O carro-chefe da perfuração oceânica pode ter feito sua última viagem – eis por que os cientistas não querem ver a Resolução JOIDES desativada

Meu lugar favorito no mundo não é um local fixo.Isso é a Resolução JOIDES, um navio de investigação financiado internacionalmente que passou a sua vida útil em constante movimento, desde as profundezas da Antártida até às alturas do Ártico.

Desde 1985, expedições científicas neste laboratório oceânico único perfuraram 370 quilómetros de profundidade. núcleos de sedimentos e rochas – longas amostras cilíndricas que proporcionam uma visão única do fundo do oceano.Os núcleos vêm de milhares de locais diferentes, permitindo que cientistas de muitas universidades ao redor do mundo explorem as mudanças na Terra.

Eles também fornecem uma janela para a história do nosso planeta.O fundo do oceano preserva uma biblioteca geológica que documenta milhões de anos de alterações climáticas e evolução.

Infelizmente, a Resolução JOIDES, também conhecida como JR, pode ter sido aprovada pela última vez.Em agostoEm 2 de janeiro de 2024, atracou em Amsterdã, sem um caminho claro para arrecadar os US$ 72 milhões por ano necessários para operar o navio.A maior parte desse financiamento vem dos EUA.National Science Foundation, que anunciou em 2023 que não financiaria o JR após 2024 porque as contribuições dos parceiros internacionais não acompanhavam o aumento dos custos.As equipes começaram removendo equipamento científico do navio.

A National Science Foundation afirma que apoiará pesquisas em andamento usando amostras existentes e trabalhará com cientistas para planejar o futuro da perfuração científica oceânica.Mas para mim e para muitos outros cientistas, o custo de operação do JR é insignificante em comparação com os danos causados ​​por um único grande terremoto – como o terremoto Tohuku-Oki no Japão em 2011, estimado em US$ 220 bilhões – ou o trilhões de dólares nos danos resultantes das alterações climáticas.A investigação nuclear sobre os oceanos ajuda os cientistas a compreender eventos como estes, para que as sociedades possam planear o futuro.

Um laboratório flutuante

Nenhuma outra embarcação possui as capacidades do JR.O navio é 469 pés (143 metros) de comprimento – 50% mais longo que um campo de futebol.Tem mais de 5 milhas (8 quilômetros) de tubo de perfuração que conecta o navio ao fundo do mar e às camadas abaixo dele, permitindo que ele levante amostras do núcleo submarino para o navio.

Os JR sistema de posicionamento dinâmico permite que ele permaneça fixo exatamente em um local por dias ou semanas seguidas.Apenas dois outros navios no mundo têm esta capacidade: o Chikyu, um navio maior operado pelo Japão em águas japonesas e um novo navio de perfuração chinês chamado o Meng Xiang.

Passei oito expedições de dois meses na Resolução JOIDES, principalmente em altas latitudes perto dos pólos, explorando climas passados.Cada viagem contou com cerca de 60 cientistas e técnicos e 65 tripulantes.Depois que o navio saiu do porto, as operações funcionaram 24 horas por dia, todos os dias.Todos nós trabalhávamos em turnos de 12 horas.

Essas viagens podem ser cansativas.Geralmente, porém, a excitação de descobertas novas e muitas vezes inesperadas, e a camaradagem com outros participantes, faziam o tempo passar mais rápido.

Insights das expedições JR

Já na década de 1960, os geólogos começaram a compreender que os continentes e oceanos da Terra não eram estáticos.Pelo contrário, eles fazem parte placas móveis dentro da crosta terrestre e do manto superior.O movimento das placas, especialmente onde colidem umas com as outras, cria terremotos e vulcões.

Núcleos de sedimentos marinhos podem penetrar uma milha ou mais na crosta terrestre.Eles fornecem a única oportunidade de investigar mudanças contínuas nas interações das placas tectônicas, estudar o clima e a evolução marinha e explorar os limites da vida terrestre.Aqui estão quatro áreas onde os detalhes desses processos começaram a surgir:

Criação de placa tectônica

Crosta oceânica é fundamentalmente diferente da crosta que fica sob os continentes.Quando tomei conhecimento dele, na década de 1970, o modelo para sua formação e estrutura era simples:

– A lava subiu das câmaras de magma sob cadeias de vulcões no fundo do mar, conhecidas como dorsais oceânicas.

– Derramou-se no fundo do mar, criando uma rocha vulcânica escura, muitas vezes vítrea, chamada basalto.

– Dentro da câmara magmática mais profunda e de resfriamento lento, formaram-se minerais cristalinos, criando rochas com textura semelhante ao granito.

– Ao longo de milhões de anos, esta nova crosta afastou-se das cristas, tornando-se mais fria e densa.

Mas os núcleos recuperados pela Resolução JOIDES, juntamente com estudos usando robôs subaquáticos chamados submersíveis, revelou que essa visão era imprecisa.Por exemplo, mostraram que a água do mar circula pela crosta, alterando a sua composição e a química da própria água do mar.

Estudos principais também mostraram que o manto da Terra – uma fundação que se pensa estar profundamente abaixo da superfície – se move em zonas de falha gigantescas e até então desconhecidas e se estende para cima. para a superfície da crosta oceânica.O manto pode fornecer pistas sobre as origens da vida.

Estas percepções mudaram a compreensão básica dos cientistas sobre como o nosso planeta está estruturado.

Registros climáticos na crosta oceânica

Meu interesse particular está nos sedimentos que se acumulam na crosta oceânica.Esses depósitos contêm minúsculos microfósseis de plâncton, incluindo organismos como diatomáceas e cocolitóforos que vivem na superfície do oceano ou perto dela. À medida que fotossintetizam, eles absorvem dióxido de carbono da atmosfera e produzem metade de todo o oxigênio que respiramos.

Os tipos de plâncton variam com a temperatura e a química da água do mar.Quando morrem e caem no fundo do mar, preservam um excelente registro de climas passados.Os cientistas os usam para entender como o clima da Terra aqueceu e esfriou no passado.

Outra fonte de informação são os sedimentos que caem do derretimento dos icebergs.As geleiras pegam rochas à medida que fluem sobre a terra.Quando chegam ao mar, partes deles se quebram e se transformam em icebergs.O gelo derrete quando é exposto à água mais quente do oceano e as rochas caem no fundo do mar.Esses depósitos rochosos em sedimentos são um registro de transições passadas entre climas quentes e frios.

Destruição e reciclagem de placas

A maior parte do Oceano Pacífico e algumas regiões do Oceano Atlântico situam-se em zonas chamadas margens convergentes, onde as placas tectônicas se chocam.Este processo força parte da crosta oceânica e sedimentos para a Terra, onde derrete e eventualmente é reciclado em uma nova crosta, muitas vezes como vulcões.

Falhas gigantes ao longo destas margens podem criar enormes terremotos, como o de 2011. Terremoto Tohoku-Oki na costa leste do Japão.Núcleos obtidos perto dessas falhas ajudam os cientistas entenda as forças que causam esses eventos.Eles também criam aberturas onde podem ser inseridos instrumentos para monitorar futuros terremotos.

Núcleos recuperados de áreas marginais convergentes também começaram a revelar como os vulcões são criados e como modulam as alterações climáticas a longo prazo, produzindo emissões de dióxido de carbono.

Os limites da vida terrestre

No final da década de 1970, novas formas exóticas de vida terrestre foram descobertas no Oceano Pacífico, em zonas onde se formou a crosta oceânica.Nos limites das placas, a água fria do mar percolava através de rachaduras na crosta.Lá, foi reaquecido por magma quente e expelido para cima através de aberturas que os cientistas chamaram de fontes hidrotermais.

A água quente continha minerais, que esfriavam quando tocavam a água fria do mar e endureciam em estruturas semelhantes a chaminés ao redor das aberturas.Centenas de formas de vida, incluindo micróbios, mexilhões e vermes tubulares, colonizou essas estruturas, prosperando perto de zonas de intensa pressão e temperaturas tão altas quanto 248 graus Fahrenheit (120 Celsius).

A sondagem JR revelou posteriormente outras formas de vida que sobrevivem nas profundezas do subsolo do oceano, em condições de extrema privação de oxigênio e energia.Os cientistas não sabem quase nada sobre a diversidade destes organismos, ou sobre as estratégias metabólicas que utilizam para sobreviver no seu ambiente desafiador.Compreender como eles prosperam poderia informar missões para outros planetas, como a lua de Saturno, Encélado, e a lua de Júpiter, Europa, que têm oceanos subterrâneos que podem sustentar vida.

O que vem a seguir para a perfuração científica oceânica?

A Fundação Nacional de Ciência criou uma comissão considerar quais capacidades um novo navio de perfuração deveria ter, e o Congresso pode fornecer financiamento para expedições JR adicionais em 2025.Dado o quanto os cientistas ainda não sabem sobre a história da Terra e os desafios que a humanidade enfrenta na adaptação às alterações climáticas, eu e os meus colegas esperamos que a Resolução JOIDES ainda possa navegar novamente e que um novo navio acabe por assumir a sua missão.