Es impresionante, pero es cierto que sabemos más sobre la superficie de la luna que sobre el fondo oceánico de la Tierra. Mucho de lo que sabemos proviene de la perforación científica en los océanos: la recolección sistemática de muestras de testigos de los fondos marinos profundos. Este proceso revolucionario comenzó hace 50 años, cuando el buque de perforación Glomar Challenger navegó hacia el Golfo de México el 11 de agosto de 1968 en la primera expedición del Proyecto de perforación de aguas profundas financiado con fondos federales.
Realicé mi primera expedición científica de perforación oceánica en 1980, y desde entonces he participado en otras seis expediciones a lugares como el lejano Atlántico Norte y el mar de Weddell de Antaractica. En mi laboratorio, mis alumnos y yo trabajamos con muestras de núcleos 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 ser traducida en palabras. Sostener un núcleo recién abierto, lleno de rocas y sedimentos del fondo del océano de la Tierra, es como abrir un cofre del tesoro que registra el paso del tiempo en la historia de la Tierra.
Más de medio siglo, la perforación científica del océano ha demostrado la teoría de la tectónica de placas, creado el campo de la paleoceanografía y redefinido cómo vemos la vida en la Tierra al revelar una enorme variedad y volumen de vida en la profunda biosfera marina. Y queda mucho por aprender.
Innovaciones tecnológicas
Dos innovaciones clave hicieron posible que los barcos de investigación tomaran muestras de testigos 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 siguiente, a menudo en más de 12,000 pies de agua.
El anclaje no es factible a estas profundidades. En cambio, los técnicos lanzan un instrumento con forma de torpedo llamado transpondedor por el costado. 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 del casco del barco maniobran para mantener exactamente el mismo lugar, contrarrestando las fuerzas de las corrientes, el viento y las olas.
Otro desafío surge cuando las brocas deben reemplazarse durante la mitad de la operación. La corteza del océano está compuesta de roca ígnea que desgasta los trozos mucho antes de alcanzar la profundidad deseada.
Cuando esto sucede, el equipo de perforación saca todo el tubo de perforación a la superficie, monta una nueva broca y regresa al mismo agujero. Esto requiere guiar la tubería hacia un cono de reentrada en forma de embudo, de menos de 15 pies de ancho, colocado en el fondo del océano en la boca del agujero de perforación. El proceso, que se realizó por primera vez en 1970, es como bajar un largo mechón de espagueti en un embudo de un cuarto de pulgada de ancho en el extremo profundo de una piscina olímpica.
Confirmando la tectónica de placas
Cuando la perforación científica del océano comenzó 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 fondo marino, donde las placas oceánicas se alejaron una de la otra y el magma del interior de la tierra brotó entre ellas. De acuerdo con esta teoría, la corteza debería ser un material nuevo en la cresta de las dorsales oceánicas, y su edad debería aumentar con la distancia desde la cresta.
La única forma de probar esto fue analizando los testigos de sedimentos y rocas. En el invierno de 1968-1969, el Glomar Challenger perforó siete sitios en el Océano Atlántico Sur al este y oeste de la dorsal del Atlántico Medio . Tanto las rocas ígneas del fondo oceánico como los sedimentos superpuestos envejecieron en perfecto acuerdo con las predicciones, confirmando que la corteza oceánica se estaba formando en las dorsales y 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 interrumpir el registro. En la mayoría de las ubicaciones oceánicas, el sedimento se deposita partícula por partícula, microfósiles por microfósiles, y permanece en su lugar, finalmente sucumbe a la presión y se convierte 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 los ambientes del pasado.
Gracias a la perforación científica del océano, sabemos que después de que un asteroide mató a todos los dinosaurios no aviares hace 66 millones de años , la nueva vida colonizó el borde del cráter en años, y en 30,000 años un ecosistema completo estaba prosperando. Algunos organismos del océano profundo vivieron justo a través del impacto del meteorito.
La perforación oceánica también ha demostrado que diez millones de años más tarde, una descarga masiva de carbono -probablemente de una extensa actividad volcánica y metano liberado por el derretimiento de hidratos de metano- causó un evento abrupto e intenso de calentamiento o hipertermia, llamado Máximo Térmico Paleoceno-Eoceno . Durante este episodio, incluso el Ártico alcanzó más de 73 grados Fahrenheit .
La acidificación resultante del océano a partir de la liberación de carbono en la atmósfera y el océano causó la disolución masiva y el cambio en el ecosistema del océano profundo.
Este episodio es un impresionante ejemplo del impacto del calentamiento climático rápido. Se estima que la cantidad total de carbono liberado durante el PETM es aproximadamente igual a la cantidad que liberarán los humanos si quemamos todas las reservas de combustible fósil de la Tierra. Sin embargo, una diferencia importante es que el carbono liberado por los volcanes y los hidratos era mucho más lento de lo que actualmente estamos liberando combustibles fósiles. Por lo tanto, podemos esperar cambios climáticos y de ecosistemas aún más dramáticos a menos que dejemos de emitir carbono.
Encontrar vida en los sedimentos oceánicos
La perforación científica en el 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 en los fondos marinos que tienen 86 millones de años de antigüedad ; y a 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 del fondo marino y las rocas y para monitorear los ambientes bajo el fondo oceánico. Coring está produciendo nueva información sobre la tectónica de placas, como las complejidades de la formación de la corteza oceánica y la diversidad de la vida en los océanos profundos.
Esta investigación es costosa y tecnológica e intelectualmente intensa. Pero solo explorando las profundidades del mar podremos recuperar los tesoros que posee y comprender mejor su belleza y complejidad.
