Hvorfor bore så dybt?

AF VÅGN OP!-​KORRESPONDENT I TYSKLAND

VIDSTE du at der blot ni kilometer fra din bopæl er omkring 300 grader varmt? Men bare rolig, varmen befinder sig langt neden under dig, i en dybde af 9000 meter! Og et beskyttende skjold der kaldes jordskorpen forhindrer dine fødder i at svides.

Det er denne skorpe opmærksomheden samler sig om i det tyske dybdeboringsprogram der foregår i nærheden af Windischeschenbach, ikke langt fra den tjekkiske grænse. Hensigten med dette dybdeboringsprogram var at bore et hul der var mere end 10 kilometer dybt, så man kunne udforske dette beskyttende skjold. Man måtte imidlertid stoppe boringen ved 9 kilometers dybde på grund af varmen. Men hvorfor i det hele taget gøre sig alle disse anstrengelser for at bore så dybt et hul?

Dybdeboring er ikke et nyt fænomen. Det forlyder at kineserne i år 600 f.v.t. borede i en dybde af over 500 meter for at finde saltvand. Siden den industrielle revolution har der i Vesten været stor efterspørgsel efter råmaterialer, hvilket har resulteret i hurtige fremskridt inden for boreteknikken. For nylig er man imidlertid begyndt at bore ud fra en noget mere tvingende grund end kommercielle interesser: Menneskehedens eksistens står på spil. Hvordan det? Og hvordan kan underjordisk boring være til hjælp?

Hvorfor er dybdeboring af betydning?

For det første fordi nogle af jordens mineralforekomster bruges så hurtigt at man kan frygte en udtømning af lagrene. Findes de samme mineraler længere nede i jorden, mens de måske stadig er i udviklingsfasen? Dybdeboring kan måske give os svaret.

For det andet vil jordskælv kræve flere og flere ofre i takt med at verdensbefolkningen vokser. Omkring halvdelen af jordens befolkning bor i jordskælvstruede områder. Det betyder at indbyggerne i mere end en tredjedel af jordens storbyer befinder sig i farezonen. Hvilken forbindelse er der mellem jordskælv og dybdeboring? „Undersøgelser af lithosfæren [jordens yderste lag] burde gøre forudsigelserne mere nøjagtige,“ står der i pjecen Das Loch (Hullet). Ja, mennesket har gode grunde til at udforske jordens hemmeligheder.

Der er imidlertid store omkostninger ved dybdeboring. Man har anslået at det tyske projekt vil beløbe sig til 2,1 milliard kroner. Findes der ikke andre måder hvorpå man kan blotlægge vor planets hemmeligheder? Både ja og nej. Videnskaben kan udlede meget om jordens beskaffenhed ved at bruge instrumenter der står på jordoverfladen. Men kun ved hjælp af et meget dybt underjordisk borehul kan man få bekræftet sådanne målinger og undersøgt klippestykker som er bevaret indtil nu trods ekstreme tryk og temperaturer. Man kan sige at dybdeboring på mere end én måde søger at komme til bunds i tingene.

Men lad os forlade den teoretiske side af sagen og besøge pladsen i Windischeschenbach. Vi behøver ikke at frygte at vores guide, der er geolog, vil bruge en masse videnskabelige udtryk, for han har lovet at holde sig til enkle forklaringer.

En utrolig boreplatform

Vi bliver forbavsede over at se boreplatformen hæve sig op over borehullet i en højde der svarer til en 20-etages bygning. Platformen er en af attraktionerne ved dette projekt, der virker dragende selv på en uerfaren. Men der er også andre interessante seværdigheder.

Tag for eksempel beliggenheden. Da forskerne planlagde at bore dette dybe hul, valgte de stedet med omtanke. Avisen Die Zeit har skrevet om projektet: „Hvis man vil finde ud af hvordan jordskælv opstår, må man koncentrere sig om de steder hvor de [underjordiske] plader støder sammen eller glider fra hinanden.“ Windischeschenbach er et af disse steder, da det ligger direkte over skæringslinjen for to underjordiske kontinentalplader eller langsomt bevægende dele af jordskorpen.

Man mener at disse to plader i fortiden er stødt sammen med så stor en kraft at de har presset dele af den underste skorpe op mod overfladen, så den nu er inden for den moderne teknologis rækkevidde. Ifølge vores guide kræver boring gennem forskellige klippeformationer et såkaldt geologisk kebabspid. Hvor dybt er hullet?

Den 12. oktober 1994 viste en lystavle på informationsbygningen maksimumdybden: „9101 meter.“ Hvor dybt er det? Hvis der var en elevator med normal hastighed som kunne transportere os ned til bunden, ville det tage omkring halvanden time. Og det ville helt sikkert blive en uforglemmelig tur. Hvorfor? Fordi vi under nedstigningen ville kunne mærke en temperaturstigning på mellem 25 og 30 grader for hver tusind meter. Med den dybde man i øjeblikket har nået, ville vi møde en brændende hede på 300 grader. Vi er lykkelige for at vort besøg ikke indbefatter en tur ned til bunden! Men disse høje temperaturer bringer os til et andet interessant aspekt ved projektet.

Ved omkring 9000 meter krydser borehullet den kritiske tærskel ved 300 grader. Dette skyldes at klipper ændrer karakter idet de fra at være stive bliver elastiske når de udsættes for varme og tryk af den art. Denne ændring er aldrig blevet undersøgt i naturen.

Det styresystem der fører boret er også bemærkelsesværdigt. Hvis man i mindre målestok skal illustrere systemet, kan man forestille sig at man holder i den ene ende af en stang der er omkring 100 meter lang og 2 millimeter i diameter, hvilket svarer til en tyk stoppenål. Man skal så prøve at styre et lille bitte bor for enden af stangen. På ganske kort tid ville man sikkert bore skævt, og boret eller stangen ville knække.

Udstyret er udviklet til automatisk at korrigere boret, så hullet bliver så lodret som muligt. Dette styresystem har vist sig at være så præcist at hullet i bunden, i en dybde af over 6000 meter, kun afviger 8 meter fra lodret stilling. Det er et flot resultat, og vores guide fortæller os at det „formentlig er verdens mest lodrette hul“.

Borehovedets skær udskiftes

Motoren som driver boret er ikke placeret oppe på jordoverfladen men nede i hullet. Det betyder at det ikke er hele borestangen der roterer når der bores. Alligevel er det en langsommelig proces at bore i sådanne dybder. På en time arbejder boret sig én til to meter ned, og for hver omkring 50 meter klippe skal skæret udskiftes. Da vi sammen med vores guide nærmer os platformen, kan vi se at man netop er ved at hejse borestangen op af hullet for at udskifte skæret på borehovedet.

Enorme robothænder griber fat om borestangen og skiller den ad i længder af 40 meter. Dette system er endnu et fascinerende element ved projektet. Systemet blev for nylig konstrueret sådan at man hurtigere kunne løfte og sænke borestangen. Et smilende ansigt kommer til syne under en gul sikkerhedshjelm og forklarer: „Vi er nødt til at trække det hele op for at kunne udskifte skæret på borehovedet.“

Hvad fortæller prøverne os?

Vi besøger laboratoriet og er overraskede over at se at hylderne er fyldt med prøver af klippestykker. Hvordan udtager man disse prøver af jorden? Det foregår på to forskellige måder.

Én måde er at tage en borekerneprøve hvorved man får cylinderformede klippestykker. Ingen tid går til spilde når man i laboratoriet iagttager hvordan disse kerner opfører sig. Hvorfor har man så travlt? Da klippen i jordskorpen udsættes for et voldsomt tryk, kan geofysikerne finde frem til mange ting ved at iagttage hvordan hver kerne opfører sig når den i løbet af sine første dage over jorden bliver befriet for dette store tryk.

En anden og mere almindelig metode er at udtage prøver under normal boring. Væske pumpes ned gennem borehullet for at afkøle boret og skylle små klippestykker bort. Under tryk tvinges væsken og klippestykkerne op til overfladen, hvor det filtreres. Væsken genbruges, og klippestykkerne bliver analyseret. Hvad kan disse analyser vise?

Prøverne fastslår hvilken klippeart der er tale om og bestemmer dens elektriske og magnetiske egenskaber. Man indsamler også oplysninger om hvor der findes malmlejer. Klippeartens massefylde fortæller hvor hurtigt en jordrystelse vil bevæge sig gennem jorden.

Prøverne viser også at vand konstant bevæger sig i begge retninger mellem jordoverfladen og dybder af 4000 meter eller endnu mere. „Det kaster fuldstændig nyt lys over problemerne med bortskaffelse af skadelige substanser i miner og skakter,“ skriver det videnskabelige tidsskrift Naturwissenschaftliche Rundschau.

Vores tur slutter med en stor tak til guiden. Hans enkle, uhøjtidelige beskrivelse af projektet bar præg af at han er en ekspert for hvem det usædvanlige er blevet sædvanligt. Forskerne bedømmer sikkert Windischeschenbach ganske nøgternt, men på os gjorde besøget et dybt indtryk.

[Illustrationer på side 10]

Herover: Borekerneprøver fra borehullet

Til venstre: Model af jordskorpen

[Kildeangivelse]

KTB-Neuber