No Zemes jakas atklājies visdziļākie klints mēģinājumi

Regulārā ekskursija, kurā tika urbts Atlantijas okeāns, ir devis zinātniekiem labāko ieskatu par to, kā zeme varētu izskatīties zem tās garozas.

Pētnieki ir noņēmuši gandrīz nepārtrauktu 1,268 metru garo zaļu, marmora līdzīgu klinšu paraugu no reģiona, kurā Zemes mantija -biezais, iekšējais slānis, kas ir vairāk nekā 80% no planētas -ir nospiests jūras grīda. Paraugi, kas aprakstīti 8. augustā Science , piedāvā nepieredzētu ieskatu procesos, kas noved pie garozas veidošanās

"Mums galvā bija šis stāsts" kā vajadzētu izskatīties šādiem akmeņiem, bet tas ir pilnīgi atšķirīgi, ja "jūs to varat redzēt uz galda tur," saka Natsue Abe, Japānas Jūras Zinātnes un tehnoloģijas aģentūras Petrologs Jokohamā.

Ekspedīcijas sasniegumi ir "fantastisks pavērsiens", saka Rosalind Coggon, Sauthemptonas Universitātes Lielbritānijas Jūras ģeologs. "Okeāna urbšana piedāvā vienīgo piekļuvi paraugiem no dziļas Zemes iekšpuses, kas ir izšķiroši, lai izprastu mūsu planētas izcelsmi un attīstību."

Okeāna zemes apvalks - garozas veids, ko galvenokārt var atrast zem zemes okeāniem, nevis zem to kontinentiem - galvenokārt sastāv no blīvām, vulkāniskām iežiem, ko sauc par bazaltu. Tas ir daudz plānāks un jaunāks par kontinentālo garozu, jo klintis nepārtraukti pārstrādā tektonisko plākšņu kustības.

Bazalts rodas, kad Magma piespiež Tuvo okeānu atpakaļ caur zemu. Pati magma nāk no procesa, kas ir pazīstams kā daļēja kausēšana mētelī - kas galvenokārt sastāv no caurspīdīgiem, zaļiem, magnija bagātajiem minerāliem. Kamēr materiāls paaugstinās mētelī, spiediens tam samazinās, kas nozīmē, ka daži no šiem minerāliem izkausē un veido mikroskopiskas filmas, kas izgatavotas no magmas starp klinšu kristāliem.

Parasti jūras grīdā iekļūst tikai magma. Bet dažās vietās tas izdodas arī uz virsmas, kur tas nonāk saskarē ar jūras ūdeni reakcijā, ko sauc par serpentīnizāciju. Tas maina klinšu struktūru - piešķir tai marmoram līdzīgu izskatu - un izdala dažādas vielas, ieskaitot ūdeņradi.

Viegli urbt

2023. gada maijā JOIDES REZULTĀTI apmeklēja vietu, kur tas ir noticis: Unterwasserberg ar nosaukumu Atlantis Massif, kas atrodas uz rietumiem no Atlantijas okeāna centrālā okeāna aizmugures. 143 metru garais kuģis ir aprīkots ar 62 metru augstu celtni zemūdens urbšanai.

Pētnieki uz kuģa nolēma pazuda pilsēta līdz urbumam, kas atrodas uz datu kategoriju. masīvs. Reģionu veido hidrotermiski avoti, kuros mikrobu ekstremofili izmanto ārējo ūdeņradi.

"Mēs bijām plānojuši urbt tikai 200 metrus, jo tā bija visdziļākā vieta, kur cilvēkiem jebkad bija izdevies urbt Coat Rock," saka Johans Lissenbergs, Lielbritānijas Kārdifas universitātes petrologs. Bet urbšana bija pārsteidzoši vienkārša un trīs reizes ātrāka nekā parasti, un tika piedēvēti gari, nepārtraukti klinšu cilindri, kurus sauc par Kerne. "Tāpēc mēs vienkārši nolēmām turpināt," saka Lissenbergs. Komanda apstājās tikai tad, kad ekspedīcija beidzās saskaņā ar savu grafiku.

Pētnieki tagad ir publicējuši savus pirmos rezultātus. "Tas, ko mēs ziņojam, ir burtiski tas, ko jūs varat darīt uz kuģa. 30 Zinātnieku komanda, kas divus mēnešus audzē virs kodoliem un dokumentē to centimetros, kā viņi nāk klajā."

Kad zinātnieki detalizēti pārbaudīja klinšu struktūru, viņi atrada "dīvainas īpašības", kas ir raksturīgs dominējošās teorijas paraksts, kā magma atdalās no mēteļa, lai kļūtu par garozas daļu, saka Lissenbergs. Mēteļa klints tika savstarpēji savienots ar cita veida klinšu veidiem kodolos, kas norāda, ka mēteļa garozas robeža parasti nav tik asa, kā parasti ierosina seismogrāfiski dati, saka Džesika Vorena, Delavēras universitātes ģeoķīme Ņūarkā. Šie rezultāti kopā "ir izšķiroši svarīgi, kā mēs saprotam tektonisko plākšņu izveidi okeānos", viņa saka.

Neskaidra nākotne

Ekskursija kronēja cienīgu četru gadu desmitu ilgu karjeru Yoid Resolution , kuru ASV Nacionālais zinātnes fonds (NSF) bija īrējis privāts uzņēmums. Bet NSF ir paziņojis, ka tas vairs nevar veikt 72 miljonus dolāru gadā, ka kuģa operācijas izmaksas pēc IODP saistību izpildīšanas un ka programma tiek pārtraukta. Tas atstāj dažus zinātniekus, it īpaši agrīnās karjeras līmeņus, kas nav skaidrs par lauka nākotni, saka Aleds Evanss, Sauthemptonas universitātes jūras ģeologs.

Atlikušais "liels izaicinājums" ģeozinātniekiem ir urbt caur bazalta slāni un pāri robežai starp garozu un apvalku, ko sauc par Mohorovičić dezinitāti vai "Moho". Tas viņiem ļautu piekļūt Virgin Coat Rock, kas nereaģēja ar jūras ūdeni. "Mēs vēl neesam urbti īstajā mētelī," saka Abe. Pārsteidzoši vienmērīgā urbšana zaudētajai pilsētai norāda uz šiem nākotnes mēģinājumiem, kurus varētu veikt pētniecības kuģis Japānas chikyū . "Mantel ieži ir visizplatītākā visas mūsu planētas sastāvdaļa," saka Evanss. "Viņu mēģinājumiem būtu būtiska nozīme, lai saprastu, no kā ir izgatavota mūsu planēta."

1. Lissenberg, C. J. et al. Science 385 , 623–629 (2024).

   Google Scholar

Download references