла бы произвести такой объем примерно за неделю.

Зонд размером с грейпфрут

Сам исследовательский аппарат предполагалось сделать небольшим — примерно с грейпфрут. Он должен был быть изготовлен из металлических сплавов с температурой плавления, близкой к температуре расплавленного вещества внешнего ядра Земли.

Стивенсон признавал, что аппарат, вероятно, не смог бы долго работать после попадания в ядро. Однако даже короткого времени могло оказаться достаточно для проведения уникальных измерений.

Главная задача зонда заключалась в том, чтобы получить информацию о составе и свойствах глубинных слоев Земли и передать ее на поверхность. Для связи предлагалось использовать звуковые волны — своеобразный подземный аналог сонарной связи.

Если бы такой эксперимент удалось осуществить, ученые впервые получили бы прямые данные непосредственно из областей планеты, которые сегодня изучаются практически исключительно косвенными методами.

Почему этого до сих пор не произошло

Даже сам автор идеи понимал, что между теоретическим расчетом и реальной миссией огромная дистанция. Только стоимость необходимого количества железа оценивалась в сотни миллионов долларов. Кроме того, использование ядерного взрыва для создания трещины стало бы отдельной политической и юридической проблемой.

Но главным препятствием оставался сам зонд. Он должен был выдержать колоссальное давление и температуру, пройти тысячи километров в экстремальных условиях и одновременно передать информацию на поверхность.

Петролог Дэйв Уокер из Ламонт-Догерти Earth Observatory отмечал, что отвергать предложение Стивенсона только из-за его необычности было бы ошибкой. По его мнению, сама идея использования расплавленного железа для продвижения в глубины Земли могла быть осуществимой. Однако именно создание аппарата, способного пережить путешествие и передать научные данные, представляло собой наиболее серьезную проблему.

Тем не менее концепция Стивенсона стала интересным примером того, как современная геофизика пытается решить одну из самых сложных задач науки — получить прямую информацию о внутреннем строении нашей планеты.