El hueco más profundo en la Tierra

La historia del abandonado proyecto ruso y las dificultades para llegar al núcleo planetario

Esta tapa metálica soldada sella el hueco más profundo jamás cavado por el hombre, ubicado en una localidad al norte de Rusia. /Rakot13/Wikimedia Commons

“Donde veía un hoyo, siempre quería saber su profundidad; para él, era importante”. Así escribía Julio Verne en su novela Viaje al centro de la Tierra y bien parece describir al hombre, en su interés por llegar al centro del planeta que habita.

Como especie, más sabemos sobre lo que aguarda afuera de nuestra Tierra, cuando observamos hacia en el infinito, en el cielo. Lo poco que sabemos sobre lo que yace bajo la superficie son estimaciones teóricas sobre la base de observaciones científicas. Desde la superficie de la Tierra hasta su centro hay 6.371 km, un poco menos que la distancia entre Miami y Santiago de Chile. El vuelo entre ambos puntos dura menos de 8 horas y media, pero alcanzar el centro del planeta no es en ningún sentido parecido y, por ende, toma más tiempo.

Las capas de roca milenaria

De hecho, hasta ahora, el tiempo que nos venimos tomando es eterno, pues aún no hemos podido desarrollar tecnología capaz de llevarnos a tales profundidades. No es tarea fácil, tampoco: la corteza de la Tierra, donde habitamos y se yerguen los volcanes, desfogue de la actividad geológica de nuestro propio averno terrenal, tiene apenas 100 km de espesor en su punto más grueso; mientras que el manto de la Tierra se extiende desde ahí hasta los 2.900 km, compuesto principalmente por silicato y comprendiendo cerca del 84% del volumen del planeta; luego viene el núcleo externo del planeta, compuesto principalmente de hierro y níquel en estado líquido, y que alcanza temperaturas de cerca a los 8.000° C en su límite con el núcleo interno; este, a diferencia del anterior, existe en estado sólido y se extiende desde los 5.100 km de profundidad.

Recordemos que el calor que conservan estas capas es un remanente de la formación original de la Tierra y que esta, al igual que otros planetas rocosos, se formó a partir del disco de acreción de nuestra estrella, el Sol. Se trata de una nebulosa solar de material cósmico, principalmente helio e hidrógeno, aunque también otros elementos en menor proporción.

Como vemos, atravesar el planeta no solo requiere herramientas capaces de alcanzar grandes profundidades sino también resistentes a las temperaturas más extremas. El diamante, el elemento más duro en la naturaleza conocido por el hombre, alcanza su punto de evaporación a los 3.642° C (una esperanza en tal sentido es el grafeno, más duro que el diamante, con un punto de derretimiento de unos 5.700° C, aunque las herramientas de taladrado hechas de este material no son de uso común por el momento). Más aún, la presión a tales profundidades puede alcanzar los 360 gigapascales, o sea el equivalente a 3,6 millones de veces la presión atmosférica. La máxima presión ejercida por un yunque celular hecho de diamante, obviamente desarrollado por científicos, ha alcanzado los 640 gigapascales.

A cartoon block of the layers of earth (Credit: USGS)

Las capas de la Tierra, en una representación gráfica del Servicio Geológico de los Estados Unidos.

Entonces, ¿qué hemos podido lograr en la tarea por conocer los interiores más profundos del planeta que habitamos?

Portal al infierno

El punto más al noroeste de Rusia alberga la respuesta debajo de una tapa metálica de apenas unos 23 centímetros de diámetro.

Hoy abandonadas, las instalaciones del proyecto especial SG-3 o Pozo superprofundo de Kola se yerguen como ecos fantasmales de la Guerra Fría. Alguna vez, a partir de 1970, fueron el lugar del emprendimiento del gobierno soviético por taladrar el hueco más profundo jamás cavado, a fin de conocer a través de la ciencia más sobre la formación y constitución de la Tierra (y explorar con ello alguna posibilidad de convertir los descubrimientos en un arma para ganar la supremacía mundial, entonces en disputa con los Estados Unidos).

File:Кольская сверхглубокая скважина crop.jpg

La estructura de Kola, abandonada hoy, en una foto de 2007 (Wikimedia Commons).

Para ello, emplearon un equipo de perforación rotatoria. Rusia, como principal productor de crudo junto con Arabia Saudita, ostenta una larga tradición de desarrollo de tecnologías para el perforado de pozos de extracción. Para el caso del proyecto especial de Kola, usaron uno de los cuatro Uralmash-15000, una plataforma de unos 36 metros de alto que incluía no solo la perforadora sino también sistemas de bombeo de la materia retirada del hueco.

Hasta 1994, cuando la perforación entró en suspensión indefinida, el agujero había alcanzado los 12.262 m de profundidad, un poco menos que la meta inicialmente propuesta para este, 15.000 m. La península de Kola, que le da nombre al proyecto, se enclava en el Círculo Polar y sobre la capa de terreno conocida como el Escudo Báltico, un relieve llano con un lecho rocoso de la primera edad de la Tierra.

Aún así, la antigüedad del terreno no hizo más fácil el trabajo. Viéndolo de forma fría, e incluso considerando que se trata del hueco que aún conserva el récord de mayor profundidad en la Tierra, no se alcanzó ni el 0,2% del camino hasta el centro de la Tierra (y tan solo un tercio del Escudo Báltico).

Hubo varios pozos perforados que se ramificaron desde un agujero central. La rama más profunda, llamada SG-3, alcanzó su máximo en 1989. Condiciones inesperadas y altas temperaturas en esta profundidad detuvieron la operación en 1992: la temperatura esperada 12 km era de 100° C, pero al llegar ahí se registró más bien 180° C. Ello permitió calcular que, de llegar a los 15 km de profundidad, se registraría una temperatura cercana 300° C, y sería imposible que la broca funcione adecuadamente en estas condiciones.

File:Кольская сверхглубокая скважина (2012).jpg

La infraestructura derruida tras el desmantelamiento del proyecto. /Wikimedia Commons

Los hallazgos de profundidad

No obstante, lo logrado ha servido para establecer una serie de observaciones de las profundidades del planeta. Por ejemplo, no se encontró la esperada transición del granito (el gran de roca ígnea que constituye la mayor parte de la actual corteza terrestre) al basalto (la roca primordial, de la estuvieron hechos los lechos marinos del planeta en formación) a una profundidad de unos 7 km, que se suponía que existía en este punto, porque ahí se registra un desfase en la velocidad de las ondas sísmicas. Así que se concluyó que el cambio en la velocidad de la onda sísmica lo causa una transición metamórfica en la roca de granito.

Además, la roca a esa profundidad se había fracturado completamente y estaba saturada de agua. Los científicos presumen que la altísima presión en este punto debe fusionar a la fuerza el hidrógeno ahí presente con el oxígeno, creando con ello un medio más húmedo. De hecho, el hidrógeno, parte importante de la sopa primordial a partir de la cual se formó la Tierra, se dejó ver ampliamente en el material extraído del agujero, con barro que salió descrito como "hirviendo" con hidrógeno.

Además, en los restos recogidos de ahí, se pudo hallar fósiles de plancton milenario. A unos 6,4 km de profundidad, pese a las temperaturas y la presión imperantes, el estado de conservación de los restos era destacable. Fueron detectados en rocas con dos mil millones de años de antigüedad y en el conjunto hallado estaban representadas al menos 24 especies antiguas.

La falta de financiamiento y desinterés del gobierno rudo en continuar con el proyecto hicieron que el mismo fuera finalmente abandonado y desmantelado en el año 2008. El complejo que albergaba las instalaciones hoy luce derruido y solo una placa de metal soldada sella el orificio.

Desde entonces, otros huecos cavados por el hombre han logrado extenderse más largamente. La petrolera Exxon, en 2011, logró perforar un hoyo de 12.345 m en solo 60 días, en la isla rusa de Sakhalin; la misma firma alcanzó los 12.376 m en el pozo Chayvon, del mismo complejo. No obstante, por su desplazamiento horizontal, no han alcanzado la misma profundidad que el hueco de Kola desde la superficie y hacia el centro de la Tierra.

Ahora bien, es digno de resaltar la celeridad con que se han alcanzado estas marcas, en plazos de tan solo semanas, en comparación con el abandonado proyecto ruso. ¿Contamos hoy con mejores tecnologías para acercarnos aún más al núcleo terráqueo? Hasta ahora, no se conoce ningún proyecto similar al de Kola, pero la ciencia solo espera el momento idóneo para alcanzar dichas grandes metas, alejándose más del suelo, para alejarse más del cielo.

Hans Huerto

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