Các nhà khoa học đã đi sâu vào đáy đại dương trong nhiều năm 50 và đây là những gì họ đã tìm thấy cho đến nay

Các nhà khoa học đã đi sâu vào đáy đại dương trong nhiều năm 50 và đây là những gì họ đã tìm thấy cho đến nay

Tàu khoan khoa học JOIDES Nghị quyết đến Honolulu sau khi thử nghiệm thành công trên biển và thử nghiệm thiết bị khoa học và khoan. IODP, CC BY-ND

Thật tuyệt vời nhưng sự thật là chúng ta biết nhiều hơn về bề mặt của mặt trăng hơn là về đáy đại dương của Trái đất. Phần lớn những gì chúng ta biết đã đến từ khoan đại dương khoa học - bộ sưu tập có hệ thống các mẫu lõi từ đáy biển sâu. Quá trình mang tính cách mạng này đã bắt đầu 50 từ nhiều năm trước, khi tàu khoan Glomar Challenger đi thuyền vào Vịnh Mexico vào tháng 8 11, 1968 trong chuyến thám hiểm đầu tiên của liên bang được tài trợ Dự án khoan biển sâu.

Tôi đã thực hiện chuyến thám hiểm khoan đại dương khoa học đầu tiên của mình ở 1980, và kể từ đó đã tham gia thêm sáu chuyến thám hiểm tới các địa điểm bao gồm Biển Weddell ở Bắc Đại Tây Dương và Nam Cực. Trong phòng thí nghiệm của tôi, sinh viên của tôi và tôi làm việc với các mẫu cốt lõi từ các cuộc thám hiểm này. Mỗi lõi này, có hình trụ dài 31 và chân 3 rộng, giống như một cuốn sách có thông tin đang chờ được dịch thành lời. Giữ một lõi mới mở, chứa đầy đá và trầm tích từ đáy đại dương của Trái đất, giống như mở một rương kho báu hiếm hoi ghi lại thời gian trôi qua trong lịch sử Trái đất.

Trong hơn nửa thế kỷ, khoan đại dương khoa học đã chứng minh lý thuyết về kiến ​​tạo mảng, tạo ra lĩnh vực cổ sinh vật học và định nghĩa lại cách chúng ta nhìn sự sống trên Trái đất bằng cách tiết lộ một lượng lớn và khối lượng sự sống trong sinh quyển biển sâu. Và nhiều hơn nữa vẫn còn phải học.

Các nhà khoa học đã mở rộng kiến ​​thức của con người bằng cách khoan các mẫu lõi từ các lưu vực đại dương của thế giới, nhưng công việc của họ còn lâu mới hoàn thành.

Đổi mới công nghệ

Hai sáng kiến ​​quan trọng giúp các tàu nghiên cứu có thể lấy các mẫu cốt lõi từ các vị trí chính xác trong đại dương sâu. Đầu tiên, được gọi là định vị động, cho phép một con tàu chân 471 giữ cố định tại chỗ trong khi khoan và phục hồi lõi, một trên đỉnh tiếp theo, thường ở trên nước 12,000.


Nhận thông tin mới nhất từ ​​Nội tâm


Neo không khả thi ở những độ sâu này. Thay vào đó, các kỹ thuật viên thả một dụng cụ hình ngư lôi gọi là transponder qua một bên. Một thiết bị được gọi là đầu dò, được gắn trên thân tàu, gửi tín hiệu âm thanh đến bộ phát đáp, trả lời. Máy tính trên tàu tính toán khoảng cách và góc của giao tiếp này. Các máy đẩy trên thân tàu điều khiển tàu ở cùng một vị trí, chống lại các lực của dòng hải lưu, gió và sóng.

Một thách thức khác phát sinh khi các mũi khoan phải được thay thế giữa hoạt động. Lớp vỏ của đại dương bao gồm đá lửa làm mòn các bit từ lâu trước khi đạt được độ sâu mong muốn.

Khi điều này xảy ra, đội khoan mang toàn bộ ống khoan lên bề mặt, gắn một mũi khoan mới và trở về cùng một lỗ. Điều này đòi hỏi phải dẫn đường ống vào một hình nón tái nhập hình phễu, rộng hơn chân 15, được đặt dưới đáy đại dương ở miệng lỗ khoan. Quá trình, đó là lần đầu tiên hoàn thành trong 1970, giống như hạ một sợi mì spaghetti dài xuống một cái phễu rộng một phần tư inch ở cuối sâu của một bể bơi Olympic.

Khẳng định kiến ​​tạo mảng

Khi khoan đại dương khoa học bắt đầu ở 1968, lý thuyết về kiến tạo địa tầng là một chủ đề tranh luận tích cực. Một ý tưởng quan trọng là lớp vỏ đại dương mới được tạo ra tại các rặng dưới đáy biển, nơi các mảng đại dương di chuyển ra xa nhau và magma từ bên trong trái đất nằm giữa chúng. Theo lý thuyết này, lớp vỏ phải là vật liệu mới ở đỉnh của các rặng đại dương và tuổi của nó sẽ tăng lên theo khoảng cách từ đỉnh.

Cách duy nhất để chứng minh điều này là bằng cách phân tích trầm tích và lõi đá. Vào mùa đông của 1968-1969, Glomar Challenger đã khoan bảy địa điểm ở Nam Đại Tây Dương ở phía đông và phía tây của Dãy núi trung du đại dương. Cả những tảng đá khổng lồ dưới đáy đại dương và trầm tích quá mức phù hợp hoàn toàn với dự đoán, xác nhận rằng lớp vỏ đại dương đang hình thành tại các rặng núi và kiến ​​tạo mảng là chính xác.

Tái thiết lịch sử trái đất

Kỷ lục đại dương về lịch sử Trái đất liên tục hơn các thành tạo địa chất trên đất liền, nơi xói mòn và tái định vị bởi gió, nước và băng có thể phá vỡ kỷ lục. Ở hầu hết các vị trí đại dương, trầm tích được đặt xuống từng hạt, microfossil bằng microfossil, và giữ nguyên vị trí, cuối cùng chịu khuất phục trước áp lực và biến thành đá.

Các vi sinh vật (sinh vật phù du) được bảo quản trong trầm tích rất đẹp và nhiều thông tin, mặc dù một số nhỏ hơn chiều rộng của một sợi tóc người. Giống như hóa thạch thực vật và động vật lớn hơn, các nhà khoa học có thể sử dụng các cấu trúc tinh tế của canxi và silicon để tái tạo lại môi trường trong quá khứ.

Nhờ khoan đại dương khoa học, chúng ta biết rằng sau một cuộc tấn công tiểu hành tinh giết tất cả những con khủng long không phải là gia cầm 66 triệu năm trước, cuộc sống mới xâm chiếm vành miệng núi lửa trong vòng vài năm và trong vòng năm 30,000 một hệ sinh thái đầy đủ đã phát triển mạnh. Một vài sinh vật biển sâu sống ngay qua tác động của thiên thạch.

Khoan đại dương cũng đã chỉ ra rằng mười triệu năm sau, một lượng lớn carbon thải ra - có thể là từ hoạt động núi lửa rộng lớn và khí mêtan được giải phóng từ tan chảy metan hydrat - gây ra một sự kiện nóng lên đột ngột, dữ dội hoặc siêu nhiệt, được gọi là Nhiệt lượng tối đa Paleocen-Eocen. Trong tập phim này, ngay cả Bắc Cực cũng đạt được trên 73 độ Fahrenheit.

Kết quả axit hóa đại dương từ việc giải phóng carbon vào khí quyển và đại dương đã gây ra sự hòa tan và thay đổi lớn trong hệ sinh thái đại dương sâu thẳm.

Tập phim này là một ví dụ ấn tượng về tác động của sự nóng lên của khí hậu nhanh chóng. Tổng lượng carbon được giải phóng trong PETM được ước tính bằng với lượng mà con người sẽ giải phóng nếu chúng ta đốt cháy tất cả các dự trữ nhiên liệu hóa thạch của Trái đất. Tuy nhiên, một sự khác biệt quan trọng là carbon được giải phóng bởi núi lửa và hydrat là với tốc độ chậm hơn nhiều hơn chúng ta hiện đang phát hành nhiên liệu hóa thạch. Do đó, chúng ta có thể mong đợi những thay đổi khí hậu và hệ sinh thái mạnh mẽ hơn nữa trừ khi chúng ta ngừng phát thải carbon.

Tìm kiếm sự sống trong trầm tích đại dương

Khoan đại dương khoa học cũng đã chỉ ra rằng có khoảng nhiều tế bào trong trầm tích biển như trong đại dương hoặc trong đất. Các cuộc thám hiểm đã tìm thấy sự sống trong trầm tích ở độ sâu trên chân 8000; trong tiền gửi dưới đáy biển đó là 86 triệu năm tuổi; và tại nhiệt độ trên 140 độ Fahrenheit.

Ngày nay các nhà khoa học từ các quốc gia 23 đang đề xuất và tiến hành nghiên cứu thông qua Chương trình khám phá đại dương quốc tế, trong đó sử dụng khoan đại dương khoa học để phục hồi dữ liệu từ trầm tích và đá dưới đáy biển và giám sát môi trường dưới đáy đại dương. Coring đang tạo ra thông tin mới về kiến ​​tạo mảng, chẳng hạn như sự phức tạp của sự hình thành lớp vỏ đại dương và sự đa dạng của sự sống trong các đại dương sâu.

Nghiên cứu này là tốn kém, và mạnh mẽ về công nghệ và trí tuệ. Nhưng chỉ bằng cách khám phá biển sâu, chúng ta mới có thể phục hồi những kho báu mà nó nắm giữ và hiểu rõ hơn về vẻ đẹp và sự phức tạp của nó.Conversation

Giới thiệu về Tác giả

Suzanne O'Connell, Giáo sư Khoa học Trái đất & Môi trường, Đại học Wesleyan

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan

{amazonWS: searchindex = Books; Keywords = khoan đáy đại dương; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

theo dõi Nội bộ trên

facebook-iconbiểu tượng twitterbiểu tượng rss

Nhận tin mới nhất qua email

{Emailcloak = off}

ĐỌC MOST