科学者達は50年間海底に掘り進んできました - これが彼らがこれまでに見つけたものです

科学者達は50年間海底に掘り進んできました - これが彼らがこれまでに見つけたものです 科学掘削船「JOIDES Resolution」は、海洋試運転や科学掘削装置の試験に成功した後、ホノルルに到着します。 IODP, BY-ND CC

それは素晴らしいですが、それは本当です 私たちは地球の海底よりも月の表面を知っています。 われわれが知っていることの多くは、深海底から採取されたコア試料の系統的な収集である、科学的な海洋掘削に由来しています。 この革命的なプロセスは50年前に始まりました。掘削船Glomar Challengerが8月の11でメキシコ湾を航海し、1968が連邦準備制度 深海掘削プロジェクト.

私は1980で私の最初の科学的な海洋掘削探検に行きました、そしてそれ以来ずっと遠い北大西洋と南極のWeddell海を含む場所へのさらに6つの探検に参加しました。 私の研究室では、私の学生と私はこれらの遠征からのコアサンプルを扱います。 長さ31フィート、幅3インチの円柱であるこれらの各コアは、情報が単語に変換されるのを待っている本のようなものです。 地球の海底からの岩石と堆積物で満たされた新しく開かれたコアを持つことは、地球の歴史の中で時間の経過を記録する珍しい宝箱を開くようなものです。

半世紀にわたる科学的な海洋掘削は、プレート構造論の理論を証明し、海洋生物学の分野を作り出し、深海の生物圏における膨大な多様性と豊富な生物量を明らかにすることによって、地球上の生物をどのように見直すかを再定義しました。 そしてもっと多くのことが学ばれています。

 科学者たちは、世界の海洋盆地から採取されたコアサンプルを掘削することによって、人間の知識を広げましたが、彼らの研究はまだまだです。

技術革新

2つの重要な革新により、研究船は深海の正確な場所からコアサンプルを採取することが可能になりました。 ダイナミックポジショニングと呼ばれる最初の方法は、471フィート船を固定したまま、コアを掘削して回収することです。

アンカーリングは、これらの深さで実行可能ではありません。 代わりに、技術者はトランスポンダーと呼ばれる魚雷型の器具を横に落とす。 船体に搭載されたトランスデューサと呼ばれる装置がトランスポンダに音響信号を送り、これが応答する。 ボード上のコンピュータは、この通信の距離と角度を計算します。 船の船体のスラスタは、潮流と風と波の力に対抗して船をまっすぐに同じ位置にとどめるように操船する。

科学者達は50年間海底に掘り進んできました - これが彼らがこれまでに見つけたものです 再突入コーンはドリルパイプの周りに一緒に溶接され、次にドリルビットを交換する前にパイプを下げて再挿入をガイドします。 IODP, BY-ND CC

作業の途中でドリルビットを交換する必要がある場合には別の問題が発生します。 海の地殻は、希望の深さに達するずっと前にビットをつけた火成岩でできています。

この場合、ドリルクルーはドリルパイプ全体を表面に持ち込み、新しいドリルビットを取り付けて同じ穴に戻ります。 これには、パイプを15フィート幅以下の漏斗状の再突入円錐形に案内し、掘削孔の口の海底に配置する必要があります。 このプロセスは、 1970で最初に達成オリンピックスイミングプールの深いところで、スパゲッティの長い鎖を1/4インチ幅の漏斗に降ろすようなものです。

プレートテクトニクスの確認

科学海洋掘削が1968で始まったとき、 プレートテクトニクス 活発な議論の対象となった。 1つの重要なアイデアは、新しい海洋地殻が、海洋プレートがお互いから離れて移動し、地球内部のマグマがそれらの間で湧き上がった海底の尾根に作られたということでした。 この理論によれば、地殻は海嶺の頂上で新しい材料でなければならず、その年代は頂上からの距離とともに増加するはずである。

これを証明する唯一の方法は、堆積物と岩石コアを分析することでした。 1968-1969の冬、Glomar Challengerは南大西洋の7つのサイトを東西に掘削しました 大西洋中部の尾根。 海底の火成岩と上層の堆積物の両方が予測と完全に一致し、海嶺が尾根とプレートテクトニクスに形成されていることが正しいことが確認された。

科学者達は50年間海底に掘り進んできました - これが彼らがこれまでに見つけたものです Chicxulub衝撃クレーターからのコアセクションの一部。 それは衝撃の間に形成された岩石の一種であり、岩石の破片と溶けた岩石を含んでいます。 IODP, BY-ND CC

地球の歴史を再構築する

地球の歴史の海洋記録は、風、水、氷による浸食や再堆積が記録を破壊する土地の地層よりも連続的です。 大部分の海洋の場所では、沈降物は粒子によって、粒子はマイクロ化石によって、化石は微粉化し、その場にとどまり、最終的に圧力に屈して岩石になる。

沈殿物中に保存された微細化石(プランクトン)は、人間の髪の毛の幅よりも小さいものの、美しく有益です。 より大きな植物や動物の化石のように、科学者は過去の環境を再構築するために、これらの繊細な構造のカルシウムとシリコンを使用することができます。

科学的海洋掘削のおかげで、我々は、小惑星ストライキ後 百万年前のすべての非鳥類恐竜を殺した、新しい人生は数年のうちにクレーター縁に植民地化し、30,000年 完全な生態系が繁栄していた。 いくつかの深海生物 隕石の影響を通して右に住んでいた.

海洋掘削はまた、1000万年後、おそらく 広範囲の火山活動 メタンから放出される 溶融メタンハイドレート - 急激な温暖化事象、または熱烈な現象を起こした 古第三紀 - エオシン熱最大値。 このエピソードでは、北極まで到達した 73度以上の華氏.

大気および海洋への炭素の放出から生じる海洋の酸性化は、深海の生態系における大規模な溶解および変化を引き起こした。

このエピソードは、急速な気候の温暖化の影響の印象的な例です。 PETMの間に放出される炭素の総量は、地球の化石燃料のすべてを燃やした場合、人間が放出する量にほぼ等しいと推定されます。 しかし、重要な違いは、火山や水和物によって放出された炭素が はるかに遅いレートで 私たちは現在化石燃料を放出しています。 したがって、炭素排出を止めない限り、より劇的な気候と生態系の変化を期待することができます。

科学者達は50年間海底に掘り進んできました - これが彼らがこれまでに見つけたものです 植物性プランクトンの走査型電子顕微鏡写真(左、珪藻、右、ココリソフォア)。 異なる植物プランクトン種は明確な気候上の好みを持っており、それはそれらを表面海洋条件の理想的な指標にしている。 ディーブレガー, CC BY-NC-ND

海底堆積物の生命を探る

科学的海洋掘削はまた、大まかに 海洋や土壌のような海洋堆積物中の多くの細胞。 探検隊は奥行きのある堆積物の生命を発見した 8000フィート以上; 海底堆積物 百万歳86; と 華氏140度以上の温度.

今日、23諸国の科学者たちは、 国際オーシャンディスカバリープログラム海洋掘削を利用して海底の堆積物や岩石からデータを復元し、海底下の環境を監視しています。 コーニングは、海洋地殻の形成の複雑さや深海の生命の多様性など、プレートテクトニクスに関する新しい情報を作り出しています。

この研究は高価で、技術的にも知的にも激しいものです。 しかし、深海を探索するだけで、それが保持する財宝を回収し、その美しさと複雑さをよりよく理解することができます。会話

著者について

スザンヌオコンネル、地球環境科学教授 ウェスリアン大学

この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.

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