قرار جويدس

سفينة الحفر جويدس ريزوليوشن عام 1988

كانت سفينة الأبحاث "جويدس ريزوليوشن" (المُشار إليها اختصارًا بـ"جويدس ريزوليوشن")، وهي سفينة أبحاث بدون أنابيب صاعدة (اختصارًا لـ"المؤسسات الأوقيانوغرافية المشتركة لأخذ عينات من أعماق الأرض") ، إحدى سفن الحفر العلمية التي استخدمها البرنامج الدولي لاكتشاف المحيطات (IODP)، وهو برنامج بحثي دولي متعدد منصات الحفر. وكانت "جويدس ريزوليوشن" سابقًا سفينة الأبحاث الرئيسية المستخدمة خلال برنامج الحفر المحيطي (ODP)، حيث استُخدمت جنبًا إلى جنب مع سفينة الحفر اليابانية "تشيكيو" ومنصات حفر أخرى مُخصصة لمهام محددة ضمن برنامج الحفر المحيطي المتكامل . وقد خلفت " جويدس ريزوليوشن" سفينة "غلومار تشالنجر" .

أُطلقت السفينة لأول مرة عام 1978 باسم Sedco/BP 471 ، كسفينة استكشاف نفطي. وتم تحويلها للاستخدام العلمي بعد ست سنوات في عام 1984، وبدأت العمل كسفينة الأبحاث الرئيسية لبرنامج الحفر في أعماق البحار (ODP) في يناير 1985. خضعت السفينة JOIDES Resolution للتحديث خلال الفترة 2007-2008، وعادت إلى الخدمة الفعلية في فبراير 2009 بعد تجديد شامل لمختبراتها وأماكن إقامتها.

تولت جامعة تكساس إيه آند إم (TAMU) إدارة وتشغيل محطة JOIDES Resolution كمركز أبحاث تابع لبرنامج IODP. وقد مُوِّلَت محطة JOIDES Resolution العلمية (JRSO) من خلال اتفاقية تعاون مع المؤسسة الوطنية للعلوم الأمريكية (NSF)، بمساهمات دولية من 23 دولة عضو في البرنامج. وتوقفت عمليات محطة JOIDES Resolution في أغسطس 2024 بعد عدم تجديد دعم المؤسسة الوطنية للعلوم.

تسمية

تم تسمية سفينة JOIDES Resolution على اسم سفينة HMS Resolution ، التي قام بها الكابتن جيمس كوك برحلتيه الاستكشافيتين الثانية والثالثة في المحيط الهادئ في سبعينيات القرن الثامن عشر. [ 1 ]

قدرات دقة JOIDES

استخدمت سفينة الأبحاث " جويدس ريزوليوشن" تقنيات الحفر السلكي والتسجيل لاستخراج عينات من اللب وبيانات جيوفيزيائية من قاع البحر. عملت السفينة في أعماق مائية تتراوح بين 76 مترًا (249 قدمًا) و 5800 متر (19000 قدم) ، ووصلت إلى أقصى عمق يزيد قليلًا عن 2100 متر (6900 قدم) تحت قاع البحر. بلغ طول أطول أنبوب حفر 6919 مترًا (22700 قدم) أثناء الحفر في عمق 5724 مترًا (18780 قدمًا) . على مدار فترة عملها كسفينة أبحاث، استخرجت "جويدس ريزوليوشن" أكثر من 373 كيلومترًا (232 ميلًا) من اللب.      

المرافق الموجودة على متن السفينة

كانت سفينة " جويدس ريزوليوشن " مختبرًا متطورًا لعلوم الأرض، مُجهزًا بأحدث المعدات التحليلية والبرمجيات وقواعد البيانات، مما مكّن العلماء على متنها من إجراء البحوث في البحر فور استخراج العينات اللبية. تتوفر جولات افتراضية بزاوية 360 درجة لمناطق المختبر وفيديو جوي للسفينة عبر الإنترنت [انظر الروابط الخارجية].

المختبرات

تضمنت مساحة المختبر تجهيزات لوصف العينات اللبية بصريًا على المستويين الكلي والجزئي؛ ومجاهر لتحليل الرواسب الصخرية وتقييم الطبقات الحيوية ؛ وأجهزة لقياس الخصائص الفيزيائية، والمغناطيسية القديمة ، والكيمياء الجيولوجية لمياه المسام، والرواسب، والصخور؛ ومعدات لقطع وتقطيع عينات من لباب الصخور والرواسب. استُخدم مختبر القياسات في قاع البئر كمنطقة تجميع بيانات للحصول على سجلات في الموقع لخصائص تكوينات قاع البحر، بدءًا من سجلات آبار الحفر وصولًا إلى درجة حرارة وضغط التكوين.

مرافق أخرى

إلى جانب المختبرات والموارد التقنية، احتوت سفينة الأبحاث "جويدس ريزوليوشن" على قاعة مؤتمرات، ومكاتب، ومقصورات (أسرّة) لأفراد الطاقم والفرق العلمية، ومستشفى، ومطبخ، وقاعة طعام. كما تم توفير صالة رياضية، وقاعة سينما، وردهة مع مكتبة صغيرة.

التطورات التقنية

شهدت قدرات جهاز الحفر JOIDES Resolution والأدوات والتقنيات المستخدمة لتحقيق الأهداف العلمية تحسينات مستمرة طوال فترة برنامج الحفر العلمي في المحيط. وشملت الابتكارات التشغيلية الرئيسية تطوير جهاز أخذ عينات متطور بنصف الطول (HLAPC) وأداة الحفر داخل الغلاف وأداة التحرير الهيدروليكي (HRT).

أداة حفر متطورة بنصف الطول

تستخدم أداة HLAPC لبًا بطول 4.7 متر (15 قدمًا) بدلًا من لب APC القياسي بطول 9.5 متر (31 قدمًا) . صُممت هذه الأداة لزيادة عمق اختراق اللب المكبسي، مما يسمح بجمع عينات لبية مناسبة لدراسات علم المحيطات القديمة وعلم المناخ القديم عالية الدقة من أعماق أكبر. بعد نشرها الأولي في عام 2013، رفعت HLAPC الرقم القياسي لعمق اللب المكبسي إلى 490 مترًا (1610 قدمًا) تحت قاع البحر. كما كانت HLAPC الأداة الوحيدة التي نجحت في استخراج الرمال غير المتماسكة من مروحة البنغال (الرحلة الاستكشافية 354) وفي بيئات أخرى حيث ثبت صعوبة استخراج الصخور باستخدام أدوات APC أو أسطوانة اللب الممتدة (XCB).      

أداة الحفر داخل الغلاف وأداة التحرير الهيدروليكية

لطالما تطلّب حفر الآبار العميقة في الرواسب، بما فيها تلك التي تخترق الصخور الأساسية أسفل الرواسب، حفرًا مسبقًا عميقًا وتركيب أنابيب تغليف مزدوجة أو ثلاثية لتثبيت الجزء العلوي من البئر، وهو ما يستغرق من 7 إلى 10 أيام. ابتداءً من عام 2014، خلال الرحلة الاستكشافية 352، أدى استخدام أسلوب حفر أنبوب تغليف واحد ونظام إعادة دخول مزود بمحرك طين وموسع حفر سفلي، دون حفر مسبق، إلى تغليف الجزء العلوي من البئر في وقت أقصر (من 3 إلى 4 أيام). وفي عام 2015، تم تكييف أداة التحرير الهيدروليكي (HRT) لحفر نظام إعادة دخول مزود بأنبوب تغليف قصير لبدء حفر بئر في قاع البحر الصخري المكشوف في منطقة ساوث ويست إنديان ريدج (الرحلة الاستكشافية 360). أصبحت أداة التحرير الهيدروليكي والمعدات ذات الصلة الآن نظام التغليف القياسي لحفر الآبار، وذلك لإنشاء أنبوب تغليف واحد لاختراق الرواسب العميقة.

عمليات العلوم في شركة JOIDES Resolution

يُمكّن الحفر العلمي في المحيطات الباحثين من الوصول إلى سجلات ملايين السنين من تاريخ الأرض المناخي والبيولوجي والكيميائي والجيولوجي المدفونة تحت قاع المحيط. ويمكن أن تُسهم التطورات في فهمنا لماضي الأرض في تحسين فهمنا لمستقبلها والتنبؤ به، كما تُفيد في اتخاذ القرارات بشأن القضايا البيئية الهامة التي تواجه المجتمع اليوم.

مشغل علوم الدقة في شركة جويدز

كانت سفينة الأبحاث "جويدس ريزوليوشن" تُدار وتُشغل من قبل مكتبها العلمي التابع لجامعة تكساس إيه آند إم (TAMU). وقد تولت جامعة تكساس إيه آند إم دور المشغل العلمي لسفينة " جويدس ريزوليوشن" بدءًا من عام 1983، حيث أدارت برنامج الحفر المحيطي (ODP) من عام 1983 إلى عام 2003، وشاركت مع اتحاد قيادة المحيطات ومرصد لامونت-دوهيرتي للأرض التابع لجامعة كولومبيا في الإدارة المشتركة لبرنامج الحفر المحيطي المتكامل (IODP) من عام 2004 إلى عام 2013، وأدارت برنامج الحفر المحيطي المتكامل (IODP) من عام 2013 إلى عام 2024. [ 2 ] [ 3 ] وفي أكتوبر 2014، تم اعتماد مكتب المشغل العلمي لسفينة "جويدس ريزوليوشن" رسميًا كجهة منفذة لبرنامج الحفر المحيطي المتكامل (IODP). [ 4 ] [ 5 ] وشملت مسؤوليات مكتب المشغل العلمي الإشراف على العمليات العلمية لسفينة "جويدس ريزوليوشن"، وأرشفة البيانات والعينات والسجلات التي جمعها البرنامج الحالي، وإصدار ونشر منشورات البرنامج، بما في ذلك نتائج الرحلات الاستكشافية وخطط البرنامج والتقارير المالية.

خطة العلوم الخاصة ببرنامج الحفر المحيطي المتكامل

بمساهمة مئات العلماء الدوليين، وُضعت خطط علمية طويلة المدى لتوجيه التعاون الدولي متعدد التخصصات في مجال الحفر العلمي في المحيطات. تتضمن هذه الخطط مجموعة من الأسئلة العلمية الحاسمة التي تتطلب الحفر في أعماق قاع المحيط. وتركز خطة برنامج الحفر المتكامل للمحيطات (IODP) العلمية للفترة 2013-2023، بعنوان " إضاءة ماضي الأرض وحاضرها ومستقبلها"، على التحديات في أربعة مجالات.

• تغير المناخ والمحيطات: قراءة الماضي، واستشراف المستقبل

• حدود المحيط الحيوي: الحياة في الأعماق، والتنوع البيولوجي، والتأثيرات البيئية على النظم البيئية

• الروابط الأرضية: العمليات العميقة وتأثيرها على بيئة سطح الأرض

• الأرض في حركة: العمليات والمخاطر على النطاق الزمني البشري

تمت معالجة المواضيع والتحديات المحددة في الخطة العلمية لبرنامج الحفر المحيطي المتكامل (IODP) من خلال رحلات حفر استكشافية ناتجة عن مقترحات خضعت لمراجعة الأقران، وقامت بتقييمها لجنة التقييم العلمي ولجنة مراجعة خارجية. أُحيلت المقترحات ذات الأولوية القصوى إلى مجلس مرفق حل مشكلة جويدس (JRFB)، الذي تعاون بدوره مع مكتب حل مشكلة جويدس (JRSO) لوضع جدول زمني للرحلات الاستكشافية لتحقيق أهداف المقترحات بأعلى كفاءة وفعالية. قام كل من مجلس مرفق حل مشكلة جويدس (JRFB) والمؤسسة الوطنية للعلوم (NSF) بمراجعة واعتماد خطط البرنامج السنوية لمكتب حل مشكلة جويدس (JRSO)، والتي تضمنت المهام وطلبات الميزانية لدعم الرحلات الاستكشافية المقررة.

جدولة الرحلات الاستكشافية الأمثل

عملت كل من منظمة أبحاث الغواصات (JRSO) وهيئة أبحاث الغواصات (JRFB) معًا لوضع مسار إقليمي للسفن، وإبلاغ المجتمع العلمي بالمناطق المخطط لها لعمليات مهمة جويدس ريزوليوشن ، عادةً قبل عامين إلى ثلاثة أعوام من الموعد المحدد. ونتيجةً لهذا التخطيط الإقليمي، تمكنت جويدس ريزوليوشن من معالجة العديد من محاور الخطة العلمية من خلال رحلات استكشافية متعددة ومتكاملة. فعلى سبيل المثال، تناولت الرحلات الاستكشافية 350 و351 و352، بالإضافة إلى الرحلة 371، السؤال الأساسي حول كيفية بدء عملية الاندساس. وبالمثل، أسفرت سنتان من الحفر في غرب المحيط الهادئ والمحيط الهندي عن رحلات استكشافية متعددة تناولت أصل وبداية نظام مناخ الرياح الموسمية. وستساهم أربع رحلات حفر مخططة في القطب الجنوبي والمحيط الجنوبي في تحسين فهمنا لكيفية استجابة الغطاء الجليدي في القطب الجنوبي للتأثيرات المناخية. وقد شكلت هذه المجموعات من الرحلات الاستكشافية بعثات افتراضية أتاحت إمكانية معالجة مسائل علمية تتجاوز نطاق رحلة استكشافية واحدة.

نهاية العمليات

في مارس 2023، أعلنت المؤسسة الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة أنها ستتوقف عن تمويل مشروع سفينة الأبحاث "جويدس ريزوليوشن" بسبب ارتفاع تكاليف التشغيل. [ 6 ] اختُتمت الرحلة الاستكشافية الأخيرة في أغسطس 2024، وبعدها بدأت عملية تفكيك السفينة في أمستردام.

انطلقت السفينة في رحلتها الاستكشافية الأخيرة ( رحلة IODP رقم 403) في يونيو 2024. [ 7 ] ورغم عدم وجود خطط محددة لاستبدالها، سيتم الاحتفاظ بمستودعات العينات اللبية التي جمعتها السفينة في جامعة تكساس إيه آند إم، وجامعة بريمن ، وجامعة كوتشي في اليابان. [ 8 ]

رحلات الإرث

بدأت سفينة الأبحاث "جويدس ريزوليوشن" (JOIDES Resolution) بتنفيذ رحلات استكشافية علمية للحفر في المحيطات عام 1985. وخلال برنامج الحفر المحيطي (1985-2003)، نفذت السفينة 111 رحلة استكشافية وحفرت 669 موقعًا. أما خلال برنامج الحفر المحيطي المتكامل (2003-2013)، فقد نفذت 35 رحلة استكشافية وحفرت 145 موقعًا. ويمكن الاطلاع على أبرز نتائج رحلات برنامج الحفر المحيطي وبرنامج الحفر المحيطي المتكامل في التقارير الفنية النهائية لهذين البرنامجين (انظر المراجع). بدأ رصد الآبار بتركيب جهاز قياس الزلازل واسع النطاق في البئر 794D عام 1989 خلال برنامج الحفر المحيطي. لاحقًا، تم تركيب أكثر من 30 مرصدًا طويل الأمد في الآبار، تتراوح بين البسيطة والمعقدة.

إحصائيات الحفر

تتوفر إحصائيات مفصلة عن عملية أخذ العينات اللبية باستخدام برنامج JOIDES Resolution على الإنترنت. [ 9 ] تتضمن الجداول التالية إحصائيات عامة وأهم النقاط.

برنامجاكتملت الرحلات الاستكشافيةأيام العملياتقطعت الأميالالمواقع التي تمت زيارتهاثقوب محفورةتم استعادة النوىتم استخراج أمتار من اللب
البرنامج الدولي لاكتشاف المحيطات (أكتوبر 2013 - سبتمبر 2024؛ الرحلات الاستكشافية 349-403)483994208,6152205991622693,294
برنامج الحفر المحيطي المتكامل (2003-2013)311836126,889145439849157,289
برنامج الحفر في المحيطات (1985-2003)1116591355,781669179735,772222,704
المجموع19012421691,2851034283560,489373,287
برنامجأقصى موقع شماليأقصى موقع جنوبيأضحل عمق للمياهأعمق عمق للمياهأعمق حفرة
برنامج الاكتشاف المحيطي الدولي79.1 درجة شمالاً76.6 درجة جنوباً87 م5012 متر1806 متر
برنامج الحفر المحيطي المتكامل67 درجة شمالاً66.4 درجة جنوباً95.5 متر4479 مترًا1928 مترًا
برنامج الحفر في المحيط80.5 درجة شمالاً70.8 درجة جنوباً37.5 متر5980 مترًا2111 متراً

جهود التوعية في مؤسسة جويدس ريزوليوشن

استُخدمت سفينة "جويدس ريزوليوشن" كمنصة للتعليم والتوعية. رافق ضباط التعليم والتوعية على متنها كل رحلة استكشافية، وكان أفراد فريق "جويدس ريزوليوشن" متاحين للمساعدة في التواصل المرئي بين السفينة والشاطئ، والجولات السياحية في الموانئ، وجهود التوعية. عُقدت ورشة عمل "مدرسة الروك" الافتتاحية (تجارب بحثية عملية لمعلمي علوم الأرض والمحيطات) على متن " جويدس ريزوليوشن" عام 2005، واستمر استخدام السفينة لعقد ورش عمل "مدرسة الروك" عندما كانت متاحة أثناء رحلات العبور أو خلال فترات الصيانة حتى عام 2024.

انظر أيضاً

مراجع

  1. "مراحل برنامج الحفر في أعماق المحيط وبرنامج الحفر في المحيط المتكامل: حل JOIDES" .
  2. بيكر، كير؛ أوستن، جيمس؛ إكسون، نيفيل؛ همفريز، سوزان؛ كاستنر، ميريام؛ ماكنزي، جوديث؛ ميلر، كينيث؛ سوييهيرو، كيوشي؛ تايرا، أساهيكو (2019-03-01). "خمسون عامًا من الحفر العلمي في المحيط" . علم المحيطات . 32 (1): 17-21 . doi : 10.5670/oceanog.2019.110 . hdl : 1885/196759 . ISSN 1042-8275 . S2CID 135374057 .  
  3. JRSO، IODP. "نبذة عن JRSO" . iodp.tamu.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2022-05-03 .
  4. JRSO، IODP. "التقارير وخطط البرامج" . iodp.tamu.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2022-05-03 .
  5. IODP، JRSO (14-07-2014). "IODP_JRSO_FY15_APP.pdf" (ملف PDF) . الخطة السنوية لبرنامج IODP-JRSO للسنة المالية 2015. تم الاطلاع عليها بتاريخ 03-05-2022 .
  6. «إعلان عدم تجديد اتفاقية التعاون الخاصة بعمليات وصيانة جهاز جويدس ريزوليوشن» (بيان صحفي). المؤسسة الوطنية للعلوم. 31 مارس 2023. تاريخ الاطلاع: 17 أكتوبر 2023 .
  7. فان ديلين، غريس (6 يونيو 2024). "رحلة جويدس ريزوليوشن الأخيرة" . مجلة إيوس . الاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي.
  8. وي-هاس، مايا (26 أغسطس 2024). "تفكيك السفينة التي حفرت بحثًا عن أعمق أسرار المحيط" . صحيفة نيويورك تايمز .
  9. JRSO، IODP. "إحصائيات أخذ العينات اللبية بدقة JOIDES" . iodp.tamu.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 22-03-2024 .