De grens waar de aardkorst plaats maakt voor de onontdekte mantel, werd voor het eerst ontdekt in 1909 vanwege een verandering in de reis van seismische golven. De grens van de korstmantel, die de Moho-grens wordt genoemd voor Andrija Mohorovicic, die naar die seismische golven luisterde, is een grens die ongrijpbaar en meeslepend blijft - met verleidelijke aanwijzingen over het verhaal van de vorming van de aarde - zelfs als onze technologieën de buitenste regionen van doordringen het zonnestelsel en daarbuiten.
De eerste serieuze pogingen om de Moho-grens te onderzoeken liepen eind jaren vijftig vast. Nu zou technologie die al in gebruik was op een Japans schip, gecombineerd met een reeds uitgevoerd graafprogramma in de Verenigde Staten, eindelijk succes kunnen opleveren. Damon Teagle en Benoît Ildefonse hebben geschreven over de voortdurende inspanningen voor een artikel in het tijdschriftNatuur, vandaag vrijgegeven.
Teagle is verbonden aan het National Oceanography Centre van de University of Southampton in het VK, en Ildefonse aan de Université Montpellier in Frankrijk. Ze zijn co-chef-wetenschappers van een expeditie die de IODP-expeditie 335 wordt genoemd, 'om voor het eerst een deel van de onderste oceaankorst te verkrijgen - het materiaal dat net boven de mantel ligt', schrijven ze.
De IODP gebruikt het Amerikaanse schip JOIDES Resolution, hierboven afgebeeld, dat van april tot juni van dit jaar voor de kust van Costa Rica zal boren.
"Deze site bevindt zich in oceaankorst die supersnel is gevormd - met meer dan 20 centimeter per jaar, veel sneller dan elke huidige korstvorming", schrijven de coauteurs. “Dat maakt de bovenste korst daar veel dunner dan elders, dus het is mogelijk om de onderste delen te bereiken zonder heel diep te moeten boren. Drie eerdere expedities naar Hole 1256D zijn geboord tot meer dan 1,5 kilometer onder de zeebodem, in het overgangsgebied tussen dijken en gabbros. ”
Dit voorjaar hopen ze het nog eens 400 meter te duwen en gabbros terug te winnen uit de lagere korst, 'dat zullen de diepste soorten gesteente zijn die ooit onder de zeebodem zijn gewonnen', ook al bereikte het diepste gat 2111 meter onder de oostelijke Stille Oceaan van Colombia, schrijven ze.
Teagle en Ildefonse merken op dat sommige delen van de mantel tijdens tektonische bergopbouw naar het aardoppervlak zijn geduwd en uit vulkanen en zeebodemdijken zijn uitgestoten. Die monsters hebben aanwijzingen opgeleverd voor de samenstelling van de mantel, maar ze onthullen niet de variabiliteit van de mantel - en alle monsters zijn gewijzigd door de processen die ze hebben onthuld.
Ze zeggen dat de IODP-missie zou moeten helpen om veel debatten op te lossen, waaronder hoe korst wordt gevormd op ruggen in het midden van de oceaan, hoe magma uit de mantel wordt ingebracht in de lagere korst, de geometrie en kracht van hoe zeewater warmte uit de lagere oceaan kan trekken korst en de bijdrage van de onderste korst aan magnetische zeeafwijkingen. Het project zal ook "een verdere stimulans geven aan en vertrouwen geven in het boren in diepe oceaankorst", schrijven Teagle en Ildefonse, maar het zal een veel kleinere diepte bereiken dan nodig is om de grens met Moho te bereiken. Het komt voor ten minste 30 kilometer (18 mijl) onder de continenten maar slechts 6 kilometer (3,7 mijl) onder de zee.
Dat is waar Chikyu binnenkomt. Gelanceerd in 2002, "Chikyu is een gigantisch schip, in staat om 10 kilometer aan boorpijpen te vervoeren, en is uitgerust voor riserboring in 2,5 kilometer water", schrijven de auteurs. Hoewel Chikyu nog niet de volledige afstand zou kunnen afleggen, is het ontwerp geavanceerd genoeg om het lanceerplatform te zijn voor dergelijke inspanningen:
'Het schip heeft een stijgsysteem: een buitenpijp omringt de boorkolom - de stalen buis waardoor de kernen worden teruggewonnen', schrijven de coauteurs. “De boorsuspensie en de stekken worden teruggevoerd naar het schip in de ruimte tussen de twee pijpen. Dit helpt de boorspoeling te recyclen, de fysische eigenschappen en de druk in het boorgat te beheersen en helpt de boorgatwanden te stabiliseren. ”
Teagle en Ildefonse zeggen dat het ideale boorprogramma om de mantelgrens te bereiken zal plaatsvinden op een van de drie plaatsen - voor de kusten van Hawaï, Baja California en Costa Rica - waar het water het meest ondiep is, over de koudst mogelijke korst. Waar en hoe het ook gebeurt, ze schrijven, het is de moeite waard om te doen:
“Boren naar de mantel is de meest uitdagende onderneming in de geschiedenis van de aardwetenschappen. Het zal een erfenis zijn van fundamentele wetenschappelijke kennis, inspiratie en training voor de volgende generatie geowetenschappers, ingenieurs en technologen. ”
Bron: natuur. Zie ook de websites voor Chikyu en JOIDES.
