Ocean Drilling Program: et flytende laboratorium

Studiet av jordskorpen er et ambisi?st og langsiktig forskningsfelt for geologer over hele verden. Studiet er viktig innen geofaget fordi det bidrar med viten om hvordan jorden har utviklet seg gjennom geologisk tid. De prosessene som styrer denne utviklingen, lar seg best studere p? de store dyphavsomr?dene, der jordskorpen - geologisk sett - er sv?rt ung, bare fra 0 til 180 millioner ?r. Resultater fra vitenskapelige dyphavsboringer spiller en sentral rolle i dette arbeidet. Slike boringer startet med det amerikanske Deep Sea Drilling Project (DSDP) i 1968. Programmet er blitt utvidet flere ganger til dagens Ocean Drilling Program (ODP) som er et internasjonalt, tverrfaglig forskningsprosjekt der hele 22 land deltar.

USA, Storbritannia, Japan og Tyskland har egne medlemskap, mens de ?vrige land deltar i konsortier eller som delmedlemmer. Norge er med gjennom et konsortium av tolv europeiske land.

Institutt for geologi ved UiO spilte en sentral rolle ved etableringen av dette konsortiet og hadde det f?rste vitenskapelige sekretariatet. Flere av instituttets ansatte har v?rt med p? toktene, to ganger som toktledere.

Henter pr?ver fra store dyp

Programmets m?lsetting er - noe forenklet - ? utforske jordklodens struktur og sammensetning, og prosessene som er med p? ? styre utviklingen, sier professor Olav Eldholm.

Til det trenger man pr?ver fra havbunnen og lagene under den, en oppgave spesialskipet ¡°JOIDES Resolution¡± tar seg av. Det ble bygd som et konvensjonelt oljeboringsskip i 1978, men ble ombygd og oppgradert for sine nye form?l i 1984. Skipet har en stor laboratoriefl?y og plass til 40 vitenskapsfolk og teknikere, pluss et mannskap p? 60. Hvert ?r drar det ut p? seks ekspedisjoner av ca. to m?neders varighet.

Kjernepr?ver ned til 2000 meter under havbunnen

Ferden g?r stort sett til dyphavsomr?dene og kontinentalmarginene. I prinsippet foreg?r dette p? samme m?te som offshore-industriens boringer. Forskjellen er bare at boringen foreg?r p? mye st?rre havdyp og at forskerne tar kontinuerlige kjernepr?ver under hele boringen. Man har boret p? s? store dyp som ca. 6000 meter, og mer enn 2000 meter under havbunnen. Pr?vene kommer p? dekk som 9,5 meter lange sylindrer med en diameter p? 10 cm. Straks de er om bord, blir de katalogisert, dvs. merket med dato og posisjon. S? blir de delt p? langs. Den ene halvdel blir ¡°arkivert¡±, mens den andre blir forskningsmateriale. Sistnevnte del blir splittet opp i mindre biter og brakt til laboratoriene for forel?pige analyser.

Paleontologer gransker mikrofossiler for ? fastsl? pr?venes alder. Andre vitenskapsfolk m?ler fysiske egenskaper som for eksempel. styrke, tetthet og varmeledningsevne. Spesialister p? jordmagnetismen bruker avansert utstyr for ? avlese forandringer over millioner av ?r. Slik kunnskap er viktig for ? kunne si omtrent n?r og p? hvilken breddegrad de forskjellige bergarter ble dannet.

Man foretar ogs? en rekke geofysiske m?linger ved hjelp av det man kaller borehullslogging. Hypersensitive instrumenter senkes til bunnen av hullet og trekkes s? sakte opp igjen mens en kabel formidler en str?m av informasjon om fysiske og kjemiske egenskaper ved bergartene rundt hullet. Om bord setter spesialister straks i gang med ? analysere og lagre all informasjon. Denne kombinasjonen av informasjon gir det mest omfattende datamateriale man kan tenke seg for studiet av en rekke geofaglige problemer, som for eksempel klimastudier, platetektonikk og hydrogeologi, sier professor Eldholm.

I noen borehull etterlater forskerne instrumenter som foretar forskjellige m?linger av for eksempel temperatur og trykk ogs? etter at hullet er forseglet og forlatt. P? den m?ten fungerer de som ¡°observatorier¡± og lagrer informasjon som kan hentes opp ved hjelp av fjernkontrollerte undervannsfarkoster.

Hyllemetere med rapporter

Cirka seks m?neder etter et avsluttet tokt kommer det ut en ¡°Initial Report¡± om hva man har funnet ut i l?pet av de to m?nedene om bord p? spesialskipet. Men dette er ikke alt. Forskerne som deltar p? et tokt, forplikter seg til ? arbeide sammen i gruppe opp til tre - fire ?r, helt til de har utgitt sin ¡°Scientific Report¡± fra toktet. Det er blitt en del rapporter gjennom ?rene, ca. 180, og Olav Eldholm har dem alle p? sitt kontor p? Blindern.

Vitenskapelige h?ydepunkter

- Hva har s? JOIDES Resolutions mange ekspedisjoner gjennom flere ?r bidratt med til den internasjonale geologiske forskning, professor Eldholm? Har ekspedisjonen f?rt til helt ny kunnskap eller dreier det seg om bekreftelse av eksisterende teorier?- Vi har f?tt b?de ny kunnskap og bekreftelse, eller modifikasjoner, av eksisterende teorier.Vi kan si at ekspedisjonene gav grunnlaget for ? fastsl? at jordens ytre best?r av en rekke stive plater som beveger seg i forhold til hverandre, over et mer plastisk underlag. Denne prosessen kalles for platetektonikken, og de platetektoniske teorier f?rte til en ¡°revolusjon¡± innen geofagene p? slutten av 1960-?rene. N? anser vi teorien som bevist.- Videre har dyphavsboringen bidratt med fundamental informasjon til forst?elsen av jordklodens paleo-milj? de siste 200 millioner ?r, alts? hvordan jordens milj?forhold har endret seg p? denne tiden. Boringene har gitt detaljert informasjon om ekstreme klimavariasjoner som for eksempel lange drivhusperioder og ¡°istider¡±, eller glasiasjoner, som det heter p? fagspr?ket. Videre har borepr?vene gitt viktige forutsetninger for ? forst? samspillet mellom de store oseanografiske og atmosf?riske sirkulasjonssystemenes innvirkning p? det globale klima. Sammen med iskjerner fra Gr?nland og Antarktis gir boringene et enest?ende og uerstattelig ¡°arkiv¡± for fremtidige klimastudier. I dag kan man tidfeste endringer i klimautviklingen med ca. tusen ?rs n?yaktighet, noe som tidligere var utenkelig.

Nedisingen datert

I v?re lokale farvann, Norskehavet og Gr?nlandshavet, har boringer gitt oss helt fundamental informasjon p? to omr?der: For det f?rste har vi kunnet fastsl? at nedisingen av den nordlige halvkule begynte for omtrent 2,6 millioner ?r siden, og at det siden da har v?rt mer enn 20 istider og mellomistider. Videre har vi kunnet kartlegge utvekslingen av vann mellom dette kaldtvannsomr?det og verdenshavet for ?vrig. Denne utvekslingen har stor klimatisk innvirkning, idet de nordlige dyphavsomr?dene gjerne betraktes som jordens lunger.

For det annet har boringene gitt ny viten om dannelsen av kontinentalmarginene (kontinentalsoklene og skr?ningene ned til dypere vann).

Da Norge og Gr?nland skilte lag for 55 millioner ?r siden, skjedde det til akkompagnement av intens vulkansk aktivitet, og enorme lavamasser fl?t ut over de omliggende omr?der.

¡°JOIDES Resolution¡± har tatt pr?ver av disse bergartene, noe som har f?rt til at verdens geologer n? betrakter omr?dene utenfor Midt-Norge som et typelaboratorium for studiet av vulkanisme i forbindelse med kontinentoppsprekking.

Senere har det vist seg at disse prosessene har hatt stor betydning for olje- og gasspotensialet i omr?det. Generelt kan vi si at etter hvert som offshore-virksomheten beveger seg p? stadig dypere vann, blir industriens nytte av de vitenskapelige dyphavsboringene st?rre.

Dessuten har de vitenskapelige boringene brakt ny viten om de geologiske prosesser som danner malmer og hydrokarboner, sier professor Eldholm.