Granicę, w której skorupa ziemska ustępuje nieodkrytemu płaszczowi, odkryto po raz pierwszy w 1909 r. Z powodu zmiany podróży fal sejsmicznych. Nazwana granicą Moho dla Andriji Mohorovicic, która słuchała tych fal sejsmicznych, granica skorupy skorupy jest granicą, która pozostaje nieuchwytna i atrakcyjna - zawiera kuszące wskazówki dotyczące historii powstawania Ziemi - nawet gdy nasze technologie docierają do zewnętrznych obszarów układ słoneczny i nie tylko.
Pierwsze poważne próby zbadania granicy Moho miały miejsce na mieliźnie pod koniec lat 50. XX wieku. Teraz technologia, która jest już używana na japońskim statku, w połączeniu z już realizowanym programem kopania w USA, może w końcu przynieść sukces. Damon Teagle i Benoît Ildefonse pisali o bieżących staraniach o artykuł w czasopiśmieNatura, wydany dzisiaj.
Teagle jest w National Oceanography Centre na Uniwersytecie Southampton w Wielkiej Brytanii, a Ildefonse w Université Montpellier we Francji. Są oni głównymi naukowcami wyprawy o nazwie IODP Expedition 335, „aby po raz pierwszy uzyskać fragment dolnej skorupy oceanicznej - materiał leżący tuż nad płaszczem”, piszą.
IODP korzysta ze statku US JOIDES Resolution, pokazanego powyżej, który będzie wiercił od kwietnia do czerwca tego roku u wybrzeży Kostaryki.
„Ta strona znajduje się w skorupie oceanicznej, która uformowała się superszybko - z prędkością ponad 20 centymetrów rocznie, znacznie szybciej niż jakikolwiek współczesny proces formowania skorupy”, piszą współautorzy. „To sprawia, że górna skorupa jest tam znacznie cieńsza niż gdzie indziej, więc można dotrzeć do dolnych części bez konieczności wiercenia bardzo głęboko. Trzy poprzednie wyprawy do Hole 1256D wywierciły się na głębokości ponad 1,5 kilometra poniżej dna morskiego, w strefie przejściowej między groblami i gabbros. ”
Tej wiosny mają nadzieję, że popchną ją o kolejne 400 metrów i odzyskają gabbros z dolnej skorupy, „która będzie najgłębszym rodzajem skał wydobywanych spod dna morskiego”, nawet jeśli najgłębsza dziura osiągnęła 2111 metrów pod wschodnim Pacyfikiem z Kolumbii, piszą.
Teagle i Ildefonse zauważają, że niektóre fragmenty płaszcza zostały wyrzucone na powierzchnię Ziemi podczas budowy górskich tektonicznych i wyrzucone z wulkanów i wałów dna morskiego. Te próbki dostarczyły wskazówek na temat składu płaszcza, ale nie ujawniają zmienności płaszcza - a wszystkie próbki zostały zmienione przez procesy, które je ujawniły.
Mówią, że misja IODP powinna pomóc w rozstrzygnięciu wielu debat, w tym w tym, jak powstaje skorupa na grzbietach oceanu, w jaki sposób magma z płaszcza jest wtłaczana w dolną skorupę, geometria i wigor tego, jak woda morska może przyciągać ciepło z dolnego oceanu skorupa i wkład dolnej skorupy w morskie anomalie magnetyczne. Projekt zapewni również „dalszy impuls i zaufanie do wierceń głębokiej skorupy oceanicznej”, piszą Teagle i Ildefonse - ale osiągnie głębokość znacznie mniejszą niż to, co będzie potrzebne, aby dostać się na granicę Moho. Występuje co najmniej 30 kilometrów (18 mil) pod kontynentami, ale zaledwie 6 kilometrów (3,7 mil) pod morzami.
Tam właśnie wkracza Chikyu. Wystrzelony w 2002 r. „Chikyu jest gigantycznym statkiem, zdolnym do przewiezienia 10 kilometrów rur wiertniczych i wyposażonym do wiercenia pionów w 2,5 kilometrze wody” - piszą autorzy. Chociaż Chikyu nie byłby jeszcze w stanie przejść na pełną odległość, jego konstrukcja jest na tyle zaawansowana, że może być wyrzutnią dla takich wysiłków:
„Statek ma system pionowy: zewnętrzna rura otacza sznur wiertniczy - stalową rurę, przez którą odzyskuje się rdzenie”, piszą współautorzy. „Płuczka wiertnicza i zwierciny wracają do statku w przestrzeni między dwiema rurami. Pomaga to w recyklingu płuczki wiertniczej, kontroluje jej właściwości fizyczne i ciśnienie w wierconym otworze oraz pomaga ustabilizować ściany odwiertu. ”
Teagle i Ildefonse twierdzą, że idealny program wiercenia, aby osiągnąć granicę płaszczową, odbędzie się w jednym z trzech miejsc - u wybrzeży Hawajów, Baja California i Kostaryki - gdzie woda jest najbardziej płytka, nad najzimniejszą możliwą skorupą. Gdziekolwiek i jakkolwiek się to zdarzy, piszą, warto będzie zrobić:
„Wiercenie w płaszczu jest najtrudniejszym przedsięwzięciem w historii nauki o Ziemi. Zapewni spuściznę podstawowej wiedzy naukowej oraz inspirację i szkolenie dla następnej generacji geologów, inżynierów i technologów. ”
Źródło: Nature. Zobacz także strony internetowe dla Chikyu i JOIDES.
