Резолюція JOIDES. Кредит: IODP
Межа, де земна кора поступається місцем недослідженій мантії, була вперше виявлена в 1909 році через зміну руху сейсмічних хвиль. Названа кордоном Мохо для Андрії Мохоровичіча, який слухав ці сейсмічні хвилі, межа кори та мантії є кордоном, який залишається невловимим і переконливим, таячи спокусливі підказки щодо історії утворення Землі, навіть коли наші технології просуваються в далекі межі Сонячна система та за її межами.
Перші серйозні спроби зондування кордону Мохо зірвались на мілину в кінці 1950-х років. Тепер технологія, яка вже використовується на японському кораблі, у поєднанні з програмою розкопок Сполучених Штатів, яка вже триває, може нарешті принести успіх. Деймон Тігл і Бенуа Ільдефонс написали про поточні зусилля над створенням статті в журналі.природа, опублікований сьогодні.
Тігль навчається в Національному океанографічному центрі Саутгемптонського університету у Великобританії, а Ільдефонс — в Університеті Монпельє у Франції. Вони — співголовні вчені експедиції під назвою IODP Expedition 335, «щоб вперше отримати розріз нижньої океанічної кори — матеріалу, що лежить безпосередньо над мантією», — пишуть вони.
IODP використовує американський корабель JOIDES Resolution, зображений вище, який буде проводити буріння з квітня по червень цього року біля берегів Коста-Ріки.
«Цей сайт знаходиться в океанській корі, яка утворилася надшвидко — понад 20 сантиметрів на рік, набагато швидше, ніж будь-яке сьогоднішнє утворення кори», — пишуть співавтори. «Це робить верхню кірку там набагато тоншою, ніж деінде, тому можна дістатися до нижніх частин без необхідності дуже глибокого свердління. Три попередні експедиції до свердловини 1256D пробурили на глибину понад 1,5 км нижче морського дна, у перехідну зону між дамбами та габро».
Цієї весни вони сподіваються проштовхнути його ще на 400 метрів і витягти габро з нижньої кори, «яка буде найглибшим типом породи, коли-небудь видобутої з-під морського дна», незважаючи на те, що найглибша яма досягала 2111 метрів під східною частиною Тихого океану. Колумбії, пишуть вони.
Мікрофотография мантійного ксеноліту, відібраного на острові Рапа у Французькій Полінезії. Різнокольорові мінерали (побачені тут під мікроскопом у перехресно-поляризованому світлі, кожне зерно розміром приблизно від 1 до 5 мм) є олівіном, основною складовою верхньої мантії. Авторство: Андреа Томмазі (CNRS, Géosciences Montpellier)
Тігль і Ільдефонс відзначають, що деякі частини мантії були викинуті на поверхню Землі під час тектонічного будівництва гір і викинуті з вулканів і дамб на морському дні. Ці зразки дали підказки щодо складу мантії, але вони не виявляють мінливості мантії — і всі зразки були змінені процесами, які їх виявили.
Вони кажуть, що місія IODP повинна допомогти вирішити багато дебатів, включаючи те, як кора формується на серединно-океанічних хребтах, як магма з мантії вторгається в нижню кору, геометрія і сила того, як морська вода може відводити тепло з нижнього океану. земної кори та внеску нижньої кори в морські магнітні аномалії. Проект також надасть «додатковий імпульс для буріння глибокої океанської кори та впевненість у цьому», пишуть Teagle та Ildefonse — але він досягне глибини, набагато меншої, ніж необхідна, щоб насправді дістатися до кордону Мохо. Зустрічається щонайменше на глибині 30 кілометрів (18 миль) під континентами, але всього на 6 кілометрах (3,7 миль) під водою.
Ось тут і приходить Chikyu. Спущений на воду в 2002 році, «Chikyu — це гігантський корабель, здатний перевозити 10 кілометрів бурильних труб і обладнаний для буріння в 2,5 кілометрах води», — пишуть автори. Хоча Chikyu ще не зможе пройти повну дистанцію, його конструкція досить просунута, щоб стати стартовою площадкою для таких зусиль:
«У судна є система стояка: зовнішня труба оточує бурильну колону — сталева труба, через яку витягуються керни», — пишуть співавтори. «Буровий розчин і шлам повертаються в судно в просторі між двома трубами. Це допомагає переробити буровий розчин, контролювати його фізичні властивості та тиск у свердловині, а також допомагає стабілізувати стінки свердловини».
Тігл і Ільдефонс кажуть, що ідеальна програма буріння для досягнення межі мантії буде відбуватися в одному з трьох місць — біля берегів Гавайських островів, Нижньої Каліфорнії та Коста-Ріки — де вода є наймілкішою, над найхолоднішою можливою корою. Де б і як не сталося, пишуть, варто буде зробити:
«Буріння до мантії — це найскладніша робота в історії науки про Землю. Це забезпечить спадщину фундаментальних наукових знань, а також натхнення та навчання для наступного покоління вчених, інженерів та технологів».
Джерело: природа . Дивіться також веб-сайти Chikyu та JOIDES.
