El Deep Sea Drilling Project ( DSDP ) fue un proyecto de perforación oceánica operado desde 1968 hasta 1983. El programa fue un éxito, como lo demuestran los datos y publicaciones resultantes del mismo. Los datos ahora están alojados en la Universidad Texas A&M , aunque el programa fue coordinado por el Instituto Scripps de Oceanografía de la Universidad de California en San Diego . DSDP proporcionó datos cruciales para respaldar la hipótesis de la expansión del fondo marino y ayudó a probar la teoría de la tectónica de placas . DSDP fue el primero de tres programas internacionales de perforación científica oceánica que han operado durante más de 40 años. Le siguió el Programa de Perforación Oceánica (ODP) en 1985, el Programa Integrado de Perforación Oceánica en 2004 y el actual Programa Internacional de Descubrimiento de Océanos en 2013. [1]
El contrato inicial entre la Fundación Nacional de Ciencias (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 sede en el Instituto Scripps de Oceanografía de la Universidad de California. , San Diego . Global Marine, Inc. realizó 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, DSDP aceptó el barco el 11 de agosto de 1968. [1]
A través de contratos con Instituciones Oceanográficas Conjuntas (JOI), NSF apoyó la estructura de asesoramiento científico para el proyecto y financió 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 y la industria privada de todo el mundo. Durante los siguientes 30 meses, la segunda fase consistió en perforaciones y extracción de muestras en los océanos Atlántico , Pacífico e Índico , así como en el Mediterráneo y el Mar Rojo . Durante el período se siguieron 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 testigos revelaron la existencia de domos de sal . Las petroleras recibieron muestras tras un acuerdo para publicar sus análisis. El potencial del petróleo bajo 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 produjo cuando la tripulación perforó 17 pozos en 10 lugares diferentes a lo largo de una dorsal oceánica entre América del Sur y África . Las muestras de núcleos recuperadas proporcionaron pruebas contundentes 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 masa de tierra única y antigua, que se llama Pangea . Las muestras proporcionaron más evidencia para apoyar la teoría de la tectónica de placas , que en su momento intentó explicar la formación de cadenas montañosas, terremotos y fosas oceánicas . [6] Otro descubrimiento fue cuán joven 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 4,5 mil millones de años de la Tierra.
La Fase Internacional de Perforación Oceánica (IPOD) comenzó en 1975 cuando la República Federal de Alemania , Japón , el Reino Unido , la Unión Soviética y Francia se unieron 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 se acopló por última vez al DSDP en noviembre de 1983. Partes del barco, como su sistema de posicionamiento dinámico, el telégrafo del motor y la consola del propulsor, se almacenan en el Instituto Smithsonian de Washington, DC . Con buques de perforación más grandes y avanzados, la Resolución JOIDES reemplazó al Glomar Challenger en enero de 1985. El nuevo programa, llamado Programa de Perforación Oceánica (ODP), continuó la exploración de 1985 a 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 de reemplazar 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 de 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, el equipo tuvo que volver a pasar este hilo por el mismo agujero perforado. La técnica para esta formidable tarea se logró 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 de 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 ampliado de los agujeros 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 a largo plazo en los pozos. Esto amplió la comprensión de los procesos dinámicos involucrados en la tectónica de placas . Otro avance tecnológico implicó la introducción del sacatestigos de pistón hidráulico (HPC [10] ) en 1979, que permitió la recuperación de núcleos de sedimento prácticamente intactos. [11] Esto mejoró enormemente la capacidad de los científicos para estudiar los ambientes oceánicos antiguos.
Desde el 11 de agosto de 1968 al 11 de noviembre de 1983, el Glomar Challenger logró los siguientes logros:
El barco recuperó muestras de núcleos en 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 EE. UU., Alemania y Japón. La mitad de cada núcleo se denomina mitad de archivo y se conserva para uso futuro. La mitad funcional de cada núcleo se utiliza para proporcionar muestras para investigaciones científicas 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 del núcleo recuperado y la información geofísica asociada de las expediciones de 1968 a 1983. [12] Estos informes describen el núcleo materiales y datos científicos obtenidos en el mar y en laboratorios en tierra después del crucero. Estos volúmenes fueron preparados originalmente para NSF bajo contrato por el Instituto Scripps de Oceanografía de la Universidad de California . En 2007, la Facultad de Geociencias de la Universidad Texas A&M escaneó los libros impresos y los preparó para su presentación electrónica . [12]
DSDP completó cuatro programas de perforación; Tramos 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 cenozoicos 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 SE Indian Ridge, entre los cuales se perforó el Sitio 270 en la latitud más alta (77° 26,45′ S) [13] [a] Los análisis de los datos recopilados de la perforación logran los siguientes resultados:
Antes del programa de perforación en aguas profundas, las edades del basalto oceánico se estimaban basándose en lineamientos magnéticos generados en el centro de expansión a medida que el fondo marino se separaba. Los sedimentos que se superponen inmediatamente al basalto deben tener edades similares a la edad de las bandas magnéticas. Esto lo confirman los análisis micropaleontológicos de los sedimentos basales muestreados sobre los basaltos penetrados. Estos análisis corroboran además que Australia estuvo separada de la Antártida hace 85 millones de años [18] [19] [13] [b]
Según un estudio del paleosuelo, 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 avanzaron hasta la plataforma del Mar de Ross. [21] [22] Esta edad es consistente con la datación de la discordancia poco profunda vista en los perfiles sísmicos. La discordancia se atribuyó a la erosión del glaciar al avanzar hacia la zona costera. El desarrollo de la corriente circunantártica 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 aparición de restos de hielo en sedimentos marinos es un indicio de la presencia de icebergs. Por lo tanto, la aparición más temprana en las latitudes altas podría revelar el inicio de glaciaciones a nivel del mar. Cabe señalar que existen factores que influyen en la distribución de los desechos transportados por el hielo, como las corrientes oceánicas y la temperatura del agua del mar cerca de la superficie. Por lo tanto, la aparición más temprana debe considerarse como la edad mínima para el rafting en hielo en los lugares de muestra. Las investigaciones sobre restos transportados en balsas de hielo concluyen razonablemente que la capa de hielo de la Antártida se inició hace al menos 25 millones de años y se acumuló hace aproximadamente 4,5 millones de años, como lo demuestran los restos transportados en balsas de hielo que llegaron a lo más lejos del continente [14] [c] [d] [e ] [29] [30]
Esta interpretación de la historia de la glaciación antártica basada en sedimentos marinos fue respaldada posteriormente por el estudio terrestre de la Península Antártica [31] y por los resultados de las excavaciones alrededor de la plataforma de hielo McMurdo. [32] [33]
Los datos micropaleontológicos de sedimentos de aguas profundas 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 continua tendencia de 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 una temperatura mínima, como lo demuestra el desplazamiento hacia el norte del límite de las facies de sílice/carbonato. Esta deducción es similar a la conclusión basada en estudios de desechos clasificados como hielo. [34] [35]
Las temperaturas de la superficie inferidas de los análisis de isótopos de oxígeno y carbono de foraminerales bentónicos y planctónicos en sedimentos marinos de altas latitudes muestran un enfriamiento general continuo desde principios del Eoceno con una caída significativa de temperatura en el límite Oligoceno/Eoceno. Esta temperatura del agua superficial parece indicar que la probable capa de hielo antártica en este momento ya llegó a la costa. Sin embargo, es posible que los glaciares del continente a mayor altitud hayan comenzado a crecer desde principios del Eoceno. [36] Esta conclusión es consistente con otros informes documentados anteriormente.
Como parte del proyecto de perforación en aguas profundas, se desarrolló un sacatestigos de pistón hidráulico (HPC) que se puede utilizar con tubos de perforación sin compensación de movimiento [...].
