Kapal penggerudian saintifik JOIDES Resolution tiba di Honolulu selepas ujian laut yang berjaya dan ujian peralatan saintifik dan penggerudian. IODP, CC BY-ND

Ia menakjubkan tetapi benar itu kita tahu lebih banyak mengenai permukaan bulan daripada lantai dasar laut. Banyak yang kita tahu telah datang dari penggerudian laut saintifik - pengumpulan sampel sistematik dari dasar laut yang mendalam. Proses revolusioner ini bermula 50 tahun lalu, ketika kapal pengebom Glomar Challenger berlayar ke Teluk Mexico pada bulan 11 1968 pada ekspedisi pertama yang dibiayai oleh federal Projek Penggerudian Laut Dalam.

Saya meneruskan ekspedisi penggerudian laut saintifik pertama saya di 1980, dan sejak itu telah mengambil bahagian dalam enam lagi ekspedisi ke lokasi-lokasi termasuk Laut Weddell Laut Atlantik dan Antartika yang jauh. Dalam makmal saya, pelajar saya dan saya bekerja dengan sampel teras dari ekspedisi ini. Setiap teras ini, yang merupakan silinder 31 kaki panjang dan 3 inci lebar, adalah seperti sebuah buku yang maklumatnya sedang menunggu diterjemahkan ke dalam kata-kata. Memegang teras yang baru dibuka, dipenuhi dengan batu dan sedimen dari lantai laut Bumi, adalah seperti membuka dada harta karun jarang yang mencatat masa perjalanan dalam sejarah Bumi.

Lebih dari setengah abad, penggerudian lautan saintifik telah membuktikan teori plat tektonik, mencipta bidang paleoceanografi dan mendefinisikan semula bagaimana kita melihat kehidupan di Bumi dengan mendedahkan pelbagai besar dan jumlah hidup dalam biosfer laut dalam. Dan lebih banyak lagi yang perlu dipelajari.

Para saintis telah memperluas pengetahuan manusia melalui penggerudian sampel teras dari lautan lautan dunia, tetapi kerja mereka jauh daripada dilakukan.

{youtube}0nydKlpZdIU{/youtube}

Inovasi teknologi

Dua inovasi utama membolehkan kapal penyelidik mengambil sampel teras dari lokasi yang tepat di lautan yang dalam. Yang pertama, yang dikenali sebagai kedudukan dinamik, membolehkan kapal kaki 471 tetap tetap di tempat semasa penggerudian dan pemulihan teras, satu di atas yang seterusnya, selalunya di atas kaki 12,000 air.

Anchoring tidak boleh dilaksanakan di kedalaman ini. Sebaliknya, juruteknik melepaskan alat berbentuk torpedo yang dipanggil transponder di sebelah. Alat yang dipanggil transduser, dipasang di kapal kapal, menghantar isyarat akustik kepada transponder, yang menjawab. Komputer di papan mengira jarak dan sudut komunikasi ini. Thrusters di manuver kapal kapal kapal itu tinggal di lokasi yang sama, mengatasi kekuatan arus, angin dan gelombang.

Cabaran yang lain timbul apabila bit gerudi perlu diganti pada pertengahan operasi. Kerak laut terdiri daripada batu igneus yang memakai bit jauh sebelum kedalaman yang dikehendaki dicapai.

Apabila ini berlaku, kru gerudi membawa seluruh paip bor ke permukaan, memasang bor baru dan kembali ke lubang yang sama. Ini memerlukan membimbing paip ke dalam corong kemasukan berbentuk corong, kurang daripada 15 kaki lebar, diletakkan di dasar lautan di mulut lubang penggerudian. Proses itu, yang telah pertama dicapai dalam 1970, seperti menebal sehelai spaghetti yang panjang ke corong bersaiz perempat di hujung kolam renang Olimpik.

Mengesahkan tektonik plat

Apabila penggerudian saintifik sains bermula di 1968, teori plat tektonik adalah subjek perbahasan yang aktif. Salah satu idea utama adalah bahawa kerangka lautan baru dicipta di gua-gua di dasar laut, di mana piring lautan bergerak dari satu sama lain dan magma dari pedalaman bumi tersebar di antara mereka. Mengikut teori ini, kerak haruslah menjadi bahan baru di puncak gunung laut, dan umurnya harus meningkat dengan jarak dari puncak.

Satu-satunya cara untuk membuktikannya ialah dengan menganalisis sedimen dan teras batuan. Pada musim sejuk 1968-1969, Glomar Challenger menggerudi tujuh tapak di Lautan Atlantik Selatan di timur dan barat Rabung Mid-Atlantic. Kedua-dua batuan beku di dasar lautan dan sedimen terpendam yang berusia dalam persetujuan sempurna dengan ramalan, mengesahkan bahawa kerak laut membentuk di rabung dan plat tektonik adalah betul.

Membina semula sejarah bumi

Rekod lautan sejarah bumi adalah lebih berterusan daripada pembentukan geologi di darat, di mana hakisan dan penepian oleh angin, air dan ais boleh mengganggu rekod. Di kebanyakan lautan lokasi lautan diletakkan zarah oleh zarah, mikrofosil oleh mikrofosil, dan tetap di tempat, akhirnya terkena tekanan dan berubah menjadi batu.

Microfossils (plankton) yang dipelihara di dalam sedimen adalah cantik dan bermaklumat, walaupun ada yang lebih kecil daripada lebar rambut manusia. Seperti fosil tumbuhan dan haiwan yang lebih besar, saintis boleh menggunakan struktur halus kalsium dan silikon untuk membina semula persekitaran yang lalu.

Terima kasih kepada penggerudian laut saintifik, kita tahu bahawa selepas mogok asteroid membunuh semua dinosaur bukan burung 66 juta tahun yang lalu, kehidupan baru menjajah kawah kawah dalam masa beberapa tahun, dan dalam tahun 30,000 ekosistem penuh berkembang maju. Beberapa organisme lautan dalam hidup betul melalui kesan meteorit.

Penggerudian laut juga telah menunjukkan bahawa sepuluh juta tahun kemudian, pelepasan besar karbon - mungkin dari aktiviti gunung berapi yang luas dan metana dikeluarkan dari hidrat metana lebur - menyebabkan peristiwa pemanasan yang mendadak, atau hyperthermal, yang dipanggil Maksimum Thermal Paleocene-Eocene. Semasa episod ini, walaupun Artik telah sampai lebih daripada 73 darjah Fahrenheit.

Pengasapan lautan yang dihasilkan dari pelepasan karbon ke atmosfera dan lautan menyebabkan pembubaran besar-besaran dan perubahan dalam ekosistem laut dalam.

Episod ini adalah contoh yang mengagumkan mengenai kesan pemanasan iklim yang pesat. Jumlah karbon yang dikeluarkan semasa PETM dianggarkan sama dengan jumlah yang akan dibebaskan oleh manusia jika kita membakar semua rizab bahan api fosil Bumi. Namun, perbezaan penting ialah karbon yang dikeluarkan oleh gunung berapi dan menghidratinya pada kadar yang lebih perlahan daripada kita sedang melepaskan bahan api fosil. Oleh itu, kita boleh menjangkakan perubahan iklim dan ekosistem yang lebih dramatik melainkan kita berhenti memancarkan karbon.

Menemukan kehidupan di sedimen laut

Penggerudian laut saintifik juga menunjukkan bahawa terdapat kira-kira seperti banyak sel dalam sedimen laut seperti di lautan atau di dalam tanah. Ekspedisi telah menemui kehidupan dalam sedimen di kedalaman lebih daripada kaki 8000; dalam deposit laut yang ada 86 juta tahun; dan pada suhu melebihi 140 darjah Fahrenheit.

Para saintis hari ini dari negara-negara 23 mencadangkan dan menjalankan penyelidikan menerusi Program Penemuan Laut Antarabangsa, yang menggunakan penggerudian laut saintifik untuk memulihkan data dari sedimen dan batuan laut dan memantau persekitaran di bawah dasar lautan. Coring menghasilkan maklumat baru mengenai tektonik plat, seperti kerumunan pembentukan kerak laut, dan kepelbagaian kehidupan di lautan yang dalam.

Penyelidikan ini mahal, dan secara teknologi dan intelektual sengit. Tetapi hanya dengan menjelajahi laut dalam kita dapat memulihkan khazanah yang dimiliki dan lebih memahami keindahan dan kerumitannya.

Tentang Pengarang

Suzanne O'Connell, Profesor Bumi & Sains Alam Sekitar, Universiti Wesleyan

Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.

Buku-buku yang berkaitan

at InnerSelf Market dan Amazon