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" Klimatförändringar 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 Klimatförändringar 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

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Få det senaste via e-post

{Emailcloak = off}

BEVIS

Racing Ice Loss Strips Greenland Of Mass
Racing Ice Loss Strips Greenland Of Mass
by Tim Radford
Grönland krymper och förlorar is sju gånger snabbare än för en generation sedan. Forskare har tagit en ny och olycksbådande ...
Amerikaner är oroliga för klimatförändringar, men underskattar hur allvarligt det är
Amerikaner är oroliga för klimatförändringar, men underskattar hur allvarligt det är
by Bobby Duffy
Världen är ofta bättre och blir bättre än folk tror. Mordfrekvenser, dödsfall från terrorism och extrem fattigdom ...
Fossilbränsleproduktionsplaner kan skjuta jorden från en klimatklippa
by Real News Network
FN börjar sitt klimatmöte i Madrid.
FN: s rapport varnar endast för snabba och omvandlingsåtgärder som kan motverka global klimatkatastrof
FN: s rapport varnar endast för snabba och omvandlingsåtgärder som kan motverka global klimatkatastrof
by Jake Johnson
Underlåtenhet att följa dessa varningar och vidta drastiska åtgärder för att vända utsläpp innebär att vi kommer att fortsätta bevittna dödliga ...
Hothouse Earth: Här är vad vetenskapen faktiskt säger
Hothouse Earth: Här är vad vetenskapen faktiskt säger
by Richard Betts
Ett nytt vetenskapligt dokument som föreslår ett scenario med ostoppbar klimatförändring har blivit viral, tack vare dess stämningsfulla ...
"4 ° C för global uppvärmning är optimal" - Även nobelprisvinnare får saker katastrofalt fel
"4 ° C för global uppvärmning är optimal" - Även nobelprisvinnare får saker katastrofalt fel
by Steve Keen
William Nordhaus tilldelades 2018 Nobelpris i ekonomi för att "integrera klimatförändringar i långsiktigt ...
Fick forskare fel klimatförändringar?
by Sabine Hossenfelder
Intervju med prof Tim Palmer från University of Oxford.
Hur klimatförändringar påverkar eldbränder
by NBC News
NYU: s professor i miljöstudier David Kanter förklarar hur klimatförändringar skapar de perfekta förutsättningarna för ...

SENASTE FILMER

Fossilbränsleproduktionsplaner kan skjuta jorden från en klimatklippa
by Real News Network
FN börjar sitt klimatmöte i Madrid.
Big Rail spenderar mer på att förneka klimatförändring än Big Oil
by Real News Network
En ny studie drar slutsatsen att järnväg är den bransch som har använt mest pengar i förnekande propaganda för klimatförändringar ...
Fick forskare fel klimatförändringar?
by Sabine Hossenfelder
Intervju med prof Tim Palmer från University of Oxford.
Den nya normalen: Klimatförändringar utgör utmaningar för jordbrukarna i Minnesota
by KMSP-TV Minneapolis-St. Paul
Våren förde en regnström i södra Minnesota och det verkade aldrig stoppa.
Rapport: Dagens barnhälsa kommer att bli förknippade med klimatförändringar
by VOA News
En internationell rapport från forskare vid 35-institutioner säger att klimatförändringar kommer att hota hälsan och kvaliteten på ...
Hur Supercharged Trash Gas kan producera mer grön energi
by InnerSelf Staff
Syntetiska föreningar som kallas ”siloxaner” från vardagsprodukter som schampo och motorolja hittar sin väg in i ...
300 miljoner ansikte Allvarlig risk för klimatdrivna kustöversvämningar av 2050
by Demokrati nu!
Som en chockerande ny rapport konstaterar att många kuststäder kommer att översvämmas av stigande havsnivåer av 2050, Chiles president ...
Klimatvarning: Kalifornien fortsätter att bränna, uppskattningar av data över global översvämning
by MSNBC
Ben Strauss, VD och Chief Scientist of Climate Central går med i MTP Daily för att diskutera oroande ny information om ...

SENASTE ARTIKLAR

Racing Ice Loss Strips Greenland Of Mass
Racing Ice Loss Strips Greenland Of Mass
by Tim Radford
Grönland krymper och förlorar is sju gånger snabbare än för en generation sedan. Forskare har tagit en ny och olycksbådande ...
Lektioner från hockeybanan kan hjälpa Ontario att hantera klimatförändringar
Lektioner från hockeybanan kan hjälpa Ontario att hantera klimatförändringar
by Jennifer Lynes och Dan Murray
Generaldirektören i Ontario i sin senaste rapport fann att provinsens nuvarande plan för klimatförändring inte är baserad på ”ljud ...
Klimatförändringar hotar ett skrämmande antal växter
Klimatförändringar hotar ett skrämmande antal växter
by InnerSelf Staff
Nästan 40% av de globala markplantorna är mycket sällsynta, och dessa arter är mest utsatta för utrotning som klimatet ...
Hur torka påverkar vattenförsörjningen i Australiens huvudstäder
Hur torka påverkar vattenförsörjningen i Australiens huvudstäder
by Ian Wright och Jason Reynolds
Vattennivån som lagras av Australiens huvudstäder har stadigt sjunkit under de senaste sex åren. De är nu ...
Hur Jet Stream-förändringar kan träffa globala brödkorgar
Hur Jet Stream-förändringar kan träffa globala brödkorgar
by Alex Kirby
Matbrist och civila störningar kan bero på förändringar i jetströmvindarna som cirklar jorden, ...
Hur man utformar en skog som passar för att läka planeten
Hur man utformar en skog som passar för att läka planeten
by Heather Plumpton
Återplantning har en enorm potential som ett billigt och naturligt sätt att suga värmeabsorberande koldioxid ur ...
Investerare slåss tillbaka mot klimatförlistare
Investerare slåss tillbaka mot klimatförlistare
by Paul Brown
Investerare använder sina aktieinnehav för att tvinga förorenande företag att ändra sina sätt och minska koldioxidutsläppen.
Amerikaner är oroliga för klimatförändringar, men underskattar hur allvarligt det är
Amerikaner är oroliga för klimatförändringar, men underskattar hur allvarligt det är
by Bobby Duffy
Världen är ofta bättre och blir bättre än folk tror. Mordfrekvenser, dödsfall från terrorism och extrem fattigdom ...