¿Es posible excavar completamente a través de la Tierra hasta el otro lado?

Cuando era niño, me gustaba cavar hoyos en mi patio trasero en Cincinnati. Mi abuelo bromeaba diciendo que si seguía cavando terminaría en China.

De hecho, si hubiera podido excavar directamente a través del planeta, habría llegado al Océano Índico, a unas 1.100 millas (1.800 kilómetros) al oeste de Australia. Eso es la antípodao punto opuesto en la superficie terrestre, de mi localidad.

Pero sólo tenía una pala de jardín para mover la tierra. Cuando choqué contra una roca, a menos de 1 metro (3 pies) debajo de la superficie, no pude profundizar más.

Ahora, soy geofisico y saber mucho más sobre la estructura de la Tierra. Tiene tres capas principales:

• La piel exterior, llamada corteza, es una capa muy fina de roca ligera. Su grosor comparado con el diámetro de la Tierra es similar al grosor de la piel de una manzana con respecto a su diámetro. Cuando cavé agujeros cuando era niño, estaba rascando la parte superior de la corteza terrestre.

• El manto, que se encuentra debajo de la corteza, es mucho más grueso, como la pulpa de la manzana. Está hecho de roca fuerte y pesada que fluye hasta unos pocos centímetros por año. Las rocas más calientes se elevan desde el centro de la Tierra y las rocas más frías se hunden hacia él.

• El núcleo, en el centro de la Tierra, está hecho de metal sólido y líquido muy caliente. Las temperaturas aquí son 4.500 a 9.300 grados Fahrenheit(2.500 a 5.200 grados Celsius).

Las capas exteriores de la Tierra ejercen presión sobre las capas inferiores, y estas fuerzas aumentan constantemente con la profundidad, tal como sucede en el océano; piense en cómo la presión en sus oídos se vuelve más fuerte a medida que se sumerge más profundamente bajo el agua.

Esto es relevante para excavar en la Tierra porque cuando se cava o perfora un hoyo, las paredes a lo largo de los lados del hoyo están bajo una tremenda presión de la roca suprayacente y también son inestables porque hay un espacio vacío al lado de ellas. Las rocas más fuertes pueden soportar fuerzas mayores, pero todas las rocas pueden fallar si la presión es lo suficientemente grande.

Al cavar un hoyo, una forma de evitar que las paredes colapsen hacia adentro bajo presión es hacerlas menos empinadas, de modo que se inclinen hacia afuera como los lados de un cono. Una buena regla general es hacer el agujero tres veces más ancho que su profundidad.

Muros inestables

El pozo abierto más profundo de la Tierra es el Mina del Cañón de Bingham en Utah, que fue excavada con excavadoras y explosivos a principios del siglo XX para extraer mineral de cobre. El pozo de la mina tiene 1,2 kilómetros (0,75 millas) de profundidad y 4 kilómetros (2,5 millas) de ancho.

Dado que la mina es más de tres veces más ancha que profunda y las paredes están inclinadas, las paredes del pozo no son demasiado empinadas ni inestables. Aún así, en 2013, una de las laderas se derrumbó, provocando dos enormes deslizamientos de tierra que liberó 145 millones de toneladas de roca triturada al fondo del pozo. Afortunadamente nadie resultó herido, pero los desprendimientos provocaron cientos de millones de dólares en daños.

Supongamos que intentaras excavar en la Tierra y que el planeta fuera completamente sólido. (Sabemos que no lo es, pero este es el escenario más simple). La profundidad de un agujero a lo largo de todo el planeta sería equivalente al diámetro de la Tierra, que es solo un nombre para una recta que pasa recta por el centro de un círculo. Entonces, su agujero tendría que ser aproximadamente tres veces más ancho que el diámetro de la Tierra para que fuera estable.

Claramente, se trata de una tarea imposible que alteraría por completo la forma del planeta.

Excavación versus perforación

La perforación puede profundizar más rápidamente que la excavación porque se necesita mover menos material y la superficie más pequeña de un pozo puede ser Diseñado para soportar más fuerza.. Las empresas de energía perforan habitualmente hasta 5 kilómetros (3 millas) bajo la superficie para encontrar petróleo y gas.

El agujero más profundo de la Tierra es el Kola superprofunda pozo en el noroeste de Rusia, que se extiende a 12,2 kilómetros (7,5 millas) de profundidad. Pozos profundos como este pueden decir mucho a los científicos sobre el interior de la Tierra. Sin embargo, el proyecto Kola finalmente fue abandonado debido a desafíos de perforación, como las temperaturas. demasiado caliente para que el equipo funcionefallas en los equipos y altos costos.

La perforación es un proceso tedioso. Una broca giratoria situada al final de un tubo hueco lleno de lodo muele la roca, penetrando sólo un par de pulgadas por minuto en el caso de rocas muy duras. Suponiendo un progreso constante a este ritmo, se necesitarían cientos de años para perforar la Tierra.

A medida que la broca perfora más profundamente, se necesita más tiempo para reemplazar las piezas rotas. Y los kilómetros de tubería de perforación pueden volverse tan pesados ​​que no se pueden torcer ni sacar del pozo.

La presión también es un problema. Las paredes de los pozos están sometidas a una enorme presión y son propensas a fallar. El lento movimiento del manto de la Tierra eventualmente provocaría que un pozo se doblara y colapsara. El magma, los gases y el metal líquido en las profundidades de la Tierra, bajo una presión tremenda, podrían explotar a través del pozo hacia la superficie.

Las tecnologías de perforación actuales simplemente no son lo suficientemente rápidas ni duraderas para perforar el manto y el núcleo de la Tierra. Pero todavía podemos maravillarnos con logros como el pozo Kola Superdeep y la mina Bingham Canyon y soñar con desenterrar rocas de profundidades aún mayores.

Andrew Gase es profesor asistente de Geociencias en la Universidad Estatal de Boise. Este artículo se republica desde La conversación bajo un Licencia Creative Commons. Lea el artículo original.