海洋掘削の主力船が最後の航海を終えたかもしれない - 科学者たちがジョイデス決議の保存を望まない理由はここにある

世界で一番好きな場所は固定された場所ではありません。その ジョイデス決議, は、国際的に資金提供された調査船であり、その耐用年数を南極の深部から北極の高地まで常に移動しながら過ごしてきました。

1985 年以来、このユニークな遠洋実験室での科学探査により、230 マイル (370 キロメートル) の掘削が行われてきました。 堆積物と岩石のコア – 海底のユニークな眺めを提供する長い円筒形のサンプル。コアは千の異なる場所から採取され、世界中の多くの大学の科学者が地球内部の変化を調査できるようになりました。

また、 私たちの地球の歴史への窓. 。海底には、数百万年にわたる気候変動と進化を記録した地質ライブラリーが保存されています。

悲しいことに、JRとしても知られるジョイデス・レゾリューション号は最後に出航したかもしれない。8月に2024 年 2 日、アムステルダムに入港しましたが、船の運航に必要な年間 7,200 万米ドルを調達する明確な道筋はありませんでした。この資金のほとんどは米国から来ています。国立科学財団は2023年に次のように発表しました。 2024年以降はJRに資金提供しないだろう 国際パートナーからの貢献がコストの上昇に追いついていないためだ。乗組員が始まりました 科学機器を船から撤去する.

国立科学財団は、既存のコアサンプルを使用した進行中の研究を支援し、科学者と協力して海洋科学掘削の将来を計画すると述べている。しかし、私や他の多くの科学者にとって、JR の運営コストは、2011 年の東北地方太平洋沖地震など、単一の大地震によって引き起こされる被害に比べれば微々たるものです。 推定2,200億ドル – または 何兆ドルも 気候変動による被害に。海洋コアの研究は、科学者がこのような現象を理解し、社会が将来に向けて計画を立てるのに役立ちます。

浮かぶ実験室

JR の能力を備えた船舶は他にありません。船は 長さ 469 フィート (143 メートル) – サッカー場よりも 50% 長い。それは持っています 5 マイル (8 キロメートル) を超えるドリルパイプ これは船を海底とその下の層に接続し、海底から船までコアサンプルを持ち上げることを可能にします。

JRの 動的測位システム 一度に数日または数週間、同じ場所に正確に固定したままにすることができます。この機能を備えているのは世界で他に 2 隻だけです。 ちきゅう, 、日本の海域で日本が運営する大型船、および中国の新しい掘削船と呼ばれる 蒙祥.

私は JOIDES 決議のために 2 か月の遠征を 8 回行い、主に極近くの高緯度で過去の気候を調査しました。各旅行には約 60 人の科学者と技術者、および 65 人の乗組員が配置されました。船が出港すると、操業は 24 時間毎日行われました。私たちは全員12時間のシフトで働いていました。

これらの航海は過酷になる可能性があります。しかし、通常は、新しい、しばしば予期せぬ発見の興奮と、他の参加者との友情により、時間が早く過ぎます。

JR 探検隊からの洞察

1960 年代には、地質学者は地球の大陸と海洋が静止しているわけではないことを理解し始めました。むしろ、それらはの一部です 移動プレート 地球の地殻と上部マントルの内部。プレートの動き、特にプレートが互いに衝突する場所では、地震や火山が発生します。

海洋堆積物コアは、 1マイル以上侵入する 地球の地殻の中へ。これらは、地殻プレート相互作用の継続的な変化を調査し、気候と海洋進化を研究し、陸上生物の限界を探求する唯一の機会を提供します。これらのプロセスの詳細が明らかになり始めている 4 つの領域を次に示します。

構造プレートの生成

海洋地殻 は 根本的に違う 大陸の下にある地殻から。1970 年代に私が初めてこのことを知ったとき、その形成と構造のモデルは単純でした。

– 溶岩は、海嶺として知られる一連の海底火山の下のマグマだまりから上昇しました。

– それは海底に流れ出し、玄武岩と呼ばれる暗い、しばしばガラス質の火山岩を形成しました。

– より深く、ゆっくりと冷却されるマグマだまりの中で結晶鉱物が形成され、花崗岩に似た質感の岩石が形成されました。

– 何百万年もかけて、この新しい地殻は尾根から離れ、より冷たくなり、より密度が高くなりました。

しかし、JOIDES 決議によって回収されたコアと、 サブマーシブルと呼ばれる水中ロボット, 、この見解が不正確であることを明らかにしました。たとえば、彼らは海水が地殻中を循環し、その組成を変化させ、 海水自体の化学.

主要な研究では、地球のマントル（地表深くにあると考えられている基礎）が、これまで知られていなかった巨大な断層帯の上を移動し、上向きに伸びていることも示された 海洋地殻の表面まで. 。マントル 生命の起源を知る手がかりが得られるかもしれない.

これらの洞察は、地球がどのように構造化されているかについての科学者の基本的な理解を変えました。

海洋地殻の気候記録

私の特に興味があるのは、海洋地殻に蓄積する堆積物です。これらの堆積物には、次のような生物を含むプランクトンの小さな微化石が含まれています。 珪藻と円石藻 海面またはその近くに生息するもの。 彼らは光合成をするので、, 、それらは大気から二酸化炭素を吸収し、私たちが呼吸するすべての酸素の半分を生成します。

プランクトンの種類は海水の温度や化学的性質によって異なります。彼らは死んで海底に落ちると、過去の気候の優れた記録を保存します。科学者はそれを理解するために使用します 地球の気候が過去にどのように温暖化し、また寒冷化したか.

もう一つの情報源は、溶けた氷山から落ちてくる堆積物です。氷河は陸地の上を流れるときに岩石を拾い上げます。海に到達すると、一部が砕けて氷山になります。氷は暖かい海水に触れると溶けて、岩石が海底に落ちます。これら 堆積物中の岩石の堆積物 温暖な気候と寒冷な気候の間の過去の移行の記録です。

プレートの破壊とリサイクル

太平洋の大部分と大西洋の一部の地域は、と呼ばれるゾーンの上にあります。 収束マージン, 、構造プレートが互いに衝突する場所。このプロセスにより、海洋地殻と堆積物の一部が地球に押し込まれ、そこで溶けて、最終的には新しい地殻（多くの場合火山）にリサイクルされます。

これらの縁に沿った巨大な断層は、2011 年の地震のような巨大地震を引き起こす可能性があります。 東北地方太平洋沖地震 日本の東海岸沖。このような断層の近くで採取された炉心は科学者を助ける 力を理解する これらの出来事を引き起こすもの。また、将来の地震を監視するために機器を挿入できる開口部も作成します。

収束縁辺領域から回収されたコアは、火山がどのように形成され、火山が長期的な気候変動をどのように調節するのかも明らかにし始めています。 二酸化炭素の排出を引き起こす.

陸上生物の限界

1970 年代後半、太平洋の地殻が形成された領域で、エキゾチックな新形態の陸生生物が発見されました。プレートの境界では、冷たい海水が地殻の亀裂を通って下に浸透しました。そこで、熱いマグマによって再加熱され、科学者が名付けた開口部を通して上向きに噴射されました。 熱水噴出孔.

熱水にはミネラルが含まれており、冷たい海水に触れると冷えて固まり、噴出口の周りで煙突のような構造になった。微生物、イガイ、チューブワームなど、何百もの生命体が、 これらの建造物に植民地化された, 、激しい圧力と華氏248度（摂氏120度）もの高温のゾーンの近くで繁栄します。

その後、JR コアリングは、海洋の地下底深く、以下の条件で生存する他の生命体を明らかにしました。 極度の酸素とエネルギーの欠乏. 。科学者は、これらの生物の多様性や、彼らが困難な環境で生き残るために使用する代謝戦略についてほとんど何も知りません。それらがどのように繁栄するかを理解すれば、土星​​の衛星エンケラドゥスや木星の衛星エウロパなど、他の惑星へのミッションに役立つ可能性があります。 生命を支える可能性のある地下の海.

海洋科学掘削の次は何でしょうか?

国立科学財団は、 委員会を作りました 新しい掘削船がどのような能力を備えるべきかを検討し、議会は 追加のJR遠征に資金を提供する 2025年に。地球の歴史や人類が気候変動に適応する上で直面する課題について、科学者たちがまだわかっていないことがいかに多いかを考えると、私と同僚は、ジョイデス・レゾリューション号が再び航行できること、そして最終的には新しい船がその使命を担うことを願っています。