Die Grenze, an der die Erdkruste dem unerforschten Mantel Platz macht, wurde erstmals 1909 aufgrund einer Änderung der Bewegung seismischer Wellen entdeckt. Die Moho-Grenze für Andrija Mohorovicic, die diesen seismischen Wellen zugehört hat, ist eine Grenze, die schwer fassbar und überzeugend bleibt und verlockende Hinweise auf die Geschichte der Erdbildung enthält - selbst wenn unsere Technologien in die Außenbereiche von drängen das Sonnensystem und darüber hinaus.
Die ersten ernsthaften Versuche, die Moho-Grenze zu untersuchen, liefen Ende der 1950er Jahre auf Grund. Jetzt könnte die Technologie, die bereits auf einem japanischen Schiff eingesetzt wird, in Kombination mit einem bereits laufenden Grabungsprogramm der Vereinigten Staaten endlich zum Erfolg führen. Damon Teagle und Benoît Ildefonse haben über die laufenden Bemühungen um einen Artikel in der Zeitschrift geschriebenNatur, heute veröffentlicht.
Teagle ist am National Oceanography Centre der Universität von Southampton in Großbritannien und Ildefonse an der Université Montpellier in Frankreich. Sie sind Co-Chefwissenschaftler auf einer Expedition namens IODP Expedition 335, "um zum ersten Mal einen Abschnitt der unteren ozeanischen Kruste zu erhalten - das Material, das direkt über dem Mantel liegt", schreiben sie.
Die IODP verwendet das oben abgebildete US-Schiff JOIDES Resolution, das von April bis Juni dieses Jahres vor der Küste Costa Ricas bohren wird.
„Diese Stelle befindet sich in einer Ozeankruste, die sich superschnell gebildet hat - mit mehr als 20 Zentimetern pro Jahr viel schneller als jede heutige Krustenbildung“, schreiben die Co-Autoren. „Dadurch ist die obere Kruste dort viel dünner als anderswo, sodass die unteren Teile erreicht werden können, ohne sehr tief bohren zu müssen. Drei frühere Expeditionen zum Loch 1256D haben sich bis auf mehr als 1,5 Kilometer unter dem Meeresboden in die Übergangszone zwischen Deichen und Gabbros gebohrt. “
In diesem Frühjahr hoffen sie, es weitere 400 Meter weit zu schieben und Gabbros aus der unteren Kruste zu gewinnen, "die die tiefsten Gesteinsarten sein werden, die jemals unter dem Meeresboden gewonnen wurden", obwohl das tiefste Loch 2.111 Meter unter dem östlichen Pazifik erreichte von Kolumbien schreiben sie.
Teagle und Ildefonse bemerken, dass einige Teile des Mantels während des tektonischen Gebirgsaufbaus an die Erdoberfläche geschoben und von Vulkanen und Meeresbodendeichen ausgeworfen wurden. Diese Proben haben Hinweise auf die Zusammensetzung des Mantels geliefert, zeigen jedoch nicht die Variabilität des Mantels - und alle Proben wurden durch die Prozesse, die sie enthüllten, verändert.
Sie sagen, dass die IODP-Mission dazu beitragen sollte, viele Debatten beizulegen, einschließlich der Art und Weise, wie sich Kruste an den Kämmen des mittleren Ozeans bildet, wie Magma aus dem Mantel in die untere Kruste eindringt, der Geometrie und der Kraft, wie Meerwasser Wärme aus dem unteren Ozean ziehen kann Kruste und der Beitrag der unteren Kruste zu marinen magnetischen Anomalien. Das Projekt wird auch "weitere Impulse und Vertrauen in das Bohren von Tiefseekrusten" geben, schreiben Teagle und Ildefonse - aber es wird eine Tiefe erreichen, die weit unter der Tiefe liegt, die erforderlich ist, um tatsächlich an die Moho-Grenze zu gelangen. Es kommt mindestens 30 Kilometer unter den Kontinenten, aber nur 6 Kilometer unter dem Meer vor.
Hier kommt Chikyu ins Spiel. Das 2002 gestartete „Chikyu ist ein riesiges Schiff, das 10 Kilometer Bohrrohre transportieren kann und für das Steigbohren in 2,5 Kilometer Wasser ausgerüstet ist“, schreiben die Autoren. Obwohl Chikyu noch nicht in der Lage wäre, die volle Distanz zu bewältigen, ist sein Design so weit fortgeschritten, dass es die Startrampe für solche Bemühungen sein kann:
„Das Schiff verfügt über ein Steigrohrsystem: Ein Außenrohr umgibt den Bohrstrang - das Stahlrohr, durch das die Kerne gewonnen werden“, schreiben die Mitautoren. „Der Bohrschlamm und die Späne werden im Raum zwischen den beiden Rohren zum Schiff zurückgeführt. Dies hilft, den Bohrschlamm zu recyceln, seine physikalischen Eigenschaften und den Druck im Bohrloch zu kontrollieren und die Bohrlochwände zu stabilisieren. “
Teagle und Ildefonse sagen, dass das ideale Bohrprogramm zum Erreichen der Mantelgrenze an einem von drei Orten stattfinden wird - vor den Küsten von Hawaii, Baja California und Costa Rica - wo das Wasser über der kältesten möglichen Kruste am flachsten ist. Wo und wie auch immer es passiert, sie schreiben, es wird sich lohnen:
„Das Bohren bis zum Mantel ist das schwierigste Unterfangen in der Geschichte der Geowissenschaften. Es wird ein Erbe grundlegender wissenschaftlicher Erkenntnisse sowie Inspiration und Ausbildung für die nächste Generation von Geowissenschaftlern, Ingenieuren und Technologen bieten. “
Quelle: Natur. Siehe auch die Websites für Chikyu und JOIDES.
