Perforación oceánica: lo que los científicos han descubierto 50 años después

Es sorprendente pero cierto que sabemos más sobre la superficie de la luna que sobre el fondo oceánico de la Tierra. Gran parte de lo que sí sabemos proviene de la perforación oceánica científica: la recolección sistemática de muestras de núcleos del fondo marino profundo. Este proceso revolucionario comenzó hace 50 años, cuando el barco de perforación Glomar Challenger navegó en el Golfo de México el 11 de agosto de 1968 en la primera expedición del Proyecto de Perforación en el Mar Profundo, financiado con fondos federales.

Realicé mi primera expedición científica de perforación oceánica en 1980, y desde entonces he participado en seis expediciones más a lugares como el lejano Atlántico norte y el mar de Weddell en la Antártida. En mi laboratorio, mis alumnos y yo trabajamos con muestras básicas de estas expediciones. Cada uno de estos núcleos, que son cilindros de 31 pies de largo y 3 pulgadas de ancho, es como un libro cuya información está esperando para ser traducida en palabras. Sostener un núcleo recién abierto, lleno de rocas y sedimentos del fondo oceánico de la Tierra, es como abrir un raro cofre del tesoro que registra el paso del tiempo en la historia de la Tierra.

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Durante más de medio siglo, la perforación oceánica científica probó la teoría de la tectónica de placas, creó el campo de la paleoceanografía y redefinió la forma en que vemos la vida en la Tierra al revelar una enorme variedad y volumen de vida en la biosfera marina profunda. Y mucho más queda por aprender.

Innovaciones tecnológicas

Dos innovaciones clave hicieron posible que los barcos de investigación tomen muestras de núcleos de lugares precisos en los océanos profundos. El primero, conocido como posicionamiento dinámico, permite que un barco de 471 pies permanezca fijo en su lugar mientras perfora y recupera núcleos, uno encima del otro, a menudo en más de 12,000 pies de agua.

El anclaje no es factible en estas profundidades. En su lugar, los técnicos dejan caer un instrumento en forma de torpedo llamado transpondedor por un lado. Un dispositivo llamado transductor, montado en el casco del barco, envía una señal acústica al transpondedor, que responde. Las computadoras a bordo calculan la distancia y el ángulo de esta comunicación. Los propulsores en el casco de la nave maniobran para que la embarcación permanezca exactamente en el mismo lugar, contrarrestando las fuerzas de las corrientes, el viento y las olas.

Otro desafío surge cuando las brocas deben ser reemplazadas en la mitad de la operación. La corteza del océano está compuesta por rocas ígneas que se desgastan mucho antes de alcanzar la profundidad deseada.

Cuando esto sucede, el equipo de perforación trae todo el tubo de perforación a la superficie, monta una nueva broca y vuelve al mismo orificio. Esto requiere guiar la tubería hacia un cono de reentrada con forma de embudo, de menos de 15 pies de ancho, ubicado en el fondo del océano en la boca del orificio de perforación. El proceso, que se realizó por primera vez en 1970, es como bajar una larga hebra de espaguetis en un embudo de un cuarto de pulgada de ancho en el extremo profundo de una piscina olímpica.

Confirmando la tectónica de placas

Cuando se inició la perforación oceánica científica en 1968, la teoría de la tectónica de placas fue un tema de debate activo. Una idea clave fue que se creó una nueva corteza oceánica en las crestas del lecho marino, donde las placas oceánicas se alejaron unas de otras y el magma del interior de la Tierra brotó entre ellas. De acuerdo con esta teoría, la corteza debe ser un material nuevo en la cresta de las crestas oceánicas, y su edad debe aumentar con la distancia desde la cresta.

La única forma de demostrarlo fue mediante el análisis de sedimentos y núcleos de roca. En el invierno de 1968-1969, el Glomar Challenger perforó siete sitios en el Océano Atlántico Sur al este y al oeste de la cordillera del Atlántico Medio. Tanto las rocas ígneas del fondo del océano como los sedimentos que se encontraban en la superficie envejecieron en perfecto acuerdo con las predicciones, lo que confirma que la corteza del océano se estaba formando en las crestas y que la tectónica de placas era correcta.

Reconstruyendo la historia de la Tierra

El registro oceánico de la historia de la Tierra es más continuo que las formaciones geológicas en tierra, donde la erosión y la redeposición por el viento, el agua y el hielo pueden alterar el registro. En la mayoría de los lugares oceánicos, los sedimentos se depositan partícula por partícula, el microfósil por microfósil y permanecen en su lugar, sucumbiendo eventualmente a la presión y convirtiéndose en roca.

Los microfósiles (plancton) preservados en los sedimentos son hermosos e informativos, aunque algunos son más pequeños que el ancho de un cabello humano. Al igual que los fósiles de plantas y animales más grandes, los científicos pueden usar estas delicadas estructuras de calcio y silicio para reconstruir ambientes pasados.

Gracias a la perforación oceánica científica, sabemos que después de un ataque de asteroides que mató a todos los dinosaurios no aviares hace 66 millones de años, una nueva vida colonizó el borde del cráter dentro de unos años, y dentro de 30,000 años, un ecosistema completo estaba prosperando. Unos pocos organismos del océano profundo vivieron a través del impacto del meteorito.

La perforación oceánica también mostró que diez millones de años más tarde, una descarga masiva de carbono, probablemente por la actividad volcánica extensa y el metano liberado por los hidratos de metano que se derriten, causó un evento de calentamiento intenso o repentino, llamado hipertermia Paleoceno-Eoceno. Durante este episodio, incluso el Ártico alcanzó más de 73 grados Fahrenheit.

La acidificación resultante del océano a partir de la emisión de carbono a la atmósfera y al océano causó una disolución masiva y un cambio en el ecosistema del océano profundo.

Este episodio es un ejemplo impresionante del impacto del calentamiento rápido del clima. Se estima que la cantidad total de carbono liberado durante el PETM es aproximadamente igual a la cantidad que los humanos liberarán si quemamos todas las reservas de combustibles fósiles de la Tierra. Sin embargo, una diferencia importante es que el carbono liberado por los volcanes e hidratos fue a un ritmo mucho más lento que el que actualmente liberamos combustibles fósiles. Por lo tanto, podemos esperar cambios climáticos y de ecosistemas aún más dramáticos a menos que dejemos de emitir carbono.

Encontrando vida en los sedimentos oceánicos

La perforación científica del océano también ha demostrado que hay aproximadamente tantas células en los sedimentos marinos como en el océano o en el suelo. Las expediciones han encontrado vida en sedimentos a profundidades de más de 8000 pies; en depósitos de fondos marinos de 86 millones de años; ya temperaturas superiores a 140 grados Fahrenheit.

Hoy, científicos de 23 naciones están proponiendo y realizando investigaciones a través del Programa Internacional de Descubrimiento de los Océanos, que utiliza la perforación científica del océano para recuperar datos de los sedimentos y rocas del fondo marino y para monitorear los ambientes debajo del fondo del océano. Coring está produciendo nueva información sobre la tectónica de placas, como las complejidades de la formación de la corteza del océano y la diversidad de la vida en los océanos profundos.

Esta investigación es costosa, y tecnológicamente e intelectualmente intensa. Pero solo explorando las profundidades marinas podemos recuperar los tesoros que contiene y comprender mejor su belleza y complejidad.

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation por Suzanne O'Connell. Lee el artículo original aquí.