Într-un triumf geologic, oamenii de știință forează o fereastră în mantaua Pământului

Noua campanie, de o navă de foraj oceanic numit DECIZIA JOIDESDin punct de vedere tehnic, nu a fost forat în manta și gaura nu a fost cea mai adâncă forată vreodată sub fundul oceanului. În schimb, cercetătorii au săpat într-o „fereastră tectonică” specială din Atlanticul de Nord, unde forajul nu trebuie să facă tuneluri, ci să lovească pământul. Aici, roca mantalei a fost împinsă mai aproape de suprafață, pe măsură ce fundul oceanului se dezintegrează încet la crestele Mid-Atlantic din apropiere.

Pe 1 mai, au început să sape groapa, cunoscută sub numele de U1601C. Andrew McKeague, om de știință șef al misiunii, se aștepta să facă o „găură” puțin adâncă, deoarece recordul de foraj în roca de manta, stabilit în anii 1990, era de doar o zecime de milă. Cercetătorii au sperat să recupereze suficiente probe pentru a explica modul în care reacțiile chimice dintre rocile de la manta și apă ar putea da naștere la viață pe planeta noastră. Dar forajul oceanic poate fi o aventură incertă – forajele se blochează sau eșantioanele lungi de rocă recuperate pot fi doar mostre parțiale.

De data aceasta, însă, burghiul a dat tub după tub de rocă întunecată, multe dintre ele fiind surprinzător de complete.

Pur și simplu a continuat să meargă din ce în ce mai adânc și mai adânc. Apoi, toți cei de la petrecerea științei au spus: „Hei, asta ne-am dorit tot timpul. Din 1960, ne-am dorit să facem o gaură adâncă în roca mantalei. Când echipa a încetat să foreze pe 2 iunie, echipa a prelevat mostre de rocă de la 4.157 de picioare sub fundul mării.

„Am îndeplinit o ambiție care a alimentat comunitatea științifică timp de multe decenii”, a spus McKeag.

Oamenii de știință de pe Pământ urmăresc cu nerăbdare misiunea, anticipând jackpot-ul din date care vor deschide o nouă fereastră în adâncurile Pământului și alimentează anii de cercetare.

a spus Andrew Fisher, un hidrogeolog la Universitatea din California, Santa Cruz, care sfătuiește un student absolvent care se afla pe navă și a fost văzut. progresie la distanță.

În 1909, seismologul croat Andrija Muhorovicic a descoperit o graniță în interiorul Pământului.

Mohorovii a monitorizat modul în care undele seismice generate de un cutremur traversează Pământul, similar cu utilizarea razelor X pentru a sonda interiorul unui corp uman. Aproape de suprafață, undele seismice se deplasau cu o singură viteză, dar după o anumită zonă din lume, se mișcau mai repede, ceea ce indică faptul că valurile călătoreau prin două straturi distincte de rocă.

Această discontinuitate, numită moho, este acum recunoscută ca Linia care separă scoarța Pământului de mantaua acesteia. Adâncimea lor variază, dar mantaua începe în general la aproximativ cinci mile sub fundul oceanului și la aproximativ 20 mile sub continente.

a spus Jessica Warren, profesor de geoștiințe la Universitatea din Delaware, care monitoriza și Proiectul de telemetrie Progress. „Dacă vrem să înțelegem Pământul ca întreg, există o cantitate uriașă, uriașă de rocă dedesubt”.

Miezul interior al Pământului pare să-și încetinească rotația

Manta nu este complet necunoscută. Ocazional, erupțiile vulcanice aruncă bucăți din ea – bucăți de peridot verzui, tipul de rocă care domină mantaua superioară, încorporată în roci bazaltice. Dar aceste mostre, numite xenoliti de mantaCu toate acestea, are limitările sale, deoarece este adesea mestecat și scobit din călătoria sa la suprafață. Există, de asemenea, ofiolite, care sunt foi de crustă oceanică nuanțate cu o parte din mantaua superioară care au fost ridicate și lipite de Pământ. Dar și călătoria s-a schimbat.

Ceea ce oamenii de știință tânjeau de mult este un eșantion fosilizat de rocă a mantalei. Proiect Moholeo renumită expediție oceanică, și-a propus să foreze crusta subțire de pe fundul oceanului pentru a ajunge la manta, în 1961, dar nu a reușit.

Părțile fundului oceanului, unde mantaua este cel mai aproape de suprafață, păreau o oportunitate de a preleva o probă fără dificultățile tehnice de foraj prin kilometri de crustă. Aici oamenii de știință de la bordul JOIDES Resolution și-au pus ochii pe una dintre ultimele misiuni ale navei înaintea acesteia. pensionare programată În anul fiscal 2024.

Echipa a părăsit Ponta Delgada în Azorele Portugaliei în aprilie și s-a îndreptat către Masivul Atlantis, un munte subacvatic de mărimea Muntele Rainier. Misiunea sa principală nu a fost să foreze cea mai adâncă gaură de până acum în rocile de la manta, ci să probeze acele roci pentru a găsi indicii despre cum, în absența vieții pe Pământ, se formează mici molecule organice atunci când rocile interacționează cu apa.

„Acesta ar putea fi o modalitate prin care o puteți lua doar prin obținerea de apă și roci”, a spus Susan Lang, om de știință șef al expediției și om de știință la Woods Hole Oceanographic Institution. produce hidrogen, [and] Acel hidrogen este un combustibil cu adevărat grozav pentru lucruri precum fabricarea de molecule organice mai mici și apoi se poate combina cu alte molecule organice și poate duce la viața timpurie.”

Adâncire și recuperare

Miezul de rocă excavat din craterul U1601C este dominat de peridotită, cel mai comun tip de rocă găsit în mantaua superioară. mostrele ei A fost alterată de expunerea la apa de mare, oamenii de știință Am început deja să discutăm despre cum să interpretăm rezultatele.

Cea mai mare parte a mantalei este îngropată sub crustă, nu este expusă oceanului, așa cum este în acest loc. Acest lucru ridică o întrebare fundamentală: cât de bine imită mostrele recente restul mantalei? Faceți pietrele Reprezintă într-adevăr mantaua sau nu are crustă?

De altfel, granița manta-crusta este ascuțită sau este o tranziție mai graduală? Probele nu sunt peridotit pur, iar acesta poate fi un indiciu cheie.

„Este un fel de fragmentare, dar poate că aceasta este crusta inferioară”, a spus Fisher, enumerând diferite tipuri de roci raportate în Science Daily Annals. „Acest lucru este cu adevărat neobișnuit – mai mult de un kilometru de crustă inferioară foarte alterată și/sau rocă superioară a mantalei. Aș spune că este un amestec.”

Oamenii de știință au fost atât de ocupați cu procesarea volumului imens de rocă pe care l-au recuperat, încât nu au avut șansa să studieze probele în detaliu și nici măcar să ia în considerare amploarea realizării. Burghiele trebuie înlocuite la fiecare 50 de ore. Echipa de la bord lucrează în ture de 12 ore, fără a pierde un minut de timp.

Într-o dimineață, Lang devine distrasă și se scuză de la un interviu când vede apa de mare stropind prin fereastră.

„Am văzut această etapă a apei de mare, care a fost întotdeauna un punct foarte interesant în care au separat acest lucru de o grămadă de pulverizări de apă de mare peste tot”, a spus Lang. — În mod normal, acesta este avertismentul meu că un nucleu va veni pe punte în următoarele cinci minute.

Ceea ce îi entuziasmează pe toți este speranța că probele mai adânci vor da roci „mai proaspete”, mai puțin modificate de alte procese și mai aproape de ceea ce se formează mantaua.

„Cu cât mergem mai adânc acolo, cu atât ne apropiem de cum arată acele roci, mai aproape de cum arată mantaua”, a spus Warren.