Forskere har boret seg i havbunnen i 50 år, og her er det de har funnet hittil

Forskere har boret seg i havbunnen i 50 år, og her er det de har funnet hittil

Det vitenskapelige boreskipet JOIDES Resolution kommer i Honolulu etter vellykkede sjøprøver og testing av vitenskapelig og borutstyr. IODP, CC BY-ND

Det er fantastisk, men sant det Vi vet mer om overflaten av månen enn om jordens havbunn. Mye av det vi vet, har kommet fra vitenskapelig havboring - den systematiske samlingen av kjerneprøver fra dyp havbunn. Denne revolusjonerende prosessen begynte 50 for år siden, da borefartøyet Glomar Challenger seilte inn i Mexicogolfen i august 11, 1968 på den første ekspedisjonen av den føderalt finansierte Deep Sea Drilling Project.

Jeg gikk på min første vitenskapelige havboringsekspedisjon i 1980, og siden da har han deltatt i seks flere ekspedisjoner til steder som inkluderer det nordlige Atlanterhavet og Antaractica's Weddell Sea. I laboratoriet jobber studentene mine og jeg med kjerneprøver fra disse ekspedisjonene. Hver av disse kjernene, som er sylindre 31 føtter lang og 3 inches bredt, er som en bok hvis informasjon venter på å bli oversatt til ord. Å holde en nyåpnet kjerne fylt med bergarter og sedimenter fra jordens havbunn, er som å åpne en sjelden skattekiste som registrerer tidens gang i jordens historie.

Over et halvt århundre har vitenskapelig havboring vist teorien om platetektonikk, skapt feltet paleoceanography og omdefinert hvordan vi ser livet på Jorden ved å avsløre et enormt utvalg og volum av livet i den dype, marine biosfæren. Og mye mer gjenstår å bli lært.

Forskere har utvidet menneskelig kunnskap ved å bore kjerneprøver fra verdens havområder, men deres arbeid er langt fra ferdig.

Teknologiske innovasjoner

To viktige innovasjoner gjorde det mulig for forskningsskip å ta kjerneprøver fra presise steder i de dype havene. Den første, kjent som dynamisk posisjonering, gjør det mulig å holde et 471-fotfartøy fast mens boring og gjenvinning av kjerner, en på toppen av det neste, ofte i over 12,000-føtter av vann.


Få det siste fra InnerSelf


Forankring er ikke mulig på disse dybder. I stedet faller teknikere et torpedoformet instrument kalt transponder over siden. En enhet som kalles en transduser, montert på skipets skrog, sender et akustisk signal til transponderen, som svarer. Datamaskiner om bord beregner avstanden og vinkelen til denne kommunikasjonen. Thrusters på skipets skrog manøvrere fartøyet for å holde seg i nøyaktig samme sted, motvirke krefter av strøm, vind og bølger.

En annen utfordring oppstår når borekronene må byttes midt i drift. Havskorpen er sammensatt av stiv sten som bærer biter ned lenge før ønsket dybde er nådd.

Når dette skjer, bringer borepersonalet hele borerøret til overflaten, monterer en ny borekrone og går tilbake til det samme hullet. Dette krever at røret ledes inn i en traktformet returkegle, mindre enn 15 føtter bred, plassert i bunnen av havet ved borehullets munn. Prosessen, som var først oppnådd i 1970, er som å senke en lang spaghetti-streng i en kvart-tommers trakt på den dype enden av et olympisk svømmebasseng.

Bekreft plate tektonikk

Når vitenskapelig havboring begynte i 1968, teorien om platetektonikk var gjenstand for aktiv debatt. En viktig ide var at ny havskorps ble skapt på ryggene i havbunnen, hvor sjøplater flyttet vekk fra hverandre og magma fra jordens indre brøt opp mellom dem. I følge denne teorien bør skorpe være nytt materiale ved toppen av havkanter, og alderen skal øke med avstand fra toppen.

Den eneste måten å bevise dette på, var ved å analysere sediment og bergarter. I vinteren 1968-1969 bor Glomar Challenger syv steder i Sør-Atlanterhavet i øst og vest for Midtatlantisk ås. Både havbunns grubbbare bergarter og overliggende sedimenter i alderen i perfekt avtale med forutsigelsene, bekrefter at havskorpen dannet seg på kantene og platetektonikken var riktig.

Rekonstruere jordens historie

Havrekordet til jordens historie er mer kontinuerlig enn geologiske formasjoner på land, hvor erosjon og omplassering av vind, vann og is kan forstyrre posten. I de fleste havområder legges sediment ned partikkel av partikkel, mikrofossil av mikrofossil, og forblir på plass, til slutt bukker for trykk og blir til stein.

Mikrofossiler (plankton) bevart i sediment er vakre og informative, selv om noen er mindre enn bredden av et menneskehår. Som større planter og dyr fossiler kan forskere bruke disse delikate strukturer av kalsium og silisium til å rekonstruere tidligere miljøer.

Takket være vitenskapelig havboring vet vi at etter en asteroide streik drepte alle ikke-aviøse dinosaurer 66 millioner år siden, nytt liv koloniserte kraterfeltet innen år, og innen 30,000 år Et fullt økosystem var blomstrende. Noen dype havorganismer levde rett gjennom meteorittpåvirkningen.

Havboring har også vist at ti millioner år senere, en massiv utslipp av karbon - sannsynligvis fra omfattende vulkansk aktivitet og metan frigjort fra smelte metanhydrater - forårsaket en brå, intens oppvarming hendelse, eller hyperthermal, kalt Paleocene-Eocene Termisk Maksimal. I løpet av denne episoden nådde selv arktikken over 73 grader Fahrenheit.

Den resulterende forsuring av havet fra utslipp av karbon til atmosfæren og havet forårsaket massiv oppløsning og forandring i det dype havsøkosystemet.

Denne episoden er et imponerende eksempel på virkningen av rask klimaoppvarming. Den totale mengden karbon som slippes ut under PETM, anslås å være omtrent lik den mengden mennesker vil frigjøre hvis vi brenner alle jordens fossile brenselreserver. Likevel er en viktig forskjell at karbon utgitt av vulkanene og hydrater var i en mye langsommere takt enn vi slipper for tiden fossilt brensel. Dermed kan vi forvente enda mer dramatiske klima- og økosystemendringer, med mindre vi slutter å slippe ut karbon.

Å finne liv i havets sedimenter

Vitenskapelig havboring har også vist at det er omtrent så mange celler i marine sedimenter som i havet eller i jord. Ekspedisjoner har funnet livet i sedimenter i dybden over 8000 føtter; i havbunnen innskudd som er 86 millioner år gammel; og på temperaturer over 140 grader Fahrenheit.

I dag foreslår forskere fra 23-nasjoner og gjennomfører forskning gjennom Internasjonalt Ocean Discovery Program, som bruker vitenskapelig havboring til å gjenopprette data fra sjøbunnsedimenter og bergarter og overvåke miljøer under havbunnen. Coring produserer ny informasjon om platetektonikk, for eksempel kompleksiteten av havskorpsdannelse og mangfoldet av liv i de dype havene.

Denne forskningen er dyr, og teknologisk og intellektuelt intens. Men bare ved å utforske dyphavet kan vi gjenopprette de skatter de har og forstå bedre skjønnhet og kompleksitet.Den Conversation

Om forfatteren

Suzanne O'Connell, professor i jord- og miljøvitenskap, Wesleyan University

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.

Relaterte bøker

{amazonWS: searchindex = Bøker; søkeord = boring havbunn; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

følg InnerSelf på

facebook-ikonettwitter-iconrss-ikonet

Få den siste via e-post

{Emailcloak = off}