Альфред Хичкок однажды заметил: «Фильм — не кусок жизни, а кусок пирога». Но когда речь заходит о научных проектах, способных перевернуть наши представления о Земле, метафоры отступают перед реальными амбициями. Европейские геологи Бенуа Ильдефонс из Университета Монпелье и Деймон Тигл из Саутгемптонского университета в интервью журналу Nature объявили о планах, которые иначе как «путешествием к центру Земли» не назовешь: они намерены добыть нетронутый образец земной мантии. Если задуманное удастся, этот кусок глубинной породы станет, пожалуй, самым важным геологическим трофеем в истории.

Почему мантия — это «пирог» с неизвестной начинкой

Мантия — колоссальный слой, зажатый между раскаленным ядром и тонкой корой, на которой мы обитаем. Ее толщина оценивается примерно в 3200 километров, и почти все, что мы о ней знаем, — косвенные догадки. Ученым приходится судить о составе и свойствах мантии по вулканической лаве, но это ненадежный источник: магма, вырываясь на поверхность, претерпевает химические изменения, теряет летучие компоненты и смешивается с породами коры. По сути, мы изучаем «пережаренный» материал, а не оригинал.

Что скрывается в нетронутой мантии, пока остается загадкой. Там могут залегать минералы, которые никогда не видели солнечного света, и существовать условия, о которых мы даже не подозреваем. Прямой образец, добытый бурением, способен дать ответы на фундаментальные вопросы: из чего на самом деле сложена внутренняя оболочка планеты, как она эволюционировала и какие процессы в ней идут сегодня.

Порог Мохоровича и тайна сейсмических волн

Одна из конкретных целей проекта — разобраться с так называемой границей Мохоровича (или просто «Мохо»). Это тонкий, но загадочный слой у самого основания земной коры, где резко меняется скорость сейсмических волн. Именно здесь преломляются колебания от землетрясений, и понимание структуры Мохо критически важно для прогнозирования подземных толчков. В последние годы сильные землетрясения участились, и любые данные, способные прояснить механику очагов, — на вес золота.

Кроме того, образец мантии помог бы продвинуться в разгадке движущих сил тектоники плит. Почему литосферные плиты ползут, сталкиваются и ныряют друг под друга? Ответы, скорее всего, скрыты в вязких течениях мантийного вещества, но без прямых проб модели остаются умозрительными.

Жизнь там, где ее не ждали

Есть и еще один интригующий мотив. Известно, что некоторые микроорганизмы — экстремофилы — способны выживать при температурах до 120 градусов Цельсия. Теоретически подобная жизнь может существовать и в верхних горизонтах мантии, где температуры еще выше, но давление и химическая среда создают уникальные ниши. Обнаружение глубинной биосферы стало бы сенсацией, расширяющей границы обитаемого мира далеко за пределы коры. Подземная биосфера оказалась вдвое больше всех океанов

Технологии на грани фантастики

Амбиции ученых опираются на инженерные чудеса, которые пока находятся в стадии разработки. Ключевой инструмент — японское буровое судно Chikyu, оснащенное системой, способной опустить бур на 10 000 метров. Это целый плавучий научный комплекс, созданный для сверхглубокого бурения в океане. Однако даже с такими возможностями первые шаги к мантии отодвинуты к 2020 году: необходимые бурильные механизмы еще только доводят до ума.

Уже этой весной планируется старт с разведки: у побережья Коста-Рики начнут бурить скважину в океанической коре глубиной 1,9 километра. Это не сама мантия, а подготовительный этап, но и он станет рекордным. Почему именно океан? Потому что под водой земная кора значительно тоньше, чем на континентах, — местами всего несколько километров. Это дает шанс добраться до мантии, не пробивая десятки километров континентальной брони.

Где ударят вглубь?

Точная точка финального бурения пока не выбрана, но она наверняка окажется в одном из океанов — там, где кора наиболее тонка и где сейсмические данные сулят наилучший доступ к мантийному веществу. Ученые анализируют несколько перспективных участков, сопоставляя геофизические карты, данные о температуре и прочности пород. Решение определит не только успех миссии, но и ее стоимость, ведь каждый лишний метр бурения в твердых породах обходится в огромные суммы.

Проект Ильдефонса и Тигла — не просто технический вызов. Это попытка прикоснуться к «пирогу» Земли в его первозданном виде, минуя искажения, которые накладывают вулканы и время. Если образец мантии ляжет на лабораторный стол, геология получит такой же прорыв, как в свое время — доставка лунного грунта. И кто знает, какие еще неожиданные ингредиенты обнаружатся в этом глубинном «тесте».