Оборудование для исследования керна

Knorr – исследовательское судно, произведенное в Америке, было названо именем известного исследователя океанских глубин Эрнеста Кнорра. Шесть лет назад на его борту появилось новейшее оборудование – специальный бур, благодаря которому для научных целей со дна океана можно поднять столб керна высотой до 46 метров. Такое оборудование для исследования керна можно считать одним из самых продвинутых и технологичных для своего времени. Этот бур – самый мощный из океанографических донных устройств, которые имеются в распоряжении США на сегодняшний день. Это оборудование для исследования керна, позволило провести уникальное исследование, которое недавно появилось на страницах Science.

Экспедиция, в которой проводилось данное исследование, была организована в область  субтропиков Тихоокеанского бассейна. И эти научные изыскания позволили получить неожиданные результаты. Все известные факты и модели, которые использовались ранее, оказались опровергнутыми, ведь, вопреки бытующему в науке мнению, стометровая осадочная порода на дне океана содержит кислород. И это удивительно, ведь в обычных условиях, в осадках кислород исчезает обычно уже на глубине порядка 10 сантиметров. Но почему же данные, полученные на этом судне, противоречат опытным исследованиям. Дело в  том, что в этой части Тихого океана накопление осадков происходит с очень небольшой скоростью, всего около одного миллиметра за тысячу лет. Поэтому, те живые организмы, которые проживают в этой осадочной породе, по всем расчетам должны иметь аэробную природу. При этом отмечается, что потребление кислорода для этих микроорганизмов должно быть предельно низким, а длительность их жизни, напротив, очень высока. На вопрос о количестве кислорода в донных отложениях, можно ответить однозначно – его очень мало.

Стоит разрыть небольшую ямку для того, чтобы ощутить сероводородный слой, темный и неприятно пахнущий. Для того чтобы производилось окисление органики, используется  практически весь кислород, содержащийся в слоях осадочных отложений. После того, как большая часть органики оказывается, окислена, в дело вступают анаэробные микроорганизмы. Они также занимаются преобразованием органики, но в результате выделяется восстановительная сера. Именно благодаря этому подповерхностные слои осадочных пород богаты сероводородом, там же находится черный слой сульфида металлов. Именно поэтому считается, что на глубине ниже 10 сантиметров не может быть кислорода, там в свои права вступают анаэробные жители планеты.

Но иногда эти прописные истины перестают работать, и ученым приходится перепроверять то, что кажется основой научных знаний и представлений. Это и произошло в экспедиции, в которой оборудование для исследования керна, примененное специалистами Род-Айлендского университета позволило получить новейшие сведения о придонных осадочных отложениях. Для того чтобы оценить содержание кислорода в керновых пробах осадков, использовались специальные зонды. Эти микрозонды позволяли получить наиболее точную информацию, которая, согласно правилам исследования сразу сопоставлялась с уровнем продуктивности тех вод, где проводился сбор данных. Для того чтобы определить уровень первичной продуктивности вод Тихого океана использовались спутниковые съемки.

Оценке подвергалась цветность поверхности океана. Именно ее и положили в основу представления о продуктивности той или иной зоны океана. Именно цветность отвечает за то, какой планктон обитает в воде, какова его концентрация и активность. Оптические показатели сегодня легко переводятся в показатели продуктивности. И эти методы ученые смогли использовать для достижения своих целей. В экваториальных пробах распределение осадков было вполне привычным – на глубине в 9 сантиметров совершенно не встречалось следов кислорода. Но при исследовании отложений в районе Тихоокеанского течения (Северного) пробы дали неожиданный результат. В районе нескольких точек оказалось, что кислород присутствует на глубинах превышающих даже тридцать сантиметров. Объяснение такому феномену можно было бы поискать в снижении продуктивности зоны, ведь чем меньше органики, тем меньше кислорода используется для ее окисления.  И кислород, возможно, остается в глубинах, не тратясь на эти процессы.

Но как показывают исследования, а в атлантических глубинах с такой же продуктивностью, концентрация кислорода падает намного раньше, и уже на глубине в 20 сантиметров нет никаких следов содержания кислорода. Возможно, такой парадокс заключается в том, что скорость накопления осадков в области Северного течения в Тихом океане крайне мала. Вся органика может окисляться при помощи поверхностных аэробных микроорганизмов. А для тех, кто живет на большой глубине, потребности в органической пище значительно снижены. Поэтому глубинные обитатели практически не тратят тот кислород, который их окружает. Достаточно просчитать все параметры, которые участвуют в процессе накопления осадков, и определить, с какой скоростью происходит данный процесс. И эта цифра удивляет, ведь за тысячу лет в этом районе накапливается всего порядка 3 миллиметров осадков. А в некоторых точках и вовсе, даже одного миллиметра осадков не появляется за этот промежуток времени.

Конечно, за тысячу лет можно полностью усвоит те органические вещества, которые содержатся в миллиметровом слое осадков. Если такой уровень накопления осадков верен, то вся органика оказывается переработанной уже на глубине в 6 сантиметров. А в исследуемом районе Тихоокеанского течения, уровень осадочных отложений составляет от 88 до 100 метров. И их аэрация происходит на всей глубине, материнской породы. То есть кислород в этом месте сохраняется на протяжении не менее восьмидесяти миллионов лет. Именно такой возраст определяют ученые. Такая загадка оказалась очень интересной и продуктивной, ученые смогли определить исключение из правила и узнали еще один механизм образования донных отложений, который до этого момента представлялся невозможным.