O navio de perfuração científica JOIDES Resolution chega a Honolulu depois de testes marítimos bem-sucedidos e testes de equipamentos científicos e de perfuração. IODP, CC BY-ND

É impressionante, mas é verdade que sabemos mais sobre a superfície da lua do que sobre o fundo do oceano da Terra. Muito do que sabemos veio da perfuração científica oceânica - a coleta sistemática de amostras nucleares do fundo do mar. Este processo revolucionário começou há 50 anos atrás, quando a embarcação de perfuração Glomar Challenger embarcou para o Golfo do México em agosto 11, 1968 na primeira expedição do financiamento federal Projeto de perfuração em mar profundo.

Fiz minha primeira expedição científica de perfuração oceânica no 1980 e, desde então, participei de mais seis expedições a locais como o extremo norte do Atlântico eo mar de Weddell, na Antártica. No meu laboratório, meus alunos e eu trabalhamos com amostras principais dessas expedições. Cada um desses núcleos, que são cilindros 31 de comprimento e 3 polegadas de largura, é como um livro cuja informação está esperando para ser traduzida em palavras. Segurando um núcleo recém-aberto, cheio de rochas e sedimentos do fundo do oceano da Terra, é como abrir um baú de tesouro raro que registra a passagem do tempo na história da Terra.

Mais de meio século, a perfuração científica oceânica provou a teoria da tectônica de placas, criou o campo da paleoceanografia e redefiniu a forma como vemos a vida na Terra revelando uma enorme variedade e volume de vida na biosfera marinha profunda. E muito mais ainda precisa ser aprendido.

Os cientistas expandiram o conhecimento humano perfurando amostras nucleares das bacias oceânicas do mundo, mas seu trabalho está longe de ser concluído.

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Inovações tecnológicas

Duas inovações importantes possibilitaram que navios de pesquisa coletassem amostras nucleares de locais precisos nos oceanos profundos. O primeiro, conhecido como posicionamento dinâmico, permite que uma embarcação 471-pé permaneça fixa enquanto perfura e recupera núcleos, um em cima do seguinte, frequentemente em mais de 12,000 pés de água.

A ancoragem não é viável nessas profundidades. Em vez disso, os técnicos deixam cair um instrumento em forma de torpedo chamado de transponder na lateral. Um dispositivo chamado transdutor, montado no casco do navio, envia um sinal acústico ao transponder, que responde. Computadores a bordo calculam a distância e o ângulo dessa comunicação. Os propulsores no casco do navio manobram o navio para ficar exatamente no mesmo local, combatendo as forças das correntes, do vento e das ondas.

Outro desafio surge quando as brocas têm que ser substituídas no meio da operação. A crosta oceânica é composta por rochas ígneas que se desgastam muito antes que a profundidade desejada seja atingida.

Quando isso acontece, a equipe de perfuração coloca todo o tubo de perfuração na superfície, monta uma nova broca e retorna ao mesmo furo. Isto requer que o cano seja conduzido para um cone de reentrada em forma de funil, com menos de 15 de largura, colocado no fundo do oceano, na boca do orifio de perfurao. O processo, que foi primeiro realizado em 1970é como abaixar um longo fio de espaguete em um funil de um quarto de largura no fundo de uma piscina olímpica.

Confirmando placas tectônicas

Quando a perfuração científica oceânica começou em 1968, a teoria da placas tectônicas foi um assunto de debate ativo. Uma idéia-chave era que a nova crosta oceânica foi criada em cordilheiras no fundo do mar, onde as placas oceânicas se afastavam umas das outras e o magma do interior da Terra se acumulava entre elas. De acordo com essa teoria, a crosta deveria ser um material novo na crista das cristas oceânicas, e sua idade deveria aumentar com a distância da crista.

A única maneira de provar isso era analisando sedimentos e núcleos de rocha. No inverno de 1968-1969, o Glomar Challenger perfurou sete locais no Oceano Atlântico Sul a leste e oeste do Cordilheira do meio do Atlântico. Tanto as rochas ígneas do leito oceânico quanto os sedimentos sobrepostos envelheceram em perfeita concordância com as previsões, confirmando que a crosta oceânica estava se formando nas cristas e que as placas tectônicas estavam corretas.

Reconstruindo a história da Terra

O registro oceânico da história da Terra é mais contínuo do que as formações geológicas em terra, onde a erosão e a redeposição pelo vento, água e gelo podem atrapalhar o registro. Na maioria das localidades oceânicas, os sedimentos são depositados partículas por partículas, microfósseis por microfósseis e permanecem no local, eventualmente sucumbindo à pressão e transformando-se em rocha.

Microfósseis (plâncton) preservados em sedimentos são belos e informativos, embora alguns sejam menores que a largura de um fio de cabelo humano. Como fósseis de plantas e animais maiores, os cientistas podem usar essas delicadas estruturas de cálcio e silício para reconstruir ambientes passados.

Graças à perfuração científica oceânica, sabemos que depois de um asteróide matou todos os dinossauros não-aviários 66 milhões de anos atrás, nova vida colonizou a cratera dentro de anos, e dentro de 30,000 anos um ecossistema completo estava prosperando. Alguns organismos do oceano profundo viveu através do impacto do meteorito.

A perfuração oceânica também mostrou que dez milhões de anos depois, uma descarga maciça de carbono - provavelmente extensa atividade vulcânica e metano liberado de hidratos de metano de fusão - causou um evento de aquecimento intenso e abrupto, ou hipertérmico, chamado de Máximo Termal Paleoceno-Eoceno. Durante este episódio, até o Ártico chegou mais de 73 graus Fahrenheit.

A acidificação do oceano resultante da liberação de carbono na atmosfera e no oceano causou uma dissolução maciça e mudanças no ecossistema do oceano profundo.

Este episódio é um exemplo impressionante do impacto do aquecimento rápido do clima. Estima-se que a quantidade total de carbono liberada durante o PETM seja aproximadamente igual à quantidade que os humanos libertarão se queimarmos todas as reservas de combustíveis fósseis da Terra. No entanto, uma diferença importante é que o carbono liberado pelos vulcões e hidratos foi a uma taxa muito mais lenta do que estamos atualmente liberando combustível fóssil. Assim, podemos esperar mudanças ainda mais dramáticas no clima e no ecossistema, a menos que paremos de emitir carbono.

Encontrando vida nos sedimentos oceânicos

A perfuração científica oceânica também mostrou que existem tantas células no sedimento marinho quanto no oceano ou no solo. Expedições encontraram vida em sedimentos a profundidades mais de 8000 pés; em depósitos no fundo do mar que são 86 milhões de anos; e em temperaturas acima de 140 graus Fahrenheit.

Hoje, cientistas de países da 23 estão propondo e conduzindo pesquisas através do Programa Internacional de Descoberta do Oceano, que utiliza a perfuração científica oceânica para recuperar dados de sedimentos e rochas do fundo do mar e para monitorar ambientes sob o fundo do oceano. Coring está produzindo novas informações sobre as placas tectônicas, como as complexidades da formação da crosta oceânica e a diversidade da vida nos oceanos profundos.

Essa pesquisa é cara e tecnológica e intelectualmente intensa. Mas apenas explorando o mar profundo podemos recuperar os tesouros que possui e entender melhor sua beleza e complexidade.

Sobre o autor

Suzanne O'Connell, professora de Ciências da Terra e do Meio Ambiente, Wesleyan University

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

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