Бурение тайны климата Земли, скрытой под водой – ПОЧЕМУ

Группа учёных на буровой установке JOIDES Solution для поиска кернов отложений у побережья Португалии — области, богатой информацией об истории Земли.

Научная группа экспедиции 397 прибывает на резолюцию JOIDES в Лиссабоне, Португалия. (С разрешения Сандры Херрманн, IODP JRSO)

Эта история из The Pulse, еженедельного подкаста о здоровье и науке.

Найдите его в Apple Podcasts, Spotify или где бы вы ни находились.

Перед рассветом в ветреный день две дюжины ученых-климатологов дрожат на верхней палубе исследовательского корабля, наблюдая, как буксиры утаскивают их из порта Лиссабона в двухмесячное приключение, на создание которого ушло 13 лет.

Резолюция JOIDES переносит исследователей под подвесной мост 25 апреля, мимо Памятника Открытиям в открытый океан. Их пункт назначения? Серия остановок, во время которых они планировали глубоко погрузиться в морское дно в поисках климатических тайн, накопившихся за миллионы лет.

Эта область науки о климате известна как палеоокеанография — изучение океанов в прошлом — и одним из ее основателей был покойный британский ученый сэр Николас Шеклтон. Если имя Шеклтон звучит знакомо, возможно, это потому, что Ник приходился внучатым племянником исследователю Антарктики сэру Эрнесту Шеклтону. Там, где его знаменитый двоюродный дедушка хотел зайти далеко, чтобы обозначить новую территорию, Ник Шеклтон хотел пойти глубже. Он собрал цилиндры с грязью, называемые кернами отложений, со дна океана, чтобы составить более четкую картину прошлого.

Анализируя слои песка и камня, полные микроископаемых и минералов, в этих ядрах, Шеклтон смог рассчитать температуру воздуха и воды, а также количество углекислого газа в атмосфере сотни тысяч лет назад. И он также определил, что северная часть Атлантического океана, недалеко от побережья Португалии, является критически важным местом для проведения таких исследований.

Его научная работа принесла Шеклтону большую известность в своей области, множество наград и медалей. Но он умер в 2006 году от рака, не успев завершить крупный проект. Он хотел пробурить керны отложений в районе побережья Португалии, где на дне океана расположены холмы и каньоны, собирающие осадки с близлежащего европейского континента. Это также место, где океанографы обнаружили водные массы как из Арктики, так и из Антарктики. Работа Шеклтона показала, что это место, вероятно, даст ученым ядра, которые позволят им создать непрерывную запись истории климата Земли, насчитывающей 3-5 миллионов лет.

Два исследователя, старые друзья еще со времен аспирантуры в Университете Род-Айленда, решили, что они подадут заявку на завершение работы Шеклтона в 2009 году. Дэвид Ходелл, американец, переехавший в Соединенное Королевство в 2008 году, работает в Университете Кембриджа, на факультете наук о Земле, где Шеклтон провел свою карьеру. Фатима Абрантес возглавляет лабораторию Португальского института моря и атмосферы в Лиссабоне, и вместе они являются соруководителями экспедиции 397 Международной программы открытия океана.

Примерно через 12 часов в море корабль останавливается и спускает 12 огромных двигателей. Это большие гребные винты, заключенные в металлические трубы, которые дают экипажу возможность удерживать корабль на месте.

JOIDES Резолюция длиной 470 футов представляет собой плавучую нефтяную вышку 1970-х годов, которая в 1980-х годах была полностью переоборудована для бурения в научных целях, а не для добычи ископаемого топлива. На его палубе возвышается вышка высотой 200 футов. Представьте себе большую открытую пирамиду, похожую на лестницу, которую можно увидеть на нефтяном месторождении. Корабль несет на себе трубу длиной в милю, которую секция за секцией собирают в так называемую бурильную колонну. Он поворачивается и поворачивается, протягиваясь от вершины вышки через отверстие в корабле, называемое «лунным бассейном», а затем погружаясь через глубину около 15 000 футов до самого дна океана.

Достигнув морского дна, труба просверливает осадок, образуя отверстие. Затем буровая бригада опускает в трубу пластиковую трубу длиной 30 футов. У него металлический наконечник, и когда он входит в отверстие, он продвигается глубже, пока вся длина пластиковой трубки не заполнится грязью.