Atlandi ookeani põhjas asuvate kividesse puurimiseks murranguline reis on andnud teadlastele kõige parema pilgu, milline võiks maa välja näha selle koore all.

Teadlased on kogunud peaaegu katkematu 1268 meetri pikkuse rohelise, marmoristitaolise kivimi piirkonnast, kus Maa mantel-paks sisemine kiht, mis moodustab enam kui 80% planeedist-on tunginud ookeani põrandasse. Proovid, mis toimuvad 8. augustilTeaduson kirjeldatud, et annavad enneolematu ülevaate protsessidest, mis viivad kooriku moodustumiseni.

"Meil oli see lugu peas" selle kohta, millised sellised kivid pidid välja nägema, kuid see on täiesti erinev, kui "näete seda seal laual," ütleb Jaapani meremaa teaduse ja tehnoloogia agentuuri Yokohamas asuva Jaapani agentuuri Natsue Abe.

Ekspeditsiooni saavutused on "fantastiline verstapost", ütles Suurbritannia Southamptoni ülikooli meregeoloog Rosalind Coggon. "Ookeani puurimine pakub ainsa juurdepääsu proovidele sügavast maast, mis on meie planeedi moodustumise ja arengu mõistmiseks kriitilise tähtsusega."

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

Maa ookeaniline vahevöö - see kooriku tüüp, mida leidub peamiselt Maa merede all, mitte selle mandrite all - koosneb peamiselt tihedast, vulkaanilisest kivist, mida nimetatakse basalt. See on palju õhem ja noorem kui mandri koorik, kuna kivid on pidevalt tektooniliste plaatide liikumise kaudu ringlussevõetavad.

Basalt moodustub, kui Magma tõukab läbi allveelaevade lõhed piki ookeani servasid. Magma ise pärineb protsessist, mida nimetatakse osaliseks sulaks vahevöös - mis koosneb suuresti poolläbipaistvatest, rohelistest, magneesiumirikkadest mineraalidest. Kui materjal tõuseb vahevöös, langeb selle kohal olev rõhk, põhjustades mõne neist mineraalidest magma mikroskoopilisi kileid kivikristallide vahel.

Tavaliselt puhkeb ookeanipõrandale ainult magma. Kuid mõnes kohas viib Mantle Rock selle pinnale, kus see puutub mereveega kokku reaktsioonis, mida nimetatakse serpentinisatsiooniks. See muudab kivimi struktuuri - andes sellele marmoristitaolise välimuse - ja vabastab mitmesugused ained, sealhulgas vesinik.

Lihtne puurida

Külastas mais 2023Joides'i resolutsioonKoht, kus see juhtus: veealune mägi, mida nimetatakse Atlantise massiiviks, mis asub Atlandi ookeani ookeani keskosast läänes. 143 meetri pikkune laev on varustatud 62 meetri kõrguse kraanaga veealuse puurimiseks.

Pardal olnud teadlased otsustasid Kadunud linn puurimiseks massiivi lõunaküljel asuv asukoht. Piirkonda iseloomustavad hüdrotermilised tuulutusavad, milles mikroobsed ekstreemfiilid kasutavad põgenevat vesinikku.

"Plaanisime puurida ainult 200 meetrit, sest see oli kõige sügavam koht, kus inimesed olid kunagi suutnud mantli kivi puurida," ütleb Suurbritannia Cardiffi ülikooli petroloog Johan Lissenberg. Kuid puurimine oli tavapärasest üllatavalt lihtne ja kolm korda kiirem ning see naasis pikki, katkematuid kivisi silindreid, mida nimetatakse südamikeks. "Nii et otsustasime lihtsalt edasi minna," ütleb Lissenberg. Meeskond peatus alles siis, kui ekspeditsioon lõppes vastavalt oma ajakavale.

Teadlased on nüüd avaldanud oma esimesed tulemused. "See, mida me teatame, on sõna otseses mõttes see, mida saate laeval teha. 30 -st teadlasest koosnev meeskond, kes puhkeb päeval ja öösel kahe kuu jooksul, dokumenteerib, tollides tolli, kuidas nad ilmuvad."

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

Kui teadlased uurisid kivi struktuuri üksikasjalikult, märkasid nad "kaldus tunnuseid", mis on iseloomulik allkiri valitsevast teooriast, kuidas magma eraldub vahevööst, et saada kooriku osaks, väidab Lissenberg. Mantle kivi oli ka tuumade muud tüüpi kivimitega, mis viitab sellele, et vahevöökriisi piir pole nii terav, nagu tavaliselt vihjab, ütles Newarki Delaware'i ülikooli geokeemik Jessica Warren. Need tulemused on koos "üliolulised, kuidas mõistame ookeanides tektooniliste plaatide moodustumist", ütleb ta.

Ebakindel tulevik

Reis katab väärilise nelja kümnendi karjääriJoides'i resolutsioon, mille USA Riiklik Teadusfond (NSF) oli rendinud eraettevõttelt. Kuid NSF on teatanud, et ei saa enam endale lubada 72 miljonit dollarit aastas, kui see kulub laeva käitamiseks pärast IODP kohustuste täitmist ja programm lõpetatakse. See jätab mõned teadlased, eriti nende karjääri alguses, ebakindlaks valdkonna tuleviku osas, ütles Southamptoni ülikooli meregeoloog Aled Evans.

Geoteadlaste järelejäänud suur väljakutse on puurimine läbi basaltikihi ja üle kooriku piiri-mida nimetatakse Mohorovičići katkematuseks ehk “Moho”. See võimaldaks neil juurde pääseda Virgin Mantle kividele, mis pole mereveega reageerinud. "Me pole veel päris vahevöösse puuritud," ütleb Abe. Üllatavalt sujuv puurimine kadunud linnas on nende tulevaste katsete jaoks hästi tehtud Jaapani uurimisanumagaChikyuTa lisab, et saaks läbi viia. "Mantle kivid on kogu meie planeedi kõige tavalisem osa," ütleb Evans. "Nende proovivõtmine oleks ülioluline mõista, millest meie planeet on valmistatud."