Dalam kemenangan geologis, para ilmuwan mengebor jendela ke mantel bumi

Kampanye baru, oleh sebuah kapal pengeboran laut bernama KEPUTUSAN JOIDESItu tidak secara teknis dibor ke dalam mantel, dan lubang itu bukanlah yang terdalam yang pernah dibor di bawah dasar laut. Sebaliknya, para peneliti menggali ke dalam “jendela tektonik” khusus di Atlantik Utara di mana bor tidak harus menggali terowongan sebanyak tanah. Di sini, batuan mantel telah terdorong lebih dekat ke permukaan karena dasar samudra perlahan-lahan hancur di Pegunungan Tengah Atlantik di dekatnya.

Pada tanggal 1 Mei, mereka mulai menggali lubang yang dikenal sebagai U1601C. Andrew McKeague, ilmuwan kepala misi, diharapkan membuat “lubang” dangkal karena rekor pengeboran di batuan mantel, ditetapkan pada 1990-an, hanya sepersepuluh mil. Para peneliti berharap mendapatkan sampel yang cukup untuk membantu menjelaskan bagaimana reaksi kimia antara batuan mantel dan air dapat menimbulkan kehidupan di planet kita. Tapi pengeboran laut bisa menjadi usaha yang tidak pasti — bor macet, atau sampel batuan panjang yang ditemukan mungkin hanya sebagian sampel.

Namun kali ini, bor menghasilkan tabung demi tabung batu gelap, banyak di antaranya ternyata lengkap.

Itu terus semakin dalam dan semakin dalam, lalu semua orang di pesta sains berkata, “Hei, ini yang kita inginkan selama ini. Sejak 1960, kami ingin mendapatkan lubang yang dalam di batuan mantel. Saat tim menghentikan pengeboran pada 2 Juni, tim mengambil sampel batuan dari 4.157 kaki di bawah dasar laut.

“Kami telah memenuhi ambisi yang telah menggerakkan komunitas ilmiah selama beberapa dekade,” kata McKeag.

Para ilmuwan di Bumi telah dengan penuh semangat mengamati misi tersebut, mengantisipasi jackpot dari data yang akan membuka jendela baru ke kedalaman Bumi dan memicu penelitian selama bertahun-tahun.

kata Andrew Fisher, seorang ahli hidrogeologi di University of California, Santa Cruz, yang menjadi penasihat seorang mahasiswa pascasarjana yang berada di kapal dan telah terlihat. perkembangan jarak jauh.

Pada tahun 1909, seismolog Kroasia Andrija Muhorovicic menemukan batas di dalam Bumi.

Mohorovii memantau bagaimana gelombang seismik yang dihasilkan oleh gempa bumi berjalan melalui Bumi, mirip dengan menggunakan sinar-X untuk menyelidiki bagian dalam tubuh manusia. Di dekat permukaan, gelombang seismik bergerak dengan kecepatan tunggal, tetapi setelah melewati area tertentu di seluruh dunia, gelombang tersebut bergerak lebih cepat, menunjukkan bahwa gelombang bergerak melalui dua lapisan batuan yang berbeda.

Diskontinuitas ini, disebut moho, sekarang dikenal sebagai Garis yang memisahkan kerak bumi dari mantelnya. Kedalamannya bervariasi, tetapi mantel umumnya dimulai sekitar lima mil di bawah dasar laut dan sekitar 20 mil di bawah benua.

kata Jessica Warren, profesor geosains di University of Delaware yang juga memantau Progress Telemetry Project. “Jika kita ingin memahami Bumi secara keseluruhan, ada batuan yang sangat besar di bawahnya.”

Inti dalam Bumi tampaknya memperlambat rotasinya

Mantle tidak sepenuhnya diketahui. Kadang-kadang, letusan gunung berapi memuntahkan sebagian—bongkahan peridot kehijauan, jenis batuan yang mendominasi mantel, tertanam dalam batuan basaltik. Tapi sampel ini, disebut xenolit mantelNamun, ia memiliki keterbatasan, karena sering dikunyah dan dilubangi sejak perjalanannya ke permukaan. Ada juga ofiolit, yaitu lembaran kerak samudera yang diwarnai dengan sebagian mantel atas yang telah terangkat dan direkatkan ke Bumi. Tapi perjalanannya juga berubah.

Apa yang telah lama dirindukan para ilmuwan adalah sampel batuan mantel yang membatu. Proyek Moholesebuah ekspedisi samudra yang terkenal, berangkat untuk mengebor melalui kerak tipis di dasar samudra untuk mencapai mantel pada tahun 1961 tetapi gagal.

Bagian dasar samudra di mana mantel paling dekat dengan permukaan tampak seperti peluang untuk mengambil sampel tanpa kesulitan teknis mengebor bermil-mil kerak bumi. Di sinilah para ilmuwan di JOIDES Resolution mengarahkan pandangan mereka pada salah satu misi terakhir kapal sebelumnya pensiun terjadwal Pada tahun anggaran 2024.

Tim meninggalkan Ponta Delgada di Azores Portugal pada bulan April dan menuju ke Atlantis Massif, gunung bawah air seukuran Gunung Rainier. Misi utamanya bukanlah untuk mengebor lubang terdalam di batuan mantel, tetapi untuk mengambil sampel batuan tersebut untuk mendapatkan petunjuk tentang bagaimana, dengan tidak adanya kehidupan di Bumi, molekul organik kecil terbentuk ketika batuan berinteraksi dengan air.

“Ini bisa menjadi cara yang bisa Anda ambil dari sekadar mendapatkan air dan bebatuan,” kata Susan Lang, ilmuwan kepala ekspedisi dan ilmuwan di Woods Hole Oceanographic Institution. menghasilkan hidrogen, [and] Hidrogen itu adalah bahan bakar yang sangat bagus untuk hal-hal seperti membuat molekul organik yang lebih kecil, dan kemudian dapat bergabung dengan molekul organik lainnya dan mengarah pada kehidupan awal.”

Pendalaman dan pemulihan

Inti batuan yang digali dari kawah U1601C didominasi oleh peridotit, jenis batuan yang paling umum ditemukan di mantel atas. sampelnya Itu diubah oleh paparan air laut, para ilmuwan Kami sudah mulai membahas bagaimana menginterpretasikan hasil.

Sebagian besar mantel terkubur di bawah kerak bumi, tidak terpapar ke laut seperti di situs ini. Ini menimbulkan pertanyaan mendasar: Seberapa baik sampel terbaru meniru sisa mantel? Lakukan batu Apakah itu benar-benar mewakili mantel, atau tidak kerak?

Dalam hal ini, apakah batas mantel-kerak tajam, atau transisi yang lebih bertahap? Sampelnya bukan peridotit murni, dan ini bisa menjadi petunjuk kunci.

“Ini semacam fragmentasi, tapi mungkin itu adalah kerak paling bawah,” kata Fisher, mendaftar berbagai jenis batuan yang dilaporkan di Science Daily Annals. “Ini benar-benar tidak biasa – lebih dari satu kilometer kerak bawah dan/atau batuan mantel bawah yang sangat teralterasi. Menurut saya ini adalah campuran.”

Para ilmuwan begitu sibuk memproses volume batu yang telah mereka pulihkan sehingga mereka tidak memiliki kesempatan untuk mempelajari sampel secara rinci, atau bahkan mempertimbangkan skala pencapaiannya. Mata bor perlu diganti setiap 50 jam. Tim di kapal bekerja dalam shift 12 jam, tanpa kehilangan waktu semenit pun.

Suatu pagi, Lang menjadi terganggu dan minta diri dari wawancara ketika dia melihat air laut memercik melalui jendela.

“Saya telah melihat tahap air laut ini, yang selalu menjadi titik yang sangat menarik di mana mereka memisahkan benda ini dari semburan air laut di semua tempat,” kata Lang. “Biasanya, ini adalah peringatanku bahwa sebuah nukleus akan tiba di geladak dalam lima menit ke depan.”

Apa yang menggairahkan mereka semua adalah harapan bahwa sampel yang lebih dalam akan menghasilkan batuan “lebih segar”, tidak terlalu banyak diubah oleh proses lain dan lebih dekat dengan apa yang membentuk mantel.

“Semakin dalam kita pergi ke sana, semakin dekat kita melihat seperti apa bebatuan itu, lebih dekat dengan seperti apa mantelnya,” kata Warren.