ספינת הקידוח המדעית JOIDES Resolution מגיעה להונולולו לאחר ניסויים בים מוצלחים ובדיקת ציוד מדעי וקידוח. IODP, CC BY-ND

זה מהמם אבל נכון אנו יודעים יותר על פני הירח מאשר על קרקעית האוקיינוס ​​של כדור הארץ. חלק גדול ממה שאנחנו יודעים נובע מקידוח באוקיאנוס מדעי - אוסף שיטתי של דגימות ליבה מקרקעית הים העמוקה. תהליך מהפכני זה החל לפני 50 לפני שנים, כאשר ספינת הקידוח גלומאר צ'לנג'ר הפליגה למפרץ מקסיקו באוגוסט 11, 1968 במשלחת הראשונה של המימון הפדרלי במימון. פרויקט קידוח ים עמוק.

יצאתי למסע קידוחי האוקיינוס ​​המדעי הראשון שלי בשנת 1980, ומאז השתתפתי בשישה משלחות נוספות למקומות כולל צפון האוקיינוס ​​האטלנטי הרחוק וים וודל של אנטארקטיקה. במעבדה שלי התלמידים שלי ואני עובדים עם דגימות ליבה ממשלחות אלה. כל אחת מהליבות הללו, שאורכו גלילים באורך של 31 מטר ורוחב 3 אינץ ', דומה לספר שהמידע שלו ממתין לתרגום למילים. אחיזת גרעין חדש שנפתח, מלא סלעים ומשקעים מקרקעית האוקיאנוס של כדור הארץ, היא כמו פתיחת תיבת אוצר נדירה המתעדת את חלוף הזמן בהיסטוריה של כדור הארץ.

קידוח מדעי באוקיינוס ​​הוכיח במשך יותר ממאה שנים את התיאוריה של טקטוניקת צלחות, יצר את תחום הפליאוקיאוגרפיה והגדיר מחדש כיצד אנו רואים את החיים על פני כדור הארץ על ידי חשיפת מגוון עצום ונפח החיים בביוספרה הימית העמוקה. והרבה עוד נותר ללמוד.

מדענים הרחיבו את הידע האנושי על ידי קידוח דגימות ליבה מאגני האוקיינוס ​​בעולם, אך עבודתם רחוקה מלהושלם.

{youtube}0nydKlpZdIU{/youtube}

חידושים טכנולוגיים

שני חידושים מרכזיים אפשרו לספינות מחקר לקחת דגימות ליבה ממקומות מדויקים באוקיינוסים העמוקים. הראשונה, המכונה מיקום דינמי, מאפשרת לספינה של 471 רגל להישאר קבועה במקומה תוך קידוח ושחזור של ליבות, אחת על גבי השנייה, לרוב במעל 12,000 מטרים של מים.

העיגון אינו אפשרי בעומקים אלה. במקום זאת, טכנאים משליכים על הצד מכשיר בצורת טורפדו המכונה משדר. מכשיר שנקרא מתמר, רכוב על גוף האוניה, מעביר אות אקוסטי למשדר, שעונה. מחשבים על הסיפון מחשבים את המרחק והזווית של תקשורת זו. דחפי הגולן של הספינה מתמרנים את הכלי להישאר באותו מקום בדיוק, כנגד כוחות הזרמים, הרוח והגלים.

אתגר נוסף מתעורר כאשר יש צורך להחליף מקדחות באמצע הפעולה. קרום האוקיאנוס מורכב מסלע עוקצני שחובש חלקים הרבה לפני שמגיע לעומק הרצוי.

כאשר זה קורה, צוות המקדחה מביא את כל צינור המקדחה אל פני השטח, מעמיס מקדח חדש וחוזר לאותו חור. זה דורש כיוון שהצינור יהיה לתוך קונוס כניסה חוזר בצורת משפך, פחות מרוחב 15 רגל, ממוקם בתחתית האוקיאנוס בפתח חור הקידוח. התהליך, שהיה הושג לראשונה ב- 1970, זה כמו להוריד קווצת ספגטי ארוכה למשפך ברוחב סנטימטרים בקצה העמוק של בריכת שחייה אולימפית.

אישור טקטוניקת צלחות

כאשר החלה קידוח אוקיינוס ​​מדעי ב- 1968, התיאוריה של טקטוניקת צלחות היה נושא לוויכוח פעיל. רעיון מרכזי אחד היה שנוצר קרום אוקיינוס ​​חדש ברכסי קרקע הים, שם צלחות אוקיאניות התרחקו זו מזו ומגמה מהחלק הפנימי של האדמה הבריאה ביניהן. על פי תיאוריה זו, הקרום צריך להיות חומר חדש שבפסגת רכסי הים, וגילו צריך לגדול עם המרחק מהפסגה.

הדרך היחידה להוכיח זאת הייתה על ידי ניתוח משקעים וליבות סלע. בחורף 1968-1969 קידח המתמודד Glomar שבעה אתרים בדרום האוקיאנוס האטלנטי ממזרח וממערב ל רכס אמצע אטלנטי. גם הסלעים העגומים של קרקעית האוקיאנוס וגם משקעים העומדים על גדותיהם התיישבו באופן מושלם עם התחזיות, המאשרים כי קרום האוקיאנוס התהווה ברכסים וטקטוניקת הצלחות נכונה.

שחזור ההיסטוריה של כדור הארץ

תיעוד האוקיאנוס בתולדות כדור הארץ הוא רציף יותר מתצורות גיאולוגיות ביבשה, כאשר שחיקה והצבת מחדש על ידי רוח, מים וקרח יכולים לשבש את השיא. ברוב מיקומי האוקיאנוס משקעים מונחים חלקיקים על ידי חלקיק, מיקרו-פוסיל על ידי מיקרו-מאובן, ונשארים על מקומם, ובסופו של דבר נכנעים ללחץ והופכים לסלע.

מיקרו-מאובנים (פלנקטון) המשומרים במשקעים הם יפים ואינפורמטיביים, למרות שחלקם קטנים יותר מרוחב שיער אדם. כמו מאובנים צמחיים ובעלי חיים גדולים יותר, מדענים יכולים להשתמש במבנים העדינים הללו של סידן וסיליקון כדי לשחזר סביבות עבר.

בזכות קידוח מדעי באוקיאנוס אנו יודעים שאחרי שביתה של אסטרואידים הרג את כל הדינוזאורים שאינם העופות לפני 66 מיליון שנה, חיים חדשים הקימו את שפת המכתש תוך שנים, ותוך 30,000 שנים מערכת אקולוגית מלאה שגשגה. כמה אורגניזמים עמוקים בים חי ממש דרך השפעת המטאוריטים.

קידוח באוקיינוס ​​הראה גם כי עשרה מיליון שנים לאחר מכן, פריקה מסיבית של פחמן - ככל הנראה מ פעילות וולקנית ענפה ומתאן ששוחרר מ להמיס מתאן hydrates - גרמה לאירוע פתאומי, התחממות אינטנסיבי, או יתר-תרמי, שנקרא Paleocene-Eocene Maximal Thermal. במהלך פרק זה, אפילו הארקטי הגיע מעל 73 מעלות פרנהייט.

ההחמצה שהתקבלה כתוצאה מהאוקיאנוס משחרור הפחמן באטמוספרה ובאוקיאנוס גרמה לפירוק ושינוי מאסיבי במערכת האקולוגית של האוקיינוס ​​העמוק.

פרק זה הוא דוגמא מרשימה להשפעתה של התחממות האקלים המהירה. כמות הפחמן הכוללת שמשתחררת במהלך ה- PETM מוערכת בערך כשווה לכמות שאדם ישחרר אם נשרוף את כל מאגרי הדלק המאובנים של כדור הארץ. עם זאת, הבדל חשוב הוא שהפחמן ששוחרר על ידי הרי הגעש וההידרטים היה בקצב איטי בהרבה ממה שאנחנו משחררים כרגע דלק מאובנים. כך אנו יכולים לצפות לשינויים עוד יותר דרמטיים באקלים ובמערכת האקולוגית אלא אם נפסיק לפלוט פחמן.

מציאת חיים במשקעים בים

קידוחים מדעיים באוקיאנוס הראו שישנם בערך כמו תאים רבים במשקעים ימיים כמו באוקיאנוס או באדמה. משלחות מצאו חיים במשקעים בעומק מעל 8000 רגל; בפיקדונות קרקעית הים שהם בן 86 מיליון שנה; וב- טמפרטורות מעל 140 מעלות פרנהייט.

כיום מדענים ממדינות 23 מציעים ומבצעים מחקר דרך תכנית גילוי האוקיינוס ​​הבינלאומיתשמשתמש בקידוח מדעי באוקיאנוס כדי לשחזר נתונים משקעי רצפת קרקעית וסלעים וכדי לפקח על סביבות מתחת לקרקעית האוקיאנוס. קורינג מייצרת מידע חדש על טקטוניקת צלחות, כמו מורכבות היווצרות קרום האוקיאנוס, ומגוון החיים באוקיינוסים העמוקים.

מחקר זה הוא יקר, אינטנסיבי מבחינה טכנולוגית ואינטלקטואלית. אך רק על ידי סיור בים העמוק נוכל לשחזר את האוצרות שהוא מחזיק ולהבין טוב יותר את יופיו ומורכבותו.

על המחבר

סוזן אוקונל, פרופסור למדעי האדמה והסביבה, אוניברסיטת ווסליאן

מאמר זה פורסם מחדש מתוך שיחה תחת רישיון Creative Commons. קרא את ה מאמר מקורי.

ספרים קשורים

at InnerSelf Market ואמזון