Uraauurtava matka poratakseen Atlantin valtameren alaosassa oleviin kiviin on antanut tutkijoille parhaan välähdyksensä siihen, mikä maa saattaa näyttää kuoren alla.

Tutkijat ovat keränneet melkein katkeamattoman 1 268 metrin pituisen vihreän, marmorimaisen kallion näytteen alueelta, jolla maan vaippa-paksu, sisäkerros, joka muodostaa yli 80% planeetasta-on tunkeutunut valtameren lattiaan. Harjoitukset, jotka järjestetään 8. elokuutaTiedeon kuvattu tarjoamaan ennennäkemättömän kuvan prosesseista, jotka johtavat kuoren muodostumiseen.

"Meillä oli tämä tarina päässämme" siitä, miltä sellaisten kivien piti näyttää, mutta se on täysin erilainen, kun "näet sen siellä pöydällä", sanoo Yokohaman Japanin merenlähtötieteen ja tekniikan japanilaisen meren maantieteen ja tekniikan viraston petrologi.

Expeditionin saavutukset ovat "fantastinen virstanpylväs", sanoo Rosalind Coggon, Ison -Britannian Southamptonin yliopiston merigeologi. "Valtameren poraus tarjoaa ainoan pääsyn näytteisiin syvältä maan sisällä, jotka ovat kriittisiä planeettamme muodostumisen ja kehityksen ymmärtämiseksi."

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

Maan valtameren vaippa - kuoren tyyppi, joka löytyy pääasiassa maan merien alla kuin mantereiden alla - koostuu pääasiassa tiheästä, vulkaanista kalliota, jota kutsutaan basaltiksi. Se on paljon ohuempi ja nuorempi kuin mannermainen kuori, koska kivet kierrätetään jatkuvasti tektonisten levyjen liikkeiden kautta.

Basaltti muodostuu, kun magma työntyy sukellusveneiden halkeamien läpi puolivälissä sijaitsevan harjanteiden varrella. Itse magma tulee prosessista, jota kutsutaan osittaiseksi sulamiseksi vaippassa - joka koostuu suurelta osin läpikuultavasta, vihreästä, magnesiumrikkaasta mineraaleista. Kun materiaali nousee vaippaan, sen yläpuolella oleva paine laskee, aiheuttaen joidenkin näistä mineraaleista sulaa ja muodostaa magman mikroskooppisia kalvoja kivikiteiden välillä.

Yleensä vain magma purkautuu merenpohjaan. Mutta joissain paikoissa Mantle Rock pääsee myös pintaan, missä se joutuu kosketuksiin meriveden kanssa serpentinisoinnin nimessä. Tämä muuttaa kallion rakennetta - antaa sille marmorimaisen ulkonäön - ja vapauttaa erilaisia ​​aineita, mukaan lukien vety.

Helppo porata

Vieraili toukokuussa 2023LIIMES RESILOITTIAPaikka, jossa tämä tapahtui: Atlantis Massif -niminen vedenalainen vuori, joka sijaitsee Atlantin puolivälissä sijaitsevan harjanteen länsipuolella. 143 metrin pituinen laiva on varustettu 62 metrin korkealla nosturilla vedenalaisen porauksen vuoksi.

Aluksen tutkijat päättivät Kadonnut kaupunki Poraa, sijainti massifin eteläpuolella. Alueelle on ominaista hydrotermisiä tuuletusaukkoja, joissa mikrobien ääriliikkeet käyttävät poistuvaa vetyä.

"Suunnittelimme vain 200 metrin poraamista, koska se oli syvin paikka, jonka ihmiset olivat koskaan onnistuneet poraamaan Mantle Rockiin", kertoo Iso -Britannian Cardiffin yliopiston petrologi Johan Lissenberg. Mutta poraus oli yllättävän helppoa ja kolme kertaa tavallista nopeampaa, ja se palasi pitkiksi, katkaisemattomista sylintereistä, nimeltään ytimet. "Joten päätimme vain jatkaa", Lissenberg sanoo. Joukkue pysähtyi vasta, kun retkikunta päättyi aikataulunsa mukaan.

Tutkijat ovat nyt julkaissut ensimmäiset tuloksensa. "Mitä ilmoitamme, on kirjaimellisesti se, mitä voit tehdä laivalla. 30 kuukauden ajan ytimien yli ja yötä portavan 30 tutkijan ryhmä, dokumentoimalla tuumaa tuumaa, kuinka he tulevat esiin."

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

Kun tutkijat tutkivat kallion rakennetta yksityiskohtaisesti, he huomasivat "viistot piirteet", tyypillinen allekirjoitus vallitsevasta teoriasta siitä, kuinka magma erottuu vaippasta tullakseen osaksi kuoreen, Lissenberg sanoo. Vaippakivi oli myös keskellä muun tyyppisiä kallioita ytimissä, mikä viittaa siihen, että vaipan kannen raja ei ole niin terävä, kuten seismografiset tiedot yleensä viittaavat, sanoo Newarkin yliopiston geokemisti Jessica Warren. Nämä tulokset "ovat ratkaisevan tärkeitä siitä, kuinka ymmärrämme tektonisten levyjen muodostumisen valtamereihin", hän sanoo.

Epävarma tulevaisuus

Matka kattaa arvokkaan neljän vuosikymmenen uranLIIMES RESILOITTIA, jonka Yhdysvaltain kansallinen tiedesäätiö (NSF) oli vuokrannut yksityiseltä yritykseltä. Mutta NSF on ilmoittanut, että sillä ei ole enää varaa 72 miljoonaa dollaria vuodessa, kun laivan käyttö maksaa IDP -velvoitteidensa täyttämisen jälkeen ja että ohjelma lopetetaan. Se jättää joitain tutkijoita, etenkin uransa varhaisessa vaiheessa, epävarman kentän tulevaisuudesta, sanoo Southamptonin yliopiston merigeologi Aled Evans.

Jäljellä oleva ”suuri haaste” geotieteilijöille poraus on basalttisen kerroksen läpi ja kuoren ja kuoren rajan yli-nimeltään Mohorovičić-epäjatkuvuus tai “moho”. Tämän avulla he voisivat käyttää Virgin Mantle -kiviä, jotka eivät ole reagoineet meriveden kanssa. "Emme ole vielä poranneet oikeaan vaippaan", Abe sanoo. Japanin tutkimusaluksen yllättävän sujuva poraus Lost City Bodesissa näihin tuleviin yrityksiinChikyuVoidaan suorittaa, hän lisää. "Vaippakivet ovat koko planeettamme yleisin osa", Evans sanoo. "Niiden näytteenotto olisi olennaista ymmärtää, mistä planeettamme on tehty."