Na to, jak pevně jsme k naší rodné hroudě připoutáni, o ní víme málo, říkají geologové. Pod nohy si nevidíme více než jen několik kilometrů. "Fyzický průzkum Země se stále omezuje v podstatě na nejsvrchnější slupku Země, na oblast zemské kůry," říká geofyzička Vlastimila Dvořáková z České geologické služby.
Abychom byli v obraze. Průměr Země je zhruba 12 750 kilometrů. Nejhlubší průzkumné vrty, například projekt KTB v Německu nebo vrt na poloostrově Kola, dosáhly hloubek kolem deseti kilometrů. Ale v místech, kde oba zmíněné vrty proběhly, je zemská kůra několikanásobně mocnější, než byla hloubka vrtu.
Teprve až pod ní leží oblast, která geology nesmírně zajímá: zemský plášť. Tvoří zhruba dvě třetiny hmotnosti naší planety a přes 80 procent jejího celkového objemu. Pod ním už leží jenom zemské jádro. V plášti například vznikají kry zemské kůry, které tvoří povrch naší planety.
Jediné informace, které o plášti máme, nám zprostředkují seismické vlny. Sledování rychlosti jejich šíření v Zemi, tzv. seismická tomografie, umožňuje přibližně zmapovat oblasti i hluboko mimo dosah vrtů.
Můžeme tak například určit, ve kterých místech se do pláště pomalu zanořují desky zemské kůry. A kde se naopak znovu objevují vzestupné proudy horkých hornin, ze kterých po zchlazení vzniknou nové desky.
Geologové pod plachtami
Vědcům je to ale málo a geologové už dlouhá desetiletí spekulují, jak by mohli proniknout hlouběji. Už v roce 1957 si v USA prosadili zahájení projektu Mohole.
Zcela neanglicky znějící název projektu je zkratka s výraznou slovanskou stopou. "Mo" v názvu značí Mohorovičičovu diskontinuitu. To je oblast přechodu mezi zemskou kůrou a pláštěm. "Hole" je pak anglický výraz pro vrt či prozaičtěji prostě díru.
Projekt Mohole směle počítal s provedením vrtu přes kůru do svrchního zemského pláště. Z praktických důvodů je mnohem lepší vrtat z moře než z pevniny.
Oceánská kůra je podstatně slabší než zemská. Její mocnost se pohybuje zhruba kolem šesti kilometrů. V podstatě proto, že u ní chybí mocné žulové vrstvy, které tvoří základ kontinentů.
V rámci Mohole v březnu a dubnu 1961, tedy přesně před půl stoletím, provedla posádka výzkumné lodi CUSS 1 první vrt do oceánské kůry. Z hloubky 3 800 metrů pod hladinou a 170 metrů pod mořským dnem vyzvedla první vzorek geologického "zlata". (Na palubě lodi byl jako dopisovatel časopisu Life mimo jiné i spisovatel John Steinbeck, nadšený amatérský oceánograf.)
Bohužel šlo o úspěch ojedinělý. Projekt Mohole brzy zkolaboval. Technologické obtíže a zřejmě i špatná rozhodnutí jeho vedení vedly k tomu, že v roce 1966 Kongres zastavil financování projektu.
Geologové se ovšem nevzdali a od té doby vzniklo několik dalších projektů průzkumů mořského dna (např. IODP). O vrtání až do oblasti zemského pláště se ovšem dále jenom mluvilo. Uskutečněným suchozemským vrtům k cíli chyběly desítky kilometrů. A hloubka podmořských vrtů nikdy nepřesáhla zhruba tři kilometry.
Teď už můžeme!
Přišel čas to změnit, domnívají se odborníci. Pokrok ve vrtných technologiích údajně umožňuje, aby se sen stal skutečností. Tvrdí to řada světových geologů. Například v minulém čísle časopisu Nature horují za obnovení projektu Damon Teagle a Benoit Ildefonse, oba z vedení mezinárodního projektu IODP pro odběr vzorků oceánské zemské kůry.
Česká geofyzička Vlastimila Dvořáková s nimi souhlasí. Technologie podle ní dozrála. A vypočítává: "Klíčový je pokrok ve schopnosti dálkového průzkumu. V samotné technice přinesla převrat dynamická pozice vrtů, nové technologie vrtání, odběrů jádra, vývoj nových lubrikantů, výplachů i vrtných nástrojů, které vydrží tlaky vyšší než 2 kilobary, teploty nad 300 stupňů Celsia a umožňují vrtání pod čtyřmi kilometry vody."
Laicky řečeno, od doby projektu Mohole se zlepšilo téměř vše.
Vezměme si například možnosti mapování dna. Dříve se postupovalo často metodou pokusu a omylu, obvykle na základě zkušeností a odhadu. Dnes mají geologové k dispozici trojrozměrný obraz hornin hluboko pod vodní hladinou. Vytváří ho pro ně (a ještě častěji pro ropné společnosti) celé flotily speciálních lodí, které za sebou táhnout dlouhá lana se stovkami zdrojů i přijímačů seismických vln.
Výsledkem není jen tak nějaký náčrt. Jedna průzkumná flotila nasazovaná ropnými společnostmi sebere při průzkumu za měsíc údajně zhruba petabajt dat. To je podobný objem jako všechna data na serverech nejúspěšnější on-line hry World of Warcraft. Zpracování tolika údajů vyžaduje spoustu počítačového času, ale ten dnes není tak drahý.
Jinak dnes vypadá i samotné vrtání. Ani tady už cit a zkušenost nehrají prim. Geologové i inženýři na ropných plošinách mají informace přímo z vrtu. V přímém přenosu například znají údaje o tlaku na vrtné hlavici a mohou rychlost vrtání přizpůsobit aktuálním podmínkám.
Vrtná inženýrka ze společnosti Shell, Lisa Grantová, nedávno časopisu Economist řekla, že měření přímo během práce umožňuje hloubit vrty, na jaké odborníci před pěti, šesti lety vůbec nepomýšleli.
Za kolik to bude?
Spokojenost geologů s novými technologiemi není jen platonická. Mezinárodní týmy připravily průzkum na třech lokalitách v Pacifiku (v blízkosti Havaje), které by mohly sloužit jako brána do míst, kam se lidé ještě nepodívali.
Zkoumání bude nepřímé, pomocí seismických vln. Příprava následného vrtání, pokud k němu dojde, bude podstatně náročnější. Vyžádá si velký objem peněz, podle vědců tak 15 let práce, ale i intenzivní mezinárodní spolupráci.
Celková výše se odhaduje jen těžko, ale půjde o podstatně menší částky, než ve srovnání s průzkumem vesmíru či letem na Měsíc, odhaduje Vlastimila Dvořáková i její zahraniční kolegové. Přitom svět, do kterého by se geologové chtěli dostat, je stejně exotický jako naše oběžnice. Jen ho na vlastní oči opravdu nikdy nespatříme.
