Dự án xây “cổng vào địa ngục”: Người Nhật dự định tiếp nối các nhà khoa học xưa, muốn khoan xuống lòng đất một hố sâu nhất có thể

Hồ, rừng, sương mù và tuyết của Bán đảo Kola khiến góc xa xôi này của Nga trở nên thơ mộng như một bức tranh. Nhưng giữa khung cảnh bình dị này, một cơ sở nghiên cứu khoa học bị bỏ hoang, có từ thời Liên Xô, đứng một mình. Giữa đống đổ nát là một cái nắp rỉ sét, đóng chặt vào sàn bê tông lạnh lẽo, được bao quanh bởi một loạt đinh tán đã chuyển sang màu nâu theo năm tháng.

Một số người gọi đây là con đường xuống địa ngục.

Nắp hố sâu 12km do các kỹ sư và nhà khoa học Nga khoan.

Những từ này mô tả Kola Superdeep Borehole, hố nhân tạo sâu nhất thế giới. Ở độ sâu 12,2 km, người dân địa phương nói rằng tiếng hét của những linh hồn bị hành hạ trong địa ngục rực lửa vang vọng qua các đường ống, vọng vào không khí lạnh. Các nhà khoa học Liên Xô đã mất 20 năm để khoan sâu như vậy, nhưng họ chỉ có thể xuyên qua ⅓ lớp vỏ Trái đất (và vẫn phải đi 6.300 km để đến được lõi) trước khi dự án bị hoãn vô thời hạn.

Lỗ khoan sâu nhất của Liên Xô không phải là con đường duy nhất dẫn đến địa ngục. Trong Chiến tranh Lạnh, các siêu cường đã chạy đua để tìm ra tuyến đường sâu nhất có thể, cố gắng tiếp cận lớp phủ, nằm sâu tới 2.900 km.

Mong muốn đào sâu hơn nữa vẫn chưa dừng lại; người Nhật còn muốn đào sâu hơn nữa để xem chính xác có gì bên dưới.

“Trong thời kỳ Bức màn sắt, hoạt động khoan bắt đầu. Rõ ràng là có sự cạnh tranh giữa các bên nghiên cứu. Sự không sẵn lòng chia sẻ tất cả thông tin mà họ đã thu thập được của các nhà khoa học Nga là một trong những động lực lớn nhất thúc đẩy chúng tôi tự mình thực hiện dự án này”, Uli Harms thuộc Chương trình khoan khoa học lục địa quốc tế, người cũng làm việc trong dự án khoan của Đức được cho là sẽ vượt qua lỗ khoan Kola, cho biết.

“Khi người Nga bắt đầu giỏi, họ tuyên bố rằng họ đã tìm thấy nước – hầu hết các nhà khoa học đương thời đều không tin điều đó. Vào thời điểm đó, các nhà khoa học phương Tây vẫn tin rằng lớp vỏ Trái đất sâu 5km rất đặc đến mức nước không thể thấm qua được.”

Sử dụng máy khoan của Nga.

“Mục tiêu cuối cùng của chúng tôi là lấy mẫu lớp phủ như hiện tại”, Sean Toczko, giám đốc dự án tại Cơ quan Khoa học Biển-Trái đất Nhật Bản, cho biết về dự án mới. “Ví dụ, ở những nơi như Oman, bạn có thể nhìn thấy lớp phủ rất gần bề mặt Trái đất, nhưng lớp phủ đó đã có tuổi đời lên đến hàng triệu năm. Giống như sự khác biệt giữa một con khủng long sống và một bộ xương khủng long hóa thạch vậy”.

Giống như bất kỳ nỗ lực không gian nào, cuộc đua đến rìa của một lỗ khoan nhân tạo là sự phô diễn sức mạnh kỹ thuật của một quốc gia. Các nhà khoa học muốn đi (theo nghĩa bóng) đến nơi chưa ai từng đặt chân đến; các mẫu đá và đất được lấy từ sâu dưới lòng đất có giá trị ngang với bất kỳ loại đá ngoài hành tinh nào được NASA mang về.

Nhưng trong cuộc đua này, Hoa Kỳ không phải là quốc gia dẫn đầu. Trên thực tế, chưa có quốc gia nào chiến thắng trong cuộc đua.

Hoa Kỳ không định ngồi yên để các quốc gia khác vượt qua mình. Vào cuối những năm 1950, Cộng đồng chung Hoa Kỳ đã công bố ý tưởng đào sâu vào lớp phủ. Được dẫn dắt bởi một số bộ óc khoa học sáng giá nhất của Hoa Kỳ, Cộng đồng đã khởi xướng Dự án Mohole, được đặt tên theo khoảng cách “Moho” (Moho), ranh giới giữa lớp vỏ Trái đất và lớp phủ, theo định nghĩa của nhà địa chất người Croatia Andrija Mohorovičić.

Thay vì khoan một lỗ sâu ở một nơi hợp lý nào đó, họ quyết định đi tắt và tìm đáy biển ngoài khơi đảo Guadalupe, Mexico. Dưới nước, lớp vỏ Trái Đất mỏng hơn nhiều so với trên đất liền; tuy nhiên, nước sâu là trở ngại lớn: bất cứ nơi nào lớp vỏ mỏng nhất, thì đó là nơi có điểm sâu nhất của đại dương.

Một trong sáu phao định vị động, cho phép tàu cân bằng trên mặt biển trong khi khoan.

Cuộc đua xuống đáy đã chứng kiến ​​sự tham gia của nhiều siêu cường quốc. Các nhà nghiên cứu Liên Xô đã khoan ở Vòng Bắc Cực kể từ năm 1970. Đến năm 1990, Chương trình khoan sâu lục địa của Đức (KTB) đã bắt đầu ở Bavaria, đạt độ sâu 9km. Cũng giống như sứ mệnh Mặt Trăng, các nhà khoa học phải tìm ra công nghệ mới để đạt được điều không thể.

Vào năm 1961, khi Dự án Mohole bắt đầu khoan dầu khí sâu ngoài khơi, các công cụ khoan dầu khí vẫn còn trong giai đoạn trứng nước. Và công nghệ cần thiết để thực hiện điều đó, chẳng hạn như định vị động—cho phép tàu nằm trên bề mặt đại dương ngay phía trên giếng dầu—vẫn chưa được phát triển. Các kỹ sư đã phải ứng biến: họ lắp đặt một hệ thống chân vịt dọc theo hai bên mạn tàu để giữ cho tàu cân bằng trên bề mặt.

Một trong những thách thức lớn nhất đối với các nhà khoa học Đức là khoan lỗ càng thẳng càng tốt. Giải pháp mà họ đưa ra vào thời điểm đó đã trở thành công nghệ tiêu chuẩn cho các giàn khoan dầu khí trên toàn thế giới.

“Theo kinh nghiệm của Nga, rõ ràng là mũi khoan phải càng thẳng càng tốt, nếu không, nếu mô-men xoắn của mũi khoan tăng lên, nó sẽ tạo ra các nút thắt trong lỗ khoan”, nhà nghiên cứu Uli Harms cho biết. “Giải pháp chúng tôi đưa ra là hệ thống khoan thẳng đứng. Đây hiện là tiêu chuẩn của ngành, nhưng khi nó được phát triển cho hệ thống KTB, nó chỉ giảm xuống còn 7,5km. Trong 1,5 đến 2km cuối cùng, lỗ khoan lệch khỏi phương thẳng đứng khoảng 200m”.

“Chúng tôi đã cố gắng tận dụng công nghệ của Nga vào cuối những năm 80, đầu những năm 90, khi họ sẵn sàng hợp tác với phương Tây. Thật không may, chúng tôi không thể nhận được chuyển giao công nghệ từ họ kịp thời”, ông Harms nói thêm.

Dự án khoan của Đức.

Hầu hết các dự án khoan này đều có kết cục không mấy vui vẻ: một số không bao giờ được bắt đầu, một số khác gặp quá nhiều trở ngại trong giai đoạn triển khai, rồi nhiệt độ cao sâu dưới lòng đất, rồi chi phí cao và các chính sách liên quan khiến giấc mơ đi xuống lòng đất vẫn chỉ là giấc mơ. Hai năm trước khi Neil Armstrong đặt chân lên Mặt Trăng, Quốc hội Hoa Kỳ đã hủy bỏ dự án Mohole khi chi phí bảo trì đạt đến mức trần; khoan thêm vài mét nữa sẽ tốn 40 triệu đô la (theo tỷ giá hối đoái hiện nay).

Số phận của Kola Deep Borehole cũng không khá hơn là bao. Hoạt động khoan đã dừng lại vào năm 1992, khi nhiệt độ tại mũi khoan đạt 180 độ C, cao hơn gấp đôi nhiệt độ dự kiến ​​và ngăn cản các nhà nghiên cứu tiếp cận sâu hơn. Khi Liên Xô sụp đổ, nguồn tài trợ cho dự án đã cạn kiệt, và chỉ ba năm sau, khu vực nghiên cứu đã bị đóng cửa vô thời hạn. Ngày nay, tàn tích của trung tâm là điểm thu hút khách du lịch đối với du khách tò mò.

Tàn tích của một cơ sở nghiên cứu thời Liên Xô, nơi có lỗ khoan sâu nhất trên Trái Đất.

Giếng khoan của Đức có kết cục ít bi thảm hơn. Giàn khoan khổng lồ vẫn còn đó, vẫn là điểm thu hút khách du lịch. Nó đã trở thành đài quan sát để các nhà khoa học nhìn vào lòng đất và là phòng trưng bày nghệ thuật để du khách thưởng thức.

Khi nghệ sĩ người Hà Lan Lotte Geevan hạ một chiếc micro được phủ lớp cách nhiệt xuống một cái hố sâu, cô nghe thấy một tiếng ầm ầm mà khoa học không thể giải thích được. Âm thanh kỳ lạ khiến Geevan “cảm thấy nhỏ bé”; đó là lần đầu tiên trong đời cô, quả cầu khổng lồ vốn là mái nhà chung của nhân loại phát ra những âm thanh cho thấy nó đang sống, và những âm thanh đó cực kỳ ám ảnh. Một số người gọi chúng là tiếng vọng của địa ngục, trong khi những người khác, theo cách thơ mộng hơn, gọi chúng là hơi thở của Mẹ Trái Đất.

Âm thanh “thở” của Trái Đất.

“Kế hoạch ban đầu là cố gắng khoan sâu hơn nghiên cứu của Nga, nhưng chúng tôi thậm chí còn không đạt đến giới hạn được phép, tức là 10km, trong thời gian chúng tôi có”, Harms nói. “Chưa kể đến độ sâu mà chúng tôi đạt được còn nóng hơn kỷ lục của Nga. Rõ ràng là bạn càng đi sâu thì càng khó khoan”.

Mặc dù dự án liên quan đến việc khoan một lỗ sâu nhất có thể, các nhà khoa học vẫn gọi đó là một cuộc thám hiểm. Khi bạn xem xét đến sự chuẩn bị và công việc liên quan, và thực tế là họ đang đi vào vùng đất chưa được khám phá, chắc chắn sẽ có những điều khiến các nhà khoa học ngạc nhiên.

“Những nhiệm vụ này tương tự như thám hiểm hành tinh. Tất cả đều là khoa học và không ai biết đoàn thám hiểm sẽ tìm thấy điều gì”, giáo sư địa hóa học Damon Teagle, làm việc tại Đại học Southampton và trực tiếp tham gia vào dự án khoan sâu mà Nhật Bản đang thực hiện, cho biết.

“Tại Hố 1256, chúng tôi là những người đầu tiên nhìn thấy lớp vỏ đại dương còn nguyên vẹn. Thật sự rất thú vị. Luôn có những điều bất ngờ đang chờ đón.”

Ngày nay, dự án “M2M”—viết tắt của “MoHole to the Mantle”—là một trong những dự án quan trọng nhất của Chương trình khám phá đại dương quốc tế (IODP). Giống như dự án Mohole, các nhà khoa học muốn khoan sâu vào đáy biển, nơi lớp vỏ Trái đất chỉ dày 6 km. Mục tiêu của sứ mệnh trị giá 1 tỷ đô la: thu thập một mẫu đá mantle để nghiên cứu lần đầu tiên trong lịch sử loài người.

Dự án này quan trọng đến mức việc xây dựng tàu khoan, có tên là Chikyū, đã bắt đầu từ 20 năm trước. Chikyū sử dụng hệ thống GPS hiện đại và sáu động cơ phản lực điều khiển bằng máy tính có thể điều chỉnh vị trí của tàu chính xác đến từng cm.

Tàu Chikyū.

“Mục đích của chúng tôi là để con tàu này tiếp tục công việc mà Dự án Mohole đã bắt đầu cách đây 50 năm”, Sean Toczko, trưởng nhóm dự án cho biết. “Những lỗ khoan cực sâu cho chúng ta biết nhiều điều về lớp vỏ lục địa. Có ba địa điểm tiềm năng: ngoài khơi Costa Rica, ngoài khơi Baha và ngoài khơi Hawaii”.

Mỗi lĩnh vực nghiên cứu này sẽ phải đối mặt với độ sâu của đại dương, khoảng cách từ địa điểm khoan đến bờ và một trung tâm điều khiển có khả năng giám sát hoạt động của một dự án trị giá hàng tỷ đô la nổi trên bề mặt đại dương. “Bất kỳ cơ sở hạ tầng nào cũng có thể được xây dựng, chỉ cần thời gian và tiền bạc”, Toczko nói.

“Cuối cùng, vấn đề chính là chi phí,” Giáo sư Harms nói. “Những chuyến thám hiểm này cực kỳ tốn kém – và không có khả năng được lặp lại. Chúng có thể tốn hàng triệu đô la, và chúng chỉ đẩy ranh giới của khoa học địa chất, với những đột phá lớn nhất nằm ở ranh giới của công nghệ cơ khí. Chúng ta cần các chính trị gia đẩy giá trị của những chuyến thám hiểm này xa hơn nữa.”

Tham khảo BBC