Az Atlanti -óceán alján lévő sziklákba fúrás úttörő útja a tudósok számára a legjobban bepillantást nyújtott arra, hogy a Föld miként néz ki a kéreg alatt.

A kutatók egy szinte megszakíthatatlan, 1 268 méter hosszú zöld, márványszerű kőzet mintát gyűjtöttek egy olyan régióból, ahol a Föld köpenye-a vastag, belső réteg, amely a bolygó több mint 80% -át teszi ki-behatolt az óceán fenekébe. A próbák, amelyek augusztus 8 -án zajlanakTudományA leírtak példátlan betekintést nyújtanak a kéregképződéshez vezető folyamatokba.

"Volt ez a történet a fejünkben" arról, hogy miként kellett kinézniük az ilyen szikláknak, de teljesen más, amikor "ott látja az asztalon"-mondja Natsue Abe, a Japán Tengeri Földtudományi és Technológiai Ügynökség petrológusa a Yokohama-ban.

Az expedíció eredményei "fantasztikus mérföldkő" - mondja Rosalind Coggon, az Egyesült Királyság Southamptoni Egyetem tengeri geológusa. "Az óceánfúrás az egyetlen hozzáférést biztosítja a földön belüli mély mintákhoz, amelyek kritikusak a bolygónk kialakulásának és fejlődésének megértése szempontjából."

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

A Föld óceáni köpenye - az a kéreg típusa, amelyet elsősorban a Föld tengere alatt találtak, nem pedig a kontinensei alatt - elsősorban sűrű, vulkáni kőzetből áll, Basalt. Sokkal vékonyabb és fiatalabb, mint a kontinentális kéreg, mivel a kőzetek folyamatosan újrahasznosítják a tektonikus lemezek mozgását.

A bazalt akkor alakul ki, amikor a Magma a tengeralattjáró repedésein keresztül lép fel a közép-óceáni gerincek mentén. Maga a magma a köpenyben részleges olvadásnak nevezett folyamatból származik - amely nagyrészt áttetsző, zöld, magnéziumban gazdag ásványi anyagokból áll. Ahogy az anyag emelkedik a köpenyben, a fölé esik a nyomás, és ezeknek az ásványoknak egy része megolvad és mikroszkopikus filmeket képez a kőzetkristályok között.

Általában csak a magma kitör az óceán fenekén. De egyes helyeken a Mantle Rock a felszínre is jut, ahol érintkezésbe kerül a tengervízzel egy szerpentinizációnak nevezett reakcióban. Ez megváltoztatja a kőzet szerkezetét - ez márványszerű megjelenést adva - és különféle anyagokat bocsát ki, beleértve a hidrogént is.

Könnyen fúrható

2023 májusában látogatottJoides felbontásEgy olyan hely, ahol ez történt: egy Atlantis Massif nevű víz alatti hegy, amely az Atlanti-óceán közepén található óceáni gerinctől nyugatra található. A 143 méter hosszú hajó 62 méter magas daruval van felszerelve a víz alatti fúrásokhoz.

A fedélzeten lévő kutatók úgy döntöttek, hogy Elveszett város fúrni, egy hely a tömeg déli oldalán. A régiót olyan hidrotermikus szellőzőnyílások jellemzik, amelyekben a mikrobiális extrémofilek használják a menekülési hidrogént.

"Csak 200 méter fúrást terveztünk, mert ez volt a legmélyebb hely, ahol az emberek valaha is sikerült fúrniuk a Mantle Rockba" - mondta Johan Lissenberg, az Egyesült Királyság Cardiff Egyetem petrológusa. De a fúrás meglepően könnyű és háromszor gyorsabb volt, mint általában, és visszatért a Cores nevű sziklahengerek hosszú, megszakítatlan hengereire. "Tehát csak úgy döntöttünk, hogy tovább megyünk" - mondja Lissenberg. A csapat csak akkor állt le, amikor az expedíció az ütemterv szerint véget ért.

A kutatók most közzétették első eredményeiket. "Amit szó szerint beszámolunk, az az, amit megtehetsz a hajón. Egy 30 tudósból álló csapat két hónapig éjjel -nappal a magok során piszkál, és hüvelykről hüvelyk, hogyan jönnek fel."

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

Amikor a tudósok részletesen megvizsgálták a Rock szerkezetét, észrevették a "ferde tulajdonságokat", a jellemző aláírást az uralkodó elméletről, hogy a Magma hogyan választ el a köpenytől, hogy a kéreg részévé váljon - mondja Lissenberg. A köpeny kőzetét a magokban más típusú kőzetek is átfutották, ami arra utal, hogy a köpenykéreg határ nem olyan éles, mint a szeizmográfiai adatok általában azt sugallják-mondja Jessica Warren, a Newark-i Delaware-i Egyetem geokémia. Ezek az eredmények együttesen „elengedhetetlenek ahhoz, hogy megértsük a tektonikus lemezek képződését az óceánokban” - mondja.

Bizonytalan jövő

Az utazás egy méltó négy évtizedes karriert kap aJoides felbontás, amelyet az Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Alapítvány (NSF) bérelt egy magánvállalattól. Az NSF azonban bejelentette, hogy már nem engedheti meg magának a hajó üzemeltetésének évente 72 millió dollárt, miután teljesíti a joDP -kötelezettségeit, és hogy a program megszűnik. Ez néhány tudósot, különösen a karrierjük korai szakaszában, bizonytalanul hagyja a terület jövőjét - mondja Aled Evans, a Southamptoni Egyetem tengeri geológusa.

A fennmaradó „Grand Challenge” a geoscientisták számára a bazaltikus rétegen és a kéreg-köpeny határán fúr, amelyet Mohorovičić folytonosságnak, vagy „Moho” -nak hívnak. Ez lehetővé tenné számukra, hogy hozzáférjenek a szűz köpeny kőzetekhez, amelyek nem reagáltak a tengervízzel. "Még nem fúrottunk be az igazi köpenybe" - mondja Abe. A Lost City meglepően sima fúrása jól jár a japán kutatóhajó jövőbeli kísérleteihezChikyuVégre lehet tenni - tette hozzá. "A köpeny kőzetek az egész bolygónk leggyakoribb része" - mondja Evans. "A mintavételük alapvető fontosságú lenne annak megértésében, hogy mi a bolygónk."