Eine der seltsamsten Facetten der modernen Erforschung ist, dass wir jetzt mehr Erfahrung mit der Oberfläche des Mars haben als mit der Erdschicht, die nicht zu weit unter unseren Füßen liegt. Fast alles, was wir über den Erdmantel wissen - die 1.800 Meilen dicke, halbgeschmolzene Schicht des Planeten unter der Erdkruste - kommt indirekt von Computersimulationen, von Erdmänteln abgeleiteten Gesteinen, die ihren Weg zur Oberfläche gefunden haben, und der Beobachtung von Erdbebenwellen, die sich bewegen durch den Mantel.
Die internationale Gruppe von Wissenschaftlern, aus der das Integrated Ocean Drilling Program (IODP) besteht, hofft jedoch, dass sich dies bald ändern wird. Im Rahmen eines neuen Projekts planen sie, etwa 6 km in die Erde unterhalb des Pazifischen Ozeans zu bohren, um den Mantel zu erreichen - und zum ersten Mal in der Geschichte der Menschheit Gesteinsproben zu sammeln. Damon Teagle, Geochemiker an der Universität von Southampton in England und einer der Projektleiter, sagte gegenüber CNN, dass dies "das herausforderndste Unterfangen in der Geschichte der Geowissenschaften" sei.
Der erste Versuch, die Erdkruste bis zum Erdmantel, Project Mohole, zu durchbohren, erreichte 600 Fuß unterhalb des Meeresbodens vor Mexiko, bevor er 1966 aufgegeben wurde. Die nachfolgenden Versuche wurden immer tiefer und am 6. September wurde das Bohrschiff der IODP, die Chikyu, Stellen Sie einen Weltrekord auf, indem Sie vor Japan fast 7000 Fuß unterhalb des Meeresbodens bohren und Gesteinsproben sammeln.
Mit dem Bohrschiff Chikyu, das vor der Küste Japans abgebildet ist, wird bis zum Erdmantel gebohrt. (Bild über IODP) Das ehrgeizige neue Projekt soll fast dreimal so tief gehen. Die IODP-Wissenschaftler haben drei verschiedene Standorte im Pazifik ausgewählt, an denen die Kruste am dünnsten ist. Sie bildeten sich relativ schnell bei der Ausbreitung von Kämmen im mittleren Ozean, wo neue Krusten auskristallisieren, wenn sich die Platten auseinander bewegen. Obwohl das Bohren von einem schwimmenden Schiff auf See viele Schwierigkeiten bereitet, ist das Durchsuchen der ozeanischen Platten, die den Meeresboden bilden, eine viel einfachere Methode, um zum Erdmantel zu gelangen, als das Durchbohren der kontinentalen Platten - die Kruste des Ozeans reicht von vier bis sechs Meilen dick, während die Kontinente 20 bis 30 Meilen nach unten gehen.
Dennoch wird das Eindringen in die ozeanische Kruste eine beispiellose Herausforderung sein. Das Projekt wird mindestens 1 Milliarde US-Dollar kosten, von denen einige noch aufgestockt werden müssen, und die Bohrungen werden wahrscheinlich Jahre dauern. Die Ausrüstung wird durch mehr als eine Meile Wasser abgesenkt, und die Beanspruchung, der die Hartmetallbohrer beim Schleifen durch hartes magmatisches Meeresgrundgestein ausgesetzt sind, erfordert, dass jedes Bit nach nur 50 bis 60 Betriebsstunden ausgetauscht werden muss.
Aufgrund der Beanspruchung durch eindringendes Meeresgrundgestein müssen Bohrer nach nur 50 bis 60 Betriebsstunden ausgetauscht werden. (Bild über IODP) Die extreme Enge des Lochs selbst (nur 30 cm breit) erhöht auch die Schwierigkeit der Operation. „Es wird das Äquivalent sein, als würde eine Stahlschnur in der Breite eines Menschenhaars am tiefen Ende eines Schwimmbeckens baumeln und in eine Kausche mit einer Breite von 1/10 mm am Boden eingeführt und dann ein paar Meter in die Fundamente gebohrt. Sagte Teagle.
Während der Bohrer absteigt, wird das Team wiederholt Gesteinskerne mit einem Durchmesser von ungefähr drei Zoll und einer Länge von 30 Fuß finden, die die Wissenschaftler untersuchen können. Wenn es der Mission gelingt, den gesamten Weg bis zum Erdmantel zu erreichen, ist der wissenschaftliche Nutzen beträchtlich, da Proben von Erdmantelgestein den Geologen helfen, die Schicht, die mehr als 84 Prozent des Planetenvolumens ausmacht, besser zu verstehen. "Ist der Motor, der antreibt, wie unser Planet funktioniert und warum wir Erdbeben und Vulkane und Kontinente haben", sagte Teagle. "Wir haben die Schulbuch-Cartoons, aber es fehlen detaillierte Kenntnisse."
Für Teagle und andere ist die Mission auch ein ehrgeiziges, großartiges Projekt, das Generationen junger Menschen dazu inspirieren kann, sich in der Wissenschaft zu engagieren - wie die Apollo-Missionen der NASA und der neuere Curiosity Rover. Teagle sagt, dass das erfolgreiche Erreichen des Mantels revolutionär wäre und ein neues „Erbe grundlegender wissenschaftlicher Erkenntnisse“ hinterlassen würde.
