Die wetenskaplike boorskip JOIDES Resolution arriveer in Honolulu na suksesvolle seetoetse en toetsing van wetenskaplike en boor toerusting. IODP, CC BY-ND

Dit is pragtig, maar waar Ons weet meer oor die oppervlak van die maan as oor die Aarde se oseaanvloer. Baie van wat ons weet, het gekom van wetenskaplike oseaanboring - die sistematiese versameling van kernmonsters uit die diep seebodem. Hierdie revolusionêre proses het 50 jaar gelede begin toe die boorskip Glomar Challenger op Augustus 11 op die eerste ekspedisie van die federale befondsing in die Golf van Mexiko geslinger het. Deep Sea Drilling Project.

Ek het op my eerste wetenskaplike oseaanboor-ekspedisie in 1980 gegaan en sedertdien aan ses ekspedisies deelgeneem aan plekke soos die Weddell See van die verre Noord-Atlantiese Oseaan en Antarctica. In my laboratorium werk my studente en ek met kernmonsters van hierdie ekspedisies. Elkeen van hierdie kerne, wat silinders 31 is lank en 3 duim wyd, is soos 'n boek waarvan die inligting wag om vertaal te word in woorde. Die hou van 'n nuwe oop kern, gevul met rotse en sediment van die Aarde se oseaanvloer, is om 'n skatkis te maak wat die verloop van tyd in die Aarde se geskiedenis registreer.

Oor die helfte van die eeu het wetenskaplike oseaanboring die teorie van plaattektoniek bewys, die gebied van paleoceanografie geskep en herdefinieer hoe ons die lewe op Aarde sien deur 'n enorme verskeidenheid en volume van die lewe in die diep mariene biosfeer te openbaar. En nog baie meer moet geleer word.

Wetenskaplikes het menslike kennis uitgebrei deur kernmonsters uit die wêreld se oseaanbekkens te boor, maar hul werk is ver van klaar.

{youtube}0nydKlpZdIU{/youtube}

Tegnologiese innovasies

Twee belangrike innovasies het dit moontlik gemaak vir navorsingskepe om kernmonsters van presiese plekke in die diepsee te neem. Die eerste, bekend as dinamiese posisionering, stel 'n 471-voet-skip in staat om vas te bly terwyl boor en herstel van kerne, een bo-op die volgende, dikwels in meer as 12,000-voetspore.

Verankering is nie haalbaar op hierdie dieptes nie. In plaas daarvan, tegnici drop 'n torpedo-vormige instrument genaamd 'n transponder oor die kant. 'N toestel wat 'n transducer genoem word, gemonteer op die skip se romp, stuur 'n akoestiese sein na die transponder, wat antwoord. Rekenaars aan boord bereken die afstand en die hoek van hierdie kommunikasie. Thrusters op die skip se romp maneuver die vaartuig om presies op dieselfde plek te bly, wat die kragte van strome, wind en golwe teenwerk.

Nog 'n uitdaging ontstaan ​​wanneer boorpunte mid-operasie vervang moet word. Die see se kors bestaan ​​uit stollingsgesteentes wat lang tyd voor die verlangde diepte afbreek.

Wanneer dit gebeur, bring die boorpersoneel die hele boorpyp na die oppervlak, bevestig 'n nuwe boorpunt en keer terug na dieselfde gaatjie. Dit vereis dat die pyp gelei word in 'n trechtervormige terugkeerkegel, minder as 15-voete wyd, wat in die bodem van die see in die mond van die boorgat geplaas word. Die proses, wat was eerste bereik in 1970, is soos die verlaging van 'n lang spaghetti-spiraal in 'n kwart duim-tregter by die diep einde van 'n Olimpiese swembad.

Bevestiging van plaattektoniek

Toe wetenskaplike oseaanboring in 1968 begin het, het die teorie van plaattektoniek was 'n onderwerp van aktiewe debat. Een van die belangrikste idees was dat nuwe oseenkors op riwwe in die seebodem geskep is, waar oseane plate van mekaar wegbeweeg en magma van die aarde se binnekant tussen hulle opgekom het. Volgens hierdie teorie behoort kors nuwe materiaal by die kruin van oseaan rante te wees, en die ouderdom moet met afstand van die kruin toeneem.

Die enigste manier om dit te bewys was deur die analise van sediment- en gesteentes. In die winter van 1968-1969 het die Glomar Challenger sewe plekke in die Suid-Atlantiese Oseaan oos en wes van die Mid-Atlantic Ridge. Beide die stollingsgesteentes van die oseaanvloer en die oorliggende sedimente wat in volmaakte ooreenstemming met die voorspellings was, het bevestig dat die oseenkors by die rante en plate-tektonies gevorm is.

Herontwerp van die aarde se geskiedenis

Die oseaanrekord van die Aarde se geskiedenis is meer deurlopend as geologiese formasies op land, waar erosie en herverdeling deur wind, water en ys die rekord kan ontwrig. In die meeste oseaanplekke word sediment deur deeltjies, mikrofossiele deur mikrofossiel, neergesit, en bly in plek, wat uiteindelik onder druk kom en in rots draai.

Mikrofossiele (plankton) bewaar in sediment is pragtig en insiggewend, alhoewel sommige kleiner is as die wydte van 'n menslike hare. Soos groter plant- en dierfossiele, kan wetenskaplikes hierdie delikate strukture van kalsium en silikon gebruik om vorige omgewings te rekonstrueer.

Danksy wetenskaplike oseaanboring weet ons dat na 'n asteroïed-staking vermoor alle nie-aviaire dinosourusse 66 miljoen jaar gelede, nuwe lewe het die kratervel binne jare en binne 30,000 jaar gekoloniseer 'n volle ekosisteem was bloeiend. 'N Paar diep oseaan organismes leef reg deur die meteoriet impak.

Oseaanboring het ook getoon dat tien miljoen jaar later, 'n massiewe afvoer van koolstof - waarskynlik van uitgebreide vulkaniese aktiwiteit en metaan vrygestel van smeltende metaanhidrate - veroorsaak 'n skielike, intense opwarmingsgebeurtenis, of hipertermaal, die Paleoseen-Eocene Termiese Maksimum. Gedurende hierdie episode het selfs die Arktiese gebied bereik oor 73 grade Fahrenheit.

Die gevolglike versuring van die oseaan van die vrystelling van koolstof in die atmosfeer en oseaan het groot dissolusie en verandering in die diepsee-ekosisteem veroorsaak.

Hierdie episode is 'n indrukwekkende voorbeeld van die impak van vinnige klimaatverwarming. Die totale hoeveelheid koolstof wat tydens die PETM vrygestel word, word na raming ongeveer gelyk aan die hoeveelheid wat mense sal vrylê as ons al die fossielbrandstofreserwes van die Aarde verbrand. Tog, 'n belangrike verskil is dat die koolstof vrygestel deur die vulkane en hidrate was teen 'n baie stadiger tempo as wat ons tans fossielbrandstof vrystel. So kan ons selfs meer dramatiese klimaats- en ekosisteemveranderinge verwag as ons nie meer koolstof uitlaat nie.

Vind die lewe in oseaan sedimente

Wetenskaplike oseaanboring het ook getoon dat daar ongeveer is soveel selle in mariene sediment as in die see of in die grond. Ekspedisies het die lewe in sedimente op dieptes gevind oor 8000 voete; in seebodemde deposito's wat 86 miljoen jaar oud; en by temperature bo 140 grade Fahrenheit.

Vandag stel wetenskaplikes van 23 nasies voor en doen navorsing deur die Internasionale Oseaan Discovery Program, wat gebruik maak van wetenskaplike oseaanboring om data van seebodemse sedimente en rotse te herstel en omgewings onder die oseaanvloer te monitor. Coring produseer nuwe inligting oor plate-tektoniek, soos die kompleksiteit van oseaankorsvorming en die diversiteit van die lewe in die diepsee.

Hierdie navorsing is duur, en tegnologies en intellektueel intens. Maar net deur die diepsee te verken, kan ons die skatte wat dit inneem, herstel en die skoonheid en kompleksiteit daarvan beter verstaan.

Oor Die Skrywer

Suzanne O'Connell, Professor van Aard- en Omgewingswetenskappe, Universiteit van Wesleyan

Hierdie artikel is gepubliseer vanaf Die gesprek onder 'n Creative Commons lisensie. Lees die oorspronklike artikel.

verwante Boeke

at InnerSelf Market en Amazon