O călătorie inovatoare pentru a face foraj în stânci din partea de jos a Oceanului Atlantic le -a oferit oamenilor de știință cele mai bune imagini, dar în ceea ce ar putea arăta pământul sub crusta sa.

Cercetătorii au colectat o probă aproape neîntreruptă de 1.268 de metri lungime de rocă verde, asemănătoare cu marmură, dintr-o regiune în care mantaua Pământului-stratul gros și interior care constituie mai mult de 80% din planetă-a pătruns în fundul oceanului. Repetițiile, care au loc pe 8 augustŞtiinţăau fost descrise să ofere o perspectivă fără precedent asupra proceselor care duc la formarea crustei.

„Am avut această poveste în capul nostru” despre cum ar trebui să arate astfel de stânci, dar este complet diferit atunci când „o vezi acolo pe o masă”, spune Natsue Abe, petrolog la Agenția Japoniei pentru știința și tehnologia Marine-Earth din Yokohama.

Realizările expediției sunt o „etapă fantastică”, spune Rosalind Coggon, un geolog marin la Universitatea din Southampton, Marea Britanie. „Forajul oceanului oferă singurul acces la eșantioane din adâncime din pământ, care sunt esențiale pentru înțelegerea formării și evoluției planetei noastre.”

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

Mantaua oceanică a Pământului - tipul de crustă găsit în primul rând sub mările Pământului, mai degrabă decât sub continentele sale - este compusă în principal din rocă vulcanică densă, numită Basalt. Este mult mai subțire și mai tânără decât crusta continentală, deoarece rocile sunt reciclate continuu prin mișcările plăcilor tectonice.

Basalt se formează atunci când Magma se împinge prin fisuri submarine de-a lungul crestelor din mijlocul oceanului. Magma în sine provine dintr -un proces numit topirea parțială în manta - care este în mare parte alcătuită din minerale translucide, verzi, bogate în magneziu. Pe măsură ce materialul crește în manta, presiunea de deasupra acesteia scade, determinând unele dintre aceste minerale să se topească și să formeze filme microscopice de magmă între cristale de rocă.

În mod normal, doar magma izbucnește pe fundul oceanului. Dar, în unele locuri, Mantle Rock o face și la suprafață, unde intră în contact cu apa de mare într -o reacție numită serpentinizare. Acest lucru schimbă structura rocii - oferindu -i un aspect asemănător marmurii - și eliberează diverse substanțe, inclusiv hidrogenul.

Ușor de forat

Vizitat în mai 2023Rezoluția JoidesUn loc în care s-a întâmplat acest lucru: un munte subacvatic numit Masivul Atlantis, situat la vest de Mid-Ocean Ridge of the Atlantic. Nava lungă de 143 de metri este echipată cu o macara mare de 62 de metri pentru foraj subacvatic.

Cercetătorii de la bord au decis să Orașul pierdut Pentru a găuri, o locație pe partea de sud a masivului. Regiunea se caracterizează prin orificii hidrotermale în care extremfilii microbieni folosesc hidrogenul scăpat.

„Ne -am propus doar să găuriți 200 de metri, deoarece acesta a fost cel mai profund loc pe care oamenii au reușit vreodată să -l forace în Mantle Rock”, spune Johan Lissenberg, petrolog la Universitatea Cardiff, Marea Britanie. Dar forajul a fost surprinzător de ușor și de trei ori mai rapid decât de obicei și a revenit cilindri lungi și neîntrerupți de rocă numite nuclee. „Așa că am decis doar să continuăm”, spune Lissenberg. Echipa s -a oprit doar atunci când expediția s -a încheiat conform programului său.

Cercetătorii au publicat acum primele rezultate. "Ceea ce raportăm este literalmente ceea ce puteți face pe navă. O echipă de 30 de oameni de știință care se plimbă pe nuclee zi și noapte timp de două luni, documentând, inch by inch, cum apar."

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

Când oamenii de știință au examinat în detaliu structura rockului, au observat „trăsături înclinate”, o semnătură caracteristică a teoriei predominante a modului în care magma se separă de manta pentru a deveni parte a crustei, spune Lissenberg. Rock-ul de manta a fost, de asemenea, întrerupt cu alte tipuri de roci în nuclee, ceea ce sugerează că limita de criză de manta nu este la fel de ascuțită pe cât sugerează de obicei datele seismografice, spune Jessica Warren, geochimistă la Universitatea Delaware din Newark. Aceste rezultate „sunt cruciale pentru modul în care înțelegem formarea plăcilor tectonice în oceane”, spune ea.

Viitor incert

Călătoria acoperă o carieră demnă de patru decenii pentruRezoluția Joides, pe care Fundația Națională de Știință Națională din SUA (NSF) a închiriat de la o companie privată. Dar NSF a anunțat că nu -și mai poate permite 72 de milioane de dolari pe an, costă să funcționeze nava după îndeplinirea obligațiilor IODP și că programul va fi încheiat. Acest lucru îi lasă pe unii oameni de știință, în special cei de la începutul carierei lor, incert cu privire la viitorul domeniului, spune Aled Evans, un geolog marin la Universitatea din Southampton.

O „Marea provocare” rămasă pentru geoscientiști este găurirea prin stratul bazaltic și de-a lungul graniței de crustă-numită discontinuitatea Mohorovičić sau „Moho”. Acest lucru le -ar permite să acceseze roci Virgin Mantle care nu au reacționat cu apa de mare. „Încă nu ne -am forat în mantia reală”, spune Abe. Forajul surprinzător de lin la Lost City este bine pentru aceste încercări viitoare ale navei de cercetare din JaponiaChikyuAr putea fi realizată, adaugă ea. „Rocile de manta sunt cea mai frecventă parte a întregii noastre planete”, spune Evans. „Eșantionarea lor ar fi fundamentală pentru a înțelege din ce este făcută planeta noastră.”