k Dispozici je přirozená tendence ve vědeckých výzkumů pro větší specializace. Nejdůležitější pokroky jsou prováděny zúžením zaměření a budováním širokého základu dřívějšího, obecnějšího výzkumu. To byl jistě případ francouzsko-americké Středooceánské podmořské studie ponorná expedice zahájená před 25 lety. Středooceánským cílem bylo riftové údolí středoatlantického hřebene., V roce 1950, Bruce Heezen z Kolumbijské Univerzity Lamont Geologické Observatoře shromažďovány široký paprsek, echo sounder průřezy rift valley a správně se domníval, že je součástí globální rift systém, který jakoby zábaly kolem země jako šev na baseball. Britské a Kanadské mořské geologové udělal další krok a montáž série ambiciózní expedice studovat Střední-Atlantik Ridge poblíž 45° N pomocí každý geofyzikální a geologické nástroj k dispozici v té době. Americká skupina zaměřila svou pozornost na údolí rift poblíž 22 ° N., Podlaha samotného údolí rift, kde nová oceánská kůra zasahuje a vybuchuje, však zůstala tak temná a tajemná jako vždy. Stovky aktivních sopek, které zabírají dno příkopové propadliny byly skryté od hloubky rekordéry tím, na vzestupu straně-ozvěny zvuk odrážející se od strmých, 1 000 metrů vysokými útesy do údolí.Pak, v roce 1972, tři roky poté, co Neil Armstrong opustili první lidské stopy na měsíci, mezinárodní skupina mořští geologové zahájili odvážný předem: prozkoumat údolí rift se pouze vozidel, které by si je tam—ponorky., Navzdory zhruba deseti letům hlubokomořských ponorných zkušeností stále existovala značná skepse ohledně jejich užitečnosti jako vědeckých nástrojů. Nicméně, ti, kteří věřili, zvítězil, francouzi udělali batyskafu ArchimÈde a ponorné Cyana k dispozici, a ten NÁM nabídl spolehlivé podvodní tahoun Alvin. Probíhala francouzsko-americká Středooceánská podmořská studie (Projekt FAMOUS).,

Přesné základní mapy pro potápění, expedice byly sestaveny pomocí amerického Námořnictva klasifikovány multi-paprsek, echo sounder, francouzský úzký paprsek echo znějící systém, a hluboce tažené nástroj balíček z Námořní Fyzikální Laboratoř na Scripps Instituce Oceánografie (University of California, San Diego). Pamatuju si, jak jsem tichým úžasem na palubě výzkumné lodi Knorr, když jsme se poprvé viděli vysoké rozlišení, hluboké tažení hloubka profilů pomalu hořel do papíru z našich páchnoucí přesné hloubky rekordéry., Středový tvar trhliny byl nakonec jasně odhalen jako hluboké koryto vnořené do širšího údolí rift, který obsahoval mnoho kopců, které se zdály být sopečnými kužely. Tyto sonar záznamy byly základní mapy pro potápění, expedice, a tým geologů byl sestaven první mid-ocean ridge potápěči pomocí ArchimÈde v létě roku 1973.

Alvin a další ponorky jistě prokázaly svou hodnotu jako vědecké nástroje během slavného, a od té doby byly silně používány., Francouzi a také Japonci skutečně nahradili své původní ponorky vozidly, které se mohou potápět dvakrát hlouběji, do hloubky přesahující 6 000 metrů. SLAVNÝ geologických prací, ukázala, že příkopové propadliny je vytvořeno velké chyby, že prorazit nově vzniklá oceánská kůra a aktivní sopky jsou hojné podél rift valley.patře. Nejmladší sopky formě úzké zóny oceánské kůry vytvoření pouze 1 až 2 km široké, o to pozoruhodnější, když ve srovnání s rozměry desek, které jsou tisíce kilometrů., SLAVNÉ magnetické, geochemické, gravitační a seizmická studie vyústily v detailní a komplexní vyšetřování šíření center až do té doby. Tolik se dozvědělo, že v roce 1977 byly výsledky této bezprecedentní expedice věnovány dvěma celým otázkám bulletinu geologické společnosti Ameriky.

ale věk objevu na hřebenech středního oceánu teprve začínal. Brzy poté, co byly hlášeny slavné výsledky, byl Alvin v centru další expedice mid-ocean ridge, tentokrát na rychleji se šířící trhlinu GalÁpagos v Tichém oceánu., Tepelný tok měření vyplynulo, že hydrotermální aktivita může být vyskytující se na úbočí tohoto šíření center, a stovky microearth-otřesy jsou zaznamenány byly myšlenka být hydrotermální nebo je sopečného původu. Potápěči na palubě Alvin viděl mnohem víc, než teplé vody; objevili společenstev bentických živočichů, včetně „obří trubice červi“, které se daří na chemickou energii poskytována šíří centra sopky. Byly to a stále jsou jediné ekosystémy, o nichž je známo, že jsou založeny spíše na chemosyntéze než na fotosyntéze., Tento objev plodil nové hypotézy o původu života na zemi—a možnost exotické formy života na jiných planetách, které jsou stále vášnivě diskutovali dnes.

Jen o dva roky později, v roce 1979, během expedice, jejímž cílem bylo dokázat užitečnost Alvin pro geofyzikální měření, první vysoká teplota „černého kouře otvory“ byly objeveny na Východním Tichomoří Vzestupu v blízkosti 21°N. Naše teplotní sondy byl kalibrován na 30°C, ale počáteční měření z Alvin vyšplhaly off-měřítku., Když Montážní tyč sondy z PVC vykazovala známky spáleniny, sonda byla spěšně rekalibrována na vyšší teploty. Další den, teploty blízké teplotě 400°C, byly zaznamenány, lámání předchozí Galapágy rekord 22°C s velkým náskokem. Teprve po plavbě jsme se dozvěděli, že teplota tání alvinových okének je podstatně menší než 400°C. nevědomost může být blaženost!

důležitá změna perspektivy přišla z objevu hydrotermálních průduchů mořskými geology a geofyziky., Bylo jasné, že ve studiích tektoniky středního oceánu, vulkanismu a hydrotermální aktivity je největší vzrušení v propojení mezi těmito různými poli. Například, geofyzici hledal hydrotermální aktivity na střední-vyvýšeniny oceánu na mnoho let (i během Projektu SLAVNÉ) podle tažného pole thermisters blízkosti mořského dna; po tom všem, někdo hledá horké vody, měří teplotu vody! Hydrotermální aktivita však byla nakonec dokumentována efektivněji fotografováním distribuce exotických ventilačních zvířat., Dokonce i teď, nejlepší ukazatele data z vulkanické erupce a doba trvání hydrotermální aktivity se vynoří z studují vlastnosti fauny bentických společenstev. Například, během prvních hluboké moře mid-ocean ridge erupce, když ponorné byl v oblasti, potápěči neviděl pomalu krátit kaskády polštářové lávy jako natáčel mimo Havaj, v „Ohni Pod Mořem.,“To, co viděl, bylo zcela nečekané: bílé bakteriální rohože vlající z mořského dna, vytvoření scény, stejně jako uprostřed zimy vánice na Islandu, pokrývající všechny čerstvě prořezané, skelný, černé lávy s tlustou deku bílé bakteriální „sněhu.“Program RIDGE (Ridge interdisciplinární Globální experimenty-popsané níže)ztělesňuje a podporuje ducha tohoto nového křížového disciplinárního přístupu k vyšetřování mid-ocean ridge.

technologický vývoj měl také obrovský vliv na náš pohled., Jakmile multi-beam hloubkové mapování nástroje jsou k dispozici pro neklasifikované aplikací začíná v roce 1973, mohli bychom předem za dvou-dimenzionální perspektivu mid-ocean ridge v průřezu. Po celá desetiletí byly batymetrické grafy umělecky sestaveny z široce rozložených profilů. I když dnes již klasické „Podlahy Oceánů“ grafu Marie Tharp a Bruce Heezen se ukázala být pozoruhodně přesné, co se opravdu stalo mezi profily, které byly často 10 až 100 kilometrů od sebe, byla neznámá., S multi-beam hloubkové systémy, tolik jako 100 paprsek zvuku může být shromažďovány současně přes pás 1 do 10 kilometrů široký. V jednom průchodu lodi bylo možné shromáždit až 100 profilů současně a každý profil byl jen přibližně 100 metrů od svých sousedů. Když vezmeme v úvahu konečnou stopu zvuku, který se ozývá z mořského dna, pokrytí se stává skutečně nepřetržitým. Poprvé jsme mohli vytvořit mapy mořského dna bez významných mezer! Už nepotřebujeme spoléhat na umělecké dohady pro mapovou produkci., Dnešní multi-beam systémy emitují velmi úzké jednotlivé trámy, pouze 1° až 2° c ve srovnání s přibližně 30° pro starší, single-beam systémů (to je jako srovnávat laserový paprsek, reflektor beam). Stopa zvuku pro každý paprsek v systému s více paprsky je pouze přibližně 100 metrů, spíše než několik kilometrů napříč. Výsledné mapy jsou mnohem přesnější a odhalují strukturu mořského dna mnohem podrobněji.

dalším zásadním omezením byla navigace., Opravy ze satelitů a astronomických těles byly vzácné a plné chyb a na volném moři nebyly žádné orientační body! Zřídka jste věděli, kde jste byli v rámci lepší než 1 až 2 kilometry, takže nemělo smysl shromažďovat data v intervalech blíž než to. Global Positioning System (GPS) začal být k dispozici v degradované podobě několik drahocenných hodin za den přibližně ve stejnou dobu, že multi-beam hloubkové systémy, přišel on-line., Později, jako je GPS navigace, se stal k dispozici 24 hodin denně s precizní opravy každé 2 sekundy (ve srovnání s přibližně každé 2 hodiny pro tranzitní satelity), 10-km-široký pásy velmi přesné mořském dně dat může být shromažďovány a pravidelně nachází s přesností poprvé. Koncem roku 1980, moji kolegové a já jsme byli vysvětlit nevěřícně postgraduální studenty, co to bylo jako za „starých časů, že se ztratil na moři“ (mořské geofyzik je ekvivalentní, předpokládám, „chodit do školy naboso ve sněhu do kopce oběma způsoby.,“) Nicméně, naše příběhy klesly na hluché uši, jak naši studenti si stěžovali navigační chyby stejně velký jako 50 metrů a jak se tyto nepatrné (pro mě) chyby degradován sbírka některé soubory dat, jako jsou ty, pro gravitaci.

mapy jsou silné: informují, vzrušují a stimulují., Stejně jako nejstarší mapy světa v šestnáctém století ohlašoval intenzivní bádání věku, první s vysokým rozlišením, kontinuální pokrytí mapy mid-ocean ridge stimulovány vyšetřovatelé z široké škály oborů, včetně petrology, geochemie, vulkanologie, seismologie, tektonika, mořské magnetismus a gravitace, stejně jako některé mimo vědy o zemi, včetně mořské ekologie, chemie a biochemie., Pro zemi, vědci, kombinace vysoké rozlišení pás mapování nástroje a přesné navigace nám umožnila opustit naše fixace s rovnou transektů napříč hřebeny vštípil naší geologické školení a velmi v módě v průběhu Projektu SLAVNÉ. Zatímco takový přístup byl užitečný v prvních dnech a stále má své aplikace, zjistili jsme, že nejvíce odhalující variace jsou často pozorovány zkoumáním podél osy aktivního hřebene.

tato nová perspektiva podél úderu odhaluje architekturu globálního systému rift., Osa hřebene se systematicky vlní a definuje základní rozdělení hřebene na segmenty ohraničené řadou diskontinuit. Segmenty se mohou prodloužit nebo zkrátit a mají cykly zvýšené sopečné, hydrotermální a tektonické aktivity. Nové mapy a námořní geologické studie, které stimulovaly, odhalují hierarchii v segmentaci hřebenů středního oceánu. První-order segmenty jsou obecně stovky kilometrů dlouhé, přetrvávají pro miliony až desítky milionů let, a jsou ohraničené relativně stálé, pevné desky transformovat chyby., Tyto chyby byly objeveny staré široký paprsek echo sounders, ale jejich strukturální složitost a vliv na sousední hřeben segmenty nemohl být oceněn bez nové generace mapy.

jak je znázorněno níže vpravo, segment prvního řádu je obvykle rozdělen do několika segmentů druhého nebo třetího řádu, které přežívají méně než 10 milionů let na méně než přibližně 100 000 let. Tyto menší, méně trvalé segmenty jsou ohraničeny řadou nerigidních diskontinuit, které mohou migrovat po délce hřebene., Tyto jemnější segmenty měřítka tak mohou prodloužit, zkrátit nebo dokonce úplně zmizet. V nejjemnějším měřítku mohou segmenty čtvrtého řádu, které jsou v řádu 10 kilometrů dlouhé, přežít jako odlišné potrubí pro krustální akreční procesy pouze 100 až 10 000 let. Tyto segmenty jsou produkty řady událostí narušení hráze, základních jednotek krustální tvorby. Hráze se tvoří, když roztavený materiál stoupá svislými prasklinami a trhlinami., Životnost těchto čtvrtém pořadí segmentů a související cykly magmatické, vulkanické, tektonické, a hydrotermální činnost vyvíjet rozhodující vliv na distribuci a přežití exotické fauny bentických komunity, které se daří v temné, chladné, nepřátelské prostředí mid-ocean ridge.

Jak vyšetřování pokračuje, jsme svědky stále více důkazů pro důležité vazby mezi velmi rozmanité druhy pozorování.,ial hloubka,
• průřez hřebenu (proxy pro magmatické rozpočtu na rychle šíří hřebeny),
• tloušťka zemské kůry,
• geochemie a vyvodit erupce teplota lávy,
• měření magnetizace kůry,
• vlastnosti poblíž osy chybující, jako jsou podél stávku kolísání výšky chyba srázy,
• šířek a vyvodit hlubin trhliny a praskliny podél osy,
• lava věkových kategorií,
• přítomnost nebo nepřítomnost kůry axiální magma komory (nebo rozpustíme objektiv),
• intenzitu hydrotermální aktivity, a
• množství hydrotermálních sopouchů.,
dnes se Námořní geofyzici a geochemici často účastní rozhovorů bentických ekologů a naopak; to bylo velmi neobvyklé před 20 lety. Takže i přes nedávná rozpočtová traumata je výzkum mid-ocean ridge více vzrušující a interdisciplinární než kdy předtím.

nyní Jsme zmapovali téměř polovinu globální mid-ocean ridge systému podél úzké chodby, která definuje šíření středu desky hranice, pozoruhodný pokrok vzhledem k tomu jsme mapovali méně než jedno procento systém před pouhými deseti lety., Ale jsme zkoumali s ponorky nebo dálkově ovládaná vozidla méně než jedno procento této fascinující zóny zemské kůry desky tvorby, kde více než 90 procent země sopečná činnost rachotí dál. Mimo této úzké pásky, na bocích systému Mid-ocean ridge, méně než jedno procento bylo mapováno a méně než.Bylo prozkoumáno 001 procent. Porovnejte to s mapováním povrchu Venuše-což je téměř 100 procent dokončeno., Low-rozlišení ohledem na globální mořském dně poskytována nedávno zveřejněné GEOSAT mapy poskytuje řadu lákavé cíle pro další šetření.

mám podezření, že některé z nejzajímavějších objevů leží v blízké budoucnosti. Jaký skvělý čas být mořským geologem (pokud můžete získat práci)!

Národní vědecká nadace i Úřad námořního výzkumu podporují tektonická studia mid-ocean ridge.,

Ken Macdonald absolvoval v roce 1975 společný Program mit/WHOI v oceánografii a od té doby sloužil tucet let jako člen Oceánografické instituce Woods Hole. On měl to potěšení vidět několik jeho pregraduální studenti jít na Společný Program, a několik jeho postgraduálních studentů připojit vědeckých týmů ve Woods Hole a jinde. Ken vedl přes 20 hlubinných expedic a má to štěstí, k účasti v některé z prvních explorations of the mid-ocean ridge pomocí multi-beam echo sirény, dálkově ovládaná vozidla a ponorky., Říká, že považuje hřebeny středního oceánu za vzrušující a tajemné, jako když se s nimi poprvé setkal—a zažívá bludy pochopení toho, jak fungují, které jsou krátkodobé a iluzivní.

RIDGE

RIDGE cíle jsou dvojí: 1) s cílem zaměřit se na
koordinované, interdisciplinární výzkum geologický a
geodynamiky procesy týkající se vytvoření oceánské litosféry,
a 2) poskytnout rámec, v němž rozmanité, inovativní,
vyšetřovatel zahájil výzkum může být provedena., Některé specifické
úspěchy RIDGE Program za posledních pět let patří:

•
Objev nečekaně rychlé změny, a to zejména v hydrotermální
aktivity a větrací společenství, v bezprostřední následky
erupce.
• monitorování v reálném čase a reakce na magmatické Události
na hřebenech v severovýchodním Pacifiku(ve spolupráci s Národní správou oceánů a atmosféry
).
• objev
podpovrchové mikrobiální biosféry v oceánské kůře, představující
biomasu dříve neznámou na Zemi.,
• uznání širokého
rozsahu tektonických nastavení a rozmanitosti fauny spojené s hydrotermálními oblastmi Mid-Atlantic Ridge.
• vývoj kvantitativních modelů založených na pozorování, které vysvětlují citlivost topografie osy hřbetu
na proměnné, jako je rychlost šíření, dodávka magmatu
a axiální tepelná struktura.
• Vytvoření globálního
digitální databáze pro mid-ocean ridge hloubkové údaje pro konkrétní
součástí globálního ridge systému.
• definice malé velikosti
těl crustal magma na i těch nejrychleji se šířících hřebenech.,
•
Uznání významu vztlak-řízený průtok v ovládání
těsnost pláště upwelling v cross-axis smysl a
tři-rozměrnost upwelling podél osy.
• mapování a průzkumné horniny
odběr vzorků dříve neprozkoumaných supersegmentů (dlouhých segmentů, které
obvykle sahají 1 000 až 2 000
kilometrů) v globálním systému Mid-ocean ridge.
• první měření pohybu desky na hřebeni středního oceánu.,
• poskytnutí prvních snímků distribuce taveniny v horním
plášti pod středním oceánským hřebenem experimentem taveniny (plášť elektromagnetický
a tomografie).