Dieper dan de Mount Everest hoog is. Verder omlaag dan de Marianentrog, de diepste plek in de oceaan. Dat is de duizelingwekkende afstand onder het aardoppervlak van ultradiepe gaten zoals die waarmee China bezig is.
Hoewel het voor een volwassene vrijwel onmogelijk is in zulke gaten lijfelijk af te dalen – de schacht is meestal hooguit een halve meter breed – gaat er wel een mysterieuze aantrekkingskracht uit. Wat kun je zo diep in de aarde allemaal aantreffen? Kun je ooit naar de vloeibare kern van de aarde boren? Of, zoals de Nederlandse kunstenaar Lotte Geeven zich afvroeg: hoe klínkt het eigenlijk daar beneden?
Geeven maakte enkele jaren geleden bij een van haar kunstprojecten een geluidsopname in een 9 kilometer diep gat in Windischeschenbach, Duitsland. Luister met je ogen dicht en het voelt bijna alsof je naast een briesend monster staat, brommend op lage toon. ‘Sommige mensen vonden het klinken als de hel. Anderen dachten dat ze de planeet hoorden ademen’, zei Geeven in 2019 tegen de BBC over haar project. De ontmoeting met de donkere diepte was voor haar vergelijkbaar met wat anderen voelen wanneer ze kijken naar de sterrenhemel op een heldere avond. ‘Het geeft me een nietig gevoel’, zei ze.
Over de auteur
George van Hal schrijft voor de Volkskrant over wetenschap. Hij publiceerde boeken over alles van het heelal tot de kleinste bouwstenen van de werkelijkheid.
Niet vreemd dus dat China, parallel aan zijn steeds indrukwekkender successen in de ruimte, nu ook de confrontatie zoekt met de lonkende diepte onder onze voeten. Afgelopen mei begon in het Tarimbekken het boren van het grootste gat uit de nationale geschiedenis. Het moet, na een geplande boorperiode van 457 dagen, 11.100 meter lang worden.
Volgens China zal dat een wetenschappelijk huzarenstukje opleveren, waarbij de interne structuur en evolutie van de aarde worden blootgelegd en de geologie van waardevolle nieuwe informatie wordt voorzien, zo valt te lezen in de nationale media. Bovendien moet het gat ‘de nationale energieveiligheid van China’ garanderen, schrijft onder meer de Engelstalige overheidsnieuwssite China Daily.
Ook met ultradiep boren kun je namelijk olie en gas vinden, iets dat China in het Tarimbekken al langer doet. ‘Ik ben er niet bij betrokken, maar ik denk dat dit meer een economisch dan een wetenschappelijk project is’, zegt Ulrich Harms, hoofd ‘wetenschappelijk boren’ bij het Helmholtz-centrum, het Duitse onderzoekscentrum voor geowetenschappen.
Zelf ziet Harms in superdiepe boorgaten liever een bron voor meer duurzame energie. In ‘zijn’ boorgat in het Duitse Windischeschenbach tikte de thermometer op het diepste punt bijvoorbeeld zo’n 500 graden Celsius aan. En voor veel diepe boorgaten geldt dat het op grotere diepte steeds warmer wordt. ‘Dat maakt dit soort boorgaten interessant voor geothermale energie’, zegt hij. ‘Dat is voor mij echt de heilige graal.’
Het is niet de verwachting dat het nieuwe Chinese gat wereldrecords zal verbreken. ‘Met 11.100 meter bedoelt men de lengte van het boorgat, dat zal deels ook horizontaal zijn’, zegt Harms.
Het gat met de grootste verticale diepste blijft daarom ook wanneer China klaar is het ‘superdiepe boorgat van Kola’ in Rusland, dat in 1979 een verticale diepte bereikte van 12.262 meter. Een gat zodanig diep dat de lokale folklore beweert dat van onder de roestige metalen afsluitkap nog altijd het geschreeuw hoorbaar is van zielen die worden gemarteld in de hel.
Net als bij de race naar de maan werd ook het graven van dit superdiepe boorgat voortgestuwd door een technologische prestigestrijd tussen het Westen en de Sovjet-Unie. Waar Neil Armstrong met zijn beroemde ‘one small step’ de strijd in het bovenaardse definitief in het Amerikaanse voordeel beslechtte, versloeg de Sovjet-Unie in het onderaardse dankzij ‘Kola’ de kapitalistische tegenstrever met gemak. De Amerikaanse concurrent, Project Mohole, werd in 1966 al stopgezet door het Amerikaanse Congres, toen men slechts 183 meter in het aardse had geboord.
Toch was ook de Russische poging geen compleet succes. Zowel bij Mohole als bij Kola was het eigenlijke doel om de aardmantel te bereiken, de onderaardse grens tussen korst en kern, waar wetenschappers nieuwe inzichten in de aardse geologische geschiedenis wilden opdiepen.
Hoewel het zover niet kwam, bleek Kola wetenschappelijk alsnog bijzonder interessant. ‘Zelf was ik er lang geleden eens, in 2000’, zegt Harms. ‘Ik werkte toen samen met een Russische onderzoeker en bestudeerde de boorkernen die omhoog waren gebracht’ – de stukken steen die de boorkop vrijmaakt uit de tunnel.
‘Rusland was destijds nog een heel ander land dan nu. Zo gaven ze openlijk toe dat ze bepaalde meetgegevens uit het superdiepe boorgat van Kola in de jaren zeventig hadden vervalst.’ De onderzoekers ontdekten uranium in het materiaal uit de boorgaten, dat gebruikt kon worden voor kernbommen. ‘De KGB had de betrokken wetenschappers daarom verteld dat ze hun vondsten niet mochten delen.’
Jammer, want de boorkernen konden waardevolle wetenschappelijke inzichten opleveren. Behalve voor het maken van kernbommen kan uranium namelijk ook helpen materiaal te dateren. Bovendien onthult diep gesteente van alles over de aardse historie, inclusief vragen over de evolutie van het leven en de manier waarop klimaatverandering in het verleden invloed had op dat leven.
Omdat nieuw gesteente normaliter boven op oud gesteente vormt, is afdalen in de grond ook teruggaan in de tijd. Hoewel diepte niet alles zegt over leeftijd, kun je door te graven toch de geschiedenis blootleggen. ‘Diep onder de grond kun je aanwijzingen vinden hoe de aarde er tienduizenden tot zelfs miljoenen jaren geleden uit heeft gezien’, zegt Harms. ‘Ik ben nu bijvoorbeeld betrokken bij een boorproject in Brazilië waar we kijken naar materiaal dat 550 miljoen jaar oud is, de periode dat het eerste meercellige leven op onze planeet aan z’n opmars begon.’
Diepe gaten boren kan bovendien nuttig zijn voor de wetenschap over het hier en nu. Voor het voorspellen van aardbevingen of vulkaanuitbarstingen bijvoorbeeld, zegt Harms. Door het getril van de aarde op grote diepte te monitoren kunnen geologen aardbevingen wellicht zien aankomen. ‘Dat soort metingen zijn aan het aardoppervlak heel moeilijk. Verstoringen door het verkeer en andere menselijke bezigheden overstemmen vaak de minieme signalen en veranderingen waar je naar zoekt.’
Dat het superdiepe boorgat van Kola nog altijd het wereldrecord diepte in handen heeft, komt onder meer doordat de Russen de locatie destijds goed uitkozen. ‘Ze boorden in een heel oud stuk continent waar de temperatuur ook op 12 kilometer diepte niet extreem hoog oploopt. Het was er minder dan 200 graden Celsius. Dat is niet alleen handig voor de stabiliteit van de put, maar ook voor bijvoorbeeld de gebruikte boor’, zegt Harms. In Centraal-Europa is iets vergelijkbaars bijna niet mogelijk. ‘Toen we in Duitsland in de buurt van de 9 kilometer kwamen, was de temperatuur al opgelopen tot 265 graden.’
Hoewel boren bij hoge temperatuur moeilijk is, is het niet onmogelijk. ‘In IJsland was ik eens betrokken bij een boorproject waarbij het in de boorput 950 graden was’, zegt Harms. Dat gebeurde echter op een diepte van 2 kilometer, waardoor het boren iets gemakkelijker verliep. ‘Het is echt de combinatie van diepte, temperatuur en het type gesteente die bepaalt hoe moeilijk het boren is.’
Harms kan naar eigen zeggen morgen al aan een dieper gat dan dat in Kola beginnen. ‘Met de huidige technologie zou je zeker 15 kilometer moeten kunnen halen. Maar dan heb ik wel een half miljard euro nodig. Op z’n minst.’
Het is maar de vraag of dat het waard is. Of je nu 9, 12 of 15 kilometer diep graaft: je zit uiteindelijk nog altijd in de aardkorst. Die is op de meeste plekken zo’n 35 kilometer diep. Tot voor kort slaagde daarom niemand nog in die doelstelling uit de tijden van Mohole en Kola: boren tot de aardmantel. Totdat onderzoekers in mei van dit jaar claimden dat ze nabij de Mexicaanse kust, op een plek op de oceaanbodem waar de mantel veel dichter dan gemiddeld onder de aardkorst ligt, voor het eerst monsters uit de mantel hadden opgeboord.
Overigens speelden ze daarbij wel een beetje vals: op de plek waar zij boorden, rond de zogeheten Mid-Atlantische Rug, waren brokken aardmantel al omhooggeduwd en op de diepte van de aardkorst beland. Sommige experts menen zelfs dat wat men daar opboorde geen pure aardmantel is, maar eerder een soort overgangsgebied tussen mantel en korst.
Desondanks zijn veel geologen enthousiast. ‘Dit soort materiaal bereiken is een decennialange droom die uitkomt’, zei de Amerikaanse mantelonderzoeker Jessica Warren bijvoorbeeld tegen vakblad Science. ‘Dit kan een grote stap vooruit betekenen voor ons begrip van de manier waarop magma door de aarde beweegt’, voegde onderzoeker Johan Lissenberg toe. Die stromingen in de aardmantel zijn onder meer een belangrijk mechanisme achter vulkaanuitbarstingen.
Ook Harms zoekt ondertussen zijn weg naar de aardmantel, ditmaal zónder valsspelen, om de belofte van de race uit de Koude Oorlog eindelijk in te willigen. Hij doet dat in Italië, op een plek ‘waar je de mantel al na een paar kilometer kunt bereiken’. ‘Het meest interessante van boren in de aarde is uiteindelijk immers helemaal niet hoe diep je boort, maar vooral waar je vervolgens terechtkomt.’
Om u deze content te kunnen laten zien, hebben wij uw toestemming nodig om cookies te plaatsen. Open uw cookie-instellingen om te kiezen welke cookies u wilt accepteren. Voor een optimale gebruikservaring van onze site selecteert u "Accepteer alles". U kunt ook alleen de sociale content aanzetten: vink hiervoor "Cookies accepteren van sociale media" aan.
U bent niet ingelogd
Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2023 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden