É impressionante, mas é verdade que sabemos mais sobre a superfície da lua do que sobre o fundo do oceano da Terra. Muito do que sabemos veio de perfurações oceânicas científicas - a coleta sistemática de amostras do fundo do mar. Este processo revolucionário começou há 50 anos, quando o navio de perfuração Glomar Challenger navegou para o Golfo do México em 11 de agosto, 1968 na primeira expedição do Deep Sea Drilling Project, financiado pelo governo federal.

Fiz minha primeira expedição científica de perfuração oceânica em 1980, e, desde então, participou de mais seis expedições a locais, incluindo o extremo Atlântico Norte e o Mar de Weddell da Antártica. No meu lab, meus alunos e eu trabalhamos com amostras básicas dessas expedições. Cada um desses núcleos, que são cilindros de 31 pés de comprimento e 3 polegadas de largura, é como um livro cujas informações estão esperando para serem traduzidas em palavras. Segurando um núcleo recém-aberto, cheio de rochas e sedimentos do fundo do oceano da Terra, é como abrir um baú de tesouro raro que registra a passagem do tempo na história da Terra.

Mais de meio século, a perfuração científica do oceano provou a teoria das placas tectônicas, criou o campo da paleoceanografia e redefiniu como vemos a vida na Terra, revelando uma enorme variedade e volume de vida na biosfera marinha profunda. E muito mais ainda precisa ser aprendido.

Inovações tecnológicas

Duas inovações importantes possibilitaram aos navios de pesquisa coletar amostras de núcleos de locais precisos nas profundezas dos oceanos. O primeiro, conhecido como posicionamento dinâmico, permite que um navio de 471 pés fique fixo no lugar durante a perfuração e recuperação de núcleos, um em cima do outro, frequentemente em mais de 12 anos, 000 pés de água.

A ancoragem não é viável nessas profundidades. Em vez de, técnicos jogam um instrumento em forma de torpedo chamado transponder pela lateral. Um dispositivo chamado transdutor, montado no casco do navio, envia um sinal acústico para o transponder, que responde. Os computadores a bordo calculam a distância e o ângulo dessa comunicação. Os propulsores no casco do navio manobram o navio para ficar exatamente no mesmo local, contrariando as forças das correntes, vento e ondas.

Outro desafio surge quando as brocas precisam ser substituídas no meio da operação. A crosta do oceano é composta de rocha ígnea que se desgasta muito antes de atingir a profundidade desejada.

Quando isso acontece, a equipe de perfuração traz todo o tubo de perfuração para a superfície, monta uma nova broca e retorna ao mesmo furo. Isso requer guiar o tubo em um cone de reentrada em forma de funil, menos de 15 pés de largura, colocado no fundo do oceano na boca do furo de perfuração. O processo, que foi realizado pela primeira vez em 1970, é como colocar um longo fio de espaguete em um funil de um quarto de polegada de largura na extremidade funda de uma piscina olímpica.

Confirmando placas tectônicas

Quando a perfuração científica no oceano começou em 1968, a teoria das placas tectônicas foi um assunto de debate ativo. Uma ideia-chave era que a nova crosta oceânica foi criada em cristas no fundo do mar, onde as placas oceânicas se afastaram umas das outras e o magma do interior da Terra brotou entre elas. De acordo com esta teoria, a crosta deve ser um novo material na crista das dorsais do oceano, e sua idade deve aumentar com a distância da crista.

A única maneira de provar isso era analisando sedimentos e núcleos de rochas. No inverno de 1968-1969, o Glomar Challenger perfurou sete locais no Oceano Atlântico Sul, a leste e oeste da cordilheira Mesoatlântica. Tanto as rochas ígneas do fundo do oceano quanto os sedimentos sobrejacentes envelheceram em perfeita concordância com as previsões, confirmando que a crosta oceânica estava se formando nas cristas e as placas tectônicas estavam corretas.

Reconstruindo a história da Terra

O registro da história da Terra nos oceanos é mais contínuo do que as formações geológicas terrestres, onde a erosão e redeposição pelo vento, água e gelo podem atrapalhar o recorde. Na maioria das localizações do oceano, os sedimentos são depositados partícula por partícula, microfóssil por microfóssil, e permanece no lugar, eventualmente sucumbindo à pressão e se transformando em rocha.

Os microfósseis (plâncton) preservados nos sedimentos são bonitos e informativos, mesmo que alguns sejam menores do que a largura de um fio de cabelo humano. Como fósseis maiores de plantas e animais, os cientistas podem usar essas estruturas delicadas de cálcio e silício para reconstruir ambientes anteriores.

Graças à perfuração científica do oceano, sabemos que depois que um asteróide matou todos os dinossauros não-aviários há 66 milhões de anos, uma nova vida colonizou a borda da cratera em poucos anos, e dentro de 30, 000 anos, um ecossistema completo estava prosperando. Alguns organismos do oceano profundo sobreviveram ao impacto do meteorito.

A perfuração oceânica também mostrou que dez milhões de anos depois, uma descarga massiva de carbono - provavelmente de extensa atividade vulcânica e metano liberado do derretimento de hidratos de metano - causou um abrupto, evento de aquecimento intenso, ou hipertérmica, denominado Máximo Térmico Paleoceno-Eoceno. Durante este episódio, até mesmo o Ártico atingiu mais de 73 graus Fahrenheit.

A acidificação do oceano resultante da liberação de carbono na atmosfera e no oceano causou uma dissolução massiva e mudanças no ecossistema do oceano profundo.

Este episódio é um exemplo impressionante do impacto do rápido aquecimento do clima. A quantidade total de carbono liberada durante o PETM é estimada em aproximadamente igual à quantidade que os humanos irão liberar se queimarmos todas as reservas de combustível fóssil da Terra. Ainda, uma diferença importante é que o carbono liberado pelos vulcões e hidratos estava em um ritmo muito mais lento do que atualmente liberamos o combustível fóssil. Portanto, podemos esperar mudanças ainda mais dramáticas no clima e no ecossistema, a menos que paremos de emitir carbono.

Encontrando vida nos sedimentos do oceano

Perfurações oceânicas científicas também mostraram que existem aproximadamente tantas células nos sedimentos marinhos quanto no oceano ou no solo. As expedições encontraram vida em sedimentos em profundidades de mais de 8000 pés; em depósitos no fundo do mar com 86 milhões de anos; e em temperaturas acima de 140 graus Fahrenheit.

Hoje, cientistas de 23 nações estão propondo e conduzindo pesquisas por meio do Programa Internacional de Descoberta do Oceano, que usa perfurações oceânicas científicas para recuperar dados de sedimentos e rochas do fundo do mar e para monitorar ambientes sob o fundo do oceano. A Coring está produzindo novas informações sobre placas tectônicas, como as complexidades da formação da crosta oceânica, e a diversidade da vida nos oceanos profundos.

Esta pesquisa é cara, e tecnológica e intelectualmente intensa. Mas só explorando o fundo do mar podemos recuperar os tesouros que ele contém e compreender melhor sua beleza e complexidade.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.