바다 밑에 묻힌 지구의 기후 비밀을 밝히는 시추 — WHYY

지구 역사에 대한 정보가 풍부한 포르투갈 해안의 퇴적물 코어를 대상으로 JOIDES 결의안 훈련을 진행 중인 과학자 팀.

Expedition 397의 과학 일행이 포르투갈 리스본의 JOIDES 결의안에 도착합니다. (IODP JRSO 산드라 허만 제공)

이 이야기는 주간 건강 및 과학 팟캐스트인 The Pulse에서 발췌되었습니다.

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바람이 많이 부는 날 새벽이 되기 전, 24명의 기후 과학자들은 연구선의 꼭대기 갑판에서 떨면서 예인선이 그들을 리스본 항구에서 끌어내 13년 간의 2개월 간의 모험을 시작하는 것을 지켜보았습니다.

JOIDES 결의안은 연구원들을 4월 25일 현수교 아래로 데려가 발견 기념비를 지나 넓은 바다로 나아갑니다. 목적지는? 수백만 년에 걸쳐 축적된 기후 비밀을 찾기 위해 해저 깊숙한 곳까지 드릴을 계획한 일련의 정류장입니다.

이 기후 과학 분야는 고대 해양학(과거 해양 연구)으로 알려져 있으며, 창립자 중 한 명은 영국의 과학자 니콜라스 섀클턴(Nicholas Shackleton) 경이었습니다. Shackleton이라는 이름이 친숙하게 들린다면 아마도 Nick이 남극 탐험가 Ernest Shackleton 경의 조카였기 때문일 것입니다. 그의 유명한 큰삼촌이 새로운 영역을 개척하기 위해 멀리 가고 싶어했던 곳에서 Nick Shackleton은 더 깊은 곳으로 가고 싶었습니다. 그는 과거에 대한 보다 명확한 그림을 구성하기 위해 바다 밑에서 퇴적물 코어라고 불리는 진흙 실린더를 수집했습니다.

미세화석과 광물로 가득 찬 모래와 암석층을 분석하여 Shackleton은 수십만 년 전 공기와 수온, 대기 중 이산화탄소의 양을 계산할 수 있었습니다. 그리고 그는 또한 포르투갈 해안 바로 옆에 있는 북대서양이 그러한 연구를 수행하는 데 중요한 장소라고 판단했습니다.

그의 과학적 연구로 Shackleton은 해당 분야에서 많은 명성을 얻었으며 많은 상과 메달을 받았습니다. 그러나 그는 주요 프로젝트를 마치기 전인 2006년에 암으로 사망했습니다. 그는 바다 밑바닥에 인근 유럽 대륙의 퇴적물이 모이는 언덕과 협곡이 있는 포르투갈 해안 지역에서 퇴적물 코어를 시추하기를 원했습니다. 이곳은 또한 해양학자들이 북극과 남극 지역의 수괴를 확인한 곳이기도 합니다. Shackleton의 연구는 이 위치가 과학자들에게 300만~500만년 전의 지구의 기후 역사에 대한 지속적인 기록을 생성할 수 있는 핵심을 제공할 가능성이 있음을 보여주었습니다.

로드아일랜드 대학 대학원 시절부터 오랜 친구였던 두 연구원은 2009년에 Shackleton의 작업을 완료해 달라는 요청을 제출하기로 결정했습니다. 2008년 영국으로 이주한 미국인 David Hodell은 University of Rhode Island에 있습니다. Shackleton이 경력을 쌓은 곳은 케임브리지 지구과학과입니다. 파티마 아브란테스(Fatima Abrantes)는 리스본에 있는 포르투갈 해양대기연구소의 연구실을 이끌고 있으며, 두 사람은 함께 국제 해양 발견 프로그램(International Ocean Discovery Program)의 Expedition 397의 공동 수석 과학자입니다.

바다에서 약 12시간을 보낸 후 배는 멈추고 12개의 거대한 추진기를 내립니다. 이것은 선박의 승무원이 선박을 제자리에 고정할 수 있는 능력을 제공하는 금속 튜브로 둘러싸인 대형 프로펠러입니다.

길이가 470피트인 JOIDES 결의안은 1980년대 화석 연료 대신 과학용 시추를 위해 완전히 리모델링된 1970년대 떠다니는 석유 굴착 장치입니다. 갑판에는 200피트 높이의 데릭이 우뚝 솟아 있습니다. 유전에서 볼 수 있는 것과 같은 크고 개방된 사다리 모양의 피라미드를 상상해 보십시오. 배는 드릴 스트링이라고 불리는 것을 형성하기 위해 섹션별로 함께 연결되는 1마일 상당의 파이프를 운반합니다. 그것은 데릭 꼭대기에서 "문 풀(Moon Pool)"이라고 불리는 배의 구멍을 통해 뻗어나간 다음 약 15,000피트의 물을 통과하여 바다 바닥까지 곤두박질치면서 회전하고 회전합니다.

파이프가 해저에 도달하면 파이프가 퇴적물을 뚫고 구멍이 생기기 시작합니다. 다음으로 드릴 승무원은 30피트 길이의 플라스틱 튜브를 파이프에 떨어뜨립니다. 팁은 금속으로 되어 있으며 구멍에 들어가면 플라스틱 튜브 전체가 진흙으로 채워질 때까지 더 깊게 밀어 넣습니다.