برنامج الحفر في المحيط
كان برنامج الحفر المحيطي (ODP) جزءًا من مشروع دولي لاستكشاف ودراسة تكوين وبنية أحواض المحيطات على سطح الأرض . وقد امتد هذا الجهد التعاوني لعقود عديدة وأنتج بيانات شاملة حسّنت فهم العمليات المحيطية وساهمت في تطوير العديد من مجالات علوم الأرض .
تاريخ التنقيب عن النفط في المحيط
بدأ التنقيب في المحيطات لأول مرة مع مشروع موهول ، وهو جهد أمريكي للتنقيب في قشرة الأرض عام 1957. [ 1 ] في ذلك الوقت، كان الفهم العلمي للعمليات المحيطية والجيولوجية محدودًا، مثل نقص المعرفة بتكتونية الصفائح . [ 2 ] ورغم أن هذا المشروع كان قصير الأجل بسبب نقص التمويل، إلا أنه قدم رؤى ثاقبة حول هذه العمليات وأثار اهتمامًا عامًا بالتنقيب في المحيطات والاكتشافات المرتبطة به. [ 2 ]
بعد هذا المشروع التمهيدي، اجتمعت عدة دول للمساهمة في سلسلة من ثلاثة مشاريع حفر في المحيطات استمرت على مدى أربعين عاماً.
كان أولها مشروع الحفر في أعماق البحار (DSDP)، الذي استمر من عام 1968 إلى عام 1983. [ 1 ] [ 2 ] وقد قاد هذا المشروعَ التحالفُ المشتركُ بين مؤسسات علوم المحيطات لأخذ عينات من أعماق الأرض (JOIDES)، وهو شراكة بين مؤسسات بحثية وجامعات أمريكية، شملت مرصد لامونت-دوهيرتي للأرض ، ومعهد علوم البحار بجامعة ميامي ، ومعهد سكريبس لعلوم المحيطات ، ومعهد وودز هول لعلوم المحيطات . [ 1 ] [ 2 ] وكان مشروع الحفر في أعماق البحار مشروعًا استكشافيًا استخدم بعض التطورات التكنولوجية، مثل جهاز أخذ العينات ذي المكبس الهيدروليكي، وأدى إلى وضع فرضيات إضافية حول العمليات المحيطية. [ 2 ]
أعقب برنامج التنمية الخارجية (ODP) برنامج التنمية الخارجية (DSDP) مباشرة في الفترة من 1984 إلى 2003. [ 1 ] [ 2 ]
كان البرنامج الأخير هو برنامج الحفر المحيطي المتكامل (IODP)، الذي اكتمل في عام 2013. [ 1 ] [ 2 ] وقد مثّلت هذه المشاريع جهدًا دوليًا، شاركت فيه أستراليا وكندا وألمانيا وفرنسا واليابان والمملكة المتحدة. كما شكّلت 12 دولة إضافية الاتحاد الأوروبي لأبحاث الحفر المحيطي (ECORD)، الذي أُنشئ لدعم برنامج الحفر المحيطي المتكامل (IODP). [ 2 ] [ 3 ]
عمليات ODP
بالمقارنة مع برنامج الحفر في أعماق البحار (DSDP)، كان برنامج الحفر في المحيط (ODP) أكثر حيوية وتنظيمًا. خططت المؤسسات القائمة على برنامج الحفر في المحيط لتطوير تقنيات الحفر في المحيط وتوسيع نطاق العمليات. [ 4 ] تولت جامعة تكساس إيه آند إم عمليات الحفر لبرنامج الحفر في المحيط، بينما تولى مرصد لامونت-دوهيرتي للأرض التابع لجامعة كولومبيا عمليات تسجيل البيانات في قاع البئر. [ 1 ] جاء الجزء الأكبر من تمويل البرنامج من المؤسسة الوطنية للعلوم، بينما جاء حوالي الثلث من متعاونين دوليين. [ 2 ]
| بالأرقام [ 1 ] | |
|---|---|
| المسافة المقطوعة | 355,781 ميلًا بحريًا |
| المواقع التي تمت زيارتها | 669 |
| أعمق اختراق للجوهر | 2111 متر |
| عدد النوى المستعادة | 35,772 |
تكنولوجيا
قرار جويدس
نظراً لطموحات برنامج الحفر في المحيطات (ODP) في توسيع نطاق عمليات الحفر، احتاج البرنامج إلى سفينة مزودة بتقنيات حفر ومختبرات أكثر تطوراً من سفينة غلومار تشالنجر ، المستخدمة في برنامج الحفر في أعماق البحار (DSDP). [ 1 ] تم اختيار سفينة الحفر سيدكو/بي بي 471 للبرنامج، وجرى تحديثها بتقنيات حفر أكثر تطوراً. [ 4 ] بُنيت السفينة في الأصل في نوفا سكوتيا عام 1978، وكانت مملوكة لكل من شركة سيدكو فوركس وشركة بريتيش بتروليوم ( بي بي ). [ 4 ]
أتاحت التحديثات التي أُجريت على السفينة إمكانية الحفر على أعماق أكبر، وإجراء تحليلات مخبرية أكثر تطورًا، والقدرة على تحمل بيئات أكثر صعوبة. [ 4 ] كان نظام الحفر المُثبّت على متنها قادرًا على الوصول إلى عمق 30,000 قدم، بحد أدنى لقوة الخضوع يبلغ 140,000 رطل لكل بوصة مربعة. [ 4 ] كانت السفينة تمتلك طاقة كافية لدعم مجتمع سكني يضم 14,000 نسمة، مما سمح بزيادة السرعة وقدرات الحفر. [ 4 ] احتوت المختبرات الموجودة على متنها على أجهزة علمية متطورة، وامتدت على مساحة 145,000 قدم مربع، وكانت تُعتبر أحدث المختبرات الجيولوجية العائمة في ذلك الوقت. [ 4 ]
طقم تعديل نظام منع الدوران (CORK)
من بين التطورات التكنولوجية المحددة التي طُبقت في برنامج الحفر في أعماق البحار (ODP) نظام CORK، الذي استُخدم في 18 بئراً خلال البرنامج بدءاً من عام 1989. [ 5 ] يُعد نظام CORK نظاماً للمراقبة الهيدروجيولوجية طويلة الأمد، حيث يقوم بإغلاق الآبار المحفورة ويتيح إجراء المزيد من عمليات الرصد. [ 5 ] يتكون نظام CORK من جزأين: جسم يُغلق النظام داخل البئر، ونظام تسجيل البيانات وأجهزة الاستشعار. [ 5 ] في حال ترك الآبار المحفورة دون إغلاق، فإن بيئة باطن الأرض ستتأثر ولن يكون من الممكن رصدها مستقبلاً. [ 5 ] ساهم استخدام نظام CORK في إغلاق الآبار في إعادة التوازن البيئي، كما وفرت عمليات الرصد فهماً أفضل للعمليات الهيدروجيولوجية في باطن الأرض. [ 5 ]
الإنجازات العلمية
وقد قدمت برامج الحفر المحيطي الأخرى أدلة ساهمت بشكل كبير في تحسين فهم العمليات المحيطية، والتي تشمل الجيوكيمياء وعلم الأحياء ومجالات علوم الأرض الأخرى ذات الصلة.
العمليات الأرضية
أدت الأدلة المستقاة من برنامج الحفر في قاع المحيط (ODP) إلى فهم أفضل لعمليات الأرض بشكل عام. والأهم من ذلك، تم تأكيد النظريات السابقة حول تمدد قاع المحيط . [ 1 ] بالإضافة إلى ذلك، اكتسب العلماء رؤى جديدة حول الغلاف الصخري المحيطي ، بما في ذلك بنيته وتكوينه ونشأته. [ 1 ] وقد قدم برنامج الحفر في قاع المحيط أدلة على أن تكوين الغلاف الصخري يختلف باختلاف قربه من مناطق تمدد قاع المحيط المجاورة. [ 1 ] علاوة على ذلك، وفرت الأدلة الجيولوجية المستقاة من هذه الرحلات الاستكشافية فهمًا أكثر تفصيلًا لمناخ الأرض وتاريخ محيطاتها، مما ساهم في تطوير مجالي علم المحيطات القديمة وعلم المناخ القديم . [ 1 ]
المغناطيسية الأرضية
يتولد المجال المغناطيسي للأرض بفعل تيارات الحمل الحراري في اللب الخارجي السائل. وقد شهد هذا المجال المغناطيسي في الماضي انعكاسات، حيث انقلبت الأقطاب الشمالية والجنوبية . وتوجد أدلة على هذه الانعكاسات في الرواسب، وقد أدت عينات من برنامج الحفر في قاع المحيط (ODP) إلى تحديد مقاييس زمنية جيولوجية أكثر دقة . [ 1 ] [ 2 ]
هيدرات الغاز
في بعض البيئات تحت السطحية ذات الضغط العالي ودرجة الحرارة المنخفضة، يمكن لبعض الغازات، مثل الميثان وثاني أكسيد الكربون، أن تتحد مع الماء، مُكَوِّنةً مواد شبيهة بالجليد. [ 1 ] كانت المرحلة 164 من برنامج الحفر في أعماق المحيط (ODP) في بليك ريدج أول موقع يُركِّز على هيدرات الغاز . [ 1 ] كان استخراج رواسب هيدرات الغاز صعبًا، نظرًا للظروف الخاصة التي تتشكل فيها، مما أدى إلى فقدان بعض المواد أثناء عملية الاستخراج. [ 1 ] استُخدمت تقنية جديدة للحصول على بيانات في الموقع دون الحاجة إلى استخراج هيدرات الغاز. [ 1 ] قبل برنامج الحفر في أعماق المحيط، كانت لدى العلماء تقديرات غير دقيقة لكميات ومواقع تكوينات هيدرات الغاز. زادت البيانات المُستقاة من البرنامج من دقة التقديرات ووفرت أدلة أكثر وضوحًا على توزيع هيدرات الغاز. [ 1 ]
الفتحات الحرارية المائية
عندما تدخل مياه البحر الباردة إلى قشرة المحيط عبر فتحة حرارية مائية ، تسخن بفعل الصهارة الجوفية وتندفع من تلك الفتحة. [ 1 ] وتُحفز هذه العملية تفاعلات الماء والصخور تحت قاع المحيط، لذا فقد ساهمت الأدلة المستقاة من برنامج الحفر في قاع المحيط (ODP) في فهم أفضل لهذه التفاعلات. [ 1 ] وهذا أمرٌ أساسي لفهم الكيمياء البحرية بشكل عام والتفاعلات بين المحيط وقشرة الأرض. [ 1 ]
العمليات البيولوجية
قبل برنامج الحفر في قاع المحيط (ODP)، لم تكن هناك أدلة قاطعة تُؤكد وجود تجمعات بكتيرية في رواسب قاع البحر. [ 6 ] ركزت 14 موقعًا من مواقع برنامج الحفر في قاع المحيط تحديدًا على دراسة البكتيريا، وتمكنت تقنية البرنامج من جمع عينات لبية غير مضطربة وغير ملوثة لفحص التجمعات البكتيرية ونشاطها بدقة. [ 6 ]
وجود ونشاط التجمعات البكتيرية
أظهرت الأدلة المستقاة من برنامج الحفر في أعماق المحيطات (ODP) تناقضًا مع التوقعات التي تشير إلى تركز النشاط البيولوجي بكثافة أكبر بالقرب من سطح الأرض. [ 6 ] فقد تم اكتشاف تجمعات كبيرة من البكتيريا، مما أضاف حوالي 10% إلى تقديرات الكتلة الحيوية العالمية. [ 6 ] وانخفضت وفرة التجمعات البكتيرية مع ازدياد العمق، كما تباطأت معدلات نمو البكتيريا في الأعماق. [ 6 ] وعلى الرغم من هذا الاتجاه العام، فقد وُجدت ظروف جيولوجية كيميائية وعمليات توليد حرارة معينة سمحت للتجمعات البكتيرية بالازدهار في الأعماق. [ 6 ] فعلى سبيل المثال، بالقرب من رواسب هيدرات الغاز، زادت معدلات أكسدة الميثان نتيجة وفرة الكربون العضوي الموجود. [ 1 ] [ 6 ] بالإضافة إلى ذلك، زادت معدلات إنتاج الميثان واستقلاب الأسيتات في البكتيريا الموجودة تحت سطح الأرض مقارنةً بتلك الموجودة بالقرب من السطح. [ 6 ]
حركة البكتيريا
ومن العمليات البيولوجية الأخرى التي دُرست حركة هذه التجمعات البكتيرية. كان العلماء يأملون في فهم أفضل لما إذا كانت البكتيريا محصورة في الرواسب المتراكمة أم قادرة على الحركة بحرية في جميع أنحاء باطن الأرض. [ 6 ] أظهرت الأدلة المستقاة من برنامج الحفر في أعماق المحيطات (ODP) أن البكتيريا الأقرب إلى السطح كانت متحركة، بينما لم تتمكن تلك الموجودة في الرواسب الأعمق من مواكبة معدلات الترسيب وانطوت تحتها. [ 6 ]
انظر أيضاً
مراجع
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 ويلينغ، لجنة مراجعة الإنجازات العلمية وتقييم إمكانات الاكتشافات التحويلية المستقبلية في مجال الحفر العلمي للمحيطات المدعوم من الولايات المتحدة (2011). الحفر العلمي للمحيطات: الإنجازات والتحديات . واشنطن: مطبعة الأكاديميات الوطنية. ISBN 978-0-309-21901-3.
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 بيكر، كير؛ أوستن، جيمس أ.؛ إكسون، نيفيل؛ همفريز، سوزان؛ كاستنر، ميريام؛ ماكنزي، جوديث أ.؛ ميلر، كينيث ج.؛ سوييهيرو، كيوشي؛ تايرا، أساهيكو (2019). "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 . JSTOR 26604941 .
- ↑ برنامج الحفر المحيطي (2007). التقرير الفني النهائي 1983-2007 (ملف PDF) (تقرير) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 يوليو 2019 .
- 1 2 3 4 5 6 7 فوس، ج. (نوفمبر 1985). "برنامج الحفر المحيطي الثاني: جويدس ريزوليوشن - سفينة الحفر العلمية في الثمانينيات" . مؤتمر أوشنز 85 - هندسة المحيطات والبيئة . الصفحات 124-132 . doi : 10.1109/OCEANS.1985.1160101 .
- ١ ٢ ٣ ٤ ٥ فيشر، أ. ت.؛ أورابي، ت.؛ كلاوس، أ.؛ وعلماء البعثة ٣٠١، المحررون. (٣١ أكتوبر ٢٠٠٥). "مراجعة لتصاميم وعمليات كورك خلال برنامج الحفر المحيطي". وقائع برنامج الحفر المحيطي المتكامل، ٣٠١. المجلد ٣٠١. doi : 10.2204/iodp.proc.301.104.2005 .
{{cite book}}: CS1 maint: أسماء رقمية: قائمة المحررين ( رابط ) - 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 باركس، ر. جون؛ كراغ، باري أ.؛ ويلزبري، بيتر (13 مارس 2000). "دراسات حديثة حول التجمعات البكتيرية والعمليات في رواسب قاع البحر: مراجعة" . مجلة الهيدروجيولوجيا . 8 (1): 11-28 . Bibcode : 2000HydJ....8...11P . doi : 10.1007/PL00010971 . ISSN 1431-2174 .
روابط خارجية
- الجيولوجيا البحرية
- المشاريع التي تم إنشاؤها عام 1985