Grensen der jordskorpen viker for den uutforskede mantelen ble først oppdaget i 1909, på grunn av en endring i seismiske bølger. Kalt Moho-grensen for Andrija Mohorovicic, som lyttet til de seismiske bølgene, er skorpekantens grense en grense som forblir unnvikende og overbevisende - og som inneholder spennende ledetråder til historien om jordas dannelse - selv når teknologiene våre skyter inn i ytre rekkevidde solsystemet og utover.
De første alvorlige forsøkene på å undersøke Moho-grensen løp på mark på slutten av 1950-tallet. Nå kan teknologi som allerede er brukt på et japansk skip, kombinert med et USAs graveprogram som allerede er i gang, endelig gi suksess. Damon Teagle og Benoît Ildefonse har skrevet om den pågående innsatsen for en artikkel i tidsskriftetNatur, utgitt i dag.
Teagle er ved University of Southamptons National Oceanography Centre i Storbritannia, og Ildefonse er ved Université Montpellier i Frankrike. De er co-sjef forskere på en ekspedisjon kalt IODP Expedition 335, "for å få tak i en seksjon av den nedre oseaniske skorpen - materialet som ligger rett over mantelen," skriver de.
IODP bruker det amerikanske skipet JOIDES Resolution, avbildet over, som skal bore fra april til juni i år utenfor kysten av Costa Rica.
"Dette nettstedet befinner seg i havskorpen som dannet seg fort - på mer enn 20 centimeter per år, mye raskere enn noen nåværende skorpedannelse," skriver medforfatterne. “Det gjør den øvre skorpen der mye tynnere enn andre steder, så det er mulig å nå de nedre delene uten å måtte bore veldig dypt. Tre tidligere ekspedisjoner til Hole 1256D har boret ned til mer enn 1,5 kilometer under havbunnen, inn i overgangssonen mellom diker og gabbros. ”
Denne våren håper de å skyve den ytterligere 400 meter, og gjenvinne gabbros fra den nedre jordskorpen, "som vil være de dypeste bergarter som noen gang er trukket ut fra under havbunnen," selv om det dypeste hullet nådde 2,111 meter under det østlige Stillehavet av Colombia, skriver de.
Teagle og Ildefonse bemerker at noen deler av mantelen er blitt stukket opp til jordens overflate under tektonisk fjellbygging, og kastet ut fra vulkaner og havbunndiker. Disse prøvene har gitt ledetråder til mantelens sammensetning, men de avslører ikke varianten i mantelen - og alle prøvene er endret av prosessene som avslørte dem.
De sier at IODP-oppdraget skal bidra til å avgjøre mange debatter, inkludert hvordan skorpe dannes ved kysten midt i havet, hvordan magma fra mantelen trekkes inn i den nedre jordskorpen, geometrien og energien til hvordan sjøvann kan hente varme fra nedre hav skorpe og bidraget fra den nedre skorpen til marine magnetiske avvik. Prosjektet vil også gi "ytterligere drivkraft for og tillit til boring av dyp havskorps," skriver Teagle og Ildefonse - men det vil nå en dybde som er langt mindre enn hva som vil være nødvendig for å faktisk komme til Moho-grensen. Det forekommer minst 30 kilometer under kontinentene, men bare 6 kilometer under sjøene.
Det er her Chikyu kommer inn. Lansert i 2002, "Chikyu er et gigantisk skip, som er i stand til å frakte 10 kilometer med borerør, og er utstyrt for stigerør i 2,5 kilometer vann," skriver forfatterne. Selv om Chikyu ennå ikke ville være i full distanse, er designen avansert nok til å være lanseringsplaten for slik innsats:
"Fartøyet har et stigerørssystem: et ytre rør omgir borestrengen - stålrøret som kjerner gjenvinnes gjennom," skriver medforfatterne. ”Boreslam og borekaks føres tilbake til fartøyet i rommet mellom de to rørene. Dette hjelper til med å resirkulere boreslam, kontrollere dens fysiske egenskaper og trykket i borehullet og hjelper til med å stabilisere borehullsveggene. ”
Teagle og Ildefonse sier at det ideelle boreprogrammet for å nå mantelgrensen vil skje på ett av tre steder - utenfor kysten av Hawaii, Baja California og Costa Rica - der vannet er det mest grunne, over den kaldeste mulige skorpen. Uansett og hvor det enn skjer, skriver de, vil det være verdt å gjøre:
”Boring til mantelen er den mest utfordrende bestrebelsen i jordvitenskapens historie. Det vil gi en arv av grunnleggende vitenskapelig kunnskap, og inspirasjon og opplæring for den neste generasjonen geovitenskapsmenn, ingeniører og teknologer. ”
Kilde: Natur. Se også nettstedene til Chikyu og JOIDES.
