Perforazione per i segreti climatici della Terra sepolti sotto il mare - PERCHÉ

Un team di scienziati durante la perforazione della risoluzione JOIDES per la ricerca di carote di sedimenti al largo delle coste del Portogallo, un'area ricca di informazioni sulla storia della terra.

Il gruppo scientifico della Spedizione 397 arriva alla Risoluzione JOIDES a Lisbona, Portogallo. (Per gentile concessione di Sandra Herrmann, IODP JRSO)

Questa storia è tratta da The Pulse, un podcast settimanale su salute e scienza.

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Prima dell'alba di una giornata ventosa, due dozzine di climatologi tremano sul ponte superiore di una nave da ricerca, osservando i rimorchiatori che li allontanano dal porto di Lisbona per intraprendere un'avventura durata due mesi e durata 13 anni.

La Risoluzione JOIDES trasporta i ricercatori sotto il ponte sospeso del 25 aprile, oltre il Monumento alle Scoperte e in mare aperto. La loro destinazione? Una serie di soste in cui progettavano di perforare in profondità il fondale marino alla ricerca di segreti climatici accumulati in milioni di anni.

Questo campo della scienza del clima è noto come paleoceanografia – lo studio degli oceani del passato – e uno dei suoi fondatori fu il defunto scienziato britannico Sir Nicholas Shackleton. Se il nome Shackleton suona familiare, probabilmente è perché Nick era un pronipote dell'esploratore antartico Sir Ernest Shackleton. Laddove il suo famoso prozio voleva andare lontano per tracciare nuovi territori, Nick Shackleton voleva andare in profondità. Ha raccolto cilindri di fango – chiamati nuclei di sedimenti – da sotto l’oceano per mettere insieme un quadro più chiaro del passato.

Analizzando gli strati di sabbia e roccia, pieni di microfossili e minerali, presenti in quei nuclei, Shackleton riuscì a calcolare la temperatura dell'aria e dell'acqua e la quantità di anidride carbonica nell'atmosfera centinaia di migliaia di anni fa. E ha anche stabilito che l’Oceano Atlantico settentrionale, appena al largo delle coste del Portogallo, è un luogo fondamentale per condurre tali studi.

Il suo lavoro scientifico ha fatto guadagnare a Shackleton molta fama nel suo campo e numerosi premi e medaglie. Ma morì nel 2006 di cancro, prima di riuscire a portare a termine un progetto importante. Voleva perforare carotaggi di sedimenti in un'area al largo della costa portoghese, dove il fondo dell'oceano presenta colline e canyon che raccolgono sedimenti dal vicino continente europeo. È anche un luogo in cui gli oceanografi hanno identificato masse d'acqua provenienti sia dalle regioni artiche che da quelle antartiche. Il lavoro di Shackleton ha dimostrato che questa posizione probabilmente fornirebbe agli scienziati nuclei che permetterebbero loro di creare una registrazione continua della storia climatica della Terra risalente a 3-5 milioni di anni fa.

Due ricercatori, vecchi amici dai tempi degli studi universitari presso l'Università del Rhode Island, hanno deciso di presentare una richiesta per completare il lavoro di Shackleton nel 2009. David Hodell, un americano trasferitosi nel Regno Unito nel 2008, è all'Università di Cambridge, nel Dipartimento di Scienze della Terra, dove Shackleton trascorse la sua carriera. Fatima Abrantes dirige un laboratorio presso l'Istituto portoghese del mare e dell'atmosfera a Lisbona e insieme i due sono scienziati co-capi della spedizione 397 dell'International Ocean Discovery Program.

Dopo circa 12 ore in mare, la nave si ferma e abbassa 12 enormi propulsori. Si tratta di grandi eliche racchiuse in tubi metallici che danno all'equipaggio della nave la capacità di mantenere la nave in posizione.

Lunga 470 piedi, la Risoluzione JOIDES è una piattaforma petrolifera galleggiante degli anni '70 che è stata completamente ristrutturata per trivellare per la scienza invece che per i combustibili fossili negli anni '80. Sul ponte svetta una torre di trivellazione alta 200 piedi. Immaginate una grande piramide aperta, a forma di scala, il genere di cose che potreste vedere in un giacimento petrolifero. La nave trasporta un miglio di tubi che vengono assemblati sezione per sezione per formare quella che viene chiamata la corda di perforazione. Gira e gira, estendendosi dalla cima della torre attraverso un buco nella nave chiamato "piscina lunare", per poi tuffarsi attraverso circa 15.000 piedi d'acqua fino al fondo dell'oceano.

Quando raggiunge il fondale marino, il tubo perfora il sedimento, creando un foro. Successivamente, la squadra di perforazione inserisce un tubo di plastica lungo 30 piedi nel tubo. Ha una punta di metallo e quando questa entra nel foro, spinge più in profondità fino a riempire di fango l'intera lunghezza del tubo di plastica.