Основно пътуване за пробиване в скали в дъното на Атлантическия океан даде на учените най -добрия си поглед, който все още може да изглежда Земята под своята кора.

Изследователите са събрали почти непрекъснато проба от 1,268 метра зелена скала, подобна на мрамор от регион, в който земната мантия-дебелия, вътрешен слой, който представлява повече от 80% от планетата-е проникнал в океанското дъно. Репетициите, които се провеждат на 8 августНаукаса описани дават безпрецедентен поглед върху процесите, които водят до образуване на коричка.

„Имахме тази история в главата си“ за това как трябваше да изглеждат подобни скали, но е напълно различно, когато „виждате го там на маса“, казва Нацуе Абе, петролог от Японската агенция за наука и технологии на морско земята в Йокохама.

Постиженията на експедицията са "фантастичен етап", казва Розалинд Коггон, морски геолог от Университета в Саутхемптън, Великобритания. „Океанското пробиване осигурява единствения достъп до проби от дълбоко в земята, които са от решаващо значение за разбирането на формирането и еволюцията на нашата планета.“

Scientists in hard hats and face masks examine core samles in a lab on board JOIDES Resolution research vessel

Земната океанска мантия - видът на коричката, открита предимно под земните морета, а не под континентите му - е съставена предимно от плътна, вулканична скала, наречена Базалт. Той е много по -тънък и по -млад от континенталната кора, защото скалите непрекъснато се рециклират чрез движенията на тектонските плочи.

Базалт се образува, когато магмата се изтласка през подводници по протежение на хребетите от средния океан. Самата магма идва от процес, наречен частично топене в мантията - който до голяма степен се състои от полупрозрачни, зелени, богати на магнезий минерали. Докато материалът се издига в мантията, налягането над него пада, причинявайки някои от тези минерали да се стопят и образуват микроскопични филми на магма между скалните кристали.

Обикновено само магма изригва на океанското дъно. Но на някои места Mantle Rock също го прави на повърхността, където влиза в контакт с морска вода в реакция, наречена серпентинизация. Това променя структурата на скалата - придавайки му вид мраморен вид - и освобождава различни вещества, включително водород.

Лесен за пробиване

Посетен през май 2023 г.Joides резолюцияМясто, където това се е случило: подводна планина, наречена масив Атлантида, разположен западно от билото на Средния океан на Атлантическия океан. Дългият кораб от 143 метра е оборудван с 62 метра кран за подводно сондиране.

Изследователите на борда решиха Изгубен град За пробиване, място от южната страна на масива. Районът се характеризира с хидротермални отвори, в които микробните екстремофили използват избягалия водород.

„Планирахме само да пробием 200 метра, защото това беше най -дълбокото място, което хората някога са успели да пробият в Mantle Rock“, казва Йохан Лисенберг, петролог от Кардифския университет, Великобритания. Но пробиването беше изненадващо лесно и три пъти по -бързо от обикновено и се върна дълги, непрекъснати цилиндри на скали, наречени ядра. „Така че просто решихме да продължим“, казва Лисенберг. Екипът спря едва когато експедицията приключи според графика си.

Сега изследователите са публикували първите си резултати. "Това, което съобщаваме, е буквално това, което можете да направите на кораба. Екип от 30 учени, преглеждащи ядрата ден и нощ в продължение на два месеца, документирайки, инч по инч, как се появяват."

Deep-sea drilling: Diagram showing how researchers on a ship drilled into rock that originated in the Earth's mantle.

Когато учените разгледаха подробно структурата на скалата, те забелязаха „наклонени черти“, характерен подпис на преобладаващата теория за това как Магма се отделя от мантията, за да стане част от коричката, казва Лисенберг. Скалата на Мантъл също беше пресечена с други видове скали в ядрата, което предполага, че границата на мантията на мантията не е толкова остра, колкото сеизмографските данни обикновено предполагат, казва Джесика Уорън, геохимистка в Университета в Делауеър в Нюарк. Тези резултати заедно „са от решаващо значение за това как разбираме образуването на тектонски плочи в океаните“, казва тя.

Несигурно бъдеще

Пътуването ограничава достойна кариера с четири десетилетия заJoides резолюция, която Националната научна фондация на САЩ (NSF) беше наела от частна компания. Но NSF обяви, че вече не може да си позволи 72 милиона долара годишно, че струва да управлява кораба, след като изпълни задълженията си за IODP и програмата ще бъде прекратена. Това оставя някои учени, особено тези в началото на кариерата си, несигурни за бъдещето на полето, казва Алед Евънс, морски геолог от Университета в Саутхемптън.

Оставащото „голямо предизвикателство“ за геолозите пробива през базалтовния слой и през границата на кората-манти-наречена мохоровичцич прекъсване, или „мохо“. Това би им позволило достъп до скали на Virgin Mantle, които не са реагирали с морска вода. „Още не сме пробили в истинската мантия“, казва Абе. Изненадващо гладкото сондиране в изгубения град е добре за тези бъдещи опити на изследователския кораб на ЯпонияЧикиуМоже да се извърши, добавя тя. „Мантийните скали са най -често срещаната част от цялата ни планета“, казва Евънс. „Вземането им на проби би било основно за разбирането на от какво е направена нашата планета.“