Por que perfurações tão profundas?

Do correspondente de Despertai! na Alemanha

SABIA que a pouco mais de nove quilômetros de sua casa a temperatura é de tórridos 300 graus Celsius? Mas não se preocupe. O calor está bem abaixo de você, a 9.000 metros de profundidade! E, para que seus pés não fiquem tostados, você conta com a proteção de um escudo chamado de crosta terrestre.

A crosta é o centro das atenções no Programa Continental de Perfurações Profundas, perto de Windischeschenbach, um povoado na Alemanha não muito distante da fronteira com a Boêmia. O objetivo desse programa era fazer uma perfuração de mais de dez quilômetros de profundidade para o estudo desse escudo protetor. No entanto, a perfuração teve de parar ao atingir nove quilômetros por causa da alta temperatura, como veremos. Mas por que se dar ao trabalho de fazer uma perfuração tão profunda?

Perfurações profundas não são novidade. Consta que os chineses fizeram uma perfuração de mais de 500 metros no ano 600 AEC à procura de água salgada. Desde a Revolução Industrial, o apetite insaciável do Ocidente por matéria-prima tem resultado no progresso rápido da tecnologia de perfuração. Recentemente, porém, o que motiva as perfurações é algo mais urgente do que interesses comerciais: a vida humana está em jogo. Como assim? E em que as perfurações do solo podem ser de ajuda?

Qual é a importância das perfurações profundas?

Primeiro, alguns dos recursos minerais da terra estão sendo consumidos com tanta rapidez que poderão esgotar-se. Será que esses mesmos minerais podem ser encontrados a maiores profundidades, talvez ainda em estágios de formação? A resposta a essa pergunta talvez esteja nas perfurações profundas.

Segundo, à medida que aumenta a população mundial, os terremotos fazem um número cada vez maior de vítimas fatais. Cerca da metade das pessoas no mundo vive em regiões ameaçadas por terremotos, entre os quais os habitantes de mais de um terço das maiores cidades do planeta. O que os terremotos têm a ver com as perfurações? “O estudo da litosfera [a camada exterior da terra] deverá tornar as previsões mais precisas”, diz o folheto Das Loch (O Buraco). O homem tem todos os motivos para procurar aprender os segredos da terra.

Acontece que o custo de uma perfuração profunda é alto. No caso do projeto alemão, é de 350 milhões de dólares. Não existe outro jeito de desenterrar os segredos do planeta? Sim e não. A ciência faz muitas deduções sobre a constituição do planeta usando instrumentos localizados na superfície, mas a única maneira de confirmar essas deduções e examinar rochas que permanecem até agora sob extremos de pressão e temperatura é fazer perfurações superprofundas. Pode-se dizer que, com as perfurações profundas, o homem tenta entender as coisas a fundo.

Já basta sobre perfurações em geral. Que acha de visitarmos Windischeschenbach? Receia não entender a terminologia científica? Não se preocupe. O guia, um geólogo, prometeu explicar tudo em termos simples.

Uma impressionante sonda de perfuração

Ficamos impressionados de ver que a sonda de perfuração eleva-se acima da perfuração à altura de um prédio de vinte andares. Ela é uma das coisas que dá a esse projeto um quê especial até mesmo aos olhos de quem não é especialista. E espere até ver o resto!

O local, por exemplo. Ao planejarem a perfuração superprofunda, os cientistas não escolheram simplesmente qualquer lugar. O jornal Die Zeit disse sobre o projeto: “Se o objetivo é saber como ocorrem os terremotos, deve-se fixar a atenção nos lugares em que as placas [subterrâneas] colidem ou se afastam umas das outras.” Windischeschenbach é um desses lugares por estar logo acima das margens de duas placas continentais subterrâneas ou porções de movimentação lenta da crosta terrestre.

Acredita-se que, no passado, essas duas placas colidiram com tanta força que empurraram partes da crosta inferior para cima, em direção à superfície, deixando-as ao alcance da tecnologia moderna. A perfuração através de diferentes formações de rocha produz o que o guia chama de shish kebab (espeto de pedacinhos de carne intercalados com legumes) geológico. Qual é a profundidade da perfuração?

Em 12 de outubro de 1994, uma placa luminosa no prédio de informações anunciou a profundidade máxima: “9.101 metros”. Quão profundo é isso? Se houvesse um elevador para nos transportar até o fundo, a descida levaria quase uma hora e meia. Mas seria uma jornada que jamais esqueceríamos, porque, à medida que descêssemos, sentiríamos a temperatura elevar-se entre 25 e 30 graus Celsius a cada mil metros. Assim, na profundidade máxima alcançada até o momento, encontraríamos tórridos 300 graus Celsius. Felizmente nossa visita não inclui uma excursão ao fundo da perfuração. Mas a questão da temperatura nos leva a outro aspecto interessante desse projeto.

Por volta dos 9.000 metros, a perfuração cruza o limite crítico dos 300 graus Celsius. Por que crítico? Porque, submetidas a tal temperatura e pressão, as rochas perdem a rigidez e ficam plásticas. Essa transformação nunca foi examinada no ambiente natural.

É também notável o sistema de direcionamento da broca. Para ilustrar a operação em pequena escala, imagine que está segurando a extremidade de uma vara de cerca de 100 metros de comprimento e 2 milímetros de diâmetro, a espessura de uma agulha grossa de costura. Agora imagine que está tentando direcionar uma broca minúscula na outra extremidade. Num instante a perfuração estaria torta ou as peças estariam quebradas, ou aconteceria as duas coisas.

Desenvolveu-se um equipamento para manter a perfuração na vertical corrigindo-se automaticamente o curso da broca. Esse sistema de direcionamento ficou tão perfeito que, a mais de 6.000 metros, a perfuração desvia-se apenas 8 metros da perpendicular. Um feito e tanto, considerando-se que essa é, nas palavras do guia, “provavelmente a perfuração mais reta do mundo”!

Viagem de ida e volta para a troca da broca

O motor que movimenta a broca fica “dentro do buraco”, não na superfície. Com isso, a tubulação de perfuração não gira junto com a broca. Mas fazer perfurações nessas profundidades é um processo maçante. Escavando um ou dois metros por hora, cada broca perfura uns 50 metros de rocha antes de ser substituída. Chegando mais perto da sonda, com o guia, vemos a tubulação sendo retirada da perfuração justamente para isso, para a troca da broca.

Enormes mãos mecânicas agarram e desconectam os segmentos da tubulação, cada um com 40 metros de comprimento. O sistema de operação da tubulação é outro aspecto fascinante do projeto. Ele foi projetado recentemente para acelerar o tedioso processo de puxar e descer a tubulação, a viagem de ida e volta, na linguagem dos especialistas em perfuração. Não há “atalhos”. Um dos trabalhadores, sorriso no rosto, capacete amarelo na cabeça, explica: “Para trocar a broca, temos de tirar tudo para fora!”

O que as amostras ensinam?

Inspecionamos o laboratório e ficamos pasmos de ver prateleiras e mais prateleiras cheias de amostras de rocha. Como se faz a extração de amostras do solo? Há dois métodos.

Um deles é a remoção, em cilindros, duma amostra do centro das rochas. Sem perder tempo, observa-se o comportamento dessas amostras no laboratório. Por que a pressa? Porque na crosta terrestre a pressão sobre as rochas é intensa. Os geofísicos fazem muitas deduções sobre essa pressão observando como cada amostra “relaxa” nos primeiros dias na superfície.

O método mais comum de amostragem é o que é usado durante a perfuração normal. Bombeia-se um líquido tubulação abaixo para o resfriamento da broca e a coleta de lascas de rocha. A pressão força o líquido e as lascas a voltar à superfície, onde são separados por um filtro. O líquido é reutilizado, e as lascas são analisadas. O que as análises revelam?

Os testes identificam o tipo de rocha e determinam suas propriedades elétricas e magnéticas. Faz-se a coleta de dados sobre a localização de depósitos de minérios. A densidade da rocha indica com que rapidez um abalo sísmico se desloca pela terra.

Os testes também revelam um movimento constante e bidirecional de água entre a superfície do planeta e profundezas de 4.000 metros ou mais. “Isso traz à tona aspectos inteiramente novos sobre os problemas da destinação final de substâncias prejudiciais em minas e poços”, comenta a revista científica Naturwissenschaftliche Rundschau.

Terminamos a visita despedindo-nos cordialmente do guia. Suas explicações simples sobre o projeto tinham a marca de um especialista para quem coisas notáveis tornam-se corriqueiras. Para os cientistas, Windischeschenbach é uma trivialidade, mas, para nós, essa visita foi muito especial.

[Fotos na página 10]

Acima: medindo amostras extraídas da broca

À esquerda: modelo da crosta terrestre

[Crédito]

KTB-Neuber