a tudományos vizsgálatok természetes tendenciát mutatnak a fokozott specializáció érdekében. A legfontosabb előrelépést a fókusz szűkítése és a korábbi, általánosabb kutatások széles alapjaira való támaszkodás jelenti. Ez minden bizonnyal így volt a 25 évvel ezelőtt elindított francia-amerikai közép-óceáni tenger alatti tengeralattjáró-expedíció esetében. A közép-óceán célpontja a közép-atlanti gerinc elterjedési központjának rift-völgye volt., Az 1950-es években, Bruce Heezen a Columbia Egyetem Lamont Földtani megfigyelő intézet összegyűjtött széles-nyaláb echo sounder keresztmetszet a rift-völgy helyesen gyanította, hogy ez része egy globális rift rendszer, ami körbefut a földön, mint a varrás egy baseball-labda. A brit és kanadai tengerbiológusok megtették a következő lépést, és nagyszabású expedíciókat szerveztek a közép-atlanti gerinc tanulmányozására az é.sz. 45° közelében, minden rendelkezésre álló geofizikai és geológiai eszköz segítségével. Egy amerikai csoport a Rift-völgyre összpontosította figyelmét az 22° n közelében., Azonban maga a rift-völgy padlója, ahol az új óceáni kéreg behatol és kitör, ugyanolyan homályos és rejtélyes maradt, mint valaha. Az aktív vulkánok százait, amelyek a rift-völgy padlóját foglalják el, a mélységrögzítők elől rejtették el a völgy meredek, 1000 méter magas szikláiból visszhangzó hangos visszhangok.Aztán 1972—ben, három évvel azután, hogy Neil Armstrong elhagyta az első emberi lábnyomot a Holdon, a tengeri geológusok nemzetközi csoportja merész előrelépést kezdeményezett: felfedezni a rift-völgyet az egyetlen olyan járművel, amely oda tudta vinni őket-merülő., Annak ellenére, hogy egy évtizedes mélytengeri merülő tapasztalat volt, még mindig jelentős szkepticizmus volt a tudományos eszközök hasznosságáról. Akik azonban hittek a győzelemben, a franciák elérhetővé tették a bathyscaphe ArchimÈde-t és a merülő Cyanát, az Egyesült Államok pedig felajánlotta a megbízható víz alatti igáslovat, Alvint. A francia-amerikai közép-óceáni tenger alatti tanulmány (híres projekt) folyamatban volt.,
A merülési expedíció pontos alaptérképeit az amerikai haditengerészet minősített többsugárú visszhangjelzőjével, egy francia keskeny sugár visszhangzó rendszerrel és egy mélyen vontatott műszercsomaggal szerelték össze a Scripps Oceanográfiai Intézet (Kaliforniai Egyetem, San Diego) tengeri fizikai laboratóriumában. Emlékszem a Knorr kutatóhajó elcsendesedett csodálkozására, amikor először láttuk a nagy felbontású, mély vontató mélységű profilokat, amelyek lassan égtek a rosszindulatú precíziós mélység-felvevők papírjába., A rift középső alakja végül egyértelműen kiderült, mint egy mély vályú, amelyet egy szélesebb rift-völgybe ágyaztak, amely sok dombot tartalmazott, amelyek vulkáni kúpoknak tűntek. Ezek a szonárrekordok voltak a merülési expedíció alaptérképei, és 1973 nyarán egy geológusokból álló csapatot állítottak össze, hogy az első közép-óceáni gerinc búvárok legyenek ArchimÈde segítségével.
Alvin és a többi tengeralattjáró minden bizonnyal tudományos eszköznek bizonyult a híresek idején, és azóta is erősen használják őket., Valójában a franciák és a japánok kicserélték eredeti tengeralattjáróikat olyan járművekre, amelyek kétszer olyan mélyre merülhetnek, 6000 métert meghaladó mélységig. A híres geológiai munka azt mutatta, hogy a rift-völgyet olyan nagy hibák hozták létre, amelyek áttörik az újonnan kialakult óceáni kéreget, és hogy az aktív vulkánok bőségesek a rift-völgy padlóján. A legfiatalabb vulkánok az óceáni kéreg szűk zónáját alkotják, mindössze 1-2 kilométer széles, figyelemre méltó a lemezek méretéhez képest, amelyek több ezer kilométerre vannak., Híres mágneses, geokémiai, gravitációs és szeizmikus vizsgálatok eredményeként a legrészletesebb és legátfogóbb vizsgálat terjedt központ addig. Annyira megtudták, hogy 1977-ben az amerikai Geológiai Társaság közleményének két teljes kérdése szentelt ennek a példátlan expedíciónak az eredményeire.
de a felfedezés kora az óceán közepén lévő gerinceken csak most kezdődött. Nem sokkal a híres eredmények bejelentése után Alvin egy másik közép-óceáni gerinc expedíció középpontjában állt, ezúttal a Csendes-óceánon a gyorsabban terjedő GalÁpagos-szakadékba., A hőáramlási mérések azt mutatták, hogy hidrotermális aktivitás fordulhat elő a szóróközpont peremén, és az ott rögzített több száz mikro-földrengést hidrotermális vagy vulkáni eredetűnek tartották. Az Alvin fedélzetén lévő búvárok sokkal többet láttak, mint a meleg víz; felfedezték a bentikus fauna közösségeit, beleértve az “Óriás csőférgeket”, amelyek a középső vulkánok elterjedése által biztosított kémiai energián alapulnak. Ezek voltak az egyetlen ökoszisztémák, amelyekről ismert, hogy a fotoszintézis helyett a kemoszintézisen alapulnak., Ez a felfedezés új hipotéziseket hozott létre a földi élet eredetéről – valamint az egzotikus életformák lehetőségéről más bolygókon -, amelyeket ma is hevesen vitatnak.
csak két évvel később, 1979-ben, egy expedíció során, amelynek célja az Alvin Geofizikai mérésekhez való hasznosságának bizonyítása volt, az első magas hőmérsékletű “fekete dohányos szellőzőket” fedezték fel a Csendes-óceán keleti részén, az N 21°közelében., Amikor a szonda PVC szerelőrúdja elszenesedett jeleket mutatott, a szondát sietve újrakalibrálták magasabb hőmérsékletre. Másnap 400°C-os hőmérsékletet jegyeztek fel, széles sávval megdöntve a korábbi 22°C-os GalÁpagos rekordot. Csak a körutazás után tudtuk meg, hogy Alvin nyílásainak olvadási hőmérséklete lényegesen kevesebb, mint 400°C. A tudatlanság lehet boldogság!
a perspektíva fontos változása a hidrotermális szellőzők tengeri geológusok és geofizikusok általi felfedezéséből származott., Világossá vált, hogy a közép-óceáni gerinc tektonika, a vulkanizmus és a hidrotermális aktivitás tanulmányozása során a legnagyobb izgalom a különböző mezők közötti kapcsolatokban van. Például, geophysicists keresett hidrotermális tevékenység az óceán közepén gerincek sok éven át (beleértve a Projekt során HÍRES) által vontatott tömbök thermisters közelében, a tengerparton, elvégre valaki keres, a meleg víz intézkedések a víz hőmérsékletét! A hidrotermális aktivitást azonban végül hatékonyabban dokumentálták az egzotikus szellőző állatok eloszlásának fényképezésével., A bentikus faunális közösségek jellemzőinek tanulmányozásából még most is a vulkánkitörések és a hidrotermális aktivitás időtartamának legjobb mutatói származnak. Például, az első mélytengeri Közép-óceán gerinc kitörése során, amikor egy merülő volt a környéken, a búvárok nem láttak lassú párnahuzat-kaszkádot, amelyet Hawaii-on forgattak a “tűz a tenger alatt.,”Amit láttam, teljesen váratlan: fehér bakteriális lábtörlő gomolyog a tengerfenéken, ami egy jelenet, mint egy téli hóvihar Izlandon, amely minden, a frissen tört ki, üveges, fekete láva egy vastag takaró fehér bakteriális “hó.”A RIDGE Program (Ridge interdiszciplináris globális kísérletek-az alábbiakban ismertetjük) megtestesíti és elősegíti a szellem az új kereszt-fegyelmi megközelítés Mid-ocean ridge vizsgálatok.
a technológiai fejlesztések is óriási hatással voltak perspektívánkra., Miután 1973-tól többnyalábos bathimetriás térképészeti eszközök álltak rendelkezésre nem osztályozott alkalmazásokhoz, a közép-óceán gerincének kétdimenziós perspektíváján túlléphettünk keresztmetszetben. Évtizedek óta a bathymetric diagramokat művészileg összeállították széles körben elhelyezett profilokból. Bár a Marie Tharp és Bruce Heezen által készített, most klasszikus “az óceánok padlója” diagram rendkívül pontosnak bizonyult, a profilok között, amelyek gyakran 10-100 kilométerre voltak egymástól, nem volt ismert., A többnyalábos bathymetric rendszerekkel akár 100 hangsugár is összegyűjthető egyszerre egy 1-10 kilométer széles sávban. A hajó egyetlen áthaladásakor akár 100 Profil is összegyűjthető egyszerre, mindegyik profil csak körülbelül 100 méterre volt a szomszédaitól. Amikor figyelembe vesszük a tengerfenékről visszhangzó hang véges lábnyomát, a lefedettség valóban folyamatos lesz. Első alkalommal készíthetünk térképeket a tengerfenékről, jelentős hiányosságok nélkül! Már nem kell támaszkodnunk művészi találgatás térkép termelés., A mai multi-beam rendszerek nagyon keskeny egyedi gerendákat bocsátanak ki, csak 1° – tól 2°-ig, összehasonlítva a régebbi, egysugaras rendszerek körülbelül 30° – ával (ez olyan, mintha egy lézersugarat összehasonlítanánk egy fényszóróval). A többnyalábos rendszer minden egyes sugara esetében a hang lábnyoma csak körülbelül 100 méter, nem pedig több kilométer. Az így kapott térképek sokkal pontosabb, felfedi tengerfenék szerkezetét sokkal részletesebben.
egy másik alapvető korlátozás a navigáció volt., A műholdak és a csillagászati testek hibái ritkák és tele voltak hibákkal, és nem voltak tereptárgyak a nyílt tengeren! Ritkán tudta, hogy hol volt jobb, mint 1-2 kilométer, így nem volt értelme az adatok gyűjtését időközönként ennél közelebb. A globális helymeghatározó rendszer (GPS) a többsugárú bathymetric rendszerek bekapcsolásával nagyjából egy időben, napi néhány értékes órában, leromlott formában elérhetővé vált., Később, ahogy a GPS navigáció napi 24 órában elérhetővé vált, 2 másodpercenként pontos javításokkal (összehasonlítva a tranzit műholdak körülbelül 2 órájával), 10 kilométer széles, nagyon pontos tengerfenék-adatokat gyűjthetünk össze, és rutinszerűen először pontossággal helyezhetjük el. Az 1980-as évek végére kollégáimmal elmagyaráztuk a hitetlen végzős hallgatóknak, hogy milyen volt a “régi időkben a tengeren elveszett” (a tengeri geofizikus egyenértékű, feltételezem, hogy ” mezítláb járni az iskolába a hóban felfelé mindkét irányban.,”) Történeteink azonban süket fülekre találtak, mivel diákjaink 50 méternél nagyobb navigációs hibákra panaszkodtak, és hogy ezek az apró (számomra) hibák Hogyan rontották egyes adatkészletek, például a gravitációra vonatkozó adatgyűjtést.
Maps are powerful: They inform, excite, and stimulate., Csak, mint a legkorábbi térképek a világ a tizenhatodik században bevezetett egy erőteljes életkorban a felfedezés, az első nagy felbontású, folyamatos lefedettségi térképek a közép-hátság serkenti a nyomozók a legkülönbözőbb területeken, beleértve a petrology, geokémia, volcanology, szeizmológiai, tectonics, tengeri mágnesesség, valamint a gravitáció, valamint egy földön kívüli tudományok beleértve a tengeri ökológia, kémia, valamint a biokémia., A földi tudósok, a kombináció a nagy felbontású mélységmérő feltérképezése eszközök, pontos navigációt lehetővé tette számunkra, hogy elhagyják a mániája az egyenes transects át gerincek cseppentve a földtani képzés pedig nagyon divatos Projekt során HÍRES. Bár ez a megközelítés hasznos volt a korai napokban, és még mindig megvannak a maga alkalmazásai, azt találtuk, hogy a leginkább felfedező variációk gyakran megfigyelhető feltárása tengelye mentén az aktív gerinc.
Ez az új, Strike-perspektíva feltárja a globális rift rendszer architektúráját., A gerinc tengely szisztematikus módon hullámzik, meghatározva a gerinc alapvető felosztását a különféle folytonosságok által határolt szegmensekre. A szegmensek meghosszabbíthatják vagy lerövidíthetik, és ciklusaik megnövekednek vulkáni, hidrotermális és tektonikus aktivitással. Az új térképek és az általuk stimulált tengerföldtani tanulmányok hierarchiát mutatnak a közép-óceáni gerincek szegmentálásában. Az elsőrendű szegmensek általában több száz kilométer hosszúak, több millió-tízmillió évig fennmaradnak, és viszonylag állandó, merevlemezes transzformációs hibák határolják őket., Ezeket a hibákat a régi széles sugárú visszhangjelzőkkel fedezték fel, de szerkezeti összetettségüket és a szomszédos gerincszegmensekre gyakorolt hatásukat a térképek új generációja nélkül nem lehetett értékelni.
az alábbi ábra szerint igaz,-elsőrendű szegmens, általában osztva második vagy harmadik rend szegmensek, hogy túlélni, kevesebb, mint 10 millió évvel kevesebb, mint körülbelül 100,000 év, ill. Ezek a kisebb, kevésbé állandó szegmensek által határolt különböző notrigid folytonosságok, amelyek vándorolnak hossza mentén a gerinc., Így ezek a finomabb méretű szegmensek meghosszabbíthatják, lerövidíthetik vagy akár teljesen eltűnhetnek. A legfinomabb skálán a negyedrendű szegmensek, amelyek 10 kilométer hosszúak, csak 100-10 000 évig képesek különálló csatornaként túlélni a kéregfelhalmozódási folyamatokhoz. Ezek a szegmensek egy sor dike behatolási esemény, a kéreg létrehozásának alapvető egységeinek termékei. Gátak képződnek, amikor az olvadt anyag Függőleges repedéseken és repedéseken keresztül emelkedik., A magmatikus, vulkanikus, tektonikus és hidrotermikus aktivitás ezen negyedrendű szegmenseinek és kapcsolódó ciklusainak hosszú élettartama ellenőrző hatást gyakorol az egzotikus bentikus faunális közösségek eloszlására és túlélésére, amelyek a közép-óceán gerincének sötét, hideg, ellenséges környezetében virágoznak.
a vizsgálatok folytatásával több bizonyítékot látunk a nagyon különböző megfigyelések közötti fontos összefüggésekre.,ial mélység,
• keresztmetszeti területe a gerincen (a proxy magmatikus költségvetés a gyorsan terjedő borda),
• crustal vastagság,
• geokémia, valamint következtetni kitörés hőmérséklet lavas,
• mérések crustal mágnesezettség,
• jellemzők mellett-tengely hibás, például mentén sztrájk eltérések a magasban hibája scarps,
• a szélességét, valamint következtetni mélyén repedések, illetve repedések mentén a tengely,
• láva korosztály,
• jelenléte vagy hiánya egy crustal axiális magmakamra (vagy olvad, lencse),
• intenzitása hidrotermális tevékenység,
• rengeteg kráter közösségek.,
ma a tengeri geofizikusok és geokémikusok gyakran részt vesznek a bentikus ökológusok tárgyalásain, és fordítva; ez nagyon szokatlan volt 20 évvel ezelőtt. A közelmúlt költségvetési traumái ellenére a közép-óceáni gerinckutatás izgalmasabb és interdiszciplináris, mint valaha.
most csatlakoztatott közel fele a globális közép-hátság rendszer, valamint egy keskeny folyosón, amely meghatározza a terjed középső lemez határ, egy figyelemre méltó előre figyelembe véve, hogy már terveztem, kevesebb mint egy százaléka a rendszer csak egy évtizeddel ezelőtt., De már feltárt merülő vagy távolról működtetett járművek kevesebb, mint egy százaléka ennek a lenyűgöző zóna kéreg lemez létrehozása, ahol több mint 90 százaléka a föld vulkáni tevékenység dübörög. Ezen a keskeny szalagon kívül, a közép-óceán gerincrendszerének szárnyain, kevesebb mint egy százalékot térképeztek fel, kevesebb mint .001 százalékot fedeztek fel. Hasonlítsa össze ezt a Vénusz felszínének feltérképezésével-amely közel 100% – ban teljes., A nemrégiben közzétett GEOSAT maps által nyújtott globális tengerfenék alacsony felbontású nézete számos kínzó célt kínál a további vizsgálatokhoz.
gyanítom, hogy a legizgalmasabb felfedezések közül néhány a közeljövőben vár. Milyen nagyszerű alkalom, hogy tengeri geológus legyen (ha munkát kaphat)!
mind a Nemzeti Tudományos Alapítvány, mind a Haditengerészeti Kutatási Hivatal támogatja a közép-óceán gerinc tektonikus tanulmányait.,
Ken Macdonald 1975-ben végzett az MIT/WHOI Oceanográfiai közös programján, azóta tucatnyi évet töltött a Woods Hole Oceanographic Institution Corporation tagjaként. Örömmel látta, hogy több egyetemi hallgatója is részt vesz a közös Programban, és több végzős hallgatója is csatlakozik a Woods Hole tudományos munkatársaihoz. Ken több mint 20 mélytengeri expedíciót vezetett, és szerencséje volt, hogy részt vett a közép-óceán gerincének néhány első felfedezésében, többnyalábú visszhangjelzőkkel, távolról működtetett járművekkel és tengeralattjárókkal., Azt mondja, olyan izgalmasnak és titokzatosnak találja a közép-óceáni gerinceket, mint amikor először találkozott velük—és olyan téveszméket tapasztal, amelyek megértik, hogyan működnek, amelyek rövid életűek és csalóak. 
RIDGE
RIDGE célkitűzései kettős: 1) biztosítani a hangsúly
összehangolt, interdiszciplináris kutatások, illetve a földtani
geodynamic kapcsolódó folyamatok létrehozása óceáni litoszféra,
2) biztosít keretet, amelyen belül változatos, innovatív,
nyomozó által kezdeményezett kutatás lehet végezni., Az elmúlt öt évben a RIDGE Program néhány konkrét eredménye a következők:
váratlanul gyors változások felfedezése, különösen a hidrotermális
tevékenységekben és szellőző közösségekben, egy
kitörés közvetlen következményeként.
Real valós idejű megfigyelés és válasz a magmatikus eseményekre
a Csendes-óceán északkeleti részén található gerinceken (az Országos
óceáni és légköri igazgatással együttműködve).
Egy
felszín alatti mikrobiális bioszféra felfedezése az óceáni kéregben, ami egy korábban ismeretlen biomasszát jelent a Földön.,
a tektonikus környezet széles skálájának és a fauna sokféleségének elismerése a
közép-atlanti gerinc hidrotermális területeivel kapcsolatban.
fejlesztése
kvantitatív, megfigyelésalapú modellek, amelyek magyarázzák a
gerinc tengely topográfia érzékenységét olyan változókra, mint a szórási sebesség, a magma
ellátás, valamint az axiális termikus szerkezet.
globális
digitális adatbázis létrehozása az ocean Ridge bathymetric adataihoz a global ridge rendszer egyes részeihez.
meghatározása a kis méret
a kéreg magma szervek még a leggyorsabban terjedő gerincek.,
a felhajtóerő által vezérelt áramlás fontosságának felismerése a
irányításában mind a köpeny felöntésének szűksége kereszttengelyes értelemben, mind a
tengely mentén történő felöntés három dimenziója.
â Feltérképezése, majd a felderítő rock
mintavétel a korábban ismeretlen supersegments (hosszú szegmensek
jellemzően meghosszabbítja az 1000 2000
km) a globális közép-hátság rendszer.
a lemez mozgásának első mérései az óceán közepén.,
Az olvadékeloszlás első képeinek a felső
köpenyben, a közép-óceán gerince alatt, az olvadék (köpeny elektromágneses
és tomográfia) kísérletével.