Perforació oceànica: el que els científics han descobert 50 anys després

És impressionant, però és cert que sabem més sobre la superfície de la lluna que sobre el fons marí de la Terra. Gran part del que sabem ha sorgit de la perforació científica dels oceans, la recollida sistemàtica de mostres centrals del fons marí. Aquest procés revolucionari va començar fa 50 anys, quan el vaixell de perforació Glomar Challenger va navegar cap al Golf de Mèxic l'11 d'agost de 1968 en la primera expedició del projecte de perforació de fons marí finançat pel govern federal.

Vaig anar a la meva primera expedició científica de perforació oceànica el 1980 i, des de llavors, he participat en sis expedicions més a llocs incloent l'Atlàntic Nord i el mar Weddell de l'Antàrtida. Al meu laboratori, els meus estudiants i jo treballem amb mostres bàsiques d’aquestes expedicions. Cadascun d’aquests nuclis, que són cilindres de 31 peus de llarg i 3 polzades d´amplada, és com un llibre la informació de la qual està a l'espera de ser traduïda a paraules. Mantenir un nucli obert recentment, ple de roques i sediments del fons marí de la Terra, és com obrir un escàs tresor que registra el pas del temps a la història de la Terra.

Vegeu també: Expedició per submergir ‘Lost Continent’ Zealandia un “èxit”

Durant un mig segle, la perforació científica dels oceans ha demostrat la teoria de la tectònica de plaques, va crear el camp de la paleoceanografia i va redefinir la manera de veure la vida a la Terra revelant una enorme varietat i volum de vida a la biosfera marina profunda. I encara queda molt més per aprendre.

Innovacions tecnològiques

Dues innovacions clau van fer possible que els vaixells d’investigació tinguessin mostres bàsiques de llocs precisos als oceans profunds. El primer, conegut com a posicionament dinàmic, permet que un vaixell de 471 peus es mantingui fixat mentre sondeja i recupera els nuclis, un sobre el següent, sovint en més de 12.000 peus d'aigua.

L’ancoratge no és factible en aquestes profunditats. En lloc d'això, els tècnics deixen caure un instrument en forma de torpedes anomenat transponder al costat. Un dispositiu anomenat transductor, muntat al casc de la nau, envia un senyal acústic al transpondedor, que respon. Els ordinadors a bord calculen la distància i l’angle d’aquesta comunicació. Els propulsors del casc del vaixell maniobren el vaixell per quedar-se exactament al mateix lloc, contrarestant les forces dels corrents, el vent i les ones.

Un altre desafiament sorgeix quan les broques han de ser substituïdes per operacions mitjanes. L’escorça de l’oceà està composta per una roca ígnia que porta peces anteriors abans d’arribar a la profunditat desitjada.

Quan això succeeix, la tripulació de trepant posa tota la canonada a la superfície, munta una nova broca i torna al mateix forat. Això requereix que el conducte sigui conduït cap a un con de retorn d'entrada en forma d'embut, de menys de 15 peus d'amplada, situat a la part inferior de l'oceà a la desembocadura del forat. El procés, que es va dur a terme per primera vegada el 1970, és com reduir un llarg filet d'espaguetis a un embut de quatre polzades d'amplada a l'extrem profund d'una piscina olímpica.

Confirmació de la tectònica de la placa

Quan la perforació científica oceànica va començar el 1968, la teoria de la tectònica de plaques va ser objecte de debat actiu. Una idea fonamental va ser que es va crear una nova escorça oceànica a les crestes del fons marí, on les plaques oceàniques es van allunyar les unes de les altres i el magma de l'interior de la terra va sorgir entre elles. Segons aquesta teoria, l'escorça hauria de ser un material nou a la cresta de les dorsals oceàniques, i la seva edat hauria d'augmentar amb la distància de la cresta.

L’única manera de demostrar-ho va ser analitzant els nuclis de sediment i de roca. A l’hivern de 1968-1969, el Glomar Challenger va perforar set llocs a l’Oceà Atlàntic Sud a l’est ia l’oest de la cresta de l’Atlàntic. Tant les roques ígnies del fons de l'oceà com els sediments superiors envelleixen en perfecte acord amb les prediccions, confirmant que la crosta oceànica es formava a les serralades i la tectònica de les plaques era correcta.

Reconstruint la història de la Terra

El registre oceànic de la història de la Terra és més continu que les formacions geològiques a la terra, on l'erosió i la recuperació del vent, l'aigua i el gel poden interrompre el registre. A la majoria de les localitzacions dels oceans, els sediments es posen partícules per partícules, microfossils per microfossil i romanen al seu lloc, i sucumbiran a la pressió i es converteixen en roca.

Els microfossils (plàncton) conservats en els sediments són bells i informatius, tot i que alguns són més petits que l’amplada del cabell humà. Com els fòssils més grans de plantes i animals, els científics poden utilitzar aquestes delicades estructures de calci i silici per reconstruir entorns anteriors.

Gràcies a la perforació científica dels oceans, sabem que després que una vaga d'asteroides va matar a tots els dinosaures no aviàries fa 66 milions d’anys, la nova vida va colonitzar la vora del cràter en anys, i en 30.000 anys va prosperar un ecosistema complet. Alguns organismes oceànics profunds van viure directament a través de l'impacte dels meteorits.

La perforació oceànica també ha demostrat que deu milions d’anys més tard, un abocament massiu de carboni –probablement d’una extensa activitat volcànica i metà alliberat per la fusió d’hidrat de metà– va provocar un esdeveniment intens i intens, o hipertèrmic, anomenat màxim tèrmic del Paleocè-Eocè. Durant aquest episodi, fins i tot l’Àrtic va arribar a més de 73 graus Fahrenheit.

L’acidificació resultant de l’oceà des de l’alliberament de carboni cap a l’atmosfera i l’oceà va provocar una massiva dissolució i un canvi en l’ecosistema profund.

Aquest episodi és un exemple impressionant de l’impacte del ràpid escalfament del clima. S’estima que la quantitat total de carboni alliberada durant el PETM és aproximadament igual a la quantitat que els éssers humans alliberaran si cremem totes les reserves de combustibles fòssils de la Terra. Tanmateix, una diferència important és que el carboni alliberat pels volcans i els hidratos es va fer a un ritme molt més lent que el que actualment estem deixant a la venda de combustibles fòssils. Així, podem esperar canvis encara més dramàtics i els ecosistemes, tret que deixem d'emetre carboni.

Trobar la vida als sediments oceànics

La perforació científica dels oceans també ha demostrat que hi ha aproximadament tantes cèl·lules en els sediments marins com a l'oceà o al sòl. Les expedicions han trobat vida en sediments a profunditats superiors a 8000 peus; en dipòsits de fons marins de 86 milions d'anys; ia temperatures superiors als 140 graus Fahrenheit.

Avui, científics de 23 països proposen i realitzen investigacions a través del Programa Internacional d'Oceano Discovery, que utilitza la perforació científica dels oceans per recuperar dades dels sediments i les roques del fons marí i de controlar els entorns sota el fons del mar. Coring està produint nova informació sobre la tectònica de plaques, com ara la complexitat de la formació de l'escorça oceànica i la diversitat de la vida als oceans profunds.

Aquesta investigació és cara, i intensa tecnològicament i intel·lectualment. Però només explorant el mar profund, podem recuperar els tresors que té i entendre millor la seva bellesa i complexitat.

Aquest article va ser publicat originalment a The Conversation de Suzanne O’Connell. Llegiu l'article original aquí.