Пробиване в океана: Какво са открили учените 50 години по-късно

Зашеметяващо е, но е вярно, че знаем повече за повърхността на Луната, отколкото за океанското дъно на Земята. Голяма част от това, което знаем, идва от научното сондиране в океана - систематичното събиране на проби от ядрото от морското дъно. Този революционен процес започна преди 50 години, когато сондажът Glomar Challenger отплава в Мексиканския залив на 11 август 1968 г. по време на първата експедиция на проекта Deep Sea Drilling.

Отидох на първата ми научна експедиция за океански сондажи през 1980 г. и оттогава участвах в още шест експедиции на места, включително в далечния северен Атлантик и морето на Уедъл в Антарктика. В моята лаборатория учениците ми и аз работим с основни образци от тези експедиции. Всяка от тези ядра, които са цилиндри с дължина 31 фута и ширина 3 инча, е като книга, чиято информация чака да бъде преведена на думи. Задържането на новооткритото ядро, изпълнено с камъни и седименти от океанското дъно на Земята, е като отваряне на рядка кутия със съкровища, която отразява времето в историята на Земята.

Вижте също: Експедиция към потопена „загубен континент“ Зеландия - „успех“

В продължение на половин век научното сондиране в океана е доказало теорията за тектониката на плочите, създава полето на палеоокеанографията и предефинира начина, по който разглеждаме живота на Земята, като разкрива огромно разнообразие и обем на живот в дълбоката морска биосфера. И още много остава да се научи.

Технологични иновации

Две ключови нововъведения дадоха възможност на изследователските кораби да вземат проби от ядрото от прецизни местоположения в дълбоките океани. Първият, известен като динамично позициониране, позволява на кораба с дължина 471 фута да остане фиксиран на място, докато пробива и възстановява ядрата, един на върха на следващия, често на повече от 12 000 фута вода.

Закрепването не е възможно на тези дълбочини. Вместо това, техниците пускат инструмент с форма на торпедо, наречен транспондер. Устройство, наречено датчик, монтирано на корпуса на кораба, изпраща звуков сигнал към транспондера, който отговаря. Компютрите на борда изчисляват разстоянието и ъгъла на тази комуникация. Тъстерите на корпуса на кораба маневрират кораба да остане на точно същото място, противодействайки на силите на течения, вятър и вълни.

Друго предизвикателство възниква, когато свредлото трябва да бъде заменено в средата на работа. Кората на океана се състои от вулканична скала, която се скъсва дълго преди да се достигне желаната дълбочина.

Когато това се случи, екипажът пробива цялата пробивна тръба на повърхността, монтира ново свредло и се връща в същия отвор. Това изисква насочване на тръбата към конус за повторно влизане във фуния, по-малък от 15 фута широк, поставен в дъното на океана в отвора на пробиващия отвор. Процесът, който беше осъществен за първи път през 1970 г., е като спускането на дълга нишка спагети в четвърт инчов фуния в дълбокия край на олимпийския плувен басейн.

Потвърждаване на тектониката на пластината

Когато научното сондиране на океана започва през 1968 г., теорията за тектониката на плочите е предмет на активен дебат. Една от ключовите идеи беше, че новата океанска коричка е била създадена в хребетите в морското дъно, където океанските плочи се отдалечават една от друга и магмата от вътрешността на земята е залята между тях. Според тази теория, кора трябва да бъде нов материал на гребена на океанските хребети, а възрастта му да се увеличава с разстояние от гребена.

Единственият начин да се докаже това е чрез анализ на утайките и скалните ядра. През зимата на 1968-1969 г. Glomar Challenger проби седем места в южната част на Атлантическия океан на изток и на запад от Средноатлантическия хребет. Както магмените скали на океанското дъно, така и горните седименти остаряват в пълно съгласие с предсказанията, потвърждавайки, че океанската кора се е образувала в хребетите и тектониката на плочите е правилна.

Възстановяване на историята на Земята

Океанският запис на историята на Земята е по-непрекъснат от геоложките образувания на сушата, където ерозията и повторното отлагане от вятър, вода и лед могат да нарушат рекорда. В повечето океански райони седиментът се утаява чрез частици, микроизкопаеми от микроизкопаеми и остава на място, като накрая се поддава на натиск и се превръща в скала.

Микрофосили (планктон), съхранени в седимент, са красиви и информативни, въпреки че някои са по-малки от ширината на човешка коса. Подобно на по-големите вкаменелости от растения и животни, учените могат да използват тези деликатни структури от калций и силиций за възстановяване на минали среди.

Благодарение на научното сондиране в океана, ние знаем, че след атероидния удар, убил всички не-птичи динозаври преди 66 милиона години, новият живот колонизира краищата на кратера в рамките на години и в рамките на 30 000 години процъфтява пълна екосистема. Няколко дълбоки океански организми живееха през метеоритното въздействие.

Пробиването на океана показва също така, че десет милиона години по-късно масовото изхвърляне на въглерод - вероятно от обширна вулканична активност и метан, освободен от стопяването на метановите хидрати - предизвиква рязко, интензивно затопляне или хипертермално, наречено Палеоцен-еоценен топлинен максимум. По време на този епизод дори Арктика достига над 73 градуса по Фаренхайт.

Полученото подкиселяване на океана от освобождаването на въглерод в атмосферата и океана предизвика масивно разтваряне и промяна в дълбоката екосистема на океана.

Този епизод е впечатляващ пример за въздействието на бързото затопляне на климата. Изчислено е, че общото количество въглерод, освободено по време на PETM, е приблизително равно на количеството, което хората ще освободят, ако изгорим всички запаси от изкопаеми горива на Земята. Въпреки това, важна разлика е, че въглеродът, освободен от вулканите и хидратите, е с много по-бавна скорост, отколкото в момента изпускаме изкопаеми горива. Така можем да очакваме още по-драматични промени в климата и екосистемите, ако не спрем да излъчваме въглерод.

Намиране на живот в океанските седименти

Научният океански сондаж също показа, че има приблизително толкова клетки в морските седименти, колкото в океана или в почвата. Експедициите са намерили живот в седименти на дълбочина над 8000 фута; в находищата на морското дъно, които са на възраст 86 милиона години; и при температури над 140 градуса по Фаренхайт.

Днес учени от 23 държави предлагат и провеждат изследвания чрез Международната програма за откриване на океан, която използва научно сондиране на океана за възстановяване на данни от утайки и скали на морското дъно и за наблюдение на околната среда под дъното на океана. Coring произвежда нова информация за тектониката на плочите, като сложността на образуването на морска кора и разнообразието на живота в дълбоките океани.

Това изследване е скъпо, технологично и интелектуално интензивно. Но само чрез проучване на дълбокото море можем да възстановим съкровищата, които притежава и по-добре да разберем красотата и сложността му.

Тази статия първоначално е била публикувана на The Conversation от Suzanne O’Connell. Прочетете оригиналната статия тук.