과학자들은 50년 동안 해저를 시추해 왔으며 여기까지 발견한 것이 있습니다.

: By 수잔 오코넬

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과학자들은 50 년 동안 해양 바닥으로 시추 해왔다. 그리고 그들은 지금까지 그들이 무엇을 발견 했는가?

과학 시추선 JOIDES Resolution은 과학 및 시추 장비의 성공적인 해상 시운전 및 시험 후에 호놀룰루에 도착합니다. IODP, CC BY-ND

그것은 충격적이지만 사실입니다. 우리는 지구의 대양저보다 달 표면에 대해 더 많이 압니다.. 우리가 알고있는 것의 대부분은 심해저에서 채취 한 핵심 샘플을 체계적으로 수집하는 과학적 해양 시추에서 왔습니다. 이 혁명적 인 과정은 50 년 전에 시작되었는데, 시추선 Glomar Challenger가 8 월 11에서 멕시코만으로 항해했을 때, 1968은 연방 기금의 첫 번째 원정에서 심해 시추 프로젝트.

나는 1980에서 처음으로 과학 탐사를 진행했으며, 그 후 북대서양과 안타 렉 티카의 웨델 해를 포함하여 여섯 번의 탐험에 참여했습니다. 내 실험실에서 학생들과 나는이 탐험의 핵심 샘플을 가지고 일합니다. 31 피트 길이의 3 인치 실린더 인이 코어는 정보가 단어로 번역되기를 기다리는 책과 같습니다. 지구의 해저에서 바위와 퇴적물로 가득 채워진 새로 열린 핵을 지키는 것은 지구의 역사에서 시간의 흐름을 기록하는 희귀 한 보물 상자를 여는 것과 같습니다.

반세기에 걸친 과학 해양 탐사는 판 구조론을 증명하고 고지 해양 생물학 분야를 창조했으며 해양 생물권의 거대한 다양성과 삶의 양을 보여줌으로써 우리가 지구에서 생명체를 보는 방법을 재정의했습니다. 그리고 훨씬 더 많이 배워야합니다.

과학자들은 세계 해저 분지의 핵심 표본을 시추하여 인류의 지식을 넓혔지만, 그들의 연구는 아직 끝나지 않았습니다.

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기술 혁신

두 가지 주요 혁신으로 인해 연구용 선박이 심해의 정확한 위치에서 핵심 샘플을 채취 할 수있었습니다. 동적 위치 지정이라고하는 첫 번째 기능은 471 피트 배가 고정되어 코어를 드릴링하고 복구 할 수 있도록 해줍니다. 코어를 다음 12,000 피트 이상의 물에서 굴착 및 복구합니다.

이러한 깊이에서는 고정이 불가능합니다. 대신, 기술자는 트랜스 폰더라고 불리는 어뢰 모양의 도구를 옆으로 내려 놓습니다. 선박의 선체에 설치된 트랜스 듀서라는 장치가 응답기에 음향 신호를 보내고 응답합니다. 보드에 탑재 된 컴퓨터는이 통신 거리와 각도를 계산합니다. 배의 선체에있는 추진 장치는 현재와 바람과 파도의 힘에 대항하여 정확하게 동일한 위치에 머물러있게 선박을 움직입니다.

작업 도중 드릴 비트를 교체해야하는 경우 또 다른 문제가 발생합니다. 바다의 지각은 원하는 깊이에 도달하기 훨씬 전에 비트를 쓰는 화성암으로 이루어져 있습니다.

이런 일이 발생하면 드릴 크루가 전체 드릴 파이프를 표면에 가져오고 새 드릴 비트를 장착하여 같은 구멍으로 되돌립니다. 이를 위해서는 파이프를 폭이 15 피트 미만인 깔때기 모양의 재진입 원뿔형으로 드릴링 구멍의 입구에있는 바다 바닥에 배치해야합니다. 그 과정은 1970에서 처음으로 완성 됨는 스파게티의 긴 가닥을 올림픽 수영장의 깊은 끝 부분에있는 1/4 인치 폭의 깔때기로 낮추는 것과 같습니다.

판 구조론 확인

과학 탐사가 1968에서 시작되었을 때, 판 구조론 적극적인 논쟁의 대상이었다. 하나의 핵심 아이디어는 새로운 해양 지각이 해저의 융기 부분에서 만들어졌고 해양 지판이 서로 멀리 떨어져 나가고 지구 내부의 마그마가 그들 사이에서 위로 자라는 것입니다. 이 이론에 따르면, 지각은 바다 능선의 볏에서 새로운 물질이어야하고, 그 나이는 볏에서 거리에 따라 증가해야합니다.

이것을 증명할 수있는 유일한 방법은 퇴적물과 암석 코어를 분석하는 것이 었습니다. 1968-1969의 겨울에 Glomar Challenger는 남 대서양의 동쪽과 서쪽 7 개 지역을 시추했습니다. 대서양 중부 릿지. 바다 지층의 화성암과 위에 쌓인 퇴적물은 예측과 완벽하게 일치하여 바다 껍질이 릿지와 판 구조에서 형성되었음을 확인했다.

지구의 역사 재건

지구의 역사에 대한 해양 기록은 바람, 물, 얼음에 의한 침식과 재 침착이 기록을 붕괴시킬 수있는 육지의 지층보다 더 연속적입니다. 대부분의 해양 지역에서 침전물은 입자, 미세 화석 (microfossil)에 의해 입자에 의해 퇴적되며, 결국 압력에 굴복하여 암석으로 변한다.

침전물에 보존 된 미세 화석 (플랑크톤)은 일부는 인간의 머리카락의 너비보다 작지만 아름답고 유익합니다. 더 큰 식물과 동물의 화석처럼, 과학자들은 칼슘과 실리콘의이 섬세한 구조를 사용하여 과거의 환경을 재구성 할 수 있습니다.

과학적인 바다 굴착 덕분에 우리는 소행성 파업 후에 백만년 전에 모든 비 조류 공룡을 죽였다., 새로운 삶은 수년 내에 분화구 테두리를 식민지화했으며, 30,000 년 내에 완전한 생태계가 번성했다.. 몇 가지 심해 생물 운석의 영향으로 바로 살았습니다..

해양 시추는 또한 천만 년이 흐른 후에 탄소 배출이 엄청나게 증가한 것으로 나타났습니다. 광범위한 화산 활동 메탄 배출량 용융 메탄 하이드레이트 - 갑작스럽고 강렬한 온난화 현상 또는 고열을 일으켰습니다. 팔레오세 - 신세계 열 최대. 이 에피소드 동안 북극조차도 도달했습니다. 화씨 73 이상.

탄소가 대기와 해양으로 방출 됨으로써 바다가 산성화 됨으로써 심해 생태계가 대규모로 용해되고 변화되었다.

이 에피소드는 빠른 기후 온난화의 영향에 대한 인상적인 예입니다. PETM 중에 배출되는 탄소의 총량은 지구의 화석 연료 매장량을 모두 태우면 인간이 방출하는 양과 거의 같다고 추정됩니다. 그러나 중요한 차이점은 화산과 수화물에서 배출 된 탄소가 훨씬 느린 속도로 우리가 현재 화석 연료를 방출하고있는 것보다. 따라서 우리는 탄소 방출을 중단하지 않으면보다 극적인 기후와 생태계 변화를 기대할 수 있습니다.

해양 퇴적물에서 생명 찾기

과학 탐사 결과, 대략적으로 바다에서나 토양에서와 마찬가지로 해양 퇴적물에있는 많은 세포. 원정대는 깊은 곳의 퇴적물에서 생명을 발견했습니다. 8000 피트 이상; 해저 퇴적물에서 86 백만 년; ~에서 화씨 140도 이상의 온도.

오늘날 23 국가의 과학자들은 국제 해양 탐사 프로그램는 해저 퇴적물과 암석에서 데이터를 복구하고 해양 바닥 아래의 환경을 모니터링하기 위해 과학적 해양 시추를 사용합니다. Coring은 해양 지각 형성의 복잡성과 심해의 삶의 다양성과 같은 판 구조론에 대한 새로운 정보를 생산합니다.

이 연구는 비싸고 기술적으로나 지적으로 강렬합니다. 그러나 심해를 탐험하는 것만으로 우리가 보유하고있는 보물을 되 찾을 수 있고 그 아름다움과 복잡성을 더 잘 이해할 수 있습니다.