Forskare har borrat sig i havsgolvet för 50-år - här är vad de hittat hittills

Forskare har borrat sig i havsgolvet för 50-år - här är vad de hittat hittills Det vetenskapliga borrningsfartyget JOIDES Resolution anländer i Honolulu efter framgångsrika sjöprov och testning av vetenskaplig och borrutrustning. IODP, CC BY-ND

Det är fantastiskt men sant det Vi vet mer om månens yta än om jordens havsgolv. Mycket av det vi vet vet har kommit från vetenskaplig havborrning - den systematiska samlingen av kärnprover från djupa havsbotten. Denna revolutionära process började 50 år sedan, då borrkärlet Glomar Challenger seglade in i Mexikanska golfen på augusti 11, 1968 på den första expeditionen av federalt finansierade Djuphavsborrningsprojekt.

Jag gick på min första vetenskapliga havsborrningsexpedition i 1980, och har sedan dess deltagit i sex expeditioner till platser inklusive Nordatlanten och Antarktis Weddell Sea. I mitt labb arbetar mina studenter och jag med kärnprover från dessa expeditioner. Var och en av dessa kärnor, som är cylindrar 31 fötter långa och 3 inches breda, är som en bok vars information väntar på att översättas till ord. Att hålla en nyöppnad kärna fylld med stenar och sediment från jordens golv, är som att öppna en sällsynt skattkista som registrerar tidens gång i jordens historia.

Under ett halvt århundrade har vetenskaplig havborrning visat teorin om plattektonik, skapat fältet paleoceanografi och omdefinierat hur vi ser livet på jorden genom att avslöja en enorm variation och livsvolym i den djupa marina biosfären. Och mycket mer kvar att lära sig.

 Forskare har utökat mänsklig kunskap genom att borra kärnprover från världens havsområden, men deras arbete är långt ifrån gjort.

Tekniska innovationer

Två viktiga innovationer gjorde det möjligt för forskningsfartyg att ta kärnprover från exakta platser i de djupa oceanerna. Den första, som kallas dynamisk positionering, möjliggör att ett 471-fotfartyg håller sig fast vid borrning och återhämtning av kärnor, en ovanpå nästa, ofta över 12,000-fötterna av vatten.

Förankring är inte genomförbar vid dessa djup. Istället släpper tekniker ett torpedoformat instrument som kallas en transponder över sidan. En enhet som kallas en givare, monterad på fartygets skrov, skickar en akustisk signal till transpondern som svarar. Datorer ombord beräknar avståndet och vinkeln för denna kommunikation. Thrusters på skeppets skrov manövrerar fartyget för att stanna på exakt samma plats, motverkar strömmar, vind och vågor.

Forskare har borrat sig i havsgolvet för 50-år - här är vad de hittat hittills Återföringskonan svetsas ihop runt borrröret och sänks sedan ner i röret för att styra återinsatsen innan du byter borr. IODP, CC BY-ND

En annan utmaning uppstår när borrbitar måste bytas ut i mid-operation. Havsskorpan består av käften som bär bitar långt innan önskat djup nås.

När detta händer tar borrpersonalen hela borrröret mot ytan, monterar en ny borr och återgår till samma hål. Detta kräver att röret ledes in i en trattformad återintagningskon, mindre än 15 fot bred, placerad i botten av havet vid borrhålets mynning. Processen, som var först utförd i 1970, är som att sänka en lång spaghetti-spets i en kvart-tums tratt vid den djupa änden av en olympisk simning.

Bekräftande plåtktonik

När vetenskaplig havborrning började i 1968, teorin om plåtektonik var föremål för aktiv debatt. En viktig idé var att ny havsskorpa skapades vid åsar i havsbotten, där havsplattor flyttade från varandra och magma från jordens inre vattnade upp mellan dem. Enligt denna teori bör skorpa vara nytt material vid toppen av havskanter, och dess ålder bör öka med avstånd från kullen.

Det enda sättet att bevisa detta var genom att analysera sediment och bergkärnor. På vintern av 1968-1969 borrade Glomar Challenger sju platser i Sydatlanten i öster och väster om Mid-Atlantic Ridge. Både havsgolvets käftiga stenar och överliggande sediment i åldern i perfekt överensstämmelse med förutsägelserna, vilket bekräftar att havsskorpan bildades vid åsarna och plattektoniken var korrekt.

Forskare har borrat sig i havsgolvet för 50-år - här är vad de hittat hittills En del av en kärnavdelning från Chicxulubs slagkrater. Det är suevite, en typ av sten som bildas under påverkan, som innehåller rockfragment och smälta stenar. IODP, CC BY-ND

Rekonstruera jordens historia

Havets rekord av jordens historia är mer kontinuerlig än geologiska formationer på land, där erosion och omfördelning av vind, vatten och is kan störa rekordet. På de flesta havsorter läggs sediment ner partikel, mikrofossil av mikrofossil, och förblir på plats, så småningom buktar för tryck och blir till berg.

Mikrofossiler (plankton) bevarade i sediment är vackra och informativa, även om vissa är mindre än ett människohårs bredd. Liksom större växt- och djurfossiler kan forskare använda dessa känsliga strukturer av kalcium och kisel för att rekonstruera tidigare miljöer.

Tack vare vetenskaplig havborrning vet vi det efter en asteroidstrejk dödade alla icke-aviära dinosaurier 66 miljoner år sedan, nytt liv koloniserade kraterfälgen inom år, och inom 30,000 år ett fullt ekosystem var blomstrande. Några djupa oceanorganismer levde direkt genom meteoritpåverkan.

Oceanborrning har också visat att tio miljoner år senare, en massiv utsläpp av kol - förmodligen från omfattande vulkanisk aktivitet och metan frigjord från smältande metanhydrater - orsakade en plötslig, intensiv uppvärmnings händelse, eller hypertermisk, kallad Paleocen-Eocene Termisk Maximal. Under denna episod nådde även Arktis över 73 grader Fahrenheit.

Den resulterande försurningen av havet från utsläpp av kol i atmosfären och havet orsakade massiv upplösning och förändring i djuphavsekosystemet.

Detta avsnitt är ett imponerande exempel på effekten av snabb klimatuppvärmning. Den totala mängden kol som släpps under PETM beräknas vara ungefär lika med den mängd som människor kommer att släppa om vi bränner alla jordens fossila bränsle reserver. Ändå är en viktig skillnad att kolet frigjort av vulkanerna och hydraterna var i mycket långsammare takt än att vi för närvarande släpper ut fossilt bränsle. Således kan vi förvänta oss ännu mer dramatiska klimat- och ekosystemförändringar om vi inte slutar utsläppa kol.

Forskare har borrat sig i havsgolvet för 50-år - här är vad de hittat hittills Förbättrade scanningelektronmikroskopbilder av fytoplankton (vänster, en diatom, höger, en coccolithophore). Olika fytoplanktonarter har tydliga klimatförhållanden, vilket gör dem idealiska indikatorer för ythavsförhållanden. Dee Breger, CC BY-NC-ND

Att hitta livet i havsediment

Vetenskaplig havborrning har också visat att det finns ungefär lika många celler i marin sediment som i havet eller i jorden. Expeditioner har funnit livet i sediment på djupet över 8000 fötter; i havsbottnar som är 86 miljoner år gammal; och vid temperaturer över 140 grader Fahrenheit.

Idag föreslår forskare från 23 nationer och genomför forskning genom Internationella Ocean Discovery Program, som använder vetenskaplig havborrning för att återställa data från havsbaserade sediment och bergarter och att övervaka miljöer under havsbotten. Coring producerar ny information om plattektonik, som komplexiteten hos havskorsbildning och livsskillnaden i de djupa oceanerna.

Denna forskning är dyr och tekniskt och intellektuellt intensiv. Men bara genom att utforska djuphavet kan vi återhämta sina skatter och förstå dess skönhet och komplexitet.Avlyssningen

Om författaren

Suzanne O'Connell, professor i jord- och miljövetenskaper, Wesleyan University

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.

relaterade böcker

Klimatförändring: Vad alla behöver veta

av Joseph Romm
0190866101Den väsentliga grunden för vad som kommer att bli den avgörande frågan om vår tid, Klimatförändring: Vad alla behöver veta är en tydlig överblick över vetenskapens, konflikterna och konsekvenserna av vår uppvärmningsplan. Från Joseph Romm, chefvetenskapliga rådgivare för National Geographic's År av Living Dangerously serier och en av Rolling Stone's "100-personer som förändrar Amerika" Klimatförändring erbjuder användarvänliga, vetenskapligt stränga svar på de svåraste (och oftast politiserade) frågorna kring vilken klimatolog Lonnie Thompson har ansett "en klar och nuvarande fara för civilisationen". Finns på Amazon

Klimatförändring: Vetenskapen om global värme och vår energi Framtidens andra utgåvan Edition

av Jason Smerdon
0231172834Denna andra upplagan av Klimatförändring är en tillgänglig och omfattande guide till vetenskapen bakom global uppvärmning. Exklusivt illustrerad, texten riktas mot studenter på olika nivåer. Edmond A. Mathez och Jason E. Smerdon ger en bred, informativ introduktion till vetenskapen som ligger till grund för vår förståelse av klimatsystemet och effekterna av mänsklig aktivitet på uppvärmningen av vår planet.Mathez och Smerdon beskriver rollerna som atmosfären och havet spela i vårt klimat, introducera begreppet strålningsbalans och förklara klimatförändringar som inträffade tidigare. De beskriver också de mänskliga aktiviteter som påverkar klimatet, som växthusgas och aerosolutsläpp och avskogning samt effekterna av naturfenomen.  Finns på Amazon

Vetenskapen om klimatförändring: En hands-on-kurs

av Blair Lee, Alina Bachmann
194747300XVetenskapen om klimatförändring: En hands-on-kurs använder text och arton hands-on-aktiviteter att förklara och undervisa vetenskapen om global uppvärmning och klimatförändringar, hur människor är ansvariga och vad som kan göras för att sakta eller stoppa graden av global uppvärmning och klimatförändringar. Denna bok är en komplett, omfattande guide till ett viktigt miljöämne. Ämnen som omfattas av denna bok är: hur molekyler överför energi från solen för att värma atmosfären, växthusgaser, växthuseffekten, den globala uppvärmningen, den industriella revolutionen, förbränningsreaktionen, återkopplingsslingorna, förhållandet mellan väder och klimat, klimatförändringar, kolsänkor, utrotning, kolavtryck, återvinning och alternativ energi. Finns på Amazon

Från Utgivaren:
Inköp på Amazon går för att täcka kostnaden för att få dig InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, och ClimateImpactNews.com utan kostnad och utan annonsörer som spåra dina surfvanor. Även om du klickar på en länk men inte köper dessa valda produkter, betalar allt annat du köper i samma besök på Amazon oss en liten provision. Det finns ingen extra kostnad för dig, så var vänlig bidra till insatsen. Du kan också använd denna länk att använda till Amazon när som helst så att du kan hjälpa till att stödja våra ansträngningar.

 

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

följ InnerSelf på

Facebookikon ikon~~POS=HEADCOMPtwitter iconyoutube iconinstagram ikonpintrest ikonrss-ikonen

 Få det senaste via e-post

Veckotidningen Daglig Inspiration

BEVIS

Blått vatten omgivet av dött vitt gräs
Kartan spårar 30 års extrem snösmältning i USA
by Mikayla Mace-Arizona
En ny karta över extrema snösmältningar under de senaste 30 åren förtydligar processerna som driver snabb smältning.
Vit havsis i blått vatten med solnedgången reflekterad i vattnet
Jordens frysta områden krymper 33K kvadratkilometer per år
by Texas A & M University
Jordens kryosfär krymper med 33,000 87,000 kvadratkilometer (XNUMX XNUMX kvadratkilometer) per år.
vindkraftverk
En kontroversiell amerikansk bok matar klimatförnekelse i Australien. Dess centrala påstående är sant, men ändå irrelevant
by Ian Lowe, emeritusprofessor, School of Science, Griffith University
Mitt hjärta sjönk förra veckan för att se den konservativa australiensiska kommentatorn Alan Jones kämpa för en omstridd bok om ...
bild
Reuters heta lista över klimatforskare är geografiskt sned: varför detta betyder något
by Nina Hunter, forskardoktor, University of KwaZulu-Natal
Reuters heta lista över "världens främsta klimatforskare" orsakar ett surr i klimatförändringssamhället. Reuters ...
En person håller ett skal i handen i blått vatten
Forntida skal antyder att höga koldioxidnivåer kan återvända
by Leslie Lee-Texas A&M
Med hjälp av två metoder för att analysera små organismer som finns i sedimentkärnor från den djupa havsbotten, har forskare uppskattat ...
bild
Matt Canavan föreslog att det kalla snäppet betyder att den globala uppvärmningen inte är verklig. Vi bryter mot detta och 2 andra klimatmyter
by Nerilie Abram, professor; ARC Future Fellow; Chefsutredare för ARC Center of Excellence for Climate Extremes; Biträdande direktör för Australian Centre for Excellence in Antarctic Science, Australian National University
Senator Matt Canavan skickade många ögonbollar igår när han twittrade foton av snöiga scener i regionala New South ...
Ekosystemvakter larmar för haven
by Tim Radford
Sjöfåglar är kända som ekosystemvakter, varnar för havsförlust. När deras antal sjunker, kan också rikedomarna i ...
Varför havsuttrar är klimatkrigare
Varför havsuttrar är klimatkrigare
by Zak Smith
Förutom att vara ett av de sötaste djuren på planeten, hjälper havsutter till att upprätthålla en hälsosam, kolabsorberande kelp ...

SENASTE FILMER

Den stora klimatmigrationen har börjat
Den stora klimatmigrationen har börjat
by super~~POS=TRUNC
Klimatkrisen tvingar tusentals runt om i världen att fly eftersom deras hem blir alltmer obeboeliga.
Den senaste istiden berättar för varför vi måste bry oss om en 2 ℃ temperaturförändring
Den senaste istiden berättar för varför vi måste bry oss om en 2 ℃ temperaturförändring
by Alan N Williams, et al
I den senaste rapporten från den mellanstatliga panelen för klimatförändringar (IPCC) sägs att utan en väsentlig minskning ...
Jorden har varit beboelig i miljarder år - exakt hur lycklig vi fick?
Jorden har varit beboelig i miljarder år - exakt hur lycklig vi fick?
by Toby Tyrrell
Det tog evolution 3 eller 4 miljarder år att producera Homo sapiens. Om klimatet helt hade misslyckats bara en gång i det ...
Hur kartläggning av vädret för 12,000 XNUMX år sedan kan hjälpa till att förutsäga framtida klimatförändringar
Hur kartläggning av vädret för 12,000 XNUMX år sedan kan hjälpa till att förutsäga framtida klimatförändringar
by Brice Rea
Slutet av den sista istiden, för cirka 12,000 XNUMX år sedan, kännetecknades av en sista kall fas kallad Younger Dryas ...
Kaspiska havet kommer att falla med 9 meter eller mer under detta århundrade
Kaspiska havet kommer att falla med 9 meter eller mer under detta århundrade
by Frank Wesselingh och Matteo Lattuada
Tänk dig att du befinner dig vid kusten och tittar ut mot havet. Framför dig ligger 100 meter karg sand som ser ut som en ...
Venus var en gång mer jordlik, men klimatförändringen gjorde det obeboelig
Venus var en gång mer jordlik, men klimatförändringen gjorde det obeboelig
by Richard Ernst
Vi kan lära oss mycket om klimatförändringar från Venus, vår systerplanet. Venus har för närvarande en yttemperatur på ...
Fem klimattroar: En kraschkurs i felaktig klimatinformation
De fem klimattroerna: en kraschkurs i felaktig klimatinformation
by John Cook
Den här videon är en kraschkurs i klimatinformation som sammanfattar de viktigaste argumenten som används för att tvivla på verkligheten ...
Arktis har inte varit så varm på 3 miljoner år och det betyder stora förändringar för planeten
Arktis har inte varit så varm på 3 miljoner år och det betyder stora förändringar för planeten
by Julie Brigham-Grette och Steve Petsch
Varje år krymper havsisskyddet i Arktiska havet till en låg punkt i mitten av september. I år mäter den bara 1.44 ...

SENASTE ARTIKLAR

grön energi2 3
Fyra gröna vätgasmöjligheter för Mellanvästern
by Christian Tae
För att avvärja en klimatkris kommer Mellanvästern, liksom resten av landet, att behöva göra koldioxidutsläpp till sin ekonomi helt genom att...
ug83qrfw
Stora hinder för att kräva svar måste upphöra
by John Moore, On Earth
Om federala tillsynsmyndigheter gör det rätta, kan elkunder i Mellanvästern snart kunna tjäna pengar medan...
träd att plantera för klimat2
Plantera dessa träd för att förbättra stadslivet
by Mike Williams-Rice
En ny studie fastställer levande ekar och amerikanska plataner som mästare bland 17 "superträd" som kommer att hjälpa till att göra städer ...
norra havets botten
Varför vi måste förstå havsbottengeologin för att utnyttja vindarna
by Natasha Barlow, docent i kvartär miljöförändring, University of Leeds
För alla länder som är välsignade med enkel tillgång till det grunda och blåsiga Nordsjön kommer havsvind att vara nyckeln till att möta nätet...
3 skogsbrandlektioner för skogsstäder när Dixie Fire förstör historiska Greenville, Kalifornien
3 skogsbrandlektioner för skogsstäder när Dixie Fire förstör historiska Greenville, Kalifornien
by Bart Johnson, professor i landskapsarkitektur, University of Oregon
En löpeld som brinner i het, torr bergskog svepte genom Gold Rush -staden Greenville, Kalifornien, den 4 augusti, ...
Kina kan möta energi- och klimatmål som begränsar kolkraften
Kina kan möta energi- och klimatmål som begränsar kolkraften
by Alvin Lin
Vid Leader's Climate Summit i april lovade Xi Jinping att Kina kommer att "strikt kontrollera koleldad kraft ...
Blått vatten omgivet av dött vitt gräs
Kartan spårar 30 års extrem snösmältning i USA
by Mikayla Mace-Arizona
En ny karta över extrema snösmältningar under de senaste 30 åren förtydligar processerna som driver snabb smältning.
Ett plan tappar röd brandskyddsmedel till en skogsbrand när brandmän parkerade längs en väg ser upp mot den orange himlen
Modellen förutspår 10-åriga skogsbrand, sedan gradvis nedgång
by Hannah Hickey-U. Washington
En titt på den långsiktiga framtiden för skogsbränder förutsäger en första ungefär decennier lång utbrott av skogsbrandaktivitet, ...

 Få det senaste via e-post

Veckotidningen Daglig Inspiration

Nya Attityder - Nya Möjligheter

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Copyright © 1985 - 2021 Innerself Publikationer. All Rights Reserved.