Hogyan változtatta meg az 1960-as években egy szerencsétlenül járt tenger alatti kaland a tudósok látásmódját a Földről

សាកល្បងឧបករណ៍របស់យើងសម្រាប់ការលុបបំបាត់បញ្ហា

Néha siker van a kudarcban.

Mélyen a lábunk alatt rejtőzik egy rejtély. Ha leásol a fák gyökerei és a házalapok mellett, a talajvízszinten és a megkövesedett csontokon, kőzet- és ércrétegeken keresztül, végül elér egy határt. Itt a földkéreg – a kőzet, amelyen életünket éljük – átmegy a Föld köpenyének sűrűbb kőzetévé. Ez a határ a Mohorovičić-diszkontinuitás, vagy röviden Moho. És senki sem tudja biztosan, hogy néz ki ez a határ, vagy mi húzódik ott.

Hatvan évvel ezelőtt a tudósok megpróbálták megfejteni ezt a rejtélyt. Úgy akarták elérni a Mohót, hogy mély lyukat fúrtak az óceán fenekén – ezt a projektet az újságírók egy akkori holdlövéshez hasonlították. A tudósok úgy gondolták, ha meg tudnák húzni egy keresztmetszetet ennek a Mohónak, akkor megtehetik feltárni a Föld belső működésének titkait.

Dr. Harry Hammond Hess geológus előadásokat tart a Mohole projektről a Princetoni Egyetemen 1961-ben.

Fritz Goro/The LIFE Picture Collection a Getty Images segítségével

A CUSS I kutatóhajó, amelyről John Steinbeck úgy írt le, mint egy szemétládán álló melléképület sima versenyvonalai.

Fritz Goro/The LIFE Picture Collection a Getty Images segítségével

Sajnos, amint azt feltártuk e heti epizódja Megmagyarázhatatlan , soha nem sikerült nekik. A projektet pedig évtizedeken át szerencsétlenségként és pénzkidobásként kritizálták.

De vitathatatlanul ez nem volt kudarc. Ez megalapozta az óceánkutatás egy teljesen új területét, amely aztán váratlan tudományos felfedezésekhez vezetett.

Akárcsak az űrverseny új dolgokat tanított nekünk a naprendszerünkről , ez a víz alatti erőfeszítés nyomokat adott bolygónk éghajlatáról és magának az életnek a határairól.

Ez a történet arról szól, hogy miért olyan fontos az ismeretlen feltárása, függetlenül attól, hogy a kezdeti célt elértük-e vagy sem. Ez is csak egy szórakoztató, furcsa fonal. merüljünk bele.

A mohoi folytonossági zavar – magyarázta

Mint sok küldetés, ez is egy régi térképpel kezdődik. Ebben az esetben a Föld belsejének térképéről volt szó, amelyet a szeizmológusok az 1900-as évek elején állítottak össze földrengések mérései alapján.

A földrengések energiát bocsátanak ki szeizmikus hullámok formájában, és ezek a hullámok áthaladnak a bolygón. Amikor ezek a hullámok elérik a tudományos műszereket, elmondják a tudósoknak a földrengés eredetét, valamint a mélyen a föld alatti anyagokat, amelyeken a hullámok áthaladtak, hogy elérjék ezeket a műszereket. Mivel a hullámok különböző sebességgel mozognak különböző anyagokon, ez segített a tudósoknak egy nagyon durva vázlat összeállításában a Föld belsejéről – olyan, mint egy röntgen vagy egy ultrahang.

Nem ez volt a legrészletesebb kép, de valamit nagyon világosan mutatott ezeknek a tudósoknak: a Föld körül, akár a szárazföldön, akár az óceánban, volt egy pont a föld alatt, ahol a szeizmikus hullámok hirtelen sokkal gyorsabban kezdtek terjedni. A következmény az volt, hogy van egy zóna, ahol a Földet alkotó anyagok nagyon hirtelen megváltoznak.

Nemzeti Tudományos Akadémia ; Amanda Northrop/Vox

A tudósok ezt a helyet Mohorovičić-szakadásnak vagy Moho-nak nevezték el Andrija Mohorovičić szeizmológusról, aki segített megtalálni. De nem tudták, mit kezdjenek vele.

Űrverseny a tenger fenekén

Évtizedekig a Moho furcsa rejtély volt. Aztán 1957-ben geológusok és oceanográfusok egy csoportja összeült egy tudományos konferencián. Többen tagjai voltak egy furcsa csoportnak, az úgynevezett Amerikai Vegyes Társaság , a Földtudományok furcsa ötletei iránt érdeklődők informális egyesülete. (Időnként küldték is egymást egy nagy kitömött albatrosz a jól végzett munka elismeréseként. Ami a tudományos társaságokat illeti, szórakoztató volt.)

Ezen a konferencián az American Miscellaneous Society tagjai elkezdtek beszélgetni egymással, és megpróbáltak egy izgalmas projektet kitalálni. Közülük ketten, Walter Munk oceanográfus és Harry Hess geológus azt javasolták, hogy fúrjanak le, és hozzanak egy mintát a Föld köpenyéből és a Moho határvonalból.

Érvelésük: Rejtélyes volt! Segíthet nekik megérteni a Föld működését! És technológiailag nehéz és érdekes lenne!

Ez egy űrszonda tökéletes analógiája lenne – írja Willard Bascom, az American Miscellaneous Society tagja. könyvét a projektről . Gondoljon arra, hogy milyen figyelmet vonna a földtudományokra.

A konferencia után az Amerikai Vegyes Társaság összeült egy tag házában a kaliforniai La Jolla-ban, egy reggeli találkozóra, hogy megbeszéljék az ötletüket, amit Mohole projektnek hívnak – és kitalálni, hogyan , pontosan, hogy eljussunk a Moho határáig.

A földkéreg átlagosan 22 mérföld vagy körülbelül 35 kilométer vastag szárazföldön. Ezen sokat kell átfúrni. De az óceán fenekén átlagosan megközelíti a 4 mérföldet, vagyis körülbelül 6,5 kilométeres vastagságot. A tudósok úgy döntöttek, hogy ha át akarnak fúrni a kérgen a köpenyig, akkor víz alatt kell fúrniuk.

A Bascom kissé fanyarul azt írja: A projekt olyan egyszerűen és logikusan hangzott egy reggeli találkozón egy napsütötte teraszon.

Ez azonban egyáltalán nem volt egyszerű.

A világnak több csodára van szüksége

Az Unexplainable hírlevél végigvezeti Önt a tudomány leglenyűgözőbb, megválaszolatlan kérdésein – és azon, hogy a tudósok milyen észbontó módszereket próbálnak megválaszolni rájuk. Regisztrálj még ma .

Nem egyszerű: több ezer lábnyi sziklán át fúrni az óceán felszíne alatt

Nem olcsó, az óceán feneke alatt fúr. Először is, a tudósoknak finanszírozást kellett biztosítaniuk, amit végül a Nemzeti Tudományos Alapítványtól kaptak. Miért tette fel az NSF a pénzt? Mint egy tudós, Gordon Lill, tedd későbbre , Nem sikoltoztunk és nem kiabáltunk, hogy jönnek az oroszok, jönnek az oroszok, hanem tudattuk, hogy az oroszok rengeteget dolgoznak, és valószínűleg nekünk is ezt kellene tennünk. A hidegháború volt. 1957 volt a Szputnyik felbocsátásának éve, és az a tény, hogy orosz tudósok hangot adnak a Moho felfedezéséről, láthatóan változtatott.

Ezután a tudósoknak ki kellett találniuk, hogyan süllyeszthetnek le egy fúrót több ezer lábnyi vízben, és hogyan fúrhatnak át több mérföldes kéregben.

Olyan ez, mintha a Föld felszínén próbálnál dolgozni, ha helikopterben ülnél, és fél mérfölddel feljebb lennél – mondja Donna Blackman, a Kaliforniai Egyetem geológusa, a San Diego-i Egyetem geológusa, aki a Föld kérgét és köpenyét kutatja. Föld.

Az 1960-as évek elején ezeknek a geológusoknak vadonatúj technológiákat kellett kifejleszteniük (az olajtársaságok ekkora mélységű vizekben még nem kezdtek el fúrni). Ki kellett találniuk, hogyan tartsanak mozdulatlanul egy hajót az óceán közepén anélkül, hogy horgonyt ejtenének, mivel a tengerfenék olyan mélyen volt ( az általuk kitalált módszer szerint több légcsavart ragasztottak egy hajóra, amelyek együtt tüzeltek hogy egy helyen tartsa).

A Mohole Project expedíciós csapata új technológiákat fejlesztett ki a Föld köpenyébe való fúráshoz.

Fritz Goro/The LIFE Picture Collection a Getty Images segítségével

Azt is ki kellett találniuk, hogyan engedjék le a csőszakaszokat erős óceáni áramlatokon keresztül. Aztán miután eljutottak a csövekkel az óceán fenekére – majd lefúrták a csöveket –, rá kellett jönniük, hogyan fúrjanak át mérföldes kérgen.

És ki kellett találniuk, hogyan hozhatnak létre kő- és sármagokat – hosszú, ép hengereket a tengerfenékből.

Annyira sok volt a tervezés, hogy úgy döntöttek, kicsiben kezdik. Először is megpróbálnak néhány száz lábnyit fúrni az óceán fenekébe, több mérföld helyett.

Lyuk a tenger fenekén: A Mohole projekt története ; Amanda Northrop/Vox

Így 1961-ben a tudósok felszálltak egy régi olajhajóra, a CUSS I-re, és elindultak egy helyre Guadalupe-sziget közelében, Mexikó partjainál.

John Steinbeck, a szerző és riporter a fedélzeten volt, hogy rögzítse az egész kaland a Life magazin számára . A naplója gusztustalan megjegyzéseket tartalmaz magáról a hajóról (CUSS I. egy szemétládán álló melléképület sima versenyvonalai) és színes részleteket a fedélzeti életről (Úgy készülünk, hogy amikor megkértem Louie-t a szakácstól a tojásaimat. felfelé, azt mondta: 'Jobb, ha összekeverjük őket, hogy a serpenyőben tarthassam őket.')

Steinbeck cikke is tele van igazi csoda pillanataival, például amikor a csapat végre felhozott egy sár- és üledékmagot az óceán fenekéről.

Steinbeck azt írja, hogy amikor előkerül a mag, az egész legénység tolong – szakácsok, tengerészek, fúrók, szolgálaton kívüli mérnökök, tudósok. A fedélzeten mindenki őrülten érdeklődik. A tudósok nehezen dolgoznak a holttestek összeroppanása miatt.

John F. Kennedy elnök figyelemre méltó eredménynek és történelmi mérföldkőnek nevezte az expedíciót tudományos és mérnöki fejlődésünkben.

Fritz Goro/The LIFE Picture Collection a Getty Images segítségével

A Project Mohole csapata a CUSS I hajó fedélzetén találkozik a Csendes-óceáni Guadalupe-szigetnél, 1961. Balról John Steinbeck, Josh Tracey, azonosítatlan, William Riedel, Roger Revelle, Walter Munk, Gustav Arrhenius és Willard Bascom.

Fritz Goro/The LIFE Picture Collection a Getty Images segítségével

Ez az első, szerényebb küldetés sikeres volt. Olyannyira, hogy John F. Kennedy elnök táviratot küldött a Nemzeti Tudományos Akadémiának, mondván, hogy ez figyelemre méltó eredmény és történelmi mérföldkő tudományos és mérnöki fejlődésünkben.

Steinbeck beszámolójában biztos volt abban, hogy a küldetés folytatódik. A Mohole projekt még alig indult el – írta –, és remélem, hogy visszahívnak, amikor az új hajó két év múlva új csodák felé indul.

Sajnos az új hajó soha nem indult el.

Azt hiszem, ez a történelem igazán szégyenletes része lesz – mondja Suzanne O’Connell, a Wesleyan Egyetem geológusa és paleoceanográfusa.

Szégyen, mert a projektet lényegében egy sor bürokratikus snafus bukta le. O'Connell elmondja, hogy a Project Mohole tagjai számos különféle csapdába keveredtek. Kifogytak a finanszírozásból. Volt néhány kérdés a Kongresszustól, hogy hogyan költötték el a pénzüket kezdetben, és hogy melyik mérnöki céget választották. A csapat különböző tagjai pedig azon kezdtek harcolni, hogy mi legyen a következő lépésük.

Ez egy pohár félig üres változata a történetnek. Az, amelyik a Mohole projekt teljes kudarcnak nyilvánításával végződik.

De O’Connell nem így látja.

Bevallja, hogy az a küldetés, hogy felhozzon egy magot a kéreg-köpeny határától, bukott volt. De a küldetés által kifejlesztett technikák rendkívül sikeresek voltak, és teljesen új tudományterületek előtt nyitották meg az utat.

A Mohole projekt nem érte el a Mohót, de sokat adott a tudománynak

A Mohole projekt hatalmas ajándékot adott a tudománynak két technikával: egy módja annak, hogy horgony nélkül stabilan pozícionálják a hajókat az óceánban (olyan helyeken hasznos, ahol az óceán túl mély a horgonyokhoz), valamint egy módszer az anyagmagok felhúzására az óceán fenekéről.

[Ez] lefektette az óceán felfedezésének alapjait, amire korábban nem került sor, mondja O'Connell.

A Mohole projekt lezárása után más tudósok is arra ösztönöztek, hogy vegyék ezeket az eszközöket, és használhassák fel mintákat az óceán fenekéről.

És ezek a projektek évtizedek óta folytatódnak.

Az óceán fenekéről vett minták elemzésével a kutatók számos felfedezést tettek .

Vannak, akik, például Suzanne O’Connell, mély óceánfenék-mintákat használtak, hogy a múltba pillantsanak. és hogy segítsen létrehozni egy teljesen új, paleoceanográfia néven ismert területet .

O'Connell meg tudja nézni a kövületek rétegeit, az ősi por részecskéit és az olvadó jéghegyek által lerakott kőzetdarabokat. A por nyomokat ad neki arról, hogy évmilliókkal ezelőtt milyen száraz vagy nedves volt a szárazföldi viszonyok. Egyes fajok csak a forró éghajlathoz alkalmazkodnak, így ha a kövületek között találja őket, az a hőmérsékletre utal. És mindezen bizonyítékok átgondolásával egy teljes képet alkothat az ősi éghajlatról.

Ezután a rétegek között mozogva O'Connell tanulmányozhatja, hogyan változott az éghajlat egy régióban a mély múltban. És ez a kutatás segített neki pontosan megérteni, milyen gyorsan változhat a Föld éghajlata.

Mi – hozzám hasonló emberek – a fokozatos világban nőttünk fel, mondja. Amikor több évtizeddel ezelőtt elkezdte munkáját, azt mondja, hogy általában úgy gondolták, hogy a Föld nem képes hirtelen drámai klímaváltozásokra. Most azt mondja, az óceánfúrásból tudjuk, hogy a dolgok nagyon gyorsan megtörténhetnek.

A magokkal O’Connell és más kutatók feltehetik a kérdést: milyen volt az éghajlat évmilliókkal ezelőtt? A válaszok pedig tájékoztató modellek arról, hogyan zajlik manapság az éghajlatváltozás.

Noha a Mohole projekt nem érte el a Mohót, alapot adott a tudósoknak az óceán tanulmányozására. Itt egy geofizikus az eredeti, 1961-es utazás során felhozott magdarabokat tanulmányozza.

Fritz Goro/The LIFE Picture Collection a Getty Images segítségével

A paleoceanográfiai kutatás az jelenleg segít a tájékoztatásban kortárs klímaváltozási modelljeink. Ellentétben a sarki jégmagokkal, amelyeket a múltbeli éghajlatok megértésére is használnak, amelyek több százezer évre nyúlnak vissza , az óceán fenekén lévő feljegyzések több millió évre nyúlnak vissza.

Ezenkívül ezek a mély óceáni minták lehetővé tették a tudósok számára a lemeztektonika elméletének megerősítése (azaz a geológiai elmélet, amely megmagyarázza, hogyan sodródnak a kontinensek a földkerekségen, nagyon lassan), és még az élet újradefiniálásában is segítenek.

Jason Sylvan, a Texas A&M mikrobiológusa, aki ezekkel a magokkal dolgozik, azt mondja, hogy a tudósoknak sikerült ezeket felhasználniuk az élet határainak vizsgálatára: Hogyan működnek az organizmusok túlélni a nagy melegben , vagy oxigén nélkül? Élőnek tekinthető-e még egy szervezet ha már pangásban volt több ezer – vagy talán több millió – éven át? Ezeket a kérdéseket vetik fel az óceánmagok, de ezek segíthetnek a Sylvanhoz hasonló tudósoknak is megválaszolni.

Tehát amikor megkérdeztem O'Connelltől, hogy megéri-e a Mohó keresése az évtizedekkel ezelőtt, még ha kudarc is volt… nem lepődtem meg a válaszán.

Több mint megéri – mondta.

És még mindig nagyon sok a tanulnivaló .

További irodalom