世界の「深さ」をどう培うか？地球の秘密を探るために科学的に掘削する

古来より「天に昇り、地に降り立つ」ことは人類の夢でした。今では「空に行く」ことは実現しましたが、「地に行く」ことは常に多くの困難に直面してきました。これまでのところ、地球の内部を直接観察できるのは科学的な掘削だけです。それは地球内部まで伸びた「望遠鏡」のようなもので、地中深くのリアルな情報や映像を得ることができます。

科学的な掘削が登場する以前、人類は主に地震波の観測を通じて地球の内部構造を研究していました。 1909年、旧ユーゴスラビアの地震学者モホロヴィッチは地震波観測を通じて地下33キロメートルの「モホロヴィッチ不連続面」を発見した。 1914年、元ドイツの地震学者グーテンベルクは地震波観測を通じて地下2,900キロメートルの「グーテンベルク不連続面」を発見した。科学者による異なる界面での地震波の反射に関する研究によれば、地球は外側から内側に向​​かって地殻、マントル、核に分かれており、「モホ不連続面」と「グーテンベルク不連続面」がそれぞれ地殻とマントル、マントルと核の境界線となっている。これらの発見は刺激的ですが、「聞いて信じ、見て信じ」です。地球深部の謎をより真に探究するために、科学的な掘削が 1960 年代に始まりました。

地球内部構造の画像出典：地理サロン

科学掘削は、海洋科学掘削、大陸科学掘削、湖沼掘削、極地掘削に分けられます。人間は道具を使って地球の奥深くに科学的な井戸を掘ります。掘削により、岩石コア、岩石切削片、岩石層内のガスや液体を採取することができます。坑井の長期観測を通じて、地球の深部構造と進化、深部流体とその影響を研究し、地球物理探査の結果を検証することができます。資源・エネルギー開発・利用の面では、鉱化理論、石油・ガスの生成、深層熱エネルギーの調査・開発などを学ぶことができます。環境科学では、地震の原因、火山噴火のメカニズム、地質災害警報、地球の気候の進化、生命進化の歴史などを研究することができます。

世界の多くの大国が科学掘削を行っており、大陸掘削が主流となっている。これまでのところ最も深い掘削はロシアのコラ超深井戸で、深さは12,262メートルに達している。我が国のタリム盆地にあるディープ・タコ1号井は今年3月に1万メートルの深さを突破し、5億年前の地層を掘削しました。 5億年前のカンブリア紀には、タリム盆地はまだタリム海と呼ばれていました。数十億年にわたる変動により、海中に堆積した炭酸塩岩層は地下数千メートルに埋もれ、ゆっくりと石油と天然ガスが形成されてきました。今回、地質学者らは古代の地層に堆積した岩石を分析し、タリム盆地の堆積進化特性をより深く理解し、我が国の超深層石油・ガス探査に直接データを提供するとともに、我が国の将来の超深層石油・ガス開発への道しるべとなるだろう。

5億年前の地層まで掘削されたディープ・アース・タコの井戸。画像出典: CCTVニュース

前述の科学的掘削は、非常に深いところまで掘削し、科学研究にかなりの進歩をもたらしましたが、地球にとっては、間違いなく「卵の殻」に穴を開けるのと同等です。これは、地球の平均半径が約6,371キロメートル、最外殻の平均厚さが約17キロメートル、大陸地殻の平均厚さが約33キロメートル、海洋地殻の平均厚さが約6キロメートルであるためです。したがって、地殻とマントルを掘削して地球の中心に到達することは、空想的なSFの夢でしかありません。

しかし、人間の科学者は常に努力を続けています。地球の中心に到達できなくても問題はありません。比較的薄い海洋地殻を掘削して上部マントルに到達することは可能でしょうか?この考えを実現するために、科学者たちは西インド洋海嶺に特別な「アトランティス礁」を発見しました。海底の最も高い尾根の頂上に位置しています。それは長さ40キロメートル、幅30キロメートル、水深700メートル以上のドーム状の隆起です。この浅瀬は主に海洋核複合体から構成されており、下部海洋地殻またはマントル岩が隆起して海底に露出しており、人間がここで地殻とマントルの境界に「触れる」ことが可能となっている。 2015年12月16日、海洋掘削船レゾリューション号は、地球の地殻とマントルの境界を貫通することを目的として、アトランティスバンクで初の海洋掘削を開始しました。

西インド洋海嶺のアトランティス礁 画像提供：KT通信社

「アトランティス礁」の掘削研究はある程度進展し、地殻から岩石コアもいくつか採取されたが、最終的な研究結果はまだ発表されておらず、これまでのところ人類が地殻を掘削したことを裏付ける確かなニュースはない。人類の地底探査は止まらず、地底への想像は続きます。

参考文献:

[1] 最後の50メートル！我が国初の5億年前の地層に掘られた深さ1万メートルの井戸です。 CCTVニュース。

[2] 謎に包まれた南西インド洋の海嶺「アトランティス礁」。新華網。