El Proyecto de Perforación en Altas Profundidades ( DSDP , por sus siglas en inglés) fue un proyecto de perforación oceánica que se llevó a cabo entre 1968 y 1983. El programa fue un éxito, como lo demuestran los datos y las publicaciones que se han derivado de él. Los datos están ahora alojados en la Universidad Texas A&M , aunque el programa fue coordinado por la Institución Scripps de Oceanografía de la Universidad de California en San Diego . El DSDP proporcionó datos cruciales para respaldar la hipótesis de la expansión del fondo marino y ayudó a demostrar la teoría de la tectónica de placas . El DSDP fue el primero de tres programas internacionales de perforación científica oceánica que han funcionado durante más de 40 años. Le siguieron el Programa de Perforación Oceánica (ODP, por sus siglas en inglés) en 1985, el Programa Integrado de Perforación Oceánica en 2004 y el actual Programa Internacional de Descubrimiento Oceánico en 2013. [1]
El contrato inicial entre la National Science Foundation (NSF) y los Regentes de la Universidad de California se firmó el 24 de junio de 1966. Este contrato inició la primera fase del DSDP, que tenía su base en la Institución Scripps de Oceanografía de la Universidad de California en San Diego . Global Marine, Inc. llevó a cabo las operaciones de perforación. La Levingston Shipbuilding Company colocó la quilla del Glomar Challenger el 18 de octubre de 1967 en Orange, Texas . [2] Navegó por el río Sabine hasta el golfo de México y, después de un período de pruebas, el DSDP aceptó el barco el 11 de agosto de 1968. [1]
A través de contratos con las Instituciones Oceanográficas Conjuntas (JOI), la NSF apoyó la estructura de asesoramiento científico para el proyecto y financió los estudios geofísicos del sitio previos a la perforación. La planificación científica se llevó a cabo bajo los auspicios de las Instituciones Oceanográficas Conjuntas para el Muestreo de la Tierra Profunda (JOIDES). El grupo asesor de JOIDES estaba formado por 250 científicos distinguidos de instituciones académicas, agencias gubernamentales e industria privada de todo el mundo. Durante los siguientes 30 meses, la segunda fase consistió en perforaciones y extracción de núcleos en el Atlántico , el Pacífico y el océano Índico , así como en el Mediterráneo y el mar Rojo . Durante el período se siguieron los informes técnicos y científicos. La segunda fase del DSDP finalizó el 11 de agosto de 1972. [3]
El éxito del Glomar Challenger fue casi inmediato. En uno de los sitios con una profundidad de agua de 1.067 m (3.501 pies), las muestras de núcleo revelaron la existencia de domos de sal . Las compañías petroleras recibieron muestras después de un acuerdo para publicar sus análisis. El potencial de petróleo debajo de los domos de sal del océano profundo sigue siendo una vía importante para el desarrollo comercial en la actualidad. [4] [1]
En cuanto al propósito de la exploración científica, uno de los descubrimientos más importantes se realizó cuando la tripulación perforó 17 pozos en 10 lugares diferentes a lo largo de una dorsal oceánica entre Sudamérica y África . Las muestras de núcleos recuperadas proporcionaron una prueba sólida de la deriva continental y la renovación del fondo marino en las zonas de rift . [5] Esta confirmación de la teoría de la deriva continental de Alfred Wegener fortaleció la propuesta de una única masa de tierra antigua, llamada Pangea . Las muestras proporcionaron más evidencia para apoyar la teoría de la tectónica de placas , que en ese momento intentó explicar la formación de cadenas montañosas, terremotos y fosas oceánicas . [6] Otro descubrimiento fue lo joven que es el fondo del océano en comparación con la historia geológica de la Tierra. Después del análisis de las muestras, los científicos concluyeron que el fondo del océano probablemente no tenga más de 200 millones de años. [7] [1] Esto es en comparación con la edad de 4.500 millones de años de la Tierra.
La Fase Internacional de Perforación Oceánica (IPOD) comenzó en 1975 con la República Federal de Alemania , Japón , el Reino Unido , la Unión Soviética y Francia uniéndose a los Estados Unidos en el trabajo de campo a bordo del Glomar Challenger y en la investigación científica posterior al crucero. [8] El Glomar Challenger atracó por última vez en el DSDP en noviembre de 1983. Partes del barco, como su sistema de posicionamiento dinámico, telégrafo del motor y consola del propulsor, se almacenan en el Instituto Smithsoniano en Washington, DC. Con la llegada de barcos de perforación más grandes y avanzados, el JOIDES Resolution reemplazó al Glomar Challenger en enero de 1985. El nuevo programa, llamado Programa de Perforación Oceánica (ODP), continuó la exploración desde 1985 hasta 2003, momento en el que fue reemplazado por el Programa Integrado de Perforación Oceánica (IODP). [1]
Aunque en sí mismo fue un logro de ingeniería notable, el Glomar Challenger vio muchos avances en la perforación en aguas profundas. Un problema resuelto fue el reemplazo de las brocas desgastadas. [2] Un tramo de tubería suspendida desde el barco hasta el fondo del mar podría haber tenido una longitud de hasta 6.243 m (20.483 pies). La profundidad máxima penetrada a través del fondo del océano podría haber sido tan grande como 1.299 m (4.262 pies). Para reemplazar la broca, se debe elevar la sarta de perforación, colocar una nueva broca y rehacer la sarta hasta el fondo. Sin embargo, la tripulación tuvo que volver a enhebrar esta sarta en el mismo pozo de perforación. La técnica para esta formidable tarea se completó el 14 de junio de 1970, en el Océano Atlántico a 3.000 m (10.000 pies) de agua frente a la costa de Nueva York . Este reingreso se logró con el uso de un equipo de escaneo sonar y un cono de reingreso que tenía un diámetro de 5 m (16 pies) y una altura de 4,5 m (14 pies). [2]
Un avance tecnológico importante fue el uso extendido de los pozos después de la perforación. [9] Se realizaron mediciones geofísicas y geoquímicas durante y después de la perforación, y ocasionalmente se instalaron dispositivos de monitoreo sísmico de largo plazo en los pozos. Esto amplió la comprensión de los procesos dinámicos involucrados en la tectónica de placas . Otro avance tecnológico fue la introducción del sacatestigos de pistón hidráulico (HPC [10] ) en 1979, que permitió la recuperación de núcleos de sedimentos prácticamente inalterados. [11] Esto mejoró enormemente la capacidad de los científicos para estudiar los entornos oceánicos antiguos.
Del 11 de agosto de 1968 al 11 de noviembre de 1983, el Glomar Challenger logró los siguientes logros:
El barco recuperó muestras de núcleos de 9 metros de largo (30 pies) con un diámetro de 6,5 cm (2,5 pulgadas). Estos núcleos se almacenan actualmente en tres repositorios en los EE. UU., Alemania y Japón. La mitad de cada núcleo se denomina mitad de archivo y se conserva para su uso futuro. La mitad de trabajo de cada núcleo se utiliza para proporcionar muestras para la investigación científica en curso. [9]
Los resultados científicos se publicaron como "Informes iniciales del proyecto de perforación en aguas profundas", que contienen los resultados de los estudios del material de núcleo recuperado y la información geofísica asociada de las expediciones de 1968 a 1983. [12] Estos informes describen los materiales de núcleo y los datos científicos obtenidos en el mar y en los laboratorios en tierra después del crucero. Estos volúmenes fueron preparados originalmente para la NSF bajo contrato por la Universidad de California , Scripps Institution of Oceanography . En 2007, los libros impresos fueron escaneados y preparados para su presentación electrónica por la Facultad de Geociencias de la Universidad Texas A&M . [12]
El DSDP completó cuatro programas de perforación; Piernas 28, 29, 35 y 36 alrededor de la Antártida durante cuatro veranos australes, 1972-73, 1973-74, 1974-75 y 1975-76. Estos programas se centraron en dos objetivos principales: los cambios paleoclimáticos globales del Cenozoico y los movimientos tectónicos de placas alrededor de la Antártida. [13] [14] [15] [16] Se perforaron un total de 15 pozos alrededor del continente antártico, incluidos 4 pozos en el Mar de Ross, 5 pozos en los márgenes continentales, 2 pozos en la llanura abisal y 4 pozos a lo largo de la Dorsal India SE, entre los cuales el Sitio 270 se perforó en la latitud más alta (77° 26.45′ S) [13] [a] Los análisis de los datos recopilados de la perforación arrojaron los siguientes resultados:
Antes del programa de perforación en aguas profundas, las edades del basalto oceánico se estimaban basándose en las líneas magnéticas generadas en el centro de expansión a medida que el fondo marino se separaba. Los sedimentos que se encuentran inmediatamente por encima del basalto deberían tener edades similares a la edad de las bandas magnéticas. Esto se confirma mediante los análisis micropaleontológicos de los sedimentos basales muestreados por encima de los basaltos penetrados. Estos análisis corroboran además que Australia se separó de la Antártida hace 85 millones de años [18] [19] [13] [b]
Según un estudio paleo-suelo, la plataforma de Ross comenzó a hundirse por debajo del nivel del mar hace unos 25 millones de años en el Oligoceno. Esto sugiere que los glaciares antárticos ya habían avanzado hasta la plataforma del mar de Ross. [21] [22] Esta edad es coherente con la datación de la discordancia superficial observada en los perfiles sísmicos. La discordancia se atribuyó a la erosión de los glaciares al avanzar hacia la zona costera. El desarrollo de la corriente Circum Antártica también se inició en el Oligoceno. [14] [23] Además, las perforaciones en tierra alrededor del mar de Ross y en la península Antártica también confirman que la capa de hielo antártica ya existía al menos desde el Oligoceno. [24] [25]
La presencia de restos arrastrados por el hielo en sedimentos marinos es una indicación de la presencia de icebergs. Por lo tanto, la aparición más temprana en las latitudes altas podría posiblemente revelar el inicio de las glaciaciones a nivel del mar. Cabe señalar que hay factores que influyen en la distribución de los restos arrastrados por el hielo, como las corrientes oceánicas y el agua del mar cerca de las temperaturas de la superficie. Por lo tanto, la aparición más temprana debe considerarse como la edad mínima de la acumulación de hielo en los lugares de muestra. Las investigaciones de los restos arrastrados por el hielo concluyen razonablemente que la capa de hielo antártica se inició hace al menos 25 millones de años y se acumuló alrededor de 4,5 millones de años, como lo evidencian los restos arrastrados por el hielo que llegan más lejos del continente [14] [c] [d] [e] [29] [30]
Esta interpretación de la historia de la glaciación antártica basada en sedimentos marinos fue apoyada posteriormente por el estudio en tierra de la península Antártica [31] y por los resultados de las perforaciones alrededor de la plataforma de hielo McMurdo. [32] [33]
Los datos micropaleontológicos de los sedimentos de las profundidades marinas alrededor del margen continental antártico indican que, al menos desde finales del Oligoceno y principios del Mioceno, las aguas superficiales eran relativamente frías. Con la tendencia continua al enfriamiento, la masa de agua fría se expandió gradualmente hacia el norte hasta principios del Plioceno, durante el cual un episodio de enfriamiento intensificado resultó en un mínimo de temperatura, como lo demuestra el desplazamiento hacia el norte del límite de facies de sílice/carbonato. Esta deducción es similar a la conclusión basada en estudios de escombros clasificados como hielo. [34] [35]
Las temperaturas superficiales inferidas a partir de los análisis de isótopos de oxígeno y carbono de foraminíferos bentónicos y planctónicos en sedimentos marinos de alta latitud muestran un enfriamiento general continuo desde principios del Eoceno con una caída significativa de la temperatura en el límite Oligoceno/Eoceno. Esta temperatura del agua superficial parece indicar que la capa de hielo antártica probablemente en ese momento ya llegaba hasta la costa. Sin embargo, los glaciares en el continente a mayores altitudes pueden haber comenzado a crecer desde principios del Eoceno. [36] Esta conclusión es consistente con otros informes documentados anteriormente.
Como parte del Proyecto de Perforación en Altas Aguas, se desarrolló un sacatestigos de pistón hidráulico (HPC) que se puede utilizar con tuberías de perforación sin compensación de movimiento [...].
