Última viagem de um navio de perfuração oceânica? Eis por que os cientistas não querem ver a Resolução JOIDES arquivada

Meu lugar favorito no mundo não é um local fixo. É o JOIDES Resolution, um navio de pesquisa financiado internacionalmente que passou sua vida útil constantemente em movimento, das profundezas da Antártida até o alto do Ártico.

Desde 1985, expedições científicas neste laboratório oceânico único perfuraram 230 milhas (370 quilômetros) de sedimentos e núcleos de rochas — longas amostras cilíndricas que fornecem uma visão única do fundo do oceano. Os núcleos vêm de mil locais diferentes, permitindo que cientistas de muitas universidades ao redor do mundo explorem mudanças na Terra.

Eles também fornecem uma janela para a história do nosso planeta. O fundo do oceano preserva uma biblioteca geológica que documenta milhões de anos de mudanças climáticas e evolução.

Infelizmente, o JOIDES Resolution, também conhecido como JR, pode ter navegado pela última vez. Em 2 de agosto de 2024, ele atracou em Amsterdã, sem um caminho claro para levantar os US$ 72 milhões por ano necessários para operar o navio. A maior parte desse financiamento vem da US National Science Foundation, que anunciou em 2023 que não financiaria o JR além de 2024 porque as contribuições de parceiros internacionais não estavam acompanhando os custos crescentes. As tripulações começaram a remover equipamentos científicos do navio.

A National Science Foundation diz que apoiará pesquisas em andamento usando amostras de núcleo existentes e trabalhará com cientistas para planejar o futuro da perfuração científica oceânica. Mas para mim e muitos outros cientistas, o custo de operação do JR empalidece em comparação com os danos causados ​​por um único grande terremoto — como o terremoto de Tohuku-Oki em 2011 no Japão, estimado em US$ 220 bilhões — ou os trilhões de dólares em danos resultantes das mudanças climáticas. A pesquisa do núcleo oceânico ajuda os cientistas a entender eventos como esses para que as sociedades possam planejar o futuro.

Um laboratório flutuante

Nenhuma outra embarcação tem as capacidades do JR. O navio tem 469 pés (143 metros) de comprimento — 50% mais longo que um campo de futebol. Ele tem mais de 5 milhas (8 quilômetros) de tubos de perfuração que conectam o navio ao fundo do mar e às camadas abaixo dele, permitindo que ele levante amostras de núcleo do submarino para o navio.

O sistema de posicionamento dinâmico do JR permite que ele fique fixo exatamente em um ponto por dias ou semanas de cada vez. Apenas dois outros navios no mundo têm essa capacidade: o Chikyu, uma embarcação maior operada pelo Japão em águas japonesas, e um novo navio de perfuração chinês chamado Mengxiang.

Passei oito expedições de dois meses no JOIDES Resolution, principalmente em altas latitudes perto dos polos explorando climas passados. Cada viagem foi composta por cerca de 60 cientistas e técnicos e 65 tripulantes. Depois que o navio deixou o porto, as operações funcionaram 24 horas por dia, todos os dias. Todos nós trabalhamos em turnos de 12 horas.

Essas viagens podiam ser exaustivas. Normalmente, porém, a excitação de novas e muitas vezes inesperadas descobertas, e a camaradagem com os colegas participantes, faziam o tempo passar rápido.

Insights das expedições JR

Já na década de 1960, os geólogos começaram a entender que os continentes e oceanos da Terra não eram estáticos. Em vez disso, eles são parte de placas móveis dentro da crosta terrestre e do manto superior. O movimento das placas, especialmente onde elas colidem umas com as outras, cria terremotos e vulcões.

Núcleos de sedimentos marinhos podem penetrar uma milha ou mais na crosta terrestre. Eles fornecem a única oportunidade de investigar mudanças contínuas nas interações das placas tectônicas, estudar o clima e a evolução marinha e explorar os limites da vida terrestre. Aqui estão quatro áreas onde os detalhes desses processos começaram a emergir:

Criação de placas tectônicas

A crosta oceânica é fundamentalmente diferente da crosta que fica sob os continentes. Quando aprendi sobre ela pela primeira vez na década de 1970, o modelo para sua formação e estrutura era simples:

—A lava subiu de câmaras de magma abaixo de cadeias de vulcões no fundo do mar, conhecidas como dorsais oceânicas.

—Ele foi derramado no fundo do mar, criando uma rocha vulcânica escura, geralmente vítrea, chamada basalto.

—Dentro da câmara de magma mais profunda e de resfriamento lento, minerais cristalinos se formaram, criando rochas com textura semelhante ao granito.

—Ao longo de milhões de anos, essa nova crosta se afastou das cristas, tornando-se mais fria e densa.

Mas núcleos recuperados pela JOIDES Resolution, junto com estudos usando robôs subaquáticos chamados submersíveis, revelaram que essa visão era imprecisa. Por exemplo, eles mostraram que a água do mar circula pela crosta, mudando sua composição e a química da própria água do mar.

Estudos de núcleo também mostraram que o manto da Terra — uma fundação que se acredita estar profundamente abaixo da superfície — se move em zonas de falhas gigantes, previamente desconhecidas, e se estende para cima até a superfície da crosta oceânica. O manto pode fornecer pistas sobre as origens da vida.

Essas percepções mudaram a compreensão básica dos cientistas sobre como nosso planeta é estruturado.

Registros climáticos na crosta oceânica

Meu interesse particular é em sedimentos que se acumulam na crosta oceânica. Esses depósitos contêm minúsculos microfósseis de plâncton, incluindo organismos como diatomáceas e cocolitóforos que vivem na superfície do oceano ou perto dela. À medida que fazem fotossíntese, eles absorvem dióxido de carbono da atmosfera e produzem metade de todo o oxigênio que respiramos.

Os tipos de plâncton variam com a temperatura e a química da água do mar. Quando morrem e caem no fundo do mar, preservam um excelente registro de climas passados. Os cientistas os usam para entender como o clima da Terra aqueceu e esfriou no passado.

Outra fonte de informação são os sedimentos que caem de icebergs derretidos. As geleiras pegam rochas conforme fluem sobre a terra. Quando chegam ao mar, partes delas se quebram para se tornarem icebergs. O gelo derrete quando é exposto à água mais quente do oceano, e as rochas caem no fundo do mar. Esses depósitos de rochas em sedimentos são um registro de transições passadas entre climas quentes e frios.

Destruição e reciclagem de placas

A maior parte do Oceano Pacífico e algumas regiões do Oceano Atlântico ficam sobre zonas chamadas margens convergentes, onde placas tectônicas se chocam umas contra as outras. Esse processo força parte da crosta oceânica e sedimentos para dentro da Terra, onde derretem e eventualmente são reciclados em uma nova crosta, geralmente como vulcões.

Falhas gigantes ao longo dessas margens podem criar terremotos enormes, como o terremoto Tohoku-Oki de 2011 na costa leste do Japão. Núcleos retirados perto dessas falhas ajudam os cientistas a entender as forças que causam esses eventos. Eles também criam aberturas onde instrumentos podem ser inseridos para monitorar futuros terremotos.

Núcleos recuperados de áreas de margem convergente também começaram a revelar como os vulcões são criados e como eles modulam as mudanças climáticas de longo prazo produzindo emissões de dióxido de carbono.

Os limites da vida terrestre

No final da década de 1970, novas formas exóticas de vida terrestre foram descobertas no Oceano Pacífico em zonas onde a crosta oceânica se formou. Nos limites das placas, a água fria do mar percolava através de rachaduras na crosta. Lá, ela era reaquecida pelo magma quente e jorrada para cima através de aberturas que os cientistas chamaram de fontes hidrotermais.

A água quente continha minerais, que resfriavam quando tocavam a água fria do mar e endureciam em estruturas semelhantes a chaminés ao redor das aberturas. Centenas de formas de vida, incluindo micróbios, mexilhões e vermes tubulares, colonizavam essas estruturas, prosperando perto de zonas de pressão intensa e temperaturas tão altas quanto 248 graus Fahrenheit (120 Celsius).

A sondagem JR revelou posteriormente outras formas de vida que sobrevivem nas profundezas do subsolo do oceano, em condições de extrema privação de oxigênio e energia. Os cientistas não sabem quase nada sobre a diversidade desses organismos, ou as estratégias metabólicas que eles usam para sobreviver em seu ambiente desafiador. Entender como eles prosperam pode informar missões para outros planetas, como a lua de Saturno, Encélado, e a lua de Júpiter, Europa, que têm oceanos subterrâneos que podem sustentar vida.

O que vem a seguir para a perfuração científica oceânica?

A National Science Foundation criou um comitê para considerar quais capacidades um novo navio de perfuração deve ter, e o Congresso pode fornecer financiamento para expedições JR adicionais em 2025. Considerando o quanto os cientistas ainda não sabem sobre a história da Terra e os desafios que a humanidade enfrenta para se adaptar às mudanças climáticas, eu e meus colegas esperamos que o JOIDES Resolution ainda possa navegar novamente e que um novo navio eventualmente assuma sua missão.

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