มนุษย์เคยขุดลงไปใต้ผิวโลกได้ลึกที่สุดแค่ไหน ?

ที่ผ่านมาเคยมีภาพยนตร์ หนังสือ รวมถึงรายการโทรทัศน์จำนวนมากที่บอกเล่าถึงสิ่งที่อยู่ในแกนกลางของโลกของเรา

จากโลกใต้ดินที่เต็มไปด้วยสิ่งมีชีวิตยุคก่อนประวัติศาสตร์ไปจนถึงอารยธรรมมนุษย์ทางเลือก เรื่องราวเหล่านี้ทั้งน่าหลงใหลและน่าหวาดกลัวไม่แพ้กัน

แต่ความจริงแล้ว เรารู้เกี่ยวกับสิ่งที่อยู่ใต้พื้นโลกของเรามากมายทีเดียว แม้ว่าเราจะยังไม่เคยลงไปถึงจุดที่ลึกลงไปใต้โลกก็ตาม และความเป็นจริงนั้นแตกต่างออกไปมาก

แล้วที่ผ่านมามนุษย์สามารถลงไปได้ลึกแค่ไหนใต้พื้นผิวโลกและเรารู้ได้อย่างไรว่ามีอะไรอยู่ที่นั่น

โครงสร้างชั้นต่าง ๆ ของโลก

บริเวณใต้พื้นผิวโลกประกอบไปด้วยโครงสร้างของชั้นต่าง ๆ ศาสตราจารย์อานา เฟอร์เรรา นักแผ่นดินไหววิทยาประจำมหาวิทยาลัยคอลเลจลอนดอน (University College London) ระบุว่า แต่ละชั้นมีความแตกต่างกัน

""เรามีเปลือกโลก ซึ่งเป็นชั้นบาง ๆ ที่เปราะบางมากซึ่งเป็นที่ที่พวกเราใช้อยู่อาศัย" เธอบอกกับรายการ The Infinite Monkey Cage ทางสถานีวิทยุบีบีซี เรดิโอ โฟร์

เปลือกโลกมหาสมุทรจะบางกว่า แต่สำหรับเปลือกโลกที่ภาคพื้นทวีปอาจหนาได้ถึง 70 กิโลเมตร

ขณะที่ส่วนที่อยู่ใต้เปลือกโลกนั้นคือ "ชั้นแมนเทิล" (mantle) หรือ "เนื้อโลก" ซึ่งมีความหนาประมาณ 3,000 กิโลเมตร และประกอบด้วยหินที่เรียกว่า "แมกมา" (magma) ซึ่งดูเหมือนของแข็งในระยะเวลาที่มนุษย์เรามองเห็นได้

"แต่จริง ๆ แล้ว ในระยะเวลาหลายล้านปี มันมีการไหล" เฟอร์เรรากล่าว

ชั้นที่ลึกในระดับถัดไปคือแก่นโลกชั้นนอก ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยเหล็กและนิกเกิลเหลว ซึ่งเป็นส่วนที่สร้างสนามแม่เหล็กของโลก

แก่นโลกชั้นในประกอบด้วยเหล็กและนิกเกิลแข็ง และเป็นส่วนที่ร้อนที่สุดของโลก โดยมีอุณหภูมิสูงถึง 5,500 องศาเซลเซียส

ดำดิ่งลึกลงไป

จุดที่มนุษย์เคยลงไปลึกที่สุดในเปลือกโลกนั้นอยู่ที่เหมืองทองคำมโปเนง (Mponeng Gold Mine) ในแอฟริกาใต้ ซึ่งอยู่ห่างจากนครโจฮันเนสเบิร์กไปทางตะวันตกเฉียงใต้ประมาณ 75 กิโลเมตร โดยสามารถขุดเจาะลึกลงไปถึง 4 กิโลเมตรใต้พื้นผิวโลก

แต่ถึงแม้ว่ามนุษย์อาจจะไม่สามารถลงไปลึกกว่านี้ในทางกายภาพ แต่เราก็ใช้เครื่องเจาะเพื่อลงไปได้ลึกกว่านั้นอีก

หลุมที่มนุษย์เจาะลงไปได้ลึกที่สุดคือ หลุมโคลา ซูเปอร์ดีป (Kola Superdeep Borehole) ซึ่งขุดโดยสหภาพโซเวียตในภาคเหนือของรัสเซีย หลุมนี้แล้วเสร็จในปี 1992 หลังจากใช้เวลาเกือบ 20 ปี โดยมีความลึกลงไปในพื้นดิน 12.2 กิโลเมตร

นั่นเทียบเท่ากับตึกเอ็มไพร์สเตทของนิวยอร์ก 27 ตึกที่วางซ้อนกัน แต่ ณ จุดนั้นมันก็ยังลึกเพียงประมาณ 1 ใน 3 ของเปลือกโลกเท่านั้น

การขุดลึกลงไปในเปลือกโลกนั้นยากมากด้วยเหตุผลหลายประการ

ยิ่งลึกลงไปใต้โลกเท่าไหร่ อุณหภูมิก็ยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น

อัตราการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเรียกว่า การไล่ระดับความร้อนใต้พิภพ และค่าเฉลี่ยสำหรับเปลือกโลกภาคพื้นทวีปอยู่ที่ 25-32 องศาเซลเซียสต่อกิโลเมตร ศาสตราจารย์คริส แจ็กสัน นักธรณีวิทยาชาวอังกฤษกล่าว

นอกจากนี้ แรงดันมหาศาลที่อยู่ลึกลงไปภายในโลกถือเป็นอีกหนึ่งความท้าทาย

แจ็กสันกล่าวว่า การต้านทานแรงดันนี้เพื่อรักษาให้หลุมนี้ยังเปิดอยู่ได้นั้น "เป็นเรื่องที่ยากอย่างเหลือเชื่อ"

การสแกนพื้นโลก

หากเราไม่สามารถลงไปใต้พื้นผิวโลกได้ลึกกว่านี้ แล้วเราจะศึกษาส่วนที่เหลือในโลกได้อย่างไร

คำตอบนั้นน่าสนใจมาก นั่นคือ การใช้คลื่นแผ่นดินไหว (seismic waves) ซึ่งเป็นแรงสั่นสะเทือนที่เกิดจากแผ่นดินไหวและเดินทางผ่านพื้นโลก

คลื่นแผ่นดินไหวจะมีคุณสมบัติที่แตกต่างกันเมื่อส่งผ่านวัสดุที่แตกต่างกัน ซึ่งสามารถวัดได้ด้วยเครื่องวัดแผ่นดินไหว

"เราวิเคราะห์ข้อมูลขั้นสูงมากมาย เราสร้างแบบจำลองด้วย จากนั้นจึงแปลงบันทึกเหล่านั้นให้เป็นภาพของภายในโลก" เฟอร์เรรากล่าว

แจ็กสันอธิบายภาพเหล่านั้นว่าคล้ายกับ ภาพที่ได้จากการ "การทำซีทีสแกนโลก"

ผู้เชี่ยวชาญทั้งสองเห็นพ้องกันว่า การศึกษาชั้นต่าง ๆ ของโลกสามารถช่วยให้เราเข้าใจสิ่งต่างๆ มากมายเกี่ยวกับโลกของเราได้ เช่น กระบวนการที่อยู่เบื้องหลังแผ่นดินไหว ภูเขาไฟระเบิด และการก่อตัวของภูเขา

"ท้ายที่สุดแล้ว คุณจำเป็นต้องเข้าใจว่าเนื้อโลกทำงานอย่างไร" เฟอร์เรรากล่าว

การเรียนรู้เกี่ยวกับเรื่องนี้อาจนำไปประยุกต์ใช้ได้ในหลายด้าน เช่น ช่วยให้เราเข้าใจศักยภาพของพลังงานความร้อนใต้พิภพ ซึ่งเป็นพลังงานหมุนเวียนรูปแบบหนึ่งที่ใช้ความร้อนจากภายในโลก

เธอกล่าวอีกว่า การวิจัยในด้านนี้บางครั้งเป็นการสำรวจมากกว่า และมันอาจช่วยให้เราเข้าใจว่าโลกเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป และอาจนำไปประยุกต์ใช้กับดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ ที่อยู่ไกลออกไปได้

"แล้วเราสามารถใช้ความเข้าใจนี้เพื่อทำความเข้าใจดาวเคราะห์ดวงอื่นได้หรือไม่" เธอถามทิ้งท้ายไว้

บทความนี้อ้างอิงจากตอนหนึ่งของรายการ The Infinite Monkey Cage ทางสถานีวิทยุบีบีซี เรดิโอ โฟร์