Ученые бурят дно океана уже 50 лет – вот что они обнаружили

Основные знания о дне Мирового океана получены благодаря научному бурению – систематическому отбору кернов с глубоководных участков. Эта революционная программа началась 50 лет назад, когда 11 августа 1968 года буровое судно Glomar Challenger вышло в Мексиканский залив в рамках первого рейса финансируемого государством Проекта глубоководного бурения.

За полвека научное океанское бурение доказало теорию тектоники плит, создало область палеоокеанографии и кардинально изменило представления о жизни на Земле, обнаружив огромное разнообразие и объем организмов в глубоководной биосфере.

Технологические инновации

Две ключевые инновации позволили исследовательским судам отбирать керны в точно заданных точках океана. Динамическое позиционирование удерживает 140-метровое судно на месте при бурении в воде глубиной часто более 3600 метров. Вторая – возможность повторного входа в скважину для замены изношенного бурового долота. Этот процесс, впервые выполненный в 1970 году, сравнивают с попаданием длинной нити спагетти в воронку диаметром менее 5 см на глубине олимпийского бассейна.

Подтверждение тектоники плит

В 1968-1969 годах Glomar Challenger пробурил семь скважин в Южной Атлантике по обе стороны Срединно-Атлантического хребта. Возраст как магматических пород океанической коры, так и перекрывающих их осадков идеально совпал с предсказаниями теории: он увеличивался с удалением от гребня хребта. Это подтвердило, что новая кора формируется в срединно-океанических хребтах, и доказало справедливость тектоники плит.

Восстановление истории Земли

Океаническая летопись истории Земли более непрерывна, чем геологические разрезы на суше. Благодаря бурению мы знаем, что после удара астероида 66 миллионов лет назад, погубившего всех не-птичьих динозавров, новая жизнь заселила кромку кратера за годы, а полноценная экосистема восстановилась за 30 000 лет. Некоторые глубоководные организмы пережили удар.

Бурение также показало, что 10 миллионов лет спустя массивный выброс углерода (вероятно, из-за вулканизма и таяния метангидратов) вызвал резкое потепление – палеоцен-эоценовый термический максимум (ПЭТМ). Общее количество углерода, выделившегося во время ПЭТМ, сопоставимо с объемом, который высвободит человечество, сжигая все запасы ископаемого топлива. Однако ключевое отличие – скорость выброса в прошлом была значительно ниже, чем сегодня, что предвещает еще более драматичные климатические изменения.

Жизнь в океанических осадках

Научное бурение показало, что в морских осадках содержится примерно столько же клеток, сколько в океане или почве. Жизнь находили в отложениях на глубине свыше 2400 метров под дном, в осадках возрастом 86 миллионов лет и при температуре выше 60 °C.

Сегодня ученые из 23 стран проводят исследования в рамках Международной программы открытий океана (IODP), используя бурение для получения данных и мониторинга поддонных сред. Это исследование дорогое и технологически сложное, но только изучая глубины океана, мы можем понять его красоту и сложность.