هل سيتمكن البشر من إرسال الروبوتات إلى باطن الأرض؟

يحاول عالم من كاليفورنيا تطوير فكرة ظهرت في أحد أفلام الإثارة في هوليوود، وهي إرسال مركبة آلية إلى مركز الأرض (حسنًا، في الفيلم كانت المركبة مأهولة)

طبقات الأرض. الرسم التوضيحي - الطبيعة الأسبوعية

الممثلة هيلاري سوانك ليست الوحيدة التي تريد ركوب سفينة أرضية إلى المركز المنصهر للأرض. في فيلم الإثارة الذي يلعب فيه سيونج دور البطولة، "The Core"، يعتزم باحث من كاليفورنيا إرسال مركبة ستركب على موجات من الحديد المنصهر في رحلة تستغرق أسبوعًا إلى مركز الأرض.
يعرف عالم الجيولوجيا في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ديفيد ستيفنسون، هذه المرة ليس في الفيلم ولكن في الواقع، أن اقتراحه غير مقبول، ولكن بما أنه يتم العثور على مليارات الدولارات في استكشاف الفضاء كل عام، كما يقول، فإن الجزء الداخلي لكوكبنا الغامض بنفس القدر يستحق دراسة مماثلة .
يخلق قلب الأرض المجالات المغناطيسية التي تبقي البوصلات متجهة نحو الشمال وتمنع الإشعاع القاتل من الفضاء من الوصول إلى سطح الأرض. ويعرف العلماء من البيانات الزلزالية أن النواة صلبة وأن حافتها الخارجية منصهرة، لكن لا تزال هناك أسئلة كثيرة مفتوحة.
"سوف نتعلم عن الأرض، التي هي في نهاية المطاف الكوكب الذي نعيش عليه، وسوف نتعلم عن تكوين جوهرها، ودرجة الحرارة في القلب. يقول ستيفنسون، الذي ظهر اقتراحه في مجلة نيتشر: "هذه الأسئلة هي الأكثر إثارة". "هذه الأسئلة لها آثار على سبب وجود مجال مغناطيسي للأرض، ولماذا يستمر لفترة طويلة."
وقال ستيفنسون: "إن عملية إطلاق مركبة فضائية إلى مركز الأرض ستشبه البركان، رأساً على عقب". يجب بناء المركبة غير المأهولة التي بحجم الجريب فروت بحيث يمكنها تحمل الحرارة التي تسبب ذوبان الحديد وكذلك الضغط الهائل في مركز الأرض. وستحتوي الأداة على أجهزة لقياس درجة الحرارة والتوصيل الكهربائي والتركيب الكيميائي، وسيقوم الجهاز بإرسال البيانات على شكل موجات صوتية إلى كاشف على السطح، والذي سيقوم بتصفية الإشارات من الصخب الطبيعي للأرض.
يقول ستيفنسون إن بدء الصدع سيكون الجزء الصعب. وحسب أنه ستكون هناك حاجة إلى انفجار يعادل عدة ميغا طن من مادة تي إن تي، وهو ما يعادل زلزال بقوة 7 درجات. سيتعين على الجهاز النزول إلى عمق 2,900 كيلومتر إلى طبقة الحديد المنصهر. يقع مركز الأرض على عمق 6,335 كيلومتراً من سطح الأرض.
إن تطوير هذه المركبات سيتطلب جهودا مماثلة لتلك التي بذلت في مشروع مانهاتن، الذي تم في إطاره بناء أول قنبلة ذرية خلال الحرب العالمية الثانية، كما يقول ستيفنسون. وفي حين أن هذا قد لا يحدث، يأمل الباحثون أن يؤدي هذا الاقتراح على الأقل إلى جعل الناس يفكرون في طرق أخرى أفضل لاستكشاف مركز الأرض. وقال جيولوجيون آخرون إن خطة ستيفنسون كانت غير عملية، لكنها ملهمة. يدرك ستيفنسون أن أجزاء كبيرة من اقتراحه مستقبلية. "لا أمانع إذا كان بعض الناس يعتقدون أن العرض مضحك، ولكن سأكون سعيدًا إذا شاهده بعض الناس وأخذوه على محمل الجد."
اضرب بالحديد وهو ساخن

بقلم كينيث تشانغ

إن اقتراح إرسال روبوت إلى قلب الأرض بعيد المنال، لكنه ليس سخيفا من الناحية العلمية
ربما لا تكون الفكرة وراء فيلم Core The، وهو آخر فيلم غبي من أفلام "الأرض في خطر"، غبية تمامًا. على أقل تقدير، دفع هذا الفيلم الدكتور ديفيد ستيفنسون، أستاذ علوم الأرض في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (CalTech)، إلى كتابة بعض الأفكار التي كانت تطفو في رأسه منذ عقود.

في العام الماضي، طلب مبدعو فيلم "The Core" من ستيفنسون أن يتحدث للصحفيين عن المبادئ العلمية وراء الفيلم (جوهر الحبكة: توقف قلب الأرض عن الدوران، وهذا يتسبب في اندلاع العواصف الكهربائية، وانهيار الجسر الذهبي). وموت الأشخاص الذين يستخدمون أجهزة تنظيم ضربات القلب.
أبطال الفيلم يذهبون إلى مركز الأرض لإعادة تشغيل النواة). وافق ستيفنسون على طلب صانعي الفيلم، لكن تعليقاته كانت متشككة إلى حد ما. كما أمضى يومًا في كتابة ورقة بحثية حول إمكانية إرسال وحدة بحث علمي إلى باطن الأرض. قال ستيفنسون: "لقد كانت مزحة نوعًا ما". "إلى حد ما، لا يزال الأمر مجرد مزحة".

وقد اجتاز المقال الذي كتبه انتقادات زملائه العلماء ويظهر في العدد الحالي من مجلة "الطبيعة". وعلى الرغم من الخيال الجامح المستثمر فيه، يقول ستيفنسون إن الاقتراح "ليس سخيفا" ويستند إلى مبادئ علمية معروفة.

تقترح مقالة ستيفنسون عكس النظام الطبيعي للأشياء. في الطبيعة، ترتفع الصهارة المنصهرة من خلال الشقوق إلى السطح وتثور من البراكين.
للانتقال إلى اللب، يقترح ستيفنسون، أنه يجب فتح صدع في الأرض وسكب ما لا يقل عن 100 طن من الحديد السائل الساخن فيه. سيؤدي وزن الحديد إلى فتح فتحة في أسفل الشق يمكن أن يتدفق من خلالها الحديد السائل. قال ستيفنسون: "عليك فقط الضغط على الجدران الصخرية". "منذ اللحظة التي تخطو فيها الخطوة الأولى، تقوم الأرض بكل شيء آخر."

سيكون الروبوت الذي سيتم إرساله إلى الأسفل عبارة عن كرة مصنوعة من سبيكة تم صهرها عند درجة حرارة عالية. سيكون حجمها بين حجم ثمرة الجريب فروت وحجم كرة السلة. سوف تطفو الكرة المعدنية في وسط حوض السباحة الحديدي.

لم يتمكن الجيولوجيون بعد من النظر مباشرة إلى أحشاء الأرض. ويحمل الروس الرقم القياسي لأعمق حفر، وهو 12 كيلومترا، لكن هذا العمق لا يخترق حتى القشرة الخارجية الصلبة للأرض.
كل شيء معروف تقريبًا عن الوشاح الموجود أسفل القشرة الخارجية، أي اللب الخارجي المصنوع من الحديد السائل، واللب الداخلي الصلب، مشتق من أنماط المجالات المغناطيسية والموجات الزلزالية التي لوحظت على سطح الأرض.

ومع تقدمه عبر 2,900 كيلومتر من وشاح الأرض، سيكون روبوت ستيفنسون البحثي قادرًا على قياس درجة الحرارة والتركيب المعدني والمجالات المغناطيسية حتى ينجرف إلى اللب الخارجي السائل. وقال الدكتور ريموند جينلوز، أستاذ الجيولوجيا بجامعة كاليفورنيا في بيركلي: "إنها فكرة مثيرة ومجنونة واستفزازية". "إن مثل هذه التجربة، لو كانت ممكنة، لكانت بمثابة كنز علمي".

إن العقبات التقنية لمثل هذه التجربة كبيرة. ومن الضروري نحت الأجهزة الإلكترونية من الماس، والتي يمكن أن تعمل عند درجات حرارة تصل إلى 3,900 درجة مئوية، وتحت ضغط أكبر بمليون مرة من الضغوط الموجودة على سطح الأرض. والتحدي الآخر هو تطوير وسائل اتصال خاصة، لأن الصخور تحجب إشارات الراديو. يقترح ستيفنسون استخدام الموجات الصوتية بدلاً من ذلك.

وسيتعين على العلماء أيضًا أن يطلبوا من الهيئات التنظيمية التوقيع على بيان بعيد المدى حول التأثير البيئي لمثل هذه التجربة. لفتح الشق الأولي - الذي سيكون طوله حوالي 300 متر، وعمقه 300 متر، وعرضه 10 سم على الأقل - سيتطلب طاقة تعادل عدة ملايين من الأطنان من المتفجرات، زلزال بقوة 7 درجات على مقياس ريختر أو قنبلة ذرية.
وقال ستيفنسون: "نعم، بالطبع عليك أن تكون حذرا". ولكن وفقا له، فإن مثل هذه التجربة ستكون أقل تكلفة من استثمار وكالة ناسا في استكشاف الفضاء. "أعتقد أنه إذا كانت التكلفة أقل من عشرة مليارات دولار، فيجب علينا القيام بذلك."

نيويورك تايمز
للحصول على معلومات على موقع الطبيعة