Parece incre√≠ble, pero sabemos m√°s sobre la superficie de la luna que sobre el fondo marino terrestre. Gran parte de lo que sabemos es gracias a la perforaci√≥n cient√≠fica de los oc√©anos, que consiste en la recogida sistem√°tica de muestras de las profundidades del lecho marino. Este proceso revolucionario comenz√≥ hace 50 a√Īos, cuando el Glomar Challenger, un buque de perforaci√≥n, naveg√≥ hasta el golfo de M√©xico el 11 de agosto de 1968 como parte de la primera expedici√≥n del Deep Sea Drilling Project.

Me uní a mi primera expedición de perforación científica oceánica en 1980 y, desde entonces, he participado en otras seis expediciones a localizaciones entre las que se incluyen el Atlántico Norte y el mar de Weddell en la Antártida.

En el laboratorio, mis alumnos y yo trabajamos con muestras de estas expediciones. Cada una de estas muestras, que son cilindros de algo más de 9 metros de largo y casi 8 centímetros de ancho, es como un libro cuyo contenido espera a ser traducido. Sostener un cilindro recién abierto, lleno de rocas y sedimentos del suelo marino terrestre, es como abrir un cofre del tesoro que guarda un registro del paso del tiempo en la historia de la Tierra.

En estos 50 a√Īos, la perforaci√≥n cient√≠fica de los oc√©anos ha probado la teor√≠a de la tect√≥nica de placas, ha creado el campo de la paleoceanograf√≠a y ha redefinido nuestra concepci√≥n de la vida terrestre al revelarnos la enorme variedad y cantidad de vida que alberga la biosfera en las profundidades marinas. Y a√ļn nos queda mucho por aprender.

Los científicos han ampliado el conocimiento mediante la toma de muestras de las cuencas oceánicas del mundo, pero su trabajo dista mucho de haber concluido.

Innovaciones tecnológicas

Dos grandes innovaciones han permitido a los barcos de investigación obtener muestras de localizaciones precisas del fondo de los océanos. La primera es el posicionamiento dinámico, que permite a barcos de más de 140 metros quedarse fijos en un mismo punto mientras perforan y extraen cilindros con muestras, uno tras otro, incluso a más de 3 kilómetros de profundidad.

Con esas profundidades los barcos no pueden anclarse. En su lugar, los t√©cnicos lanzan por la borda un instrumento con forma de torpedo llamado transpondedor. Un dispositivo llamado transductor que va instalado en el casco del barco env√≠a una se√Īal ac√ļstica al transpondedor, y este emite una respuesta. Entonces, los ordenadores de abordo calculan la distancia y el √°ngulo de la se√Īal. As√≠, las h√©lices del casco pueden controlar el barco para que este permanezca en su posici√≥n exacta, inm√≥vil, contrarrestando la fuerza de las corrientes, el viento y las olas.

Otro problema surge cuando alguna broca perforadora tiene que reemplazarse en mitad de la operación. La corteza oceánica está compuesta por rocas ígneas que desgastan las brocas mucho antes de que estas alcancen la profundidad deseada.

 

Cuando esto ocurre, el equipo de perforaci√≥n saca todo el tubo de perforaci√≥n a la superficie, monta la nueva broca y lo reintroduce en el mismo agujero. Para ello, es necesario guiar el tubo por un cono de reentrada con forma de embudo, que tiene menos de 4 metros y medio de ancho y que se sit√ļa en el fondo del oc√©ano, justo en la boca del agujero perforado. El proceso, llevado a cabo por primera vez en 1970, es comparable a la introducci√≥n de un espagueti en un embudo de medio cent√≠metro de ancho situado en el fondo de una piscina ol√≠mpica.

Confirmación de la tectónica de placas

Cuando empezaron las perforaciones con fines científicos en 1968, la teoría de la tectónica de placas seguía siendo un tema de debate.

Una de las principales ideas consist√≠a en que en las crestas de las dorsales del fondo marino se hab√≠a formado nueva corteza oce√°nica. All√≠, las placas oce√°nicas se hab√≠an alejado unas de otras, dejando salir entre ellas el magma del interior de la Tierra. De acuerdo con esta teor√≠a, la corteza deber√≠a estar compuesta por material nuevo en las crestas de las dorsales oce√°nicas, y su antig√ľedad deber√≠a ser mayor en los puntos m√°s alejados de las crestas.

La √ļnica forma de probar esto era a trav√©s del an√°lisis de sedimentos y muestras de roca. En el invierno entre 1968 y 1969, el Glomar Challenger perfor√≥ siete puntos del Atl√°ntico Sur situados al este y al oeste de la dorsal Mesoatl√°ntica. Tanto la edad de las rocas √≠gneas del suelo oce√°nico como la de las capas sedimentarias se correspond√≠a en su totalidad con las predicciones, confirmando as√≠ la formaci√≥n de corteza oce√°nica en las dorsales y que la tect√≥nica de placas era correcta.

Parte de la sección central del cráter fruto del impacto de Chicxulub. Es suevita, un tipo de roca formada durante el impacto que contiene fragmentos sólidos y otros fundidos. IODP, CC BY-ND
 

Reconstruyendo la historia de la Tierra

En los océanos el registro de la historia de la Tierra es más continuo que el que encontramos en las formaciones geológicas que hay en tierra firme, donde la erosión y la redeposición causada por el viento, el agua y el hielo pueden alterarlo. En casi todas las localizaciones oceánicas, los sedimentos que más tarde sucumbirán a la presión para transformarse en roca se mantienen depositados en su sitio, partícula a partícula, microfósil a microfósil.

Los microf√≥siles (plancton) que se conservan en los sedimentos est√°n llenos de informaci√≥n, y eso que algunos no superan el grosor de un pelo humano. Como con otros f√≥siles de plantas y animales de mayor tama√Īo, los cient√≠ficos pueden emplear estas delicadas estructuras de calcio y silicio para reconstruir ecosistemas del pasado.

Gracias a la perforaci√≥n cient√≠fica de los oc√©anos sabemos que el impacto de un asteroide mat√≥ a todos los dinosaurios no aviarios hace 66 millones de a√Īos. Y sabemos que, con el tiempo, nueva vida coloniz√≥ el borde del cr√°ter, y que, 30.000 a√Īos despu√©s, ya hab√≠a todo un ecosistema prosperando all√≠. Por otro lado, tambi√©n sabemos que algunos organismos del oc√©ano sobrevivieron al impacto del meteorito.

La perforaci√≥n oce√°nica tambi√©n nos ha ense√Īado que, 10 millones de a√Īos despu√©s, la emisi√≥n masiva de carbono producida por una abundante actividad volc√°nica y la liberaci√≥n de metano causada por el derretimiento de hidratos de metano fueron las responsables de un repentino e intenso calentamiento que dio paso a un evento hipertermal conocido como M√°ximo T√©rmico del Paleoceno-Eoceno. Durante este per√≠odo, hasta el √Ārtico lleg√≥ a alcanzar temperaturas de m√°s de 22 ‚ĄÉ.

La acidificación resultante de los océanos como consecuencia de la liberación de carbono a la atmósfera y al océano destruyó y alteró los ecosistemas de las profundidades marinas.

Este episodio constituye un impactante ejemplo de los posibles efectos de un repentino calentamiento global. Se estima que la cantidad de carbono que se liberó durante el MTPE es casi la misma que la que liberaríamos los humanos si se quemaran todas las reservas de combustibles fósiles de la Tierra. No obstante, hay una diferencia importante, pues la liberación de carbono causada por los volcanes y los hidratos se dio a un ritmo mucho más lento que el de nuestro consumo de combustibles fósiles actual. De esta forma, si no dejamos de emitir carbono, podríamos enfrentarnos a cambios mucho más drásticos en el clima y en los ecosistemas.

Imágenes de fitoplancton mejoradas con microscopio electrónico de barrido (a la izquierda, una diatomea; a la derecha, un cocolitóforo). Las diferentes especies de fitoplancton tienen preferencias climáticas distintas, lo que las convierte en indicadores ideales de las condiciones de la superficie del océano. Dee Breger, CC BY-NC-ND

Encontrar vida en sedimentos oce√°nicos

La perforaci√≥n cient√≠fica oce√°nica tambi√©n ha demostrado que existen aproximadamente tantas c√©lulas en los sedimentos marinos como en los oc√©anos o en el suelo. Las expediciones han descubierto vida en sedimentos a profundidades de m√°s de 2 kil√≥metros; en capas del lecho marino de 86 millones de a√Īos; y a temperaturas por encima de los 60 ‚ĄÉ .

Actualmente, científicos procedentes de 23 países organizan y dirigen sus investigaciones a través del Programa Internacional de Descubrimiento del Océano, que, mediante la perforación científica de los océanos, recoge rocas y datos de los sedimentos del suelo marino y monitoriza determinadas zonas bajo el suelo oceánico. Los cilindros de muestras están aportando nuevos datos sobre la tectónica de placas en relación a las complejidades de la formación de la corteza oceánica y la diversidad de la vida existente en las profundidades marinas.

Esta investigación es cara y requiere grandes esfuerzos tecnológicos e intelectuales. Pero solo a través de la exploración de las profundidades marinas podremos recuperar los tesoros que allí se esconden, y comprender mejor su belleza y su complejidad.The Conversation

Suzanne O’Connell, Professor of Earth & Environmental Sciences, Wesleyan University

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.

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