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Entrevista
Robert D. Ballard
La Tierra bajo el mar
A Terra debaixo do mar"
Energía Mareomotriz/Energia das marés; Projecto/Proyecto Perseus;
SOCIB; Questionario para/Cuestionario a Marta Álvarez
reportaje/reportagem
Vista desde lo alto de la torre de perforación del JOIDES Resolution.
(Foto: John Beck, IODP/TAMU).
Vista do alto da torre de perfuração do JOIDES Resolution.
(Foto: John Beck, IODP/TAMU).
La Tierra
bajo el mar
Estudiar la historia del planeta, explorar los límites de la
vida, entender los terremotos o tomar las primeras
muestras del manto terrestre. Son algunos de los grandes
objetivos de uno de los programas científicos más
ambiciosos de la historia: el Integrated Ocean Drilling
Program (IODP).
A Terra
debaixo do mar
Estudar a história do planeta, explorar os limites da vida,
entender os terremotos ou tomar as primeiras amostras do
manto terrestre. São alguns dos grandes objetivos de um
dos programas científicos mais ambiciosos da história: o
Integrated Ocean Drilling Program (IODP).
Texto: Pablo Lozano.
Traducción/Tradução: SMC” Comunicação.
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reportaje/reportagem
En 1975 comenzaría la internacionalización de
las perforaciones del fondo oceánico, al unirse
al programa la República Federal Alemana,
cultos bajo miles de metros de agua, el planeta esconde algunos de sus mayores secretos. La Tierra bajo el fondo marino es uno
de los lugares más inexplorados. Su estudio promete grandes descubrimientos, pero llegar a ellos no es tarea fácil. Requiere de un esfuerzo
tecnológico comparable a la exploración espacial, un reto
muy complejo y costoso, que es necesario abordar desde la más estrecha colaboración internacional.
En 1961 se obtuvo la primera muestra de corteza oceánica
gracias a la recién desarrollada tecnología para la perforación de los fondos. A bordo del Cuss 1, un equipo de científicos norteamericano perforó hasta más de 600 metros
de profundidad en el fondo marino, tras superar los 3. 600
metros de agua hasta la superficie del mar. Este proyecto,
conocido como Mohole y que pretendía llegar al manto terestre, no logró su objetivo, pero las muestras obtenidas
demostraron con el tiempo ser muy valiosas. El proyecto
se canceló por su alto coste, pero nacía una nueva disciplina científica, llamada a revolucionar el conocimiento sobre nuestro planeta.
Con menos pretensiones surgió el Deep Sea Drilling Project (DSDP). Comenzó en 1966, dirigido por el Scripps Institution of Oceanography y financiado por la National
Science Fundation, con el buque Glomar Challenger como principal protagonista. Se recogieron testigos de sedimento de todos los océanos y mares del planeta. El proyecto dio lugar a importantes avances para la ciencia.
Entre otros, permitió confirmar la veracidad de la teoría de
la tectónica de placas y datar la corteza oceánica más antigua en unos 200 millones de años. Además, sirvió para
ampliar el conocimiento sobre trampas de petróleo.
En 1975 comenzaría la internacionalización de las perforaciones del fondo oceánico, al unirse al programa la República Federal Alemana, Japón, Reino Unido, la Unión
Soviética y Francia. Diez años después, el Glomar Challenger sería sustituido por el JOIDES Resolution, coincidiendo con el comienzo de unnuevo programa: el Ocean
Drilling Program, el primero en el que realmente se cinsiguió un importante esfuerzo de cooperación internacional
y duró 18 años, hasta 2003. En ese tiempo el JOIDES llevó
a cabo 110 campañas, en las que recogió más de 2.000
testigos de todas partes del mundo.
O
Em 1975 começaria a internacionalização das
perfurações do fundo oceânico, ao se unir ao
programa a República Federal Alemã, Japão,
Reino Unido, a União Soviética e a França.
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Japón, Reino Unido, la Unión Soviética y
Francia.
cultos abaixo de milhares de metros de
água, o planeta esconde alguns de seus
maiores segredos. A Terra abaixo do fundo
marinho é um dos lugares mais inexplorados. Seu estudo promete grandes descobertas, mas chegar a eles não é tarefa fácil. Requer de um
esforço tecnológico comparável à exploração espacial, um
desafio muito complexo e caro que é necessário abordar
desde a mais estreita colaboração internacional.
Em 1961 obteve-se a primeira amostra do córtex oceânico graças a recém desenvolvida tecnologia para perfuração
dos fundos. A bordo do Cuss 1, uma equipe de cientistas
norte-americano perfurou até mais de 600 metros de profundidade no fundo marinho, depois de superar os 3. 600
metros de água até a superfície do mar. Este projeto, conhecido como Mohole e que pretendia chegar ao manto terrestre, não conseguiu seu objetivo, mas as amostras obtidas demonstraram com o tempo ser muito valiosas. O
projeto foi cancelado pelo seu alto custo, mas nascia uma
nova disciplina científica, que iria revolucionar o conhecimento sobre nosso planeta.
Com menos pretensões surgiu o Deep Sea Drilling Project
(DSDP). Começou em 1966, dirigido pelo Scripps Institution of Oceanography e financiado pela National Science
Fundation, com o navio Glomar Challenger como principal
protagonista. Foram recolhidos vestígios de sedimentos de
todos os oceanos e mares do planeta. O projeto deu lugar
a importantes avanços para a ciência. Entre outros, permitiu confirmar a veracidade da teoria da tectônica de placas
e datar o córtex oceanico mais antigo em uns 200 milhões
de anos. Além disso, serviu para ampliar o conhecimento
sobre o petróleo.
Em 1975 começaria a internacionalização das perfurações
do fundo oceânico, ao se unir ao programa a República Federal Alemã, Japão, Reino Unido, a União Soviética e a
França. Dez anos depois, o Glomar Challenger seria substituído pelo JOIDES Resolution, coincidindo com o começo
de um novo programa: o Ocean Drilling Program, o primeiro no qual realmente se conseguiu um importante esforço
de cooperação internacional e durou 18 anos, até 2003.
Nesse tempo o JOIDES fez 110 campanhas, nas quais foram recolhidas mais de 2.000 vestígios de todas as partes
do mundo.
Em 2003, nasce o Integrated Ocean Drilling Program
(IODP), a iniciativa mais ambiciosa até a data. Ao JOIDES
Resolution uniu-se o navio japonês Chikyu, desenhado e
O
El buque perforador Vidar Viking, una de las denominadas Mission-Specific Platforms que opera ECORD (Foto: M. Jakobsson /IODP). Abajo, Los
tubos se acumulan en la cubierta del Great Ship Maya, otra de las Mission-Specific Platforms que opera ECORD (Foto: ECORD/IODP).
O navio perfurador Vidar Viking, uma das denominadas Mission-Specific Platforms que opera ECORD (Foto: M. Jakobsson /IODP). Abaixo, os
tubos se acumulam no alojamento do Great Ship Maya, outra das Mission-Specific Platforms que opera ECORD (Foto: ECORD/IODP).
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reportaje/reportagem
El JOIDES Resolution
durante la Expedición 339 en
el golfo de Cádiz donde
estudiaron los depósitos que
forma la corriente que sale
del mediterráneo (Foto: John
Beck, IODP/TAMU).
O JOIDES Resolution
durante a Expedição 339 no
golfo de Cádiz onde
estudaram os depósitos que
forma a corrente que sai do
mediterrâneo (Foto: John
Beck, IODP/TAMU).
En 2003, nace el Integrated Ocean Drilling Program (IODP),
la inciativa más ambiciosa hasta la fecha. Al JOIDES Resolution se unió el buque japonés Chikyu, diseñado y construido para el proyecto con un objetivo principal: retomar
el sueño de atravesar la corteza terrestre y llegar por primera vez con una perforación hasta al manto. Además,
otra serie de buques y plataformas de menor porte se añadieron al proyecto: las denominadas Mission-specific platforms, encargadas de las expediciones en aguas poco
profundas o en zonas heladas.
Hoy en día IODP lo lideran Estados Unidos, Japón y un
consorcio europeo y canadiense (ECORD) compuesto por
18 países, entre los que se encuentran Portugal y España.
Además colaboran otras cinco instituciones: el Ministerio
de Ciencia y Tecnología de China; un consorcio de países
asiáticos (KIGAM) que lidera Corea del Sur; otro, compuesto por Australia y Nueva Zelanda; el Ministerio de
Ciencias de la Tierra de India; y, desde hace meses, Brasil, a través de CAPES (Coordenação de Aperfeiçoamento
de Pessoal de Nível Superior).
El proyecto IODP comienza este año una nueva etapa, que
terminará en el año 2023. Las tres grandes líneas de trabajo continúan siendo las mismas: la recuperación de testigos de sedimento que nos ayuden a comprender cómo
era el clima en el pasado; perforar las profundidades de la
corteza terrestre, e incluso el manto, para conocer la dinámica de la litosfera; y el estudio de la biosfera profunda, los
microorganismo que viven a miles de metros bajo tierra y
que podrían tener las claves del origen de la vida.
La producción científica de este proyecto es formidable.
Desde 2003, las dos revistas más prestigiosas del mundo
–Science y Nature– han publicado 110 artículos con resultados de IODP. Sin embargo, aún queda mucho por descubrir. El JOIDES y el Chykiu apenas han arañado unos pocos misterios y la exploración de la Tierra bajo el mar aún
tiene mucho que aportar.
La selva antártica
Una de las campañas que ha terminado haciéndose hueco
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construído para o projeto com um objetivo principal: retomar o sonho de atravessar o cortéx terrestre e chegar pela
primeira vez com uma perfuração até ao manto. Além disso, outra série de navios e plataformas de menor porte foram acrescidas ao projeto: as denominadas Mission-specific platforms, encarregadas das expedições em águas
pouco profundas ou em zonas geladas.
Hoje em dia, o IODP é liderado pelos Estados Unidos,
Japão e um consórcio europeu e canadense (ECORD)
composto por 18 países, entre os que se encontram Portugal e Espanha. Além deles, colaboram mais cinco instituições: o Ministério de Ciência e Tecnologia da China; um
consórcio de países asiáticos (KIGAM) liderados pela Coreia do Sul; outro composto por Austrália e Nova Zelândia;
o Ministério de Ciências da Terra da Índia; e, há alguns meses, o Brasil, por meio da CAPES (Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior).
O projeto IODP começa neste ano uma nova etapa, que
terminará no ano 2023. As três grandes linhas de trabalho
continuam sendo as mesmas: a recuperação de vestígios
de sedimento que nos ajudem a compreender como era o
clima no passado; perfurar as profundidades do córtex terrestre, e inclusive o manto, para conhecer a dinâmica da
litosfera; e o estudo da biosfera profunda, os microorganismo que vivem a milhares de metros baixo terra e que poderiam ter as chaves da origem da vida.
A produção científica deste projeto é formidável. Desde
2003, as duas revistas mais prestigiosas do mundo – Science e Nature – publicaram 110 artigos com resultados do
IODP. No entanto, ainda fica muito por descobrir. O JOIDES
e o Chykiu mal têm arranhado uns poucos mistérios e a ex-
F. Javier Hernández-Molina,
corresponsable de la
Expedición 339, muestra a sus
colegas, sobre un perfil
sísmico, los depósitos
contorníticos que forma la
corriente mediterránea (Foto:
Lucas Lourens / IODP).
F. Javier Hernández-Molina,
co-responsável da Expedição
339, mostra a seus colegas,
sobre um perfil sísmico, os
depósitos contorníticos que
forma a corrente
mediterrânea (Foto: Lucas
Lourens / IODP).
PIES DE FOTO DE ARRIBA A ABAJO Y DE DERECHA A IZQUIERDA:
1. El JOIDES Resolution en Ponta Delgada, Azores, durante la Expedición
339. (Foto: John Beck, IODP/TAMU).
2. Estefanía Llave, investigadora del Instituto Geológico y Minero Español
(IGME) y Trevor Williams, de la Universidad de Columbia, miden las
propiedades físicas de los testigos. (Foto: John Beck, IODP/TAMU).
3. Hasta cinco técnicos transportan un testigo de 20 metros de la cubierta
al laboratorio (Foto: John Beck, IODP/TAMU)
4. Naohisa Nishida, sedimentólogo del Instituto Geológico de Japón y
Cristina Roque del instituto Geológico y Minero de Portugal, discuten
sobre la litología de un core extraído en Portugal (Foto: Lucas Lourens
/IODP).
5. La popa del JOIDES Resolution (Foto: John Beck, IODP/TAMU).
6. Helder Pereira explica en directo a través de internet como se almacenan
los testigos de sedimento a bordo del JOIDES. (Foto: John Beck, IODP /
TAMU).
LEGENDA DE CIMA PARA BAIXO E DA DIREITA PARA ESQUERDA:
1. O JOIDES Resolution em Ponta Delgada, Azores, durante a Expedição
339. (Foto: John Beck, IODP/TAMU).
2. Estefanía Llave, pesquisadora do Instituto Geológico y Minero Español
(IGME) e Trevor Williams, da Universidad de Columbia, medem as
propriedades físicas dos vetígios. (Foto: John Beck, IODP/TAMU).
3. Até cinco técnicos transportam um vestígio de 20 metros do alojamento
ao laboratório (Foto: John Beck, IODP/TAMU)
4. Naohisa Nishida, sedimentólogo do Instituto Geológico do Japão e
Cristina Roque do instituto Geológico e Minero de Portugal, discutem
sobre a litologia de um core extraído em Portugal (Foto: Lucas Lourens
/IODP).
5. A popa do JOIDES Resolution (Foto: John Beck, IODP/TAMU).
6. Helder Pereira explica ao vivo pela internet como são armazenados os
vestígios de sedimento a bordo do JOIDES. (Foto: John Beck,
IODP / TAMU).
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reportaje/reportagem
DE ARRIBA A ABAJO
1. Un iceberg durante el tránsito
a la Antártida para perforar
en la Expedición 318 (Foto:
John Beck, IODP/TAMU).
2. Un técnico repara la broca
del core. (Foto: John Beck,
IODP/TAMU).
3. Travis Hayden, investigador
de la Universidad de
Michigan, analiza las
propiedades físicas de un
testigo a bordo del JOIDES
durante la campaña
antártica. (Foto: John Beck,
IODP/TAMU).
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DE CIMA PARA BAIXO :
1. Um iceberg durante o
percurso para Antártida
para perfurar na Expedição
318 (Foto: John Beck,
IODP/TAMU).
2. Um técnico repara a broca
do core. (Foto: John Beck,
IODP/TAMU).
3. Travis Hayden, pesquisador
da Universidad de Michigan,
analisa as propriedades
físicas de um vestígio a
bordo do JOIDES durante a
missão antártica. (Foto:
John Beck, IODP/TAMU).
en Nature, además de en otras revistas, fue liderada por
científicos españoles. Su responsable fue Carlota Escutia,
investigadora del Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra (CSIC), que además es la delegada de España y presidenta del Comité Científico de ECORD. Tuvo lugar frente
a la costa oriental de la Antártida, uno de los sitios más remotos del planeta, donde apenas existen bases científicas. Hasta allí se desplazó el equipo de 30 investigadores,
a bordo del JOIDES Resolution, con el objetivo de obtener
un registro de al menos 34 millones de años, fecha en la
que estiman los expertos que se formaron los hielos en la
Antártida, dejando atrás la época en que la selva dominaba el hoy día continente helado.
Esta campaña, la Expedición 318, duró dos meses y en
ese tiempo llegaron a perforar un registro de 1.400 metros
de subsuelo marino a 4.000 metros de profundidad. El proceso es largo y muy delicado. Los científicos se organizan
en turnos de 12 horas y el trabajo en el barco no cesa ni
un segundo.
Desde la torre de perforación del JOIDES, de unos 50 metros de alto, comienzan a largar el tubo de perforación, o
sarta, con su broca lista para abrir camino en el subsuelo.
Antes –en este caso– tiene que atravesar 4.000 metros de
agua y desde el buque se va insertando una tras otra barra
a medida que el tubo de perforación se sumerge. Una vez
que la broca se encuentra a escasos centímetros del fondo, se introduce un segundo tubo a través de la sarta y,
cuando éste se encuentra sobre el fondo, se entierra en
décimas de segundo gracias a la presión hidrostática del
agua que se introduce desde el barco. De esta forma se
obtienen los primeros 20 metros de sedimento, que de inmediato son devueltos a la superficie, donde los científicos comienzan su análisis. Mientras, el tubo contenedor
del testigo de sedimento vuelve al fondo, la broca perforara los primeros 20 metros ya muestreados y el proceso
comienza de nuevo.
Poco a poco, los científicos recuperan pedacitos de historia de nuestro planeta. En un primer momento fotografían,
clasifican y etiquetan los testigos, que más tarde analizaran al detalle. Su composición geoquímica y sus fósiles esconden información sobre cómo era el clima en el pasado: la composición química de la atmósfera, su
temperatura, el nivel del mar, etc.
Durante la expedición antártica los científicos buscan cambios en el pasado similares al que estamos viviendo en la
actualidad. El objetivo es encontrar señales del escenario al
que se llega tras unas concentraciones de CO2 atmosférico como las que tenemos en la actualidad y cómo las
ploração da Terra abaixo do mar ainda tem muito que contribuir. A selva antártica
Uma das missões que terminaram por fazer eco na Nature, e em outras revistas, foi liderada por cientistas espanhóis. Seu responsável foi Carlota Escutia, pesquisadora do
Instituto Andaluz de Ciências da Terra (CSIC), que também
é a delegada da Espanha e presidenta do Comitê Científico
de ECORD. Teve lugar na frente da costa oriental da Antártida, um dos lugares mais remotos do planeta, onde mal
existem bases científicas. Foram deslocados ao local a
equipe de 30 pesquisadores, a bordo do JOIDES Resolution, com o objetivo de obter um registro de ao menos 34
milhões de anos, data na qual, estimam os experientes, se
formaram os gelos na Antártida deixando para trás a época
em que a selva dominava o hoje em dia continente gelado.
Esta campanha, a Expedição 318, durou dois meses e nesse tempo chegaram a perfurar um registro de 1.400 metros
de subsolo marinho a 4.000 metros de profundidade. O
processo é longo e muito delicado. Os cientistas se organizaram em turnos de 12 horas e o trabalho no barco não
cessa nem por um segundo.
Da torre de perfuração do JOIDES, de uns 50 metros de altura, começam a soltar o cano de perfuração, ou “sarta”,
com sua broca pronta para abrir caminho no subsolo. Antes
– neste caso – tem que atravessar 4.000 metros de água e
do navio vai se inserindo uma depois de outra barra à medida que o cano de perfuração submerge. Uma vez que a
broca se encontra a centímetros do fundo, é introduzido
um segundo cano através da “sarta” e, quando este se encontra sobre o fundo, é enterrado em décimos de segundo graças à pressão hidrostática da água que é introduzida a partir do barco. Desta forma são obtidos os primeiros
20 metros de sedimento, que de imediato são devolvidos
à superfície, onde os cientistas começam sua análise. Enquanto o cano contentor do controle de sedimento volta ao
fundo, a broca perfura os primeiros 20 metros já analisado
e o processo começa de novo.
Pouco a pouco, os cientistas recuperam pequenos pedaços da história do nosso planeta. Em um primeiro momento fotografam, classificam e etiquetam os vestígios, que
mais tarde serão analisados com mais detalhe. Sua composição geoquímica e seus fósseis escondem informação
sobre como era o clima no passado: a composição química da atmosfera, sua temperatura, o nível do mar, etc.
Durante a expedição antártica os cientistas buscam mudanças no passado similares ao que estamos vivendo na
atualidade. O objetivo é encontrar sinais do cenário ao que
se chega depois de concentrações de CO2 atmosférico como as que temos na atualidade e como as que nos esperam em um futuro próximo. Os cientistas não só recuperaram registros da época em que se formaram os gelos na
Antártida, faz 34 milhões de anos, senão de muito antes. A
DE ARRIBA A ABAJO Y DE DERECHA A IZQUIERDA:
La cubierta del JOIDES completamente nevada durante la Expedición 338 en
aguas antárticas. (Foto: John Beck, IODP/TAMU).
Tránsito entre icebergs al final de la expedición (Foto: John Beck, IODP/TAMU).
DE CIMA PARA BAIXO E DA DIREITA PARA ESQUERDA:
O alojamento do JOIDES com neve durante a Expedição 338 nas águas
antárticas. (Foto: John Beck, IODP/TAMU).
Trânsito entre icebergs no final da expedição (Foto: John Beck, IODP/TAMU).
que nos esperan en un futuro próximo. Los científicos no
solo recuperaron registros de la época en que se formaron
los hielos en la Antártida, hace 34 millones de años, sino de
mucho antes. El equipo liderado por Carlota Escutia encontró polen de palmeras y baobabs en sedimentos de hace 50 millones de años, lo que ha confirmado la presencia
de bosques tropicales en la Antártida durante el Eoceno inferior. Estos primeros resultados los publicaba Nature este
verano.
En las próximas semanas verá la luz otro artículo con datos de la expedición, y los científicos ya se ocupan de nuevos trabajos, que apuntan a la existencia de un casquete
de hielos en la Antártida oriental muy dinámico, que responde rápidamente a los cambios climáticos, lo contrario
de lo que se creía hasta ahora. Estas conclusiones serán
de gran relevancia para los modelos sobre cambio del nivel del mar en un futuro.
Las huellas de las corrientes marinas
También enmarcada en el estudio del paleoclima estuvo la
Expedición 339, la única que hasta la fecha se ha desarrollado en aguas atlánticas de la Península Ibérica.
El océano profundo está lejos de ser estático. La circulación oceánica en los fondos marinos llega a ser muy energética en ciertas zonas del planeta, y el estrecho de Gibraltar es, sin duda, uno de estos lugares. Una poderosa
cascada de agua mediterránea descarga su caudal en el
atlántico, horadando canales y generando importantes acumulaciones de fango. Durante millones de años, dicha masa de agua ha dado lugar a depósitos de sedimentos que
caracterizan la velocidad y caudal del agua mediterránea
que sale al Atlántico, lo que, a su vez, puede indicar cómo
era el clima en ese momento o cómo era la tectónica de la
zona.
Durante ocho semanas, un equipo internacional compuesto por 35 científicos de 14 países, liderados por los investigadores Dorrik Stow de la Universidad Heriot-Watt del Reino Unido, y F. Javier Hernández-Molina, de la Universidad
de Vigo, llevó a cabo la Expedición 339 del programa IODP.
A bordo del JOIDES Resolution, los científicos obtuvieron
las primeras muestras de los depósitos que, a lo largo de
5,3 millones de años, la corriente mediterránea ha acumulado en su salida al Atlántico. Casi seis kilómetros de sedimentos sacados de la perforación de siete puntos representativos de la zona de influencia del agua profunda del
Mediterráneo, y también de otras corrientes.
Pese a no haber ningún resultado publicado hasta la fecha
–solo hace un año del fin de la expedición–, los investigadores ya apuntan algunas conclusiones. Los científicos han
encontrado evidencias del dinamismo de la confluencia de
las placas tectónicas africana y europea, responsable de
constantes subidas y bajadas de las estructuras claves
equipe liderada por Carlota Escutia encontrou pólen de palmeiras e baobás em vestígios de 50 milhões de anos, o que
confirma a presença de bosques tropicais na Antártida durante o Eoceno inferior. Estes primeiros resultados foram
publicados pela Nature neste verão.
Nas próximas semanas verá a luz outro artigo com dados
da expedição, e os cientistas já se ocupam de novos trabalhos, que apontam à existência de uma calota polar na
Antártida oriental muita dinâmica, que responde rapidamente às mudanças climáticas, o contrário do que se acreditava até agora. Estas conclusões serão de grande relevância para os modelos sobre mudança do nível do mar
no futuro.
As pegadas das correntes marinhas
Também enquadrada no estudo do paleoclima esteve a Expedição 339, a única que até a data se desenvolveu em
águas atlânticas da Península Ibérica.
O oceano profundo está longe de ser estático. A circulação
oceânica nos fundos marinhos chega a ser muito energética em certas zonas do planeta, e o estreito de Gibraltar é,
sem dúvida, um destes lugares. Uma poderosa cascata de
água mediterrânea descarrega seu volume no atlântico, furando canais e gerando importantes agregados de lodo.
Durante milhões de anos, dita massa de água tem dado lugar a depósitos de sedimentos que caracterizam a velocidade e o volume que a água mediterrânea sai para o Atlântico, o que, por sua vez, pode indicar como era o clima em
determinado momento ou como era a tectônica da zona.
Durante oito semanas, uma equipe internacional composto por 35 cientistas de 14 países, liderados pelos pesquisadores Dorrik Stow da Universidade Heriot-Watt do Reino
Unido, e F. Javier Hernández-Molina, da Universidade de
Vigo, desenvolveu a Expedição 339 do programa IODP. A
bordo do JOIDES Resolution, os cientistas obtiveram as
primeiras amostras dos depósitos que, ao longo de 5,3
milhões de anos, a corrente mediterrânea tem acumulado
em sua saída ao Atlântico. Quase seis quilômetros de sedimentos tirados da perfuração de sete pontos representativos da zona de influência da água profunda do Mediterrâneo, e também de outras correntes.
Apesar de não ter nenhum resultado publicado até a data
– só faz um ano do fim da expedição –, os pesquisadores já
apontam algumas conclusões. Os cientistas encontraram
evidências do dinamismo da confluência das placas tectônicas africana e européia, responsável por constantes subidas e descensos das estruturas finques dentro e ao redor do Estreito. Ao longo da história, esta confluência tem
produzido fortes terremotos e tsunamis, o que tem gerado
importantes fluxos de transporte em massa de areias ao
mar profundo. Em quatro dos sete pontos de perfuração
há uma parte importante do registro geológico que desa-
23
reportaje/reportagem
dentro y alrededor del Estrecho. A lo
largo de la historia, esta confluencia
ha producido fuertes terremotos y
tsunamis, que han generado importantes flujos de transporte en masa
de arenas al mar profundo. En cuatro de los siete puntos de perforación hay una parte importante del
registro geológico que ha desaparecido, lo que evidencia la intensidad
que alcanzó la corriente mediterránea en ciertas épocas.
“Hemos podido entender cómo el
estrecho de Gibraltar actuó primeramente como una barrera y luego como pasillo oceánico en los últimos 6
millones de años”, explica Javier
Hernández-Molina. “Ahora tenemos
un mejor conocimiento de la poderosa circulación de la Corriente de
Salida Mediterránea (Mediterranean
Outflow) a través del Estrecho y su
influencia en el golfo de Cádiz y
Oeste de Portugal”.
La primera perforación se realizó en
el margen Oeste de Portugal, a
3.500 metros de profundidad, donde no circula la corriente profunda
mediterránea sino la noratlántica
profunda, que se forma en el Ártico.
De aquí se obtuvo el registro sedimentario más completo de los cambios climáticos acontecidos en la
historia de la Tierra durante el último
millón y medio de años. Estas muestras cubren al menos cuatro de las
glaciaciones más importantes y proporcionan un nuevo archivo para
comparar con los registros de hielo
de Groenlandia y la Antártida, así como con los existentes en tierra firme.
El segundo registro se obtuvo en el
golfo de Cádiz, esta vez sí, dentro de
la zona de influencia de la corriente
mediterránea que circula entre los
400 y los 1.500 metros. Se extrajo
de un enrome depósito contornítico,
nombre que reciben las acumulaciones de sedimentos que generan las
corrientes profundas a su paso. Los
científicos se llevaron una grata sorpresa al encontrar aquí exactamente la misma secuencia climática que
en el registro obtenido en Portugal.
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Abajo, Vista aérea del JOIDES en la que se
aprecian sus 140 metros de eslora. (Foto: John
Beck, IODP/TAMU). A la derecha: Los técnicos
lanzan 20 nuevos metros de tubería para
continuar con la perforación.
(Foto: John Beck, IODP/TAMU).
Abaixo, Vista aérea do JOIDES na qual pode-se
apreciar seus 140 metros de comprimento.
(Foto: John Beck, IODP/TAMU). À direita: Os
técnicos lançam 20 novos metros de tubulações
para continuar com a perfuração.
(Foto: John Beck, IODP/TAMU).
pareceu, o que evidencia a intensidade que atingiu a corrente mediterrânea em certas épocas.
"Podemos entender como o estreito
de Gibraltar atuou primeiramente como uma barreira e depois como corredor oceânico nos últimos 6
milhões de anos", explica Javier Hernández-Molina. "Agora temos um
melhor conhecimento da poderosa
circulação da Corrente de Saída Mediterrânea (Mediterranean Outflow)
através do Estreito e sua influência
em o golfo de Cádiz e Oeste de Portugal".
A primeira perfuração foi realizada na
margem Oeste de Portugal, a 3.500
metros de profundidade, onde não
circula a corrente profunda mediterrânea, mas a noratlântica profunda, que se forma no Ártico. Daqui foi
obtido o registro sedimentário mais
completo das mudanças climáticas
acontecidas na história da Terra durante o último milhão e médio de
anos. Estas amostras cobrem ao
menos quatro das glaciações mais
importantes e proporcionam um novo arquivo para comparar com os registros de gelo da Groelândia e a Antártida, bem como com os existentes
em terra firme.
O segundo registro foi obtido no golfo de Cádiz, desta vez sim, dentro da
zona de influência da corrente mediterrânea que circula entre os 400 e
os 1.500 metros. Foi extraido de um
enorme depósito contornítico, nome
que recebem os agregados de sedimentos que geram as correntes profundas a seu passo. Os cientistas tiveram uma grata surpresa ao
encontrar aqui exatamente a mesma
seqüência climática que no registro
obtido em Portugal. “Pudemos observar que a informação climática
que dava em uma e outra sondagem
era exatamente a mesma, apesar de
terem sido afetados por correntes de
diferente procedência, o que demonstra a forte relação entre a
formação das massas de água profunda e o clima”, explica HernándezMolina.
DE ARRIBA A ABAJO Y DE DERECHA A IZQUIERDA:
1. Investigadores de la Texas A&M University extraen el sedimento de un
testigo recién recuperado en aguas de Costa Rica. (Foto: John Beck,
IODP/TAMU).
2. Steffen Kutterolf, de la Universidad de Kiel, y Cristina Millan, de la
Universidad de Ohio State, inspeccionan un testigo de roca extraída en
Costa Rica (Foto: John Beck, IODP/TAMU).
3. Los científicos discuten sobre las muestras recién recogidas en el
laboratorio del JOIDES. (Foto: John Beck, IODP/TAMU).
4. Una hoja fosilizada justo en el final de un core recuperado del fondo marino
de Costa Rica. (Foto: Arito Sakaguchi, IODP/TAMU).
5. El JOIDES Resolution durante la Expedición 344 en Costa Rica. (Foto: Arito
Sakaguchi & IODP/TAMU).
6. Los científicos y técnicos sumergen el embudo de caída libre, que permite
continuar una perforación en un agujero preexistente. (Foto: Arito
Sakaguchi & IODP/TAMU).
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DE CIMA PARA BAIXO E DA DIREITA PARA A ESQUERDA:
1. Pesquisadores da Texas A&M University extraem o sedimento de um
vestígio recém recuperado nas águas da Costa Rica. (Foto: John Beck,
IODP/TAMU).
2. Steffen Kutterolf, da Universidad de Kiel, e Cristina Millan, da Universidad
de Ohio State, inspecionam um vestígio de rocha extraída na Costa Rica
(Foto: John Beck, IODP/TAMU).
3. Os cientistas discutem sobre as amostras recém recolhidas no laboratório
do JOIDES. (Foto: John Beck, IODP/TAMU).
4. Uma folha fossilizada justo no final de um core recuperado do fundo
marinho de Costa Rica. (Foto: Arito Sakaguchi, IODP/TAMU).
5. O JOIDES Resolution durante a Expedição 344 na Costa Rica. (Foto: Arito
Sakaguchi & IODP/TAMU).
6. Os cientistas e técnicos submergem o funil em queda livre, que permite
continuar uma perfuração em um buraco preexistente. (Foto: Arito
Sakaguchi & IODP/TAMU).
À esquerda, funil em queda livre que permite continuar uma perfuração
em um buraco preexistente. À direita um técnico repara uma seção de
tubos antes de ser lançado ao fundo. (Fotos: John Beck, IODP/TAMU).
A la izquierda el embudo de caída libre que permite continuar la
perforación en un agujero preexistente. A la derecha un técnico repara un
tramo de tubería antes de ser lanzado al fondo.
(Fotos: John Beck, IODP/TAMU).
“Pudimos observar que la información climática que daba
uno y otro sondeo era exactamente la misma, pese a haber estado afectados por corrientes de diferente procedencia, lo que demuestra la fuerte relación entre la formación de las masas de agua profunda y el clima”, explica
Hernández-Molina.
Sin embargo queda mucho por analizar. El trabajo es largo
y tedioso, son muchos los científicos implicados y muchas
las variables que estudiar: magnetismo, fósiles, mineralogía, granulometría, etcétera.
Hernández-Molina, junto a Stow, se encarga de estudiar los
sedimentos arenosos. Los científicos descubrieron impresionantes acumulaciones de estos depósitos en tres escenarios diferentes: como relleno de canales, como potentes
capas dentro de los depósitos de fango, y como una única
lámina que llega a extenderse casi 100 kilómetros desde la
salida del estrecho de Gibraltar. Todo ello es una muestra
de la gran intensidad, alta velocidad y larga duración de las
corrientes de fondo mediterráneas. Además, este hallazgo
puede significar un giro en las futuras exploraciones de gas
y petróleo en otros fondos marinos. “La profundidad, el espesor, la extensión y propiedades de estas arenas, las dota
de unas condiciones ideales para que los hidrocarburos
queden almacenados”, explica Stow. “No hemos encontrado gas ni petróleo”, aclara Hernández-Molina. “El descubrimiento es conceptual, ya que depósitos de este tipo,
que apenas se han estudiado y que son muy frecuentes en
medios profundos, podrían albergar hidrocarburos. Por tanto, saber cómo se generan, por qué y dónde podría ser interesante”.
El estudio del paleoclima es quizás el trabajo más tedioso
dentro de la expedición. Hay que separar con una lupa los
microfósiles de cientos de metros de sedimentos, para luego determinar las especies, realizar los pertinentes estudios isotópicos para datarlos y conocer las características
del agua en que vivieron, etc. De ello se está encargando,
entre otros investigadores, Antje Voelker, investigadora del
Instituto Portugues do Mar e da Atmosfera (IPMA) y representante de Portugal en ECORD. “Todavía nos quedan dos
o tres años de trabajo con los datos de esta expedición.
Nos encontramos en una fase inicial del análisis, aunque
ya hemos podido comprobar, por ejemplo, que los sedimentos contorníticos que forma la corriente mediterránea
a su salida del estrecho de Gibraltar empezaron a formarse
en el Plioceno, hace unos 4,5 millones de años”, comenta
Voelker.
El ciclo del carbono bajo tierra
La exploración de hidrocarburos, aunque no ha sido un objetivo prioritario ni directo del programa IODP, no ha dejado
de estar presente en varias expediciones.
El pasado verano, del 26 de julio al 26 de septiembre, el bu-
No entanto fica muito por analisar. O trabalho é longo, são
muitos os cientistas implicados e muitas as variáveis que
estudar: magnetismo, fósseis, mineria, granulometria, etc.
Hernández- Molina, junto a Stow, se encarregaram de estudar os sedimentos arenosos. Os cientistas descobriram
impressionantes agregados destes depósitos em três ambientes diferentes: como recheado de canais, como potentes camadas dentro dos depósitos de lodo, e como uma
única lâmina que chega a se estender quase 100 quilômetros desde a saída do estreito de Gibraltar. Tudo isso é uma
mostra da grande intensidade, alta velocidade e longa duração das correntes de fundo mediterrâneas. Além disso,
este achado pode significar um alento nas futuras explorações de gás e petróleo em outros fundos marinhos. "A
profundidade, a espessura, a extensão e propriedades destas areias, dota-as de umas condições ideais para que os
hidrocarbonetos fiquem armazenados", explica Stow. “Não
encontramos gás nem petróleo”, aclara Hernández-Molina. “A descoberta é conceitual, já que depósitos deste tipo, que mal foram estudados e que são muito freqüentes
em meios profundos, poderiam abrigar hidrocarbonetos.
Portanto, saber como se geram, por que e onde poderia
ser interessante”.
O estudo do paleoclima é talvez o trabalho mais tedioso dentro da expedição. Há que separar com uma lupa
os microfósseis de centenas de metros de sedimentos,
para depois determinar as espécies, realizar os apropriados estudos isotópicos para os datar e conhecer as
características da água em que viveram e etc. Disso se
está encarregando, entre outros pesquisadores, Antje
Voelker, pesquisadora do Instituto Português do Mar e
da Atmosfera (IPMA) e representante de Portugal no
ECORD. “Ainda nos ficam dois ou três anos de trabalho
com os dados desta expedição. Nos encontramos em
uma fase inicial da análise, ainda que já comprovamos,
por exemplo, que os sedimentos contorníticos que forma a corrente mediterrânea na sua saída do estreito de
Gibraltar começaram a se formar no Plioceno, há uns
4,5 milhões de anos”, comenta Voelker.
O ciclo do carbono embaixo da terra
A exploração de hidrocarbonetos, ainda que não tenha
sido um objetivo prioritário nem direto do programa
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que japonés Chikyu llevó a cabo una de las expediciones
más esperadas, la 337. Su objetivo era tomar muestras de
uno de los sistemas más desconocidos del planeta; el lugar donde la presión, la anoxia y grandes cantidades de
materia orgánica propician la formación de hidrocarburos
a más de 2.000 metros bajo el fondo del océano.
El Chikyu es el barco perforador más moderno del mundo. Fue botado en 2002 y supuso una inversión de más
de 600 millones de euros. Tiene capacidad para perforar
hasta 7.000 metros de roca, profundidad que irá alcanzando poco a poco con el transcurrir de las misiones.
Prácticamente en cada una de ellas se bate un nuevo récord y el último fue en esta expedición 337, en la que se
alcanzaron los 2.466 metros.
La campaña, liderada por Fumio Inagaki, del Kochi Institute
for Core Sample Research (JAMSTEC), y Kai-Uwe Hinrichs,
de la Universidad de Bremen, no solo es de interés para el
estudio de los recursos energéticos. También para la comprensión del clima en el pasado y para conocer la actividad
biológica subterránea que es protagonista en el ciclo del
carbono bajo el fondo oceánico.
La expedición tuvo lugar en la península de Shimokita, al
noreste de Japón. Una zona ubicada en una gran cuenca
sedimentaria formada por la subducción de la placa del Pacífico. Aquí se acumulan sedimentos jóvenes, sometidos a
importantes presiones y temperaturas, lo que hace de este lugar el sitio ideal para estudiar los procesos tempranos
de la formación de hidrocarburos.
“Hemos llevado a cabo investigaciones de vanguardia,
tanto de ciencias de la tierra como de ciencias de la vida, para evaluar la actividad de los microorganismos
subterráneos que participan en la formación de los hidratos de metano y el gas natural originarios de los yacimientos de hidrocarburos bajo el lecho marino profundo”, explica Inagaki. “Para ello, analizaremos el ADN
microbiano y trataremos de recuperarlos y llevarlos a
cultivo, para investigar sus funciones metabólicas y
procesos evolutivos”, añade.
Todavía es pronto para conocer más detalles de la ex-
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IODP, não deixa de estar presente a várias expedições.
No ultimo verão europeu, de 26 de julho a 26 de setembro, o navio japonês Chikyu realizou uma das expedições
mais esperadas, a 337. Seu objetivo era colher amostras
de um dos sistemas mais desconhecidos do planeta; o lugar onde a pressão, a anoxia e grandes quantidades de
matéria orgânica propiciam a formação de hidrocarbonetos a mais de 2.000 metros abaixo do fundo do oceano.
O Chikyu é o barco perfurador mais moderno do mundo. Foi lançado em 2002 e necessitou um investimento
de mais de 600 milhões de euros. Tem capacidade para perfurar até 7.000 metros de rocha, profundidade que
vai atingindo pouco a pouco com o decorrer das
missões. Praticamente em cada uma delas se bate um
novo recorde e o último foi nesta expedição 337, no qual
se atingiram os 2.466 metros.
A campanha, liderada por Fumio Inagaki, do Kochi Institute for Core Sample Research (JAMSTEC), e Kai-Uwe
Hinrichs, da Universidade de Bremen, não só é de interesse para o estudo dos recursos energéticos, mas também
para o entendimento do clima no passado e para conhecer
a atividade biológica subterrânea que é protagonista no ciclo do carbono embaixo do fundo oceânico.
A expedição teve lugar em a península de Shimokita, no
nordeste do Japão. Uma zona localizada em uma grande
bacia sedimentar formada pela subducção da placa do
Pacífico. Aqui são acumulados sedimentos jovens, submetidos a importantes pressões e temperaturas, o que faz
deste lugar o lugar ideal para estudar os processos de formação dos hidrocarbonetos.
“Temos desenvolvido pesquisass de vanguarda, tanto de
ciências da terra como de ciências da vida, para avaliar a
atividade dos microorganismos subterrâneos que participam na formação dos hidratos de metano e o gás natural
originários dos depóstios de hidrocarbonetos abaixo do
leito marinho profundo”, explica Inagaki. “Para isso, analisaremos o DNA microbiano e trataremos de recuperar e
levar ao cultivo, para pesquisar suas funções metabólicas
e processos evolutivos”, acrescenta. Ainda é cedo para
DE DERECHA A IZQUIERDA.
1. Vista de la piscina desde la que se accede al fondo
marino desde la cubierta del JOIDES. (Foto: William
Crawford, IODP/TAMU).
2. Los técnicos del JOIDES se preparan para instalar el
CORK muy cerca de la dorsal atlántica. (Foto: William
Crawford, IODP/TAMU).
3. Un técnico inspecciona la broca de perforación del
JOIDES. (Foto: Adam Klaus, IODP).
DA DIREITA PARA ESQUERDA.
1. Vista da piscina que acessa o fundo marinho desde o
alojamento do JOIDES. (Foto: William Crawford,
IODP/TAMU).
2. Os técnicos do JOIDES se preparam para instalar o
CORK próximos da dorsal atlântica. (Foto: William
Crawford, IODP/TAMU).
3. Um técnico inspeciona a broca de perfuração do
JOIDES. (Foto: Adam Klaus, IODP).
pedición, que, sin duda, ocuparán muchas páginas de
las principales revistas científicas en los próximos años.
Vida en las profundidades
El estudio de la biosfera profunda es otro gran objetivo del
proyecto IODP. ¿Dónde está el límite de la vida?, ¿qué clase de microbios pueden habitar lugares tan extremos?,
¿podrían estos organismos tener las claves del origen de la
vida en nuestro planeta?, ¿y en la de otros?
Los científicos calculan que los microorganismos que viven
en los sedimentos del océano podrían representar un tercio de la biomasa total de la tierra. Queda mucho por conocer acerca de estos ecosistemas, pero hay lugares todavía más remotos e inexplorados donde puede haber vida:
la corteza rocosa bajo el océano.
Tomar testigos de cientos de metros de sedimento es complicado. Perforar miles de metros de roca lo es aún más.
Pero si durante ese proceso tienes que evitar la contaminación de las muestras con agua y fangos de la superficie,
la dificultad se vuelve extrema.
El pasado mes de noviembre terminaba la última expedición orientada al estudio de la biosfera profunda, la 336. A
bordo del JOIDES Resolution, un equipo de científicos liderados por Wolfgang Bach de la Universidad de Bremen
y Katrina Edwards de la Universidad de Southern California, perforó el subsuelo marino en la dorsal oceánica atlántica con el objetivo de estudiar los microorganismos que
habitan estos subsuelos rocosos envueltos en flujos volcánicos, donde la vida parece imposible. Se perforaron dos
agujeros. En uno se recuperaron 32 metros de roca entre
los 210 y los 300 metros bajo el subsuelo; una mezcla de
basalto, gabro, peridotita y flujos volcánicos. Del segundo
se recuperaron 50 metros de roca entre los 70 y los 300
metros de profundidad; principalmente basalto, muy fresco y poco alterado. En ambos puntos se usó una nueva herramienta para detectar vida microbiana en el subsuelo, el
Deep Exploration Biosphere Investigative tool (DEBI-t). Este instrumento es un biosensor basado en la fluorescencia,
que funciona haciendo incidir un láser de 224 nanómetros
conhecer mais detalhes da expedição, que, sem dúvida,
ocuparão muitas páginas das principais revistas científicas em os próximos anos.
Vida nas profundidades
O estudo da biosfera profunda é outro grande objetivo do
projeto IODP. Onde está o limite da vida? Que classe de
micróbios podem habitar lugares tão extremos? Poderiam
estes organismos terem as chaves da origem da vida em
nosso planeta? e na de outros?
Os cientistas calculam que os microorganismos que vivem
nos sedimentos do oceano poderiam representar um terço
da biomassa total da terra. Fica muito por conhecer a respeito destes ecossistemas, mas há lugares ainda mais remotos e inexplorados onde pode ter vida: o córtex rochoso embaixo do oceano.
Conseguir vestígios de centenas de metros de sedimento
é complicado. Perfurar milhares de metros de rocha é mais
ainda. Mas se durante esse processo tem que evitar a contaminação das amostras com água e lodos da superfície, a
dificuldade se volta extrema.
No último mês de novembro terminava a última expedição
orientada ao estudo da biosfera profunda, a 336. Ao bordo
do JOIDES Resolution, uma equipe de cientistas liderados
por Wolfgang Bach da Universidade de Bremen e Katrina
Edwards da Universidade de Southern Califórnia, perfurou
o subsolo marinho na dorsal oceânica atlântica com o objetivo de estudar os microorganismos que habitam estes
subsolos rochosos envolvidos em fluxos vulcânicos, onde a vida parece impossível. Perfuraram-se dois buracos.
Em um foram recuperados 32 metros de rocha entre os
210 e os 300 metros abaixo do subsolo; uma mistura de
basalto, gabro, peridotita e fluxos vulcânicos. Do segundo
foram recuperados 50 metros de rocha entre os 70 e os
300 metros de profundidade; principalmente basalto, muito fresco e pouco alterado. Em ambos pontos se usou
uma nova ferramenta para detectar vida microbiana no
subsolo, o Deep Exploration Biosphere Investigative tool
(DEBI-t). Este instrumento é um biosensor baseado na
29
reportaje/reportagem
Un doble arcoiris desde el JOIDES Resolution.
(Foto: William Crawford, IODP)
Um arco-iris duplo do JOIDES Resolution.
(Foto: William Crawford, IODP) .
en el interior del testigo antes de que este se haya recuperado del subsuelo. Si una bacteria recibe el pulso del láser
emitirá una señal de fluorescencia que es registrada por el
DEBI-t. No hubo suerte en esta ocasión.
Pero el DEBI-t no fue la única tecnología utilizada en la expedición. También se instalaron tres observatorios del subsuelo marino, unos instrumentos capaces de monitorizar
multitud de variables, que permiten estudiar la hidrología,
geoquímica y microbiología de un testigo in-situ durante 10
años. Estos complejos laboratorios subterráneos se conocen como CORKs y son la mayor esperanza en cuanto al
estudio de la biosfera profunda en esta zona. Dichos instrumentos monitorizarán un área entre los 90 y los 210 metros bajo el subsuelo, en una zona dominada por flujos basálticos intercalados por rocas calizas, zonas de flujos
vidriosos e hialoclastitas. Un lugar poco apacible donde, sin
embargo, los científicos esperan encontrar vida.
El Chikyu por su parte, también busca vida en la corteza
oceánica rocosa. Su última misión fue en septiembre de
2010, liderada por Michael Mottl, de la Universidad Hawái,
y Ken Takai, de la Japan Agency for Marine-Earth Science
and Technology. La Expedición 331, el proyecto Deep Hot
Biosphere Project. Durante un mes, los científicos hicieron
cinco perforaciones en el campo hidrotermal de Iheya, situado en el centro de la fosa de Okinawa, una cuenca de
retroarco muy activa, entre el sistema arco-isla del sur de
Japón y el continente asiático.
Debido a que esta cuenca recibe grandes cantidades de
sedimentos, tanto orgánicos como de origen volcánico, los
sistemas hidrotermales que se forman en su interior proporcionan abundantes cantidades de hidrógeno, metano,
amonio, sulfuros y otros compuestos; lo que hace pensar
a los científicos que exista una gran variedad de comunidades microbiológicas a grandes profundidades.
Se llegó a perforar hasta 150 metros bajo el subsuelo y no
se encontró señal alguna de vida en este ambiente extremo. Sin embargo los científicos no tiran la toalla y volverán a
perforar esta y otras zonas del planeta en busca de los límites de la vida.
Sin embargo el tan ansiado hallazgo ya se había producido hace ocho años y no ha sido hasta este mes cuando se
ha hecho público en la revista Science. Durante la Expedición 301, el JOIDES Resolution perforaba la fosa de San
Juan de Fuca en la costa oeste de los Estados Unidos y
obtenía la primera evidencia directa de vida en la corteza
oceánica profunda.
Los científicos recuperaron microbios de las profundidades
de la Tierra, pero demostrar que estos viven allí, y no provienen de la superficie debido a la contaminación durante
el proceso de perforación o a la percolación del agua de
mar por las grietas de la corteza, no es tarea fácil.
Estudiando el ADN recuperado los científicos han podido
saber qué tipo de metabolismo tienen estos microbios, que
es independiente del oxígeno generado en la fotosíntesis,
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fluorescência, que funciona fazendo incidir um laser de 224
nanômetros no interior do vestigio antes de que este tenha
sido recuperado do subsolo. Se uma bactéria recebe o
pulso do laser, emitirá um sinal de fluorescência que é registrado pelo DEBI-t. Não teve sorte nesta ocasião.
Mas o DEBI-t não foi a única tecnologia utilizada na expedição. Também foram instalados três observatórios no
subsolo marinho, uns instrumentos capazes de monitorar
diversas variáveis, que permitem estudar a hidrologia, geoquímica e microbiologia de um vestigio in-situ durante 10
anos. Estes complexos laboratórios subterrâneos são conhecidos como CORKs e são a maior esperança quanto ao
estudo da biosfera profunda nesta zona. Ditos instrumentos vão monitorar uma área entre os 90 e os 210 metros
abaixo do subsolo, em uma zona dominada por fluxos basálticos intercalados por rochas calcárias, zonas de fluxos
vitreas e hialoclastitas. Um lugar onde os cientistas esperam encontrar vida.
O Chikyu por sua vez, também busca vida no córtex oceânico rochoso. Sua última missão foi em setembro de 2010,
liderada por Michael Mottl, da Universidade Hawai, e Ken
Takai, da Japan Agency for Marine-Earth Science and
Technology. A Expedição 331, o projeto Deep Hot Biosphere Project. Durante um mês, os cientistas fizeram cinco
perfurações no campo hidrotermal de Iheya, situado no
centro da fossa de Okinawa, uma bacia de retroarco muito ativa, entre o sistema arco-ilha do sul de Japão e o continente asiático.
Como esta bacia recebe grandes quantidades de *sedimentos, tanto orgânicos como de origem vulcânico, os sistemas hidrotermais que se formam no seu interior proporcionam abundantes quantidades de hidrogênio, metano,
amônio, súlfuros e outros compostos; o que faz os cientistas pensarem que exista uma grande variedade de comunidades microbiológicas a grandes profundidades.
Chegou-se a perfurar até 150 metros abaixo do subsolo e
não foi encontrado sinal algum de vida neste ambiente extremo. No entanto os cientistas não atiram a toalha e voltarão a perfurar esta e outras zonas do planeta em busca
dos limites da vida.
No entanto, realmente o tão esperado achado já se tinha
acontecido há oito anos, ainda que não havia se tornado
público, até este mês, quando foi publicado na revista
Science. Durante a Expedição 301, o JOIDES Resolution
perfurava a fossa de San Juan de Fuca, na costa oeste dos
Estados Unidos, e obtinha a primeira evidência direta de vida no córtex oceânica profundo.
Os cientistas recuperaram micróbios das profundidades da
Terra, mas demonstrar que estes vivem ali, e provar não serem da superfície devido à contaminação durante o processo de perfuração ou à percolação da água do mar pelas
rachaduras do córtex, não é tarefa fácil.
Mas estudando o DNA recuperado, os cientistas têm conseguido saber que tipo de metabolismo têm estes micró-
reportaje/reportagem
y se basa en producto reducidos del hierro, lo que demuestra que no proceden de la superficie sino del basalto
de la corteza profunda.
"Existen pequeñas grietas en la corteza oceánica basáltica
por las que se introduce el agua. Esta probablemente reacciona con compuestos de hierro reducido como el olivino
y libera hidrógeno que utilizan los microorganismos como
fuente de energía para convertir el dióxido de carbono en
material orgánico", explica Mark Lever, investigador de la
Universidad de Aarhus (Dinamarca) y autor principal del artículo de Science. "Hasta ahora, las evidencias de la vida
en las profundidades de la corteza oceánica se basaban en
señales químicas y en análisis texturales de las rocas, pero faltaba una prueba directa", añade Olivier Rouxel investigador del IFREMER francés y coautor del trabajo.
Este hallazgo amplía las fronteras de la biosfera y podría dar
pistas sobre la presencia de vida en otros planetas. Las primeras formas de vida que no dependen de la energía del
sol sino de la del centro de la Tierra.
Perforando los límites de placa
Los terremotos, especialmente aquellos que ocurren en zonas de subducción, constituyen uno de los principales riesgos naturales del planeta. El terremoto de Sumatra y el posterior tsunami, que asoló la costa del sudeste asiático en
2004, demostró al mundo lo devastadores que pueden llegar a ser estos procesos. Por ello, con el objetivo de saber
más acerca de cómo y por qué suceden los terremotos y
los tsunamis, el programa IODP tiene entre sus objetivos la
exploración de los límites de placas, donde se desatan estas fuerzas que hacen vibrar el planeta.
En un principio fueron dos zonas las que centraron la atención de los científicos de IODP, a las que recientemente se
añadió una tercera. Una es la fosa de Nankai, en la costa
de Japón, donde la placa de Filipinas subduce bajo la placa Euroasiática, dando lugar a una de las zonas de mayor
sismicidad del planeta. La otra se encuentra en la otra orilla del Pacífico, frente a Costa Rica, donde la placa de Cocos se hunde bajo la del Caribe. Y la tercera corresponde
a la respuesta de emergencia que el proyecto dio tras el
terremoto que en marzo de 2011 estuvo a punto de provocar un desastre nuclear devastador en la costa japonesa
de la región de Tohoku. De abril a junio de 2012, en un
tiempo récord, el Chikyu perforó 850 metros de corteza logrando muestrear la falla que generó el terremoto e instalaron un observatorio que monitoriza la temperatura de la
fractura.
Las otras dos zonas responden a proyectos muy planificados. NanTroSEIZE es el nombre que recibe el proyecto
de perforación más complejo realizado hasta la fecha, cuyo objetivo es llegar al contacto entre dos placas tectónicas para muestrear e instalar instrumentos de medición
que permitan entender las causas de los grandes terremotos. Los científicos sueñan con descubrir señales, pistas
32
DE DERECHA A IZQUIERDA:
En plena noche continua la actividad en el Chikyu.
Vista de la piscina donde se lanzan las tuberías al fondo marino.
DA DIREITA PARA A ESQUERDA:
Em plena noite continua a atividade no Chikyu.
Vista da piscina onde são lançados os tubos no fundo marinho.
bios, que é independente do oxigênio gerado na fotossintesis e se baseia em produtos reduzidos do ferro, o que demonstra que não procedem da superfície, senão do basalto do córtex profundo.
“Existem pequenas rachaduras no córtex oceânico
basáltico pelas quais a água se introduz. Esta provavelmente reage com compostos de ferro reduzido como as
olivinas e liberta o hidrogênio, que utilizam os microorganismos como fonte de energia para converter o dióxido de
carbono em material orgânico”, explica Mark Lever, pesquisador da Universidade de Aarhus (Dinamarca) e autor
principal do artigo de Science. “Até agora, as evidências da
vida nas profundidades do córtex oceânico se baseavam
em sinais químicos e em análises texturais das rochas, mas
faltava uma prova direta”, acrescenta Olivier Rouxel, pesquisador do IFREMER francês e co-autor do trabalho.
Esta descoberta amplia as fronteiras da biosfera e poderia
dar pistas sobre a presença de vida em outros planetas.
Foram encontradas as primeiras formas de vida que não
dependem da energia do sol, senão do centro da Terra.
Perfurando os limites da placa
Os terremotos, especialmente aqueles que ocorrem em zonas de subducção, constituem em um dos principais riscos naturais do planeta. O terremoto de Sumatra e o pos-
DE DERECHA A IZQUIERDA:
Dos técnicos preparan toda la maquinaria para la próxima
perforación.
Vista lateral del Chikyu.
DA DIREITA PARA A ESQUERDA:
Dois técnicos preparam toda a maquinaria para a próxima perfuração.
Vista lateral do Chikyu.
que permitan predecir con antelación cuando se desatará
el próximo temblor y evitar catástrofes que pueden costar
muchos miles de vidas.
La tercera fase de este proyecto, que comenzó el pasado
mes de octubre a bordo del Chykiu, debía de haber terminado en enero, con la perforación de 3.600 metros de la
corteza terrestre. Sin embargo, una avería en los sistemas
de perforación del buque obligó a suspender la expedición
cuando habían alcanzado los 2.000 metros de profundidad.
A día de hoy, la perforación se mantiene taponada, esperando que prosiga su camino al origen de los terremotos.
Al otro lado del Pacífico está en marcha otro gran proyecto con objetivos similares: Costa Rica Seismogenesis Project. El límite de las placas de Cocos y Caribe es uno de los
límites convergentes más somero del planeta y, por tanto,
más accesible a la tecnología de perforación actual.
Hasta la fecha se han realizado dos expediciones en la zona, las dos a bordo del JOIDES Resolution. La primera fue
en marzo de 2011 y constituyó un primer acercamiento al
estudio de la zona. Se perforaron los primeros metros de
corteza y se estudio su composición. Dos sondeos de unos
500-800 metros de profundidad, que servirían de base para el objetivo final del proyecto: alcanzar el límite de placas
a unos 6.000 metros de profundidad.
La segunda fase del proyecto se desarrolló de octubre a di-
terior tsunami, que assolou a costa do sudeste asiático em
2004, demonstrou ao mundo o quão devastador que pode chegar a ser estes processos. Por isso, com o objetivo
de saber mais a respeito de como e por que sucedem os
terremotos e os tsunamis, o programa IODP tem entre seus
objetivos a exploração dos limites de placas, onde se desatam estas forças que fazem vibrar o planeta.
Duas zonas tem centrado a atenção dos cientistas de IODP.
Uma é a fossa de Nankai, em a costa de Japão, onde a placa de Filipinas desliza embaixo da placa Euroasiática, dando lugar a uma das zonas de maior sismicidade do planeta.
A outra encontra-se na outra orla do Pacífico, em frente a
Costa Rica, onde a placa de Cocos se afunda para baixo
do Caraíbas. E a terceira corresponde à resposta de
emergência que o projecto deu após o terramoto de Março
2011, que quase provocou um desastre nuclear devastador na costa japonesa da região de Tohoku. De abril a junho
de 2012, num tempo recorde, o Chikyu perfurou 850 metros de crusta, logrando alcançar a falha que gerou o terramoto e instalando um observatório que monitoriza a temperatura da fractura.
As outras duas áreas dão resposta a projectos muito bem
definidos. NanTroSEIZE é o nome que recebe o projeto de
perfuração mais complexo realizado até a data, cujo objetivo é chegar no contato entre duas placas tectônicas para conseguir amostras e instalar instrumentos de medida
que permitam entender as causas dos grandes terremotos. Os cientistas sonham em descobrir sinais, pistas que
permitam predizer antecipadamente quando se desatará o
próximo tremor e evitar catástrofes que podem custar milhares de vidas.
A terceira fase deste projeto, que começou no último mês
de outubro a bordo do Chykiu, devia ter terminado em janeiro, com a perfuração de 3.600 metros do córtex terrestre. No entanto, uma avaria nos sistemas de perfuração do
navio obrigou a suspender a expedição quando já haviam
atingido os 2.000 metros de profundidade. Hoje a perfuração se mantém conectada, esperando para prosseguir
seu caminho ao origem dos terremotos.
Do outro lado do Pacífico está em marcha outro grande
projeto com objetivos similares: Costa Rica Seismogenesis Project. O limite das placas de Cocos e Caraíbas é um
dos limites convergentes mais raso do planeta e, portanto,
mais acessível à tecnologia de perfuração atual.
Até esta data foram realizadas duas expedições na zona,
as duas a bordo do JOIDES Resolution. A primeira foi em
março de 2011 e constituiu uma primeira aproximação ao
estudo da zona. Foram perfurados os primeiros metros do
córtex e foi estudada sua composição. Duas pesquisas de
uns 500-800 metros de profundidade, que serviriam de base para o objetivo final do projeto: atingir o limite de placas
a uns 6.000 metros de profundidade.
A segunda fase do projeto foi desenvolvida de outubro a
dezembro de 2012, durante a Expedição 344. Nela parti-
33
reportaje/reportagem
ciembre de 2012, durante la Expedición 344. En ella participó Luigi Jovane, investigador del Instituto Oceanográfico de
la Universidad de Sao Paulo. “Durante esta expedición, nos
centramos en el estudio de los sedimentos que describen
la evolución climática y tectónica del margen Pacífico, en la
cuenca que se forma en la subducción de la placa. Tratamos de entender cómo se forman estos márgenes y cómo
influyen en los sedimentos de la cuenca”, explica Jovane.
Las dos expediciones fueron un éxito, sin embargo han
quedado grandes misterios muy por debajo de donde perforó el JOIDES. No se ha llegado hasta las grandes fallas
donde se originan los terremotos y este es un trabajo que
solo puede hacer el Chikyu. Sin embargo, para que esta expedición se lleve a cabo, los científicos tendrán que convencer a toda la comunidad internacional involucrada en
IODP de la necesidad de gastar cientos de millones de dólares en que el buque japonés cruce el Pacífico y perfore allí
durante al menos un año.
Esta misión la lidera Cesar Rodríguez-Ranero, investigador
español de la Institució Catalana de Recerca i Estudis
Avançats (ICREA), que trabaja en el Instituto de Ciencias
Marinas de Barcelona del Consejo Superior de Investigaciones Coentíficas (CSIC). El próximo 21 de abril tendrá que
defender su proyecto en Tokio, en un congreso en el que
se discutirán los objetivos de IODP para los próximos años.
Rodríguez-Ranero será uno de los 12 ponentes del congreso, 12 grandes proyectos que competirán por unos recursos enormes, pero limitados. “El proyecto consiste en
llegar lo más profundo que se puede con la tecnología
que tenemos, que son unos 5 o 6 kilómetros. Esto coincide con la parte más superficial de la falla donde se generan los grandes terremotos de esta zona”, explica Rodríguez-Ranero. “Queremos ver que ocurre en la falla:
cómo se comporta, que tipo de esfuerzos hay en ella,
que fluidos la recorren… Hay muchos materiales que están siendo calentados y compactados en esta zona, lo
que libera fluidos que se mueven y afectan al campo de
los esfuerzos. Nuestro objetivo es entender cómo el funcionamiento de las fallas tectonicas conduce a la generación de terremotos”.
Este proyecto no solo implica perforar 6.000 metros de la
corteza terrestre. La idea es introducir instrumentos de medida que ofrezcan datos de las propiedades físico-químicas de la zona en tiempo real. La complejidad de estas operaciones es extrema. Algunas de estas tecnologías ya las
utiliza la industria del petróleo pero la mayoría se están desarrollando en estos momentos. “Los sensores pueden tener que estar a 150 grados de temperatura y en un medio
en el que los fluidos están cargados de sales y son muy corrosivos”, apunta Rodríguez-Ranero.
Si todo va bien, a partir del 2016, el Chikyu pasará una
larga temporada en Costa Rica, en busca del origen de
los terremotos.
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La torre de perforación del Chikyu.
A torre de perfuração do Chikyu.
cipou Luigi Jovane, pesquisador do Instituto Oceanográfico da Universidade de São Paulo. “Durante esta expedição, nos centramos no estudo dos sedimentos que descrevem a evolução climática e tectônica da margem
Pacífica, na bacia que se forma na subducção da placa.
Tratamos de entender como se formam estas margens e
como influem nos sedimentos da bacia”, explica Jovane.
As duas expedições foram um sucesso, no entantograndes mistérios continuam embaixo do lugar onde o JOIDES
perfurou. Não se chegou até as grandes falhas onde se
originam os terremotos e este é um trabalho que só pode
fazer o Chikyu. No entanto, para que esta expedição continue, os cientistas terão que convencer a toda a comunidade internacional envolvida no IODP da necessidade de
gastar centenas de milhões de dólares para que o navio
japonês cruze o Pacífico e perfure ali durante ao menos
em um ano.
Esta missão é liderada por Cessar Rodríguez-Ranero,
pesquisador espanhol da Institució Catalã de Recerca i
Estudis Avançats (ICREA), que trabalha no Instituto de
Ciências Marinhas de Barcelona do Conselho Superior
de Investigações Científicas (CSIC). O próximo 21 de
abril terá que defender seu projeto em Toquio, em um
congresso onde vão discutir os objetivos de IODP para
os próximos anos.
Rodríguez-Ranero será um dos 12 palestrantes do
congresso, 12 grandes projetos que competirão por recursos enormes, mas limitados. “O projeto consiste em
chegar o mais profundo que se pode com a tecnologia
que temos, que são uns 5 ou 6 quilômetros. Isto coincide com a parte mais superficial da falha onde se geram os grandes terremotos desta zona”, explica Rodríguez-Ranero. “Queremos ver o que ocorre na falha:
como se comporta, que tipo de esforços há nela, que
fluídos a percorrem… Há muitos materiais que estão
sendo esquentados e compactados nesta zona, o que
liberta fluídos que se movem e afetam o campo dos
esforços. Nosso objetivo é entender como o funcionamento das falhas tectônicas conduz à geração de terremotos”.
Este projeto não só implica perfurar 6.000 metros do
córtex terrestre. A ideia é introduzir instrumentos de medida que ofereçam dados das propriedades físico-químicas da zona em tempo real. A complexidade destas
operações é extrema. Algumas destas tecnologias já são
utilizadas pela indústria do petróleo, mas a maioria está
sendo desenvolvida nestes momentos. “Os sensores
podem ter que estar a 150 graus de temperatura e em
um meio nos quais os fluídos estão carregados de sais e
são muito corrosivos”, aponta Rodríguez-Ranero.
Se tudo der certo, a partir de 2016, o Chikyu passará
uma longa temporada na Costa Rica, em busca da origem dos terremotos.
DE ARRIBA A ABAJO Y DE DERECHA A IZQUIERDA:
1. La foto muestra el sistema que permite continuar la perforación en
un agujero preexistente en el momento en que se une a él.
2. Muestra de carbón fresco de las profundidades
3. Las muestras, tras su descripción litológica, se sumergen en agua
para su análisis
4. La broca de perforación del Chikyu preparada para explorer las
profundidades de la Tierra
5. Vista del Chikyu desde lo alto de su torre de perforación a más de
130 metros.
6. Atardecer desde la cubierta del Chikyu con el monte Fuji de fondo.
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DE CIMA PARA BAIXO E DA ESQUERDA PARA A DIREITA:
1. A foto mostra o sistema que permite continuar a perfuração em um
buraco preexistente no momento que se une a ele.
2. Amostra de carbono fresco das profundidades
3. As amostras, depois de sua descrição litológica, são submergidas na
água para sua análise
4. A broca de perfuração do Chikyu preparada para explorar as
profundidades da Terra
5. Vista do Chikyu do alto de sua torre de perfuração a mais de 130
metros.
6. Entardecer do alojamento do Chikyu com o monte Fuji de fundo.
Viaje al manto de la Tierra
El proyecto IODP quiere ir todavía más lejos. Desde que nació el primer programa de perforaciones científicas en los
años 60, los científicos sueñan con atravesar la corteza terrestre y tomar las primeras muestras del manto. Pero el
coste y complejidad de esta hazaña hizo que lo que empezó como un objetivo se convirtiera pronto en una quimera.
Sin embargo, 40 años después, tras la construcción del
Chikyu, el sueño de llegar al manto volvió a ser viable y hoy
por hoy está más cerca que nunca.
¿Pero, es realmente un objetivo científico relevante, o solo
un reclamo, una forma de añadirle emoción y lograr la atención pública hacia el proyecto? “Tiene mucho de épica”,
comenta Rodríguez-Ranero, “pero nunca se sabe que se
puede encontrar hasta que se llega”, añade el científico.
“No nos preguntamos en su día por qué debíamos ir a la
Luna. Además, no es solo llegar al manto, sino el camino
que supone. Si se elige bien el lugar de perforación, cruzar
toda la corteza terrestre puede dar informaciones muy útiles. Hay gente muy buena detrás de este proyecto y seguro que será muy atractivo”.
Si se quiere llegar al manto, sin duda el océano es el lugar.
Mientras que la corteza oceánica tiene un espesor medio
de 8 a10 kilómetros, la corteza continental supera los 35 de
promedio, llegando a más de 70 en zonas montañosas. El
manto representa más del 80% del volumen del planeta y,
pese no haberlo visto nunca, sabemos algunas cosas acerca de su composición y su papel en la dinámica planetaria.
El 8 de octubre de 1909, un fuerte terremoto asoló la región
croata de Pokuplje. Las ondas sísmicas registradas por varios sismógrafos de la zona, permitieron a Andrija Mohorovicic hacer un importante descubrimiento. El meteorólogo
y sismólogo croata observó que las ondas sísmicas se reflejaban y refractaban a la misma profundidad en diferentes zonas dibujando una línea que debía separar materiales de distinta naturaleza. Mohorovicic concluyó que la
Tierra estaba formada por capas concéntricas al núcleo interno y, por primera vez, se dibujó la línea que separa la corteza del manto terrestre, la discontinuidad de Mohorovicic,
o simplemente Moho.
Más de 100 años después, la ciencia se prepara para
atravesar esa línea con una perforación y obtener muestras de esa transición de materiales que reflejó las ondas
y nos dio pistas de cómo es interior de la Tierra.
“Obtener muestras del manto significaría uno de los descubrimientos más importantes de la historia de la ciencia”, asegura Luigi Jovane. “Si pudiéramos saber lo que
hay debajo de la corteza, podríamos entender la evolución de los continentes y los océanos y predecir cómo
cambiará la Tierra en el futuro. Ayudaría a entender los
procesos que generan terremotos y volcanes y abriría un
nuevo mundo de investigación para las generaciones venideras”, añade Jovane.
Viagem ao manto da Terra
O projeto IODP quer ir ainda mais longe. Desde que nasceu o primeiro programa de perfurações científicas nos
anos 60, os cientistas sonham em atravessar o córtex terrestre e tomar as primeiras amostras do manto. Mas o custo e a complexidade desta façanha fez que, o que começou como um objetivo, se convertesse cedo em uma
quimera. No entanto, 40 anos depois, depois da construção
do Chikyu, o sonho de chegar ao manto voltou a ser viável
e hoje por hoje está mais perto que nunca.
Mas é realmente um objetivo científico relevante ou só uma
publicidade, uma forma de acrescentar emoção e conseguir a atenção pública para o projeto? “Tem muita história”, comenta Rodríguez-Ranero, “mas nunca se sabe o
que pode ser encontrado até que se chega”, acrescenta
o cientista. “Não nos perguntamos um dia por que devíamos ir à Lua? Alem disso, não é só chegar ao manto,
senão o caminho que supõe. Se elegemos bem o lugar de
perfuração, cruzar toda o córtex terrestre pode fornecer
informações muito úteis. Existe gente muito boa por trás
deste projeto e com certeza será muito interessante”.
Se quer se chegar ao manto, sem dúvida o oceano é o lugar. Enquanto o córtex oceânico tem uma espessura média de 8 a10 quilômetros, o córtex continental supera os
35 de média, chegando a mais de 70 em zonas montanhosas. O manto representa mais de 80% do volume do
planeta e, apesar de nunca ter sido visto, sabemos algumas coisas a respeito de sua composição e seu papel na
dinâmica planetária.
Em 8 de outubro de 1909, um forte terremoto assolou a
região croata de Pokuplje. As ondas sísmicas registradas
por vários sismógrafos da zona, permitiram a Andrija Mohorovicic fazer uma importante descoberta. O meteorólogo e sismólogo croata observou que as ondas sísmicas se
refletiam e refratavam na mesma profundidade em diferentes zonas, desenhando uma linha que devia separar
materiais de diferente natureza. Mohorovicic concluiu que
a Terra estava formada por camadas concêntricas ao núcleo interno e, pela primeira vez, foi desenhada a linha que
separa o córtex do manto terrestre, a descontinuidade de
Mohorovicic, ou simplesmente Mofo.
Mais de 100 anos depois, a ciência se prepara para atravessar essa linha com uma perfuração e obter amostras
dessa transição de materiais que refletiu as ondas e nos
deu pistas de como é o interior da Terra.
“Obter amostras do manto significará um das descobertas mais importantes da história da ciência”, assegura Luigi Jovane. “Se pudéssemos saber o que há embaixo do
córtex, poderíamos entender a evolução dos continentes e
dos oceanos e predizer como a Terra mudará no futuro.
Ajudaria a entender os processos que geram terremotos
e vulcões e abriria um novo mundo de pesquisas para as
gerações futuras”, acrescenta Jovane.
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