existe una tendencia natural en las investigaciones científicas a una mayor especialización. Los avances más importantes se logran reduciendo el enfoque y construyendo sobre la base amplia de investigaciones anteriores y más generales. Este fue sin duda el caso de la expedición submarina Franco-Estadounidense de estudio del Océano medio lanzada hace 25 años. El objetivo del Océano medio era el valle del rift del Centro de propagación de la dorsal mesoatlántica., En la década de 1950, Bruce Heezen del Observatorio Geológico Lamont de la Universidad de Columbia recolectó secciones transversales de ecosonda de haz ancho del Valle del rift y conjeturó correctamente que es parte de un sistema global de rift que se envuelve alrededor de la tierra como la costura de una pelota de béisbol. Los geólogos marinos británicos y canadienses dieron el siguiente paso y montaron una serie de ambiciosas expediciones para estudiar la dorsal mesoatlántica cerca de los 45° N utilizando todas las herramientas geofísicas y geológicas disponibles en ese momento. Un grupo estadounidense centró su atención en el valle del rift cerca de 22 ° N., Sin embargo, el suelo del propio valle del rift, donde se entromete y entra en erupción una nueva corteza oceánica, permaneció tan oscuro y enigmático como siempre. Los cientos de volcanes activos que ocupan el suelo del Valle del rift estaban ocultos a los registradores de profundidad por los resonantes ecos laterales de sonido que reverberaban desde los escarpados acantilados de 1.000 metros de altura del Valle.Luego, en 1972, tres años después de que Neil Armstrong dejara la primera huella humana en la luna, un grupo internacional de geólogos marinos inició un audaz avance: explorar el valle del rift con los únicos vehículos que podrían llevarlos allí: sumergibles., A pesar de una década más o menos de experiencia con sumergibles en aguas profundas, todavía había un considerable escepticismo acerca de su utilidad como herramientas científicas. Sin embargo, aquellos que creían prevalecieron, los franceses pusieron a disposición el batiscafo ArchimÈde y el sumergible Cyana, y los Estados Unidos ofrecieron el confiable caballo de batalla submarino Alvin. El estudio submarino Franco-Estadounidense del Océano medio (proyecto FAMOUS) estaba en marcha.,

Los mapas base precisos para la expedición de buceo se ensamblaron utilizando una ecosonda multihaz clasificada De La Marina de los Estados Unidos, un sistema francés de ecosonda de haz estrecho y un paquete de instrumentos profundamente remolcado del laboratorio físico Marino de Scripps Institution of Oceanography (Universidad de California, San Diego). Recuerdo el silencioso asombro a bordo de la nave de investigación Knorr cuando vimos por primera vez perfiles de alta resolución y profundidad de arrastre lentamente quemados en el papel de nuestros malolientes registradores de profundidad de precisión., La forma central de la grieta finalmente se reveló claramente como un profundo canal anidado dentro de un valle de la grieta más amplio, que contenía muchas colinas que parecían ser conos volcánicos. Estos registros de sonar fueron los mapas base para la expedición de buceo, y un equipo de geólogos se reunió para ser los primeros buceadores de la cresta media del océano que usaron ArchimÈde en el verano de 1973.

Alvin y los otros sumergibles ciertamente demostraron su valor como herramientas científicas durante FAMOUS, y han sido muy utilizados desde entonces., De hecho, los franceses y también los japoneses han reemplazado sus submarinos originales con vehículos que pueden bucear el doble de profundidad, a profundidades superiores a 6.000 metros. El famoso trabajo geológico demostró que el valle del rift está creado por grandes fallas que rompen a través de la recién formada corteza oceánica y que los volcanes activos son abundantes a lo largo del fondo del Valle del Rift. Los volcanes más jóvenes forman una zona estrecha de creación de la corteza oceánica de solo 1 a 2 kilómetros de ancho, notable en comparación con las dimensiones de las placas, que son miles de kilómetros de ancho., Famosos estudios magnéticos, geoquímicos, gravitacionales y sísmicos resultaron en la investigación más detallada y completa de un centro de expansión hasta ese momento. Tanto fue aprendido que en 1977 dos números enteros del boletín de la Sociedad Geológica de América fueron dedicados a los resultados de esta expedición sin precedentes.

pero la era de los descubrimientos en las cordilleras oceánicas estaba apenas comenzando. Poco después de que se reportaran los famosos resultados, Alvin estaba en el Centro de otra expedición a la cresta media del Océano, esta vez a la falla de GalÁpagos, que se extiende más rápido en el Océano Pacífico., Las mediciones del flujo de calor indicaron que la actividad hidrotermal podría estar ocurriendo en los flancos de este centro de expansión, y los cientos de terremotos microeurales que se registran allí se cree que son de origen hidrotermal o volcánico. Los buzos a bordo de Alvin vieron mucho más que agua tibia; descubrieron comunidades de fauna bentónica, incluidos «gusanos tubulares gigantes», que prosperan con la energía química proporcionada por los volcanes del centro de expansión. Estos fueron, y siguen siendo, los únicos ecosistemas que se sabe que se basan en la quimiosíntesis en lugar de la fotosíntesis., Este descubrimiento generó nuevas hipótesis sobre el origen de la vida en la tierra—y la posibilidad de formas de vida exóticas en otros planetas—que todavía se debaten acaloradamente hoy en día.

apenas dos años más tarde, en 1979, durante una expedición cuyo objetivo era demostrar la utilidad de Alvin para las mediciones geofísicas, se descubrieron los primeros «respiraderos de humo negro» de alta temperatura en la elevación del Pacífico Oriental cerca de 21°N. nuestras sondas de temperatura se calibraron a 30°C, pero las mediciones iniciales hechas con Alvin se dispararon fuera de escala., Cuando la varilla de montaje de PVC de una sonda mostraba signos de carbonización, la sonda se recalibraba apresuradamente a temperaturas más altas. Al día siguiente, se registraron temperaturas cercanas a los 400°C, rompiendo el récord anterior de GalÁpagos de 22°C por un amplio margen. Fue solo después del crucero que aprendimos que la temperatura de fusión de los ojos de buey de Alvin era considerablemente inferior a 400°C. ¡La ignorancia puede ser una bendición!

Un cambio importante en la perspectiva vino del descubrimiento de respiraderos hidrotermales por geólogos y geofísicos marinos., Se hizo evidente que en los estudios de la tectónica de las crestas oceánicas Medias, el vulcanismo y la actividad hidrotermal, la mayor excitación está en los vínculos entre estos diferentes campos. Por ejemplo, los geofísicos buscaron actividad hidrotermal en las cordilleras del medio océano durante muchos años (incluso durante el proyecto FAMOUS) remolcando conjuntos de termisters cerca del fondo marino; después de todo, ¡alguien que busca agua caliente mide la temperatura del agua! Sin embargo, la actividad hidrotermal se documentó con mayor eficacia fotografiando la distribución de animales exóticos de ventilación., Incluso ahora, los mejores indicadores de la actualidad de las erupciones volcánicas y la duración de la actividad hidrotermal surgen del estudio de las características de las comunidades faunísticas bentónicas. Por ejemplo, durante la primera erupción de la cresta Media oceánica cuando un sumergible estaba en el área, los buceadores no vieron una lenta cascada de Lavas de almohada como se filmó en Hawai en «Fire Under the Sea».,»Lo que vieron fue completamente inesperado: una estera bacteriana blanca saliendo del fondo marino, creando una escena muy parecida a una ventisca de invierno en Islandia, cubriendo toda la lava negra, vítrea y recién erupcionada con una gruesa capa de nieve bacteriana blanca».»El programa RIDGE (Ridge InterDisciplinary Global Experiments-described below) encarna y promueve el espíritu de este nuevo enfoque interdisciplinario para las investigaciones de ridge mid-ocean.

los desarrollos tecnológicos también tuvieron una enorme influencia en nuestra perspectiva., Una vez que las herramientas batimétricas de múltiples haces estuvieran disponibles para aplicaciones no clasificadas a partir de 1973, pudimos avanzar más allá de la perspectiva bidimensional de la cresta oceánica media en sección transversal. Durante décadas, las cartas batimétricas se ensamblaron artísticamente a partir de perfiles ampliamente espaciados. Aunque el ahora clásico «Suelo de los océanos» dibujado por Marie Tharp y Bruce Heezen demostró ser notablemente preciso, lo que realmente sucedió entre los perfiles, que a menudo estaban separados entre 10 y 100 kilómetros, era desconocido., Con los sistemas batimétricos de haces múltiples, hasta 100 haces de sonido podrían recogerse simultáneamente en una franja de 1 a 10 kilómetros de ancho. En un solo paso de la nave, se podían recoger hasta 100 perfiles simultáneamente y cada perfil estaba a solo unos 100 metros de sus vecinos. Cuando se considera la huella finita del sonido que resuena desde el fondo marino, La cobertura se vuelve verdaderamente continua. ¡Por primera vez pudimos hacer mapas del fondo marino sin lagunas significativas! Ya no necesitamos depender de conjeturas artísticas para la producción de mapas., Los sistemas multihaz de hoy emiten haces individuales muy estrechos, solo de 1° a 2° en comparación con aproximadamente 30° para los sistemas más antiguos de un solo Haz (esto es como comparar un rayo láser con un haz de reflector). La huella de sonido para cada haz en un sistema multi-haz es de solo aproximadamente 100 metros en lugar de varios kilómetros de ancho. Los mapas resultantes son mucho más precisos y revelan la estructura del fondo marino con mucho más detalle.

otra limitación fundamental había sido la navegación., Los arreglos de satélites y cuerpos astronómicos eran infrecuentes y estaban llenos de errores, y no había puntos de referencia en alta mar!!! Rara vez sabías dónde estabas a menos de 1 a 2 kilómetros, por lo que no tenía sentido recopilar datos a intervalos más cercanos a eso. El sistema mundial de determinación de la posición (GPS) comenzó a estar disponible en un formato degradado unas pocas horas preciosas por día aproximadamente al mismo tiempo que los sistemas batimétricos de haces múltiples entraron en funcionamiento., Más tarde, a medida que la navegación por GPS estaba disponible las 24 horas del día con correcciones precisas cada 2 segundos (en comparación con aproximadamente cada 2 horas en el caso de los satélites de tránsito), se pudieron reunir franjas de 10 kilómetros de ancho de datos muy precisos sobre el fondo marino y ubicarlos rutinariamente con precisión por primera vez. A finales de la década de 1980, mis colegas y yo estábamos explicando a los incrédulos estudiantes de posgrado lo que era en los «viejos tiempos de estar perdidos en el mar» (el equivalente del geofísico Marino, supongo, de «caminar a la escuela descalzo en la nieve subiendo en ambos sentidos.,») Sin embargo, nuestros cuentos cayeron en oídos sordos cuando nuestros estudiantes se quejaron de errores de navegación tan grandes como 50 metros y cómo estos minúsculos (para mí) errores degradaron la recopilación de algunos conjuntos de datos, como los de gravedad.

Los mapas son poderosos: informan, excitan y estimulan., Al igual que los primeros mapas del mundo en el siglo XVI marcaron el comienzo de una vigorosa era de exploración, los primeros mapas de alta resolución y cobertura continua de la dorsal oceánica Central estimularon a investigadores de una amplia gama de campos, incluyendo petrología, Geoquímica, Vulcanología, Sismología, tectónica, magnetismo marino y gravedad, así como algunos fuera de las ciencias de la tierra, como la ecología marina, la química y la bioquímica., Para los científicos de la tierra, la combinación de herramientas de mapeo de hileras de alta resolución y navegación precisa nos permitió abandonar nuestra fijación con los transectos rectos a través de las crestas inculcadas por nuestro entrenamiento geológico y muy en boga durante el proyecto FAMOUS. Si bien este enfoque fue útil en los primeros días y todavía tiene sus aplicaciones, hemos encontrado que las variaciones más reveladoras a menudo se observan al explorar a lo largo del eje de la cresta activa.

esta nueva perspectiva, a lo largo de la huelga revela la arquitectura del sistema global rift., El eje de la cresta ondula de manera sistemática, definiendo una partición fundamental de la cresta en segmentos delimitados por una variedad de discontinuidades. Los segmentos pueden alargarse o acortarse, y tienen ciclos de mayor actividad volcánica, hidrotermal y tectónica. Los nuevos mapas y los estudios geológicos marinos que han estimulado revelan una jerarquía en la segmentación de las dorsales oceánicas. Los segmentos de primer orden generalmente tienen cientos de kilómetros de largo, persisten entre millones y decenas de millones de años y están limitados por fallas de transformación de placas rígidas relativamente permanentes., Estas fallas habían sido descubiertas con los antiguos ecosondas de haz ancho, pero su complejidad estructural e influencia en los segmentos vecinos de la cresta no podían apreciarse sin la nueva generación de mapas.

como se ilustra a continuación a la derecha, un segmento de primer orden generalmente se divide en varios segmentos de segundo o tercer orden que sobreviven por menos de 10 millones de años a menos de aproximadamente 100,000 años, respectivamente. Estos segmentos más pequeños y menos permanentes están limitados por una variedad de discontinuidades no rígidas que pueden migrar a lo largo de la cresta., Por lo tanto, estos segmentos de escala más finos pueden alargarse, acortarse o incluso desaparecer por completo. En la escala más fina, los segmentos de cuarto orden, que son del orden de 10 kilómetros de largo, pueden sobrevivir como conductos distintos para procesos de acreción de la corteza por solo 100 a 10.000 años. Estos segmentos son el producto de una serie de eventos de intrusión de diques, las unidades fundamentales de la creación de la corteza. Los diques se forman cuando el material fundido se eleva a través de grietas y fisuras verticales., La longevidad de estos segmentos de cuarto orden y los ciclos asociados de actividad magmática, volcánica, tectónica e hidrotermal ejercen una influencia controladora en la distribución y supervivencia de comunidades exóticas de fauna bentónica que florecen en el ambiente oscuro, frío y hostil de la dorsal oceánica Media.

Como continúan las investigaciones, estamos viendo más evidencia de vínculos importantes entre los muy diversos tipos de observaciones.,profundidad de crust,
• Área de la sección transversal de la cresta (un proxy para el presupuesto magmático en crestas de expansión rápida),
• espesor de la corteza,
• geoquímica y temperatura de erupción inferida de lavas,
• mediciones de magnetización de la corteza,
• Características de fallas cercanas al eje, como a lo largo de las variaciones de crustal axial Magma Chamber (or melt lens),
• intensity of hydrothermal activity, and
• abundance of hydrothermal vent communities.,
hoy en día, geofísicos marinos y geoquímicos a menudo asisten a las charlas de ecologistas bentónicos y viceversa; esto era muy inusual hace 20 años. Por lo tanto, a pesar de los recientes traumas presupuestarios, la investigación de la cresta oceánica es más emocionante e interdisciplinaria que nunca.

ahora hemos cartografiado casi la mitad del sistema global de cresta oceánica media a lo largo de un estrecho corredor que define el límite de la placa central de expansión, un avance notable teniendo en cuenta que habíamos cartografiado menos del uno por ciento del sistema hace solo una década., Pero hemos explorado con sumergibles o vehículos operados remotamente menos del uno por ciento de esta fascinante zona de creación de placas corticales donde más del 90 por ciento de la actividad volcánica de la tierra retumba. Fuera de esta estrecha cinta, en los flancos del sistema de cresta oceánica Media, menos del uno por ciento ha sido cartografiado y menos que .Se ha explorado el 001%. Compare esto con el mapeo de la superficie de Venus, que está cerca del 100 por ciento completo., La vista de baja resolución del fondo marino Mundial proporcionada por los mapas GEOSAT publicados recientemente ofrece una serie de objetivos tentadores para una investigación más a fondo.

sospecho que algunos de los descubrimientos más emocionantes se encuentran por delante en un futuro cercano. ¡Qué buen momento para ser geólogo Marino (si puedes conseguir un trabajo)!

tanto la Fundación Nacional de ciencias como la Oficina de Investigación Naval apoyan los estudios tectónicos de las crestas mid-ocean ridge.,

Ken Macdonald se graduó en 1975 del Programa Conjunto MIT/WHOI en Oceanografía y desde entonces ha servido una docena de años como miembro de la Corporación de instituciones oceanográficas Woods Hole. Ha tenido el placer de ver a varios de sus estudiantes de pregrado ir al Programa Conjunto, y varios de sus estudiantes de posgrado se unen al personal científico en Woods Hole y en otros lugares. Ken ha dirigido más de 20 expediciones en alta mar y ha tenido la suerte de participar en algunas de las primeras exploraciones de la cresta media del Océano utilizando ecosondas multihaz, vehículos operados a distancia y sumergibles., Dice que encuentra las crestas del medio océano tan emocionantes y misteriosas como cuando las encontró por primera vez, y experimenta delirios de comprender cómo funcionan que son efímeros e ilusorios.

RIDGE

los objetivos de RIDGE son dobles: 1) Proporcionar un enfoque para la investigación interdisciplinaria coordinada en los procesos geológicos y geodinámicos relacionados con la creación de la litosfera oceánica, y 2) proporcionar un marco dentro del cual se puedan llevar a cabo investigaciones diversas, innovadoras e iniciadas por investigadores., Algunos logros específicos del programa RIDGE en los últimos cinco años incluyen:

Discovery
descubrimiento de cambios inesperadamente rápidos, especialmente en la actividad hidrotermal
y las comunidades de respiraderos, inmediatamente después de una erupción
.monitoring monitoreo y respuesta en tiempo Real a eventos magmáticos en crestas en el Pacífico noreste (en colaboración con la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica).
Discovery Discovery of a
subsurface microbial biosphere within the oceanic crust, representing a
biomass previously unknown on Earth.,reconocimiento de la amplia gama de escenarios tectónicos y diversidad de fauna asociada a las áreas hidrotermales de la dorsal mesoatlántica.
Development Desarrollo de
modelos cuantitativos basados en la observación que explican la sensibilidad de la topografía del eje de cresta a variables como la tasa de dispersión, el suministro de magma y la estructura térmica axial.Establishment establecimiento de una base de datos digital mundial para datos batimétricos de las crestas oceánicas medias para partes específicas del sistema mundial de crestas.
Definition definición del pequeño tamaño
de los cuerpos de magma de la corteza incluso en las crestas más rápidas.,
Recognition
reconocimiento de la importancia del flujo impulsado por la flotabilidad en el control tanto de la estrechez de la surgencia del manto en un sentido transversal del eje como de la tridimensionalidad de la surgencia a lo largo del eje.
Mapping mapeo y reconocimiento de rocas
muestreo de supersegmentos previamente inexplorados (segmentos largos que
típicamente se extienden de 1,000 a 2,000
kilómetros) en el sistema global de cresta oceánica Media.
The las primeras mediciones del movimiento de las placas en una cresta oceánica Media.,
Provision provisión de las primeras imágenes de la distribución del derretimiento en el manto superior debajo de una cresta oceánica media por el experimento del derretimiento (manto electromagnético
y tomografía).