Im Zentrum der Taklimakan-Wüste in China haben Ingenieure mit dem Bohren eines neuen wissenschaftlichen Bohrlochs begonnen. Ihr Ziel ist es, mehr als 32.800 Fuß tief in festes Gestein vorzudringen, was etwa sechs Meilen entspricht.

Das Bohrloch, bekannt als Shendi Take 1, befindet sich im Tarim-Becken von Xinjiang und treibt die Bohrtechnologie Chinas in neue Höhen.

Es verwandelt zudem einen Sandabschnitt in einen Teststandort für das Verständnis von Erdbeben, Öl und Gas sowie dem Inneren der Erde.

Die Arbeiten stehen unter der Leitung von Sun Jinsheng, einem Bohringenieur und Akademiker der Chinesischen Akademie der Ingenieurwissenschaften (CAE). Sein Forschungsfokus liegt auf der Technologie für tiefes und ultratiefes Bohren sowohl zur Energieproduktion als auch zur Erdwissenschaft.

Durch das Bohren dieses schmalen Bohrlochs hoffen Wissenschaftler, Gesteine aus einer antiken Ära zu erreichen. Dieser **Kreidezeitraum**, eine Zeitspanne, in der Dinosaurier den Planeten dominierten, hinterließ Sedimente, die alte Ozeane, Klimata und begrabenes organisches Material dokumentieren.

Shendi Take 1 hat eine Entwurftiefe von etwa 36.400 Fuß, was ausreichend ist, um mehr als zehn Schichten kontinentalen Gesteins, einschließlich des Kreidesystems, zu durchdringen.

Die Ausrüstung ist kolossal für ein so schmales Loch, mit Bohrern und Stahlrohren, die über 2.000 Tonnen wiegen und im Bohrloch hängen.

„Die Schwierigkeiten beim Bau des Bohrprojekts lassen sich mit einem großen Lkw vergleichen, der auf zwei dünnen Stahlkabeln fährt“, bemerkte Jinsheng.

In diesen Tiefen ist das Ziel nicht die Aussicht, sondern Informationen über die kontinentale Kruste, die felsige Hülle des Planeten unter den Kontinenten.

Diese Schicht speichert Wärme, Flüssigkeiten und Spannungen, die helfen, Erdbeben, Gebirgsbildung und die Bewegung der Kontinente über geologische Zeit zu kontrollieren. Tiefere Brunnen helfen zudem, das Verhalten von Öl und Gas unter extremen Drücken zu verfolgen.

Eine Studie zu einem ultratiefen Bohrloch namens TK 1 fand Kerne und Flüssigkeiten, die bestehende Ideen darüber, wie tief Kohlenwasserstoffe existieren können, in Frage stellten.

Für das chinesische Team ist Shendi Take 1 ein Labor für die Plattentektonik, die Idee, dass sich die Platten der Erde bewegen und den Planeten verändern.

Während das Bohrwerkzeug nach unten vordringt, verfeinert jeder Gesteinsschnitt die Karten von Verwerfungen, Faltungen und begrabenen Bergwurzeln, die seismische Erhebungen andeuten.

„Ein Bohrloch von über 10.000 Metern Tiefe zu bohren ist ein kühner Versuch, das unbekannte Gebiet der Erde zu erkunden“, sagte Wang Chunsheng.

„Es erweitert die Grenzen des menschlichen Wissens“, fügte Chunsheng, ein technischer Experte, der am Projekt beteiligt ist, hinzu.

China beginnt nicht bei null. Das Kola-Superdeep-Bohrloch in Russland hält den Rekord als tiefstes Bohrloch und erreicht etwa 40.230 Fuß.

Ausführliche Analysen von Kola-Kernproben zeigten, dass die erwartete Basaltschicht selbst viele Meilen unter der Oberfläche nie erschien.

Diese unerwartete Ansammlung von metamorphen Gesteinen deutete darauf hin, dass Grenzen in seismischen Daten Änderungen in den Gesteinseigenschaften markieren, anstatt Übergängen von Granit zu Basalt.

Moderne Projekte wie Shendi Take 1 verwenden Bohrflüssigkeiten, die das Bohrwerkzeug kühlen, zerkleinertes Gestein nach oben transportieren und die Wände des Bohrlochs stabil halten.

Jüngste Arbeiten zeigen, dass diese Flüssigkeiten sich zersetzten, wenn die Temperaturen steigen, und neue Kühlmethoden können sie weiterhin verwendbar halten.

Selbst ein sieben Meilen tiefes Loch kratzt nur an der Oberfläche des Inneren der Erde. Die Kruste unter den Kontinenten hat im Durchschnitt eine Dicke von 19 Meilen und kann unter Gebirgen bis zu 62 Meilen tief sein, gemäß einer Übersicht der USGS.

Unter dieser Kruste liegt der Mantel, eine Schicht aus heißem, dichtem Gestein, die 1.800 Meilen in die Tiefe reicht und sich über Millionen von Jahren hinweg bewegt.

Die aufsteigende Wärme aus dieser Schicht treibt vulkanische Bögen an, nährt mittelozeanische Rücken und unterstützt die Konvektion, die die tektonischen Platten bewegt. Da Shendi Take 1 weit innerhalb der Kruste endet, wird es den Mantel nicht erreichen.

Es wird jedoch Geophysikern die Möglichkeit bieten, wahre Messungen zu erhalten, die mit den seismischen Reflexionen und Gravitationsdaten verglichen werden können, die jetzt unser Bild von der tiefen Struktur zeichnen.

Der Standort Taklimakan ist wertvoll, weil das Tarim-Becken die dicksten Sedimentlager und tiefsten Öl- und Gasreserven in Asien beherbergt.

Die Verknüpfung von Schichten von der Oberfläche bis zu ultratiefen Formationen in einer Säule ermöglicht es Wissenschaftlern, Modelle zu testen, wie Becken über Millionen von Jahren entstehen.

„Tiefer in die Erde vorzudringen ist eine entscheidende strategische Wahl zur Sicherung der Energieversorgung Chinas“, sagte Jinsheng. Was in dieser abgelegenen Wüste geschieht, bleibt nicht dort.

Daten aus tiefen Erdschichten können Risikoabschätzungen für Erdbeben schärfen und Planern helfen zu verstehen, wo Verwerfungen in großer Tiefe gesperrt oder aktiv sind.

Bessere Wärme- und Spannungslandkarten können zudem geothermische Projekte, Tests zur Kohlenstoffspeicherung und andere Versuche leiten, die tiefe Substanz auf sicherere Weise zu nutzen. Shendi Take 1 spiegelt auch die längere Karriere von Sun und seinen Kollegen wider.

In den letzten Jahren hat er die Arbeiten an Bohrflüssigkeiten und verwandten Technologien geleitet, die die Stabilität von Brunnen gewährleisten, wenn Temperaturen und Drücke steigen.

Zusammen mit früheren Tarim-Brunnen markiert dieses Projekt eine Wende hin zur direkten Erkundung des Inneren der Erde an Land und nicht nur unter den Ozeanen.

Falls das Team die geplante Tiefe erreicht, könnten die Proben, die sie zurückbringen, die Lehrbücher darüber, wie Kontinente von der Oberfläche bis zu tiefen Gesteinen funktionieren, neu gestalten.