Nava de foraj științific JOIDES Resolution ajunge la Honolulu după încercări cu succes pe mare și testarea echipamentelor științifice și de foraj. IODP, CC BY-ND

Este uimitor, dar adevărat știm mai multe despre suprafața lunii decât despre fundul oceanic al Pământului. O mare parte din ceea ce știm a venit din forarea științifică a oceanelor - colectarea sistematică a probelor de bază din fundul mării adânci. Acest proces revoluționar a început în urmă cu 50 de ani, când nava de foraj Glomar Challenger a navigat în Golful Mexic pe 11 august 1968 în prima expediție a fondului federal Proiect de forare în adâncime.

Am participat la prima mea expediție științifică de foraj oceanic în 1980 și de atunci am participat la alte șase expediții în locații, inclusiv în Atlanticul de Nord îndepărtat și Marea Weddell din Antaractica. În laboratorul meu, eu și studenții mei lucrăm cu mostre de bază din aceste expediții. Fiecare dintre aceste miezuri, care au cilindri de 31 de picioare lungime și 3 cm lățime, este ca o carte ale cărei informații așteaptă să fie traduse în cuvinte. Ținerea unui miez nou deschis, plin de roci și sedimente de pe fundul oceanului Pământului, este ca și cum ai deschide o cutie de comori rară care înregistrează trecerea timpului în istoria Pământului.

Peste o jumătate de secol, forarea științifică a oceanelor a dovedit teoria tectonicii plăcilor, a creat domeniul paleoceanografiei și a redefinit modul în care privim viața pe Pământ, dezvăluind o varietate enormă și un volum de viață în biosfera marină profundă. Și mai rămân multe de învățat.

Oamenii de știință au extins cunoștințele umane prin forarea probelor de bază din bazinele oceanice ale lumii, dar munca lor este departe de a fi realizată.

{youtube}0nydKlpZdIU{/youtube}

Inovații tehnologice

Două inovații cheie au făcut posibil ca navele de cercetare să preia probe de bază din locații precise din oceanele adânci. Primul, cunoscut sub numele de poziționare dinamică, permite unei nave de 471 de picioare să rămână fixă ​​pe loc în timp ce forează și recuperează miezuri, una peste alta, adesea în peste 12,000 de picioare de apă.

Ancorarea nu este fezabilă la aceste adâncimi. În schimb, tehnicienii aruncă peste lateral un instrument în formă de torpilă numit transponder. Un dispozitiv numit transductor, montat pe corpul navei, trimite un semnal acustic către transponder, care răspunde. Calculatoarele de la bord calculează distanța și unghiul acestei comunicări. Propulsoarele de pe carena navei manevrează nava pentru a rămâne exact în aceeași locație, contracarând forțele curenților, vântului și valurilor.

O altă provocare apare atunci când burghiile trebuie înlocuite la jumătatea operației. Crusta oceanului este compusă din roci magmatice care poartă bucăți cu mult înainte de atingerea adâncimii dorite.

Când se întâmplă acest lucru, echipajul de foraj aduce întreaga conductă de foraj la suprafață, montează un nou burghiu și revine în aceeași gaură. Acest lucru necesită ghidarea conductei într-un con de reintrare în formă de pâlnie, cu o lățime mai mică de 15 picioare, plasat în fundul oceanului la gura găurii de foraj. Procesul, care a fost realizat pentru prima dată în 1970, este ca și cum ai coborî o suvită lungă de spaghete într-o pâlnie de un sfert de lățime la capătul adânc al unei piscine olimpice.

Confirmarea tectonică a plăcilor

Când a început forarea științifică a oceanelor în 1968, teoria placi tectonice a fost un subiect de dezbatere activă. O idee esențială a fost că noua crustă oceanică a fost creată pe crestele de pe fundul mării, unde plăcile oceanice s-au îndepărtat una de cealaltă și magma din interiorul pământului a izbucnit între ele. Conform acestei teorii, crusta ar trebui să fie un material nou la creasta crestelor oceanului, iar vârsta acesteia ar trebui să crească odată cu distanța față de creastă.

Singura modalitate de a demonstra acest lucru a fost prin analiza miezurilor de sedimente și roci. În iarna 1968-1969, Glomar Challenger a forat șapte situri în Oceanul Atlantic de Sud la est și vest de Creasta Atlanticului Mijlociu. Atât rocile magmatice de pe fundul oceanului, cât și sedimentele deasupra acestora, au îmbătrânit în perfectă concordanță cu previziunile, confirmând că crusta oceanică se forma la creste și că tectonica plăcilor era corectă.

Reconstituind istoria pământului

Înregistrarea oceanică a istoriei Pământului este mai continuă decât formațiunile geologice de pe uscat, unde eroziunea și repoziționarea de către vânt, apă și gheață pot perturba înregistrarea. În majoritatea locațiilor oceanice sedimentul este depus particulă cu particulă, microfosilă cu microfosilă și rămâne la locul său, cedând în cele din urmă la presiune și transformându-se în rocă.

Microfosilele (plancton) conservate în sedimente sunt frumoase și informative, chiar dacă unele sunt mai mici decât lățimea unui fir de păr uman. La fel ca fosilele mai mari de plante și animale, oamenii de știință pot folosi aceste structuri delicate de calciu și siliciu pentru a reconstrui mediile trecute.

Datorită forajului științific al oceanului, știm că după un asteroid a ucis toți dinozaurii non-aviari acum 66 de milioane de ani, viața nouă a colonizat marginea craterului în decurs de ani și în decurs de 30,000 de ani un ecosistem plin înflorea. Câteva organisme oceanice adânci a trăit chiar prin impactul meteoritului.

Forajele oceanice au arătat, de asemenea, că zece milioane de ani mai târziu, o descărcare masivă de carbon - probabil din activitate vulcanică extinsă și metan eliberat din topirea hidraților de metan - a provocat un eveniment brusc, de încălzire intensă sau hipertermic, numit Paleocen-Eocene Thermal Maximum. În timpul acestui episod, chiar și Arctica a ajuns peste 73 de grade Fahrenheit.

Acidificarea rezultată a oceanului de la eliberarea de carbon în atmosferă și ocean a provocat dizolvarea masivă și schimbarea ecosistemului oceanului profund.

Acest episod este un exemplu impresionant al impactului încălzirii rapide a climei. Cantitatea totală de carbon eliberată în timpul PETM este estimată a fi aproximativ egală cu cantitatea pe care o vor elibera oamenii dacă ardem toate rezervele de combustibili fosili ai Pământului. Cu toate acestea, o diferență importantă este că carbonul eliberat de vulcani și hidrați a fost la o rată mult mai lentă decât eliberăm în prezent combustibili fosili. Astfel, ne putem aștepta la schimbări climatice și ecosistemice mai dramatice, dacă nu încetăm să mai emitem carbon.

Găsirea vieții în sedimentele oceanice

Forajele științifice oceanice au arătat, de asemenea, că există aproximativ la fel de multe celule din sedimentele marine ca în ocean sau în sol. Expedițiile au găsit viață în sedimente la adâncimi peste 8000 de picioare; în depozitele din fundul mării care sunt Vechi de 86 de milioane de ani; și la temperaturi peste 140 de grade Fahrenheit.

Astăzi oamenii de știință din 23 de națiuni propun și efectuează cercetări prin intermediul Programul internațional de descoperire a oceanelor, care folosește foraje științifice oceanice pentru a recupera date din sedimentele și roci de pe fundul mării și pentru a monitoriza mediile sub fundul oceanului. Coring produce noi informații despre tectonica plăcilor, cum ar fi complexitatea formării crustei oceanice și diversitatea vieții în oceanele adânci.

Această cercetare este costisitoare și intensă din punct de vedere tehnologic și intelectual. Dar numai explorând marea adâncă putem recupera comorile pe care le deține și le putem înțelege mai bine frumusețea și complexitatea.

Despre autor

Suzanne O'Connell, profesor de științe ale Pământului și a Mediului, Universitatea Wesleyan

Acest articol este republicat de la Conversaţie sub licență Creative Commons. Citeste Articol original.

Cărți conexe

at InnerSelf Market și Amazon