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Mi lugar favorito en el mundo no es un lugar fijo.Es la Resolución JOIDES, un barco de investigación financiado internacionalmente que ha pasado su vida útil en constante movimiento, desde lo más profundo de la Antártida hasta lo más alto del Ártico.
Desde 1985, las expediciones científicas en este laboratorio oceánico único en su tipo han perforado 370 kilómetros (230 millas) de núcleos de sedimentos y rocas – muestras cilíndricas largas que brindan una vista única del fondo del océano.Los núcleos provienen de mil ubicaciones diferentes, lo que permite a científicos de muchas universidades de todo el mundo explorar los cambios dentro de la Tierra.
También proporcionan una ventana a la historia de nuestro planeta.El fondo del océano conserva una biblioteca geológica que documenta millones de años de cambio y evolución climáticos.
Lamentablemente, es posible que la Resolución JOIDES, también conocida como JR, haya zarpado por última vez.En agostoEl 2 de enero de 2024 atracó en Ámsterdam, sin un camino claro para recaudar los 72 millones de dólares anuales que se necesitan para operar el barco.La mayor parte de esta financiación proviene de EE. UU.Fundación Nacional de Ciencias, que anunció en 2023 que no financiaría la JR más allá de 2024 porque las contribuciones de los socios internacionales no estaban a la altura de los costos crecientes.Las tripulaciones han comenzado Retirar el equipo científico del barco..
La Fundación Nacional de Ciencias dice que apoyará la investigación en curso utilizando muestras de núcleos existentes y trabajará con científicos para planificar el futuro de la perforación científica en el océano.Pero para mí y para muchos otros científicos, el costo de operar el JR palidece en comparación con el daño causado por un solo gran terremoto, como el terremoto de Tohuku-Oki en Japón en 2011. estimado en 220 mil millones de dólares – o el billones de dólares en los daños resultantes del cambio climático.La investigación de los núcleos oceánicos ayuda a los científicos a comprender eventos como estos para que las sociedades puedan planificar el futuro.
Un laboratorio flotante
Ningún otro barco tiene las capacidades del JR.el barco es 469 pies (143 metros) de largo – 50% más largo que un campo de fútbol.tiene más de 5 millas (8 kilómetros) de tubería de perforación que conecta el barco con el fondo marino y las capas debajo de él, lo que le permite elevar muestras de núcleos desde el submarino hasta el barco.
los jr sistema de posicionamiento dinámico le permite permanecer fijo exactamente en un lugar durante días o semanas seguidas.Sólo otros dos barcos en el mundo tienen esta capacidad: el chikyu, un buque más grande operado por Japón en aguas japonesas, y un nuevo barco de perforación chino llamado el mengxiang.
He pasado ocho expediciones de dos meses en la Resolución JOIDES, principalmente en latitudes altas cerca de los polos, explorando climas pasados.Cada viaje contó con unos 60 científicos y técnicos y 65 miembros de la tripulación.Una vez que el barco salió del puerto, las operaciones se realizaron las 24 horas del día, todos los días.Todos trabajábamos turnos de 12 horas.
Estos viajes pueden ser agotadores.Sin embargo, por lo general, la emoción de los descubrimientos nuevos y a menudo inesperados, y la camaradería con los demás participantes, hicieron que el tiempo pasara rápido.
Información sobre las expediciones de JR
Ya en la década de 1960, los geólogos comenzaron a comprender que los continentes y océanos de la Tierra no eran estáticos.Más bien, son parte de placas móviles dentro de la corteza terrestre y el manto superior.El movimiento de las placas, especialmente cuando chocan entre sí, crea terremotos y volcanes.
Los núcleos de sedimentos marinos pueden penetrar una milla o más en la corteza terrestre.Proporcionan la única oportunidad de investigar los cambios continuos en las interacciones de las placas tectónicas, estudiar el clima y la evolución marina y explorar los límites de la vida terrestre.Aquí hay cuatro áreas donde los detalles de estos procesos han comenzado a emerger:
Creación de placas tectónicas
corteza oceánica es fundamentalmente diferente de la corteza que se encuentra debajo de los continentes.Cuando supe de él por primera vez en la década de 1970, el modelo para su formación y estructura era simple:
– La lava surgió de cámaras de magma debajo de cadenas de volcanes en el fondo marino, conocidas como dorsales oceánicas.
– Se derramó sobre el fondo marino, creando una roca volcánica oscura, a menudo vidriosa, llamada basalto.
– Dentro de la cámara de magma más profunda, que se enfriaba lentamente, se formaron minerales cristalinos, creando rocas con una textura similar al granito.
– Durante millones de años, esta nueva corteza se alejó de las crestas, volviéndose más fría y densa.
Pero los núcleos recuperados por la Resolución JOIDES, junto con los estudios que utilizan robots submarinos llamados sumergibles, reveló que esta opinión era inexacta.Por ejemplo, demostraron que el agua de mar circula a través de la corteza, cambiando su composición y la química del agua de mar misma.
Los estudios básicos también mostraron que el manto de la Tierra, una base que se cree que se encuentra muy por debajo de la superficie, se mueve sobre zonas de fallas gigantes, previamente desconocidas, y se extiende hacia arriba. a la superficie de la corteza oceánica.el manto Puede proporcionar pistas sobre los orígenes de la vida..
Estos conocimientos cambiaron la comprensión básica de los científicos sobre cómo está estructurado nuestro planeta.
Registros climáticos en la corteza oceánica
Mi interés particular son los sedimentos que se acumulan en la corteza oceánica.Estos depósitos contienen pequeños microfósiles de plancton, incluidos organismos como diatomeas y cocolitóforos que viven en o cerca de la superficie del océano. Mientras hacen la fotosíntesis, absorben dióxido de carbono de la atmósfera y producen la mitad de todo el oxígeno que respiramos.
Los tipos de plancton varían según la temperatura y la química del agua de mar.Cuando mueren y caen al fondo del mar, conservan un excelente registro de climas pasados.Los científicos los utilizan para comprender cómo el clima de la Tierra se ha calentado y enfriado en el pasado.
Otra fuente de información son los sedimentos que se desprenden de los icebergs que se derriten.Los glaciares recogen rocas a medida que fluyen sobre la tierra.Cuando llegan al mar, partes de ellos se rompen y se convierten en icebergs.El hielo se derrite cuando se expone al agua más cálida del océano y las rocas caen al fondo marino.Estos depósitos de rocas en sedimentos son un registro de transiciones pasadas entre climas cálidos y fríos.
Destrucción y reciclaje de placas.
La mayor parte del Océano Pacífico y algunas regiones del Océano Atlántico se encuentran sobre zonas llamadas márgenes convergentes, donde las placas tectónicas chocan entre sí.Este proceso empuja parte de la corteza oceánica y los sedimentos hacia la Tierra, donde se derriten y eventualmente se reciclan para formar una nueva corteza, a menudo en forma de volcanes.
Las fallas gigantes a lo largo de estos márgenes pueden crear enormes terremotos, como el de 2011. Terremoto de Tohoku-Oki frente a la costa oriental de Japón.Los núcleos tomados cerca de tales fallas ayudan a los científicos entender las fuerzas que causan estos eventos.También crean aberturas donde se pueden insertar instrumentos para monitorear futuros terremotos.
Los núcleos recuperados de áreas de margen convergente también han comenzado a revelar cómo se crean los volcanes y cómo modulan el cambio climático a largo plazo al produciendo emisiones de dióxido de carbono.
Los límites de la vida terrestre
A finales de la década de 1970, se descubrieron nuevas formas exóticas de vida terrestre en el Océano Pacífico, en zonas donde se formó la corteza oceánica.En los límites de las placas, el agua de mar fría se filtraba a través de las grietas de la corteza.Allí, el magma caliente lo recalentó y lo lanzó hacia arriba a través de aberturas que los científicos llamaron respiraderos hidrotermales.
El agua caliente contenía minerales, que se enfriaban cuando tocaban el agua de mar fría y se endurecían formando estructuras parecidas a chimeneas alrededor de los respiraderos.Cientos de formas de vida, incluidos microbios, mejillones y gusanos tubulares, colonizó estas estructuras, prosperando cerca de zonas de intensa presión y temperaturas de hasta 248 grados Fahrenheit (120 Celsius).
Posteriormente, las muestras de JR han revelado otras formas de vida que sobreviven en las profundidades del subsuelo del océano, en condiciones de privación extrema de oxígeno y energía.Los científicos no saben casi nada sobre la diversidad de estos organismos ni sobre las estrategias metabólicas que utilizan para sobrevivir en su entorno desafiante.Comprender cómo prosperan podría servir de base para las misiones a otros planetas, como Encelado, la luna de Saturno, y Europa, la luna de Júpiter, que han Océanos subterráneos que podrían albergar vida..
¿Qué sigue para la perforación científica oceánica?
La Fundación Nacional de Ciencias ha creó un comité considerar qué capacidades debería tener un nuevo barco de perforación, y el Congreso puede proporcionar financiación para expediciones JR adicionales en 2025.Dado lo mucho que los científicos aún no saben sobre la historia de la Tierra y los desafíos que enfrenta la humanidad para adaptarse al cambio climático, mis colegas y yo esperamos que la Resolución JOIDES aún pueda navegar nuevamente y que un nuevo barco eventualmente asuma su misión.