Ocean Drilling: Ce oamenii de stiinta au descoperit 50 de ani mai tarziu

Este uimitor, dar adevărat că știm mai multe despre suprafața lunii decât despre podeaua oceanului Pământului. O mare parte din ceea ce știm că provine din forarea științifică a oceanelor - colectarea sistematică a probelor de bază de pe fundul mării. Acest proces revoluționar a început acum 50 de ani, când nava de foraj Glomar Challenger a navigat în Golful Mexic în data de 11 august 1968, la prima expediție a Proiectului de foraj marin finanțat federal.

Am început prima expediție științifică de forare a oceanelor în 1980 și de atunci am participat în alte șase expediții la locații, incluzând Marea Nordică a Atlanticului de Nord și a Antarcticii. În laboratorul meu, elevii mei și cu mine lucrăm cu probe de bază din aceste expediții. Fiecare dintre aceste miezuri, care sunt cilindri de 31 picioare lungi și 3 centimetri lățime, este ca o carte a cărei informație așteaptă să fie tradusă în cuvinte. Păstrarea unui miez nou deschis, umplut cu roci și sedimente de pe podeaua oceanului Pământului, este ca și cum ai deschide un piept de comori rar, care înregistrează trecerea timpului în istoria Pământului.

Consultați de asemenea: Expediția către "Zăpada continuă pierdută", un "succes"

De-a lungul unei jumătăți de secol, forarea științifică a oceanelor a demonstrat teoria plăcilor tectonice, a creat câmpul paleoceanografiei și a redefinit modul în care privim viața pe Pământ, dezvăluind o mare varietate și volum de viață în biosfera marină adâncă. Și mai sunt multe de învățat.

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 fixată în timp ce se forarează și recuperează miezurile, unul peste celălalt, adesea în peste 12.000 de picioare de apă.

Ancorarea nu este fezabilă la aceste adâncimi. În schimb, tehnicienii aruncă un instrument în formă de torpilă, numit un transponder peste lateral. Un dispozitiv numit traductor, montat pe corpul navei, trimite un semnal acustic către transponder, care răspunde. Calculatoarele aflate pe bord calcula distanța și unghiul acestei comunicații. Amortizoarele de pe corpul navei manevrează nava să stea în exact aceeași locație, contraindicând forțele curenților, vântului și valurilor.

O altă provocare apare atunci când biții de foraj trebuie înlocuiți la jumătatea funcționării. Crusta oceanului este compusă din rocă igneoasă care poartă bucăți în jos cu mult înainte de atingerea adâncimii dorite.

Când se întâmplă acest lucru, echipa de foraj aduce întreaga conductă de foraj la suprafață, montează un nou burghiu și se întoarce în aceeași gaură. Acest lucru necesită ghidarea țevii într-un con de reintrare în formă de pâlnie, cu o lățime mai mică de 15 picioare, plasată în partea de jos a oceanului la gura găurii de foraj. Procesul, care a fost realizat pentru prima dată în 1970, este ca și cum a scădea o lungime de spaghete într-o pâlnie de patruzeci și cinci de centimetri la capătul unei bazine olimpice.

Confirmarea tectonicii plăcii

Când a început cercetarea științifică oceanică în 1968, teoria tectonicii plăcilor a fost subiect de dezbatere activă. O idee cheie a fost că o crustă de ocean a fost creată la creastă în fundul mării, unde plăcile oceanice s-au îndepărtat unul de celălalt și magmă din interiorul pământului sa aruncat între ele. Conform acestei teorii, crusta ar trebui să fie un material nou la creasta crestelor oceanice, iar vârsta ei ar trebui să crească la distanță de creastă.

Singura modalitate de a dovedi acest lucru a fost analiza sedimentelor și a nucleelor ​​de rocă. În timpul iernii 1968-1969, Glomar Challenger a forat șapte locuri în Oceanul Atlantic de Sud, la est și vest de creasta Mid-Atlantic. Atât rocile igienice ale podelei oceanice, cât și sedimentele care se învecinează în perfectă concordanță cu previziunile, confirmând că formarea crustei oceanice la creastă și tectonica plăcii era corectă.

Reconstruirea istoriei Pământului

Recordul oceanic al istoriei Pământului este mai continuu decât formațiunile geologice de pe uscat, unde eroziunea și redepunerea de către vânt, apă și gheață pot perturba înregistrarea. În cele mai multe locații ale oceanului, sedimentul este așezat în particule prin particule, microfosil prin microfosil și rămâne în loc, dând în cele din urmă presiunii și transformându-se în stâncă.

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

Datorită cercetărilor științifice pe ocean, știm că, după o grevă de asteroizi, au fost ucise toți dinozaurii non-aviați cu 66 de milioane de ani în urmă, viața nouă a colonizat marginea craterului în decursul anilor, iar în 30.000 de ani un ecosistem complet prospera. Câteva organisme oceanice adânci au trăit chiar prin impactul meteoritului.

Procesul de foraj al oceanului a arătat, de asemenea, că zece milioane de ani mai târziu, o deversare masivă de carbon - probabil din cauza unei activități vulcanice extinse și a metanului eliberat din hidratul de metan topit - a provocat un eveniment de încălzire bruscă sau intensă, numit Paleocene-Eocene Thermal Maximum. În timpul acestui episod, chiar și Arcticul a ajuns la peste 73 de grade Fahrenheit.

Acidificarea oceanului rezultat din eliberarea de carbon în atmosferă și ocean a provocat dizolvarea și schimbarea masivă a ecosistemului ocean adânc.

Acest episod este un exemplu impresionant al impactului încălzirii climatice rapide. Cantitatea totală de carbon eliberată în timpul PETM este estimată a fi aproximativ egală cu cantitatea pe care o vor elibera oamenii dacă vom arde 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 în ​​prezent eliberăm combustibilii fosili. Astfel putem aștepta schimbări climatice și ecosistemice chiar mai dramatice dacă nu oprim emisiile de carbon.

Găsirea vieții în sedimentele oceanice

Cercetarea oceanică științifică a arătat, de asemenea, că există aproximativ cel mult celule în sedimente marine ca și în ocean sau în sol. Expedițiile au găsit viață în sedimente la adâncimi de peste 8000 de picioare; în depozitele din fundul mării, care au 86 de milioane de ani; și la temperaturi de peste 140 de grade Fahrenheit.

Astăzi, cercetători din 23 de țări propun și desfășoară cercetări prin Programul Internațional de descoperire a oceanelor, care utilizează forajul științific ocean pentru a recupera datele de la sedimentele și rocile de pe fundul mării și pentru a monitoriza mediul sub podeaua 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 înțelegem mai bine frumusețea și complexitatea acesteia.

Acest articol a fost inițial publicat în The Conversation de Suzanne O'Connell. Citiți articolul original aici.