La nave da lavoro delle trivellazioni oceaniche potrebbe aver fatto il suo ultimo viaggio: ecco perché gli scienziati non vogliono vedere messa fuori servizio la risoluzione JOIDES

Il mio posto preferito nel mondo non è un luogo fisso.Suo la risoluzione JOIDES, una nave da ricerca finanziata a livello internazionale che ha trascorso la sua vita operativa costantemente in movimento, dalle profondità dell'Antartide fino all'Artico.

Dal 1985, le spedizioni scientifiche in questo laboratorio oceanico unico nel suo genere hanno perforato 230 miglia (370 chilometri) di sedimenti e nuclei rocciosi – lunghi campioni cilindrici che forniscono una vista unica del fondale oceanico.I nuclei provengono da mille luoghi diversi, consentendo agli scienziati di molte università di tutto il mondo di esplorare i cambiamenti all’interno della Terra.

Forniscono anche una finestra sulla storia del nostro pianeta.Il fondale oceanico conserva una biblioteca geologica che documenta milioni di anni di cambiamenti climatici ed evoluzione.

Purtroppo, la risoluzione JOIDES, nota anche come JR, potrebbe essere stata lanciata per l’ultima volta.Il giorno d'agostoIl 2 dicembre 2024, ha attraccato ad Amsterdam, senza un percorso chiaro per raccogliere i 72 milioni di dollari all’anno necessari per far funzionare la nave.La maggior parte di questi finanziamenti proviene dagli Stati UnitiNational Science Foundation, che lo ha annunciato nel 2023 non finanzierebbe la JR oltre il 2024 perché i contributi dei partner internazionali non riuscivano a tenere il passo con l’aumento dei costi.Gli equipaggi sono partiti rimozione dell'attrezzatura scientifica dalla nave.

La National Science Foundation afferma che sosterrà la ricerca in corso utilizzando campioni esistenti e lavorerà con gli scienziati per pianificare il futuro della perforazione scientifica oceanica.Ma per me e molti altri scienziati, il costo di gestione del JR impallidisce rispetto ai danni causati da un singolo grande terremoto – come il terremoto Tohuku-Oki del 2011 in Giappone. stimato in 220 miliardi di dollari – o il trilioni di dollari dei danni derivanti dai cambiamenti climatici.La ricerca sui nuclei oceanici aiuta gli scienziati a comprendere eventi come questi in modo che le società possano pianificare il futuro.

Un laboratorio galleggiante

Nessun’altra nave ha le capacità della JR.La nave lo è 469 piedi (143 metri) di lunghezza – 50% più lungo di un campo da calcio.Lo ha fatto più di 5 miglia (8 chilometri) di aste di perforazione che collega la nave al fondale marino e agli strati sottostanti, consentendo di sollevare campioni dal sottomarino alla nave.

I JR sistema di posizionamento dinamico gli consente di rimanere fisso esattamente in un punto per giorni o settimane alla volta.Solo altre due navi al mondo hanno questa capacità: il Chikyu, una nave più grande gestita dal Giappone nelle acque giapponesi, e una nuova nave di perforazione cinese chiamata il Mengxiang.

Ho trascorso otto spedizioni di due mesi sulla Risoluzione JOIDES, principalmente ad alte latitudini vicino ai poli esplorando i climi del passato.Ogni viaggio era composto da circa 60 scienziati e tecnici e 65 membri dell'equipaggio.Una volta che la nave lasciava il porto, le operazioni continuavano 24 ore al giorno, tutti i giorni.Lavoravamo tutti su turni di 12 ore.

Questi viaggi potrebbero essere estenuanti.Di solito, però, l’entusiasmo per le scoperte nuove e spesso inaspettate e il cameratismo con gli altri partecipanti facevano sì che il tempo passasse più velocemente.

Approfondimenti dalle spedizioni JR

Già negli anni ’60 i geologi cominciarono a capire che i continenti e gli oceani della Terra non erano statici.Piuttosto, ne fanno parte piastre mobili all’interno della crosta terrestre e del mantello superiore.Il movimento delle placche, soprattutto nei punti in cui si scontrano tra loro, crea terremoti e vulcani.

I nuclei di sedimenti marini possono penetrare per un miglio o più nella crosta terrestre.Forniscono l’unica opportunità di studiare i continui cambiamenti nelle interazioni delle placche tettoniche, studiare il clima e l’evoluzione marina ed esplorare i limiti della vita terrestre.Ecco quattro aree in cui i dettagli di questi processi hanno cominciato ad emergere:

Creazione delle placche tettoniche

Crosta oceanica È fondamentalmente diverso dalla crosta che si trova sotto i continenti.Quando ne venni a conoscenza per la prima volta negli anni '70, il modello per la sua formazione e struttura era semplice:

– La lava si sollevava dalle camere magmatiche sotto le catene di vulcani del fondale marino, note come dorsali oceaniche.

– Si riversò sul fondale marino, creando una roccia vulcanica scura, spesso vetrosa, chiamata basalto.

– All’interno della camera magmatica più profonda, che si raffredda lentamente, si sono formati minerali cristallini, creando rocce con una consistenza simile al granito.

– Nel corso di milioni di anni, questa nuova crosta si è allontanata dalle creste, diventando più fredda e densa.

Ma i nuclei recuperati dalla risoluzione JOIDES, insieme agli studi che utilizzano robot sottomarini chiamati sommergibili, ha rivelato che tale opinione era inesatta.Ad esempio, hanno dimostrato che l'acqua di mare circola attraverso la crosta, modificandone la composizione e la chimica dell'acqua di mare stessa.

Studi fondamentali hanno anche dimostrato che il mantello terrestre – una base che si ritiene si trovi in ​​profondità sotto la superficie – si muove su gigantesche zone di faglia precedentemente sconosciute e si estende verso l’alto. alla superficie della crosta oceanica.Il mantello possono fornire indizi sulle origini della vita.

Queste intuizioni hanno cambiato la comprensione di base degli scienziati su come è strutturato il nostro pianeta.

Registrazioni climatiche nella crosta oceanica

Il mio interesse particolare riguarda i sedimenti che si accumulano sulla crosta oceanica.Questi depositi contengono minuscoli microfossili di plancton, inclusi organismi come diatomee e coccolitofori che vivono sopra o vicino alla superficie dell’oceano. Mentre fotosintetizzano, assorbono l'anidride carbonica dall'atmosfera e producono la metà di tutto l'ossigeno che respiriamo.

I tipi di plancton variano con la temperatura e la chimica dell'acqua di mare.Quando muoiono e cadono sul fondo del mare, conservano un'eccellente testimonianza dei climi passati.Gli scienziati li usano per capire come il clima della Terra si è riscaldato e raffreddato in passato.

Un'altra fonte di informazioni sono i sedimenti che cadono dagli iceberg in scioglimento.I ghiacciai raccolgono le rocce mentre scorrono sulla terra.Quando raggiungono il mare, alcune parti di essi si staccano e diventano iceberg.Il ghiaccio si scioglie quando viene esposto all’acqua oceanica più calda e le rocce cadono sul fondo del mare.Questi depositi di rocce nei sedimenti sono una registrazione delle passate transizioni tra climi caldi e freddi.

Distruzione e riciclaggio delle lastre

La maggior parte dell'Oceano Pacifico e alcune regioni dell'Oceano Atlantico si trovano su zone chiamate margini convergenti, dove le placche tettoniche scricchiolano l'una contro l'altra.Questo processo spinge parte della crosta oceanica e dei sedimenti verso la Terra, dove si scioglie e alla fine viene riciclato in nuova crosta, spesso sotto forma di vulcani.

Le faglie giganti lungo questi margini possono creare enormi terremoti, come quello del 2011 Terremoto Tohoku-Oki al largo della costa orientale del Giappone.I carotaggi prelevati vicino a tali faglie aiutano gli scienziati comprendere le forze che causano questi eventi.Creano anche aperture in cui possono essere inseriti strumenti per monitorare futuri terremoti.

I carotaggi recuperati da aree marginali convergenti hanno anche iniziato a rivelare come si formano i vulcani e come modulano il cambiamento climatico a lungo termine. producendo emissioni di anidride carbonica.

I limiti della vita terrestre

Alla fine degli anni ’70, nuove forme esotiche di vita terrestre furono scoperte nell’Oceano Pacifico nelle zone in cui si formava la crosta oceanica.Ai confini delle placche, l’acqua di mare fredda filtrava attraverso le fessure della crosta.Lì, veniva riscaldato dal magma caldo e gettato verso l'alto attraverso le aperture nominate dagli scienziati bocche idrotermali.

L'acqua calda conteneva minerali, che si raffreddavano quando toccavano l'acqua fredda del mare e si indurivano formando strutture simili a camini attorno alle prese d'aria.Centinaia di forme di vita, tra cui microbi, mitili e vermi tubicoli, colonizzarono queste strutture, prosperando vicino a zone di intensa pressione e temperature fino a 248 gradi Fahrenheit (120 gradi Celsius).

Il carotaggio JR ha successivamente rivelato altre forme di vita che sopravvivono in profondità nel sottosuolo dell'oceano, in condizioni di... privazione estrema di ossigeno ed energia.Gli scienziati non sanno quasi nulla della diversità di questi organismi o delle strategie metaboliche che utilizzano per sopravvivere nel loro ambiente difficile.Capire come prosperano potrebbe aiutare le missioni verso altri pianeti, come la luna di Saturno Encelado e la luna di Giove Europa, che hanno oceani sotterranei che potrebbero sostenere la vita.

Quale futuro per le perforazioni oceaniche scientifiche?

La National Science Foundation ha creato un comitato per considerare quali capacità dovrebbe avere una nuova nave da trivellazione, e il Congresso potrebbe farlo fornire finanziamenti per ulteriori spedizioni JR nel 2025.Considerato quanto gli scienziati ancora non sanno della storia della Terra e delle sfide che l’umanità deve affrontare nell’adattarsi al cambiamento climatico, io e i miei colleghi speriamo che la risoluzione JOIDES possa ancora salpare di nuovo e che una nuova nave alla fine possa intraprendere la sua missione.