Iceberg Alley 60 días, perforando sedimentos oceánicos para descifrar el clima de la Tierra hace 3 millones de años

La competencia por una de las 30 plazas científicas es feroz Resolución JOIDES buque de investigación. Fui uno de los afortunados que tuvo la oportunidad de trabajar 7 días a la semana, 12 horas al día, 60 días. Expedición 382 «Iceberg Alley» El Mar de Scotia al norte de la Península Antártica.

Soy geólogo especializado en paleooceanografía.Mi investigación se centra en cómo han funcionado los océanos y el clima de la Tierra en el pasado; estoy particularmente interesado en cuánto y con qué rapidez se derritió la capa de hielo de la Antártida hace 2,5 a 4 millones de años, la última vez que la atmósfera tenía alrededor de partes por millón de dióxido de carbono 400, como hoy. El trabajo gira en torno a la recolección de muestras de sedimentos del fondo marino que se depositaron durante ese tiempo. Estas capas sedimentarias son como una biblioteca de ambientes antárticos pasados.

La Resolución JOIDES es la única embarcación en el mundo equipada con herramientas de perforación para recolectar sedimentos blandos y rocas duras del océano, material que recuperamos en cilindros largos llamados núcleos. No es de extrañar que investigadores de todo el mundo, en todas las etapas de su carrera, estén emocionados de viajar desde India, Japón, Corea, Países Bajos, Alemania, España, Suiza, Brasil, China, Alemania, Australia, Reino Unido y, por supuesto, EE. unirse a la expedición.

Excursión a 1.000 millas (1.600 km) del puerto

El tiempo de dos meses es realmente muy corto, y el tiempo para resolver problemas de investigación científica es muy corto, pero antes de esta inspección, ha habido muchos años de planificación cuidadosa y preparación detallada. Los científicos de nuestro barco aprovecharon al máximo nuestro tiempo limitado, perforando en los lugares que habíamos acordado que deberían ser los más informativos.

Cuando el barco llega a la ubicación GPS asignada, el capitán, el oficial de laboratorio y el ingeniero de perforación verifican las coordenadas de la ubicación varias veces. Los trabajadores pueden bajar el equipo de extracción de muestras, incluida la tubería de perforación, a través de una abertura en el centro del barco, gracias a los propulsores del barco que lo mantienen en su lugar con precisión. Cuando la tubería de perforación alcanza la profundidad de extracción de muestras (2600 pies (800 metros) a 12 500 pies (3800 metros) en nuestro caso), pasamos la herramienta de extracción de muestras por el cable a través de la tubería de perforación.

La mayoría de nuestros núcleos se fabrican utilizando máquinas hidráulicas de extracción de núcleos de pistón de última generación. En un proceso similar al uso de un delicado cortador de galletas, viaja a través del lecho marino y recolecta cilindros delgados de roca y sedimento: nuestra muestra central. Los cables llevan el núcleo de 31 pies de largo (9,5 m) de vuelta al barco. En el laboratorio de la nave espacial, dividimos el núcleo longitudinalmente en una mitad de archivo, para fotografía y descripción, y una mitad de trabajo. Esto es lo que hemos muestreado a bordo en cuanto a densidad, química y magnetismo.

Groenlandia y la Antártida hoy Las capas de hielo contienen el 99% del agua dulce de la TierraSi todo el hielo antártico se derritiera, el nivel medio del mar aumentaría 200 pies (60 m). Esto no sucederá en su vida. Pero saber qué tan rápido ocurrieron tales eventos, según las tasas de derretimiento del hielo en el pasado, es crucial para prepararse para el aumento del nivel del mar que ya acompaña al calentamiento actual del planeta. Ayudar a comprender los cambios del pasado es uno de los objetivos de nuestro trabajo en esta expedición.

Determinar cuándo el deshielo de los glaciares depositó inicialmente el sedimento que estamos recolectando es crítico y difícil. Solo datando este proceso podremos determinar qué tan rápido se están desintegrando las capas de hielo. Los investigadores han utilizado tradicionalmente dos enfoques complementarios.

Paleontólogos estudian diminutos microfósiles de organismos como diatomeas, radiolarios y escarabajo Se encuentra en núcleos de sedimentos. Luego podrían hacer coincidir las especies que encontraron en la muestra con el período de tiempo en el que se sabía que existían. Por ejemplo, los paleontólogos pueden saber por investigaciones anteriores que una especie particular de diatomea vivió hace entre 18 y 2,6 millones de años.

El segundo método de datación se basa en que los paleomagnetólogos miden la fuerza y ​​la dirección del magnetismo del sedimento. En la historia de la Tierra, el campo magnético se ha invertido, con el norte magnético girando hacia el sur a intervalos irregulares.científicos Saber cuándo ocurre una reversiónPor ejemplo, hace entre 1,8 y 2,6 millones de años, el campo magnético se invirtió cuatro veces.

Científicos paleomagnéticos buscan reversión En la disposición de los minerales magnéticos en los sedimentos que recolectamos, si los encontraron, puede identificar mejor cuando, durante este intervalo de tiempo de 1,8 a 2,6 millones de años, se depositaron sedimentos. Si no hay reversión, podría significar que el sedimento se acumuló tan rápido que solo se reveló una capa magnética, o que parte del registro de sedimentos se perdió. Para determinar cuál era más probable, hablaron con personas que describieron las propiedades visuales centrales para ver si hubo cambios repentinos que pudieran indicar una interrupción en el registro de depósito.

Esta observación y consulta ocurre continuamente a medida que emerge el núcleo y los científicos trabajan por turnos. Para mí, la alegría de esta experiencia en el mar es colaborar con otros científicos en el mismo problema al mismo tiempo. Si cada uno de nosotros trabajáramos de forma aislada en nuestros propios laboratorios, llevaría años recopilar esta cantidad de datos.

vida a bordo

Trabajando junto a los científicos hay 30 técnicos que saben cómo operar equipos de laboratorio, administrar cientos de núcleos y mantener todas las computadoras en funcionamiento, y dos educadores de extensión. Todo esto lo realizan 65 personas, incluida una cuadrilla de perforación que opera equipos pesados ​​que recolectan núcleos, gente de mar que conduce y mantiene la embarcación y amas de casa que preparan la comida, lavan la ropa y limpian la embarcación.

Para alimentar a 120 personas durante dos meses, se cargan 17 paletas de alimentos en cada escala en el puerto; cada pedido de comestibles incluye 12,000 huevos, una tonelada (976 kilogramos) de papas y 800 libras (360 kilogramos) de mantequilla. Con un panadero de tiempo completo, el chef prepara cuatro comidas completas al día y sirve refrigerios durante cuatro pausas para el café. Un pequeño gimnasio puede ayudar a compensar la abundancia de comida. En algunas expediciones, la gente corría en el helipuerto de popa.

Hacía demasiado frío y las olas eran demasiado fuertes para esta expedición. En cambio, tenemos la oportunidad de ver icebergs, ballenas y pingüinos. Hay pocos lugares en el océano con tal vista, pero conlleva mucho peligro.

Con la tubería de perforación extendiéndose 10 500 pies (3200 m) (alrededor de 2 millas) hasta el lecho marino y más adentro del pozo de 2000 pies (600 m), no podríamos evitar rápidamente el iceberg que se aproxima. Puede llevar hasta dos horas retirar la tubería del orificio. Dado que el bote está conectado a la tubería de perforación, si el iceberg se acerca rápidamente, es posible que no haya tiempo suficiente para recuperar la tubería de perforación; tenemos que desconectarla con explosivos. Por lo tanto, existe un protocolo estricto para tratar con icebergs y un observador de hielo experimentado a bordo que puede ayudar a controlar la velocidad y la dirección de los icebergs cercanos.

Un programa de perforación en evolución a lo largo de las décadas.

La vida a bordo ha cambiado desde que me involucré por primera vez con el Programa Científico de Perforación Oceánica hace unos 40 años. En aquel entonces, en el primer barco de perforación del programa, el Glomar Challenger, Internet y el correo electrónico no eran una opción. Para contactar a alguien en tierra, el operador de radio aficionado en el barco se comunica con el operador de radio de onda corta en tierra, y hacen una llamada por cobrar a la persona con la que desea hablar. Si se responde la llamada, puede tener una conversación y terminar cada parte del mensaje con un «fin» para que el destinatario sepa que es su turno de hablar. Dado que la conversación se puede escuchar en todo el barco y cualquier persona en el mundo está escuchando la radio, esto no es propicio para la comunicación personal.

Hay muchos otros cambios a bordo. Varias máquinas ahora pueden escanear secciones de núcleos, lo que mejora la interpretación de los datos, y las nuevas herramientas pueden recuperar mejor los núcleos.

El cambio más notable, sin embargo, está en la composición del Partido de la Ciencia. Hoy en día, la mitad de los científicos en movimiento son mujeres, incluida la codirectora científica, la persona responsable en última instancia de planificar la expedición y lograr sus objetivos científicos. A lo largo del programa Glomar Challenger de 1968 a 1983, solo tres de los 192 codirectores científicos eran mujeres.

Pronto, la expedición terminó, pero la investigación apenas comenzaba. Continuaremos trabajando juntos después de que volvamos a la vida normal en tierra. Analizaré el tamaño y la composición de diferentes partes de sedimentos de la tierra. ¿Qué partes trajeron los icebergs, dónde se originaron y cuándo estuvieron más activos? ¿Cuánto sedimento transportan las corrientes oceánicas profundas o incluso el viento? Los colegas abordarán la misma pregunta en sedimentos más jóvenes o determinarán las condiciones ambientales en las que prosperan las comunidades de microfósiles.

Después de dos años, nos volveremos a reunir y dedicaremos unos días a presentar los resultados de nuestra investigación personal. Antes de que la actividad humana acelerara el proceso, cada uno formaba parte de un rompecabezas más grande sobre climas pasados ​​y la velocidad y las causas del cambio climático.