A JOIDES Resolution tudományos fúróhajó Honoluluba érkezik sikeres tengeri kísérletek, valamint a tudományos és fúróberendezések tesztelése után. IODP, CC BY-ND

Lenyűgöző, de igaz többet tudunk a hold felszínéről, mint a Föld óceánfenékéről. Amit tudunk, az tudományos óceánfúrásból származik - az alapminták szisztematikus gyűjtéséből a mély tengerfenékből. Ez a forradalmi folyamat az 50 évvel ezelőtt kezdődött, amikor a Glomar Challenger fúróhajó a Mexikói-öbölbe repült 11, 1968 augusztusban, a szövetségileg finanszírozott első expedíció során. Mélytengeri fúrási projekt.

1980-ban indultam az első tudományos óceánfúrási expedíción, és azóta további hat expedíción vettem részt olyan helyszíneken, mint az Atlanti-óceán északi részén és az Antaractica Weddell-tengerén. Laboratóriumomban tanítványaimmal ezen expedíciók alapmintáival dolgozunk. Mindegyik mag, amely 31 láb hosszú és 3 hüvelyk széles henger, olyan, mint egy könyv, amelynek információi szavakra történő fordításra várnak. Az újonnan megnyílt, sziklákkal és üledékekkel teli mag megtartása a Föld óceánjának fenekéből olyan, mintha egy ritka kincsesládát nyitna, amely rögzíti az idő múlását a Föld történetében.

Egy fél évszázad alatt a tudományos óceánfúrás bebizonyította a lemeztektonika elméletét, létrehozta a paleoceanográfia területét és újradefiniálta, hogyan tekintjük a Föld életét azáltal, hogy a mélytengeri bioszféra óriási változatosságát és élettartamát tárja fel. És még sok még tanulni kell.

A tudósok kibővítették az emberi ismereteket azáltal, hogy magmintákat fúrtak a világ óceáni medencéiből, de munkájuk messze nem történt meg.

{youtube}0nydKlpZdIU{/youtube}

Technológiai újítások

Két kulcsfontosságú újítás tette lehetővé a kutatóhajók számára, hogy a mély óceánok pontos helyeiről magmintákat vegyenek. Az első, amelyet dinamikus helyzetmeghatározásnak hívnak, lehetővé teszi az 471 lábú hajó számára, hogy rögzített helyzetben maradjon a magok fúrása és visszanyerése közben, egymás mellett, gyakran az 12,000 láb felett.

A horgonyzás ezen a mélységben nem valósítható meg. Ehelyett a műszaki szakemberek torpedó alakú műszert, úgynevezett transzpondert dobnak az oldalra. A hajótestére szerelt, jelátalakítónak nevezett eszköz akusztikus jelet küld a válaszadónak, amely válaszol. A fedélzeten lévő számítógépek kiszámítják ennek a kommunikációnak a távolságát és szögét. A hajótestén lévő tológépek manőverezik a hajót, hogy pontosan ugyanabban a helyen maradjon, szemben az áramlatok, a szél és a hullámok erőkkel.

Egy másik kihívás akkor merül fel, amikor a fúrófejeket ki kell cserélni működés közben. Az óceánkéreg olyan magmás kőzetből áll, amely már jóval a kívánt mélység elérése előtt elkopik.

Amikor ez megtörténik, a fúrószemélyzet a teljes fúrócsövet felveszi a felületre, új fúrót rögzít és ugyanahhoz a lyukhoz tér vissza. Ehhez a csövet egy tölcsér alakú visszatérő kúpba kell vezetni, amelynek szélessége kevesebb, mint 15 láb, és amelyet az óceán fenekébe helyeznek a fúrási lyuk szájához. A folyamat, amely volt először az 1970-ben készült, olyan, mint egy hosszú spagetti szál leengedése egy negyed hüvelyk széles tölcsérbe egy olimpiai úszómedence mély végén.

A lemeztektonika megerősítése

Amikor az 1968 - ben megkezdődött a tudományos óceánfúrás, a lemeztektonika aktív vita tárgya volt. Az egyik legfontosabb ötlet az volt, hogy új óceánkéreg jött létre a tengerfenék gerincén, ahol az óceáni tányérok elmozdultak egymástól, és a föld belső magmama hegesztett köztük. Ezen elmélet szerint a kéregnek új anyagnak kell lennie az óceángerinc csúcsán, és életkorának a csúcstól való távolsággal kell növekednie.

Az egyetlen módszer ennek bizonyítására az üledék és a kőzetmagok elemzése volt. Az 1968-1969 télen a Glomar Challenger hét helyszínt fúrott az Atlanti-óceán déli részén, az Egyesült Államok keleti és nyugati részén. Közép-atlanti gerinc. Mind az óceán fenekén lévõ sziklák, mind az azt követõ üledékek tökéletesen megegyezõen jöttek az elõrejelzésekkel, ami megerõsítette, hogy az óceánkéreg a gerincek mentén képzõdik, és a lemeztektonika helyes.

A föld története újjáépítése

A Föld története óceáni nyilvántartása folytonosabb, mint a földön lévő geológiai képződmények, ahol az erózió és a szél, a víz és a jég általi újratelepítés megzavarhatja a rekordot. A legtöbb óceáni helyszínen az üledéket részecskék által lerakják, a mikrofossziliált a mikrofosszilis részek képezik, és a helyükön maradnak, végül megbocsátják a nyomást, és kőssé alakulnak.

Az üledékben tartósított mikrofosszilek (plankton) gyönyörűek és informatívak, bár néhányuk kisebb, mint az emberi haj szélessége. A nagyobb növényi és állati kövületekhez hasonlóan a tudósok ezeket a finom kalcium- és szilíciumszerkezeteket felhasználhatják a múltbeli környezet rekonstruálására is.

A tudományos óceánfúrásnak köszönhetően tudjuk, hogy egy aszteroidacsapás után megölte az összes nem madár dinoszauruszot 66 millió évvel ezelőtt, az új élet években és az 30,000 években kolonizálta a kráter peremét egy teljes ökoszisztéma virágzott. Néhány mélytengeri szervezet egészen a meteorit ütésén keresztül élt.

Az óceánfúrások azt is megmutatták, hogy tízmillió évvel később óriási mennyiségű szénkibocsátás történt - valószínűleg a kiterjedt vulkáni tevékenység és a metán felszabadult olvadó metán hidrátok - hirtelen, intenzív melegítő eseményt vagy hipertermális eseményt okozott, az úgynevezett Paleocén-eocén termikus maximuma. Ezen epizód alatt az Északi-sarkvidék is elérte az országot 73 fokon át Fahrenheit fokon.

Az óceán ebből adódó savasodása a szénnek a légkörbe és az óceánba történő kibocsátása révén hatalmas oldódást és változást okozott a mély óceán ökoszisztémájában.

Ez az epizód lenyűgöző példa a gyors éghajlati felmelegedés hatására. A PETM során felszabaduló teljes szénmennyiség körülbelül megegyezik azzal a mennyiséggel, amelyet az emberek szabadítanak fel, ha a Föld összes fosszilis tüzelőanyag-tartalmát elégetjük. Fontos különbség azonban az, hogy a vulkánok és a hidrátok által felszabadított szén volt sokkal lassabban mint jelenleg fosszilis üzemanyagot bocsátunk ki. Így még drámaibb éghajlati és ökoszisztéma-változásokra számíthatunk, hacsak nem hagyjuk abba a szénkibocsátást.

Élet keresése az óceán üledékeiben

A tudományos óceánfúrás azt is kimutatta, hogy nagyjából vannak annyi sejt a tengeri üledékben, mint az óceánban vagy a talajban. Az expedíciók a mélyedésben üledékekben találtak életet az 8000 láb felett; a tengerfenék lerakódásaiban, amelyek 86 millió éves; és a az 140 fok Fahrenheit fok felett.

Ma az 23 nemzetek tudósai kutatásokat javasolnak és végeznek a Nemzetközi óceáni felfedező program, amely tudományos óceáni fúrást használ a tengerfenék üledékéből és kőzetéből származó adatok visszanyerésére, valamint az óceánfenék alatti környezet monitorozására. Coring új információkat termel a lemeztektonikáról, például az óceánkéreg kialakulásának összetettségéről és a mély óceánok sokféleségéről.

Ez a kutatás drága, technológiai és szellemi szempontból intenzív. De csak a mélytengeri felfedezés útján nyerhetjük vissza a birtokában lévő kincseket, és jobban megérthetjük szépségét és összetettségét.

A szerzőről

Suzanne O'Connell, a földtudomány és a környezettudomány professzora, Wesleyan Egyetem

Ezt a cikket újra kiadják A beszélgetés Creative Commons licenc alatt. Olvassa el a eredeti cikk.

Kapcsolódó könyvek

at InnerSelf Market és Amazon