Оцеан бушење: шта су научници открили 50 година касније

Запањујућа је али истинита чињеница да знамо више о површини Месеца него о Земљином дну океана. Много тога што знамо долази из научног бушења океана - систематског сакупљања узорака језгра из дубоког морског дна. Овај револуционарни процес почео је пре 50 година, када је брод за бушење Гломар Цхалленгер упловио у Мексички залив 11. августа 1968. године, на првој експедицији пројекта „Дубоко морско бушење“.

Године 1980. отишао сам на прву научну експедицију у оцеанима, а од тада сам учествовао у још шест експедиција на локације, укључујући далеки сјеверни Атлантик и море у Ведделлу на Антарктику. У мојој лабораторији, моји студенти и ја радимо са основним узорцима из ових експедиција. Свака од ових језгара, које су цилиндри дугачке 31 метар и ширине 3 инча, је као књига чије информације чекају да буду преведене ријечима. Држање новоотвореног језгра, испуњеног стијенама и седиментом са Земљиног дна оцеана, је као отварање ретке шкриње с благом која биљежи проток времена у повијести Земље.

Види такође: Експедиција у потопљеном „изгубљеном континенту“

Током више од пола века, научно бушење океана доказало је теорију тектонике плоча, створило поље палеоцеанографије и редефинисало начин на који посматрамо живот на Земљи откривајући огромну разноликост и обим живота у дубокој морској биосфери. И још много тога остаје да се научи.

Тецхнологицал Инноватионс

Две кључне иновације омогућиле су истраживачким бродовима да узму узорке језгра из прецизних локација у дубоким океанима. Први, познат као динамичко позиционирање, омогућава броду од 471 метра да остане фиксиран на свом месту док буши и обнавља језгре, један на врху сљедећег, често на преко 12.000 стопа воде.

Сидрење није изводљиво на овим дубинама. Уместо тога, техничари испуштају инструмент у облику торпеда који се зове транспондер преко бочне стране. Уређај који се зове трансдуктор, постављен на труп брода, шаље акустични сигнал транспондеру, који одговара. Рачунари на броду израчунавају удаљеност и кут ове комуникације. Потисници на трупу брода маневрирају брод како би остали на истој локацији, супротстављајући се силама струја, ветра и таласа.

Још један изазов се јавља када се бургије морају замијенити у средини. Кора океана је састављена од магматске стене која носи битове давно пре него што се достигне жељена дубина.

Када се то догоди, екипа за бушење доводи цијелу бушаћу цијев на површину, монтира нову бургију и враћа се у исту рупу. Ово захтева вођење цеви у љевкасто обликован повратни конус, ширине мање од 15 стопа, постављен на дно океана на ушћу бушотине. Процес, који је први пут остварен 1970. године, је као спуштање дугог праменова шпагета у лијевак ширине четврт инча на дубоком крају олимпијског базена.

Потврдјујуће тектонске плоче

Када је научно бушење океана почело 1968. године, теорија тектонике плоча била је предмет активне дебате. Једна од кључних идеја била је да је нова океанска кора створена на гребенима у морском дну, гдје су се оцеанске плоче одмицале једна од друге, а магма из унутрашњости Земље се скупила између њих. Према овој теорији, кора би требало да буде нови материјал на врху океана, а његово време би требало да се повећа са растојањем од грба.

Једини начин да се то докаже је анализа седимента и стијенских језгара. У зиму 1968-1969, Гломар Цхалленгер бушио је седам локација у јужном Атлантском океану на истоку и западу од гребена средњег Атлантика. И магматске стене океанског дна и прелазећи седименти старости стајали су у савршеном слагању са предвиђањима, потврђујући да се океанска кора формирала на гребенима и да је тектоника плоча била исправна.

Реконструкција историје Земље

Океански запис о Земљиној историји је непрекиднији од геолошких формација на копну, где ерозија и редепозиција ветром, водом и ледом могу пореметити рекорд. У већини локација на океанима седимент се наноси честицом, микрофосил микрофосила, и остаје на месту, на крају подлегне притиску и претвара се у стену.

Микрофосили (планктон) сачувани у седименту су лепи и информативни, иако су неки мањи од ширине људске косе. Као и већи фосили биљака и животиња, научници могу користити ове деликатне структуре калцијума и силиција за реконструкцију прошлих средина.

Захваљујући научном бушењу на океану, знамо да је након штрајка астероида убијено свих не-птичјих диносауруса прије 66 милиона година, нови живот је колонизирао руб кратера у року од неколико година, ау року од 30.000 година био је успјешан цијели екосустав. Неколико дубоких океанских организама живело је кроз метеоритски утицај.

Бушење океана је такође показало да је десет милиона година касније, масовно испуштање угљеника - вероватно из екстензивне вулканске активности и метана ослобођеног топљењем метан хидрата - изазвало нагли, интензивни загрејан догађај, или хипертермални, назван термални максимум палеоцен-еоцен. Током ове епизоде, чак је и Арктик достигао преко 73 степена Фаренхајта.

Резултујуће закисељавање океана од ослобађања угљеника у атмосферу и океан изазвало је масовно растварање и промену у екосистему дубоког океана.

Ова епизода је импресиван примјер утјецаја брзог климатског загријавања. Процењује се да је укупна количина угљеника ослобођена током ПЕТМ-а приближно једнака количини коју ће људи ослободити ако спалимо све резерве фосилних горива на Земљи. Ипак, важна разлика је у томе што је угљик ослобођен вулканима и хидратима био много спорији него што тренутно ослобађамо фосилна горива. Стога можемо очекивати још драматичније промјене климе и екосистема уколико не престанемо емитирати угљик.

Проналажење живота у оцеанским седиментима

Научна бушења на океану су такође показала да има приближно толико ћелија у морском седименту као у океану или у земљи. Експедиције су пронашле живот у седиментима на дубинама преко 8000 стопа; у наслагама морског дна старих 86 милиона година; и на температурама изнад 140 степени Фаренхајта.

Данас научници из 23 земље предлажу и спроводе истраживања кроз Међународни програм откривања океана, који користи научно бушење океана како би повратио податке из седимената и стијена морског дна и пратио окружења испод дна океана. Цоринг производи нове информације о тектоници плоча, као што су сложеност формирања коре океана и разноликост живота у дубоким океанима.

Ово истраживање је скупо, технолошки и интелектуално интензивно. Али само истражујући дубоко море можемо да повратимо благо које поседује и боље разумемо његову лепоту и комплексност.

Овај чланак је првобитно објављен на конверзацији Сузанне О'Цоннелл. Прочитајте оригинални чланак овде.