Rozpoczęła się pierwsza polska wyprawa w rejon Grzbietu Śródatlantyckiego, objętego Umową z Międzynarodową Organizacją Dna Morskiego (MODM).
13 sierpnia 2022 r. rozpoczął się pierwszy polski rejs pomiarowo-badawczy na obszarze Grzbietu Śródatlantyckiego. Ta jednostka strukturalna, charakterystyczna dla obszarów ryftowych ma długość około16 tysięcy kilometrów, co czyni ją najdłuższym pasmem górskim na świecie. Jest jednocześnie dość słabo poznana. Właśnie tam, między trzema uskokami transformacyjnymi (Hayes, Atlantis i Kane) znajduje się przyznany Polsce obszar poszukiwawczy, będący celem badań polskich naukowców. Wyprawa potrwa 35 dni.
Zdjęcie zespołu naukowo-badawczego przed wejściem na statek Ocean Titan
Powstanie i rozwój grzbietów śródoceanicznych związane jest z procesami konwekcji magmy w astenosferze, prowadzącymi do powstawania stref rozrostu płyt tektonicznych w obszarach ryftowych. W przypadku Atlantyku proces formowania skorupy oceanicznej, a tym samym proces odsuwania się od siebie płyt tektonicznych wynosi około 20-25 mm rocznie. Takie tempo jest uznane jako wolny spreading. Dostarczona w tym procesie energia powoduje formowanie się odrębnych struktur morfologicznych, wywołuje też częste trzęsienia ziemi, a bliskie źródło ciepła uruchamia zjawiska hydrotermalne.
W obrębie Grzbietu Śródatlantyckiego występują m.in. wielkoskalowe wulkany, skarpy uskokowe, podwodne góry oraz tzw. Oceanic Core Complex (OCC), czyli wyniesione tektonicznie struktury geologiczne o formie zbliżonej do kopuł, z ukierunkowanymi prostopadle do ryftu korugacjami. Ich obecność jest charakterystyczna dla obszarów wolnego spreadingu oraz jest ściśle związana z występowaniem stref hydrotermalnych.
OCC jest strukturą tektoniczną, której występowanie jest powiązane z niskokątowym uskokiem normalnym (ang. detachment fault), który wynosi plutoniczne skały dolnej skorupy ziemskiej oraz górnego płaszcza z warstwami o podwyższonych zawartościach metali wprost na dno oceanu. Uskoki te stają się dodatkowymi kanałami migracji wody morskiej w głąb skorupy oceanicznej, gdzie zostaje ona podgrzana i wysycona związkami mineralnymi. Temperatura roztworu hydrotermalnego wydostającego się na powierzchnia dna pod ciśnieniem może sięgać nawet 350°C, tworząc kominy hydrotermalne oraz smugi hydrotermalne, w których dochodzi do wytrącania i depozycji minerałów.
Kominy hydrotermalne zamieszkiwane są często przez organizmy morskie, pomimo ekstremalnych warunków. W tego typu unikatowych ekosystemach opartych o chemosyntezę mogło dojść pierwotnie do rozwoju życia na Ziemi.
Wraz z biegiem czasu i ruchem płyt oceanicznych strefy aktywne hydrotermalnie odsuwają się od osi grzbietu, a tym samym od źródła energii, co powoduje stopniowy zanik aktywności hydrotermalnej i obecności unikatowej fauny.
W obrębie polskiej koncesji rozpoznano strefy o potwierdzonej aktywności hydrotermalnej. Należą do nich wysokotemperaturowe pole Broken Spur i bardzo dobrze poznane niskotemperaturowe pole hydrotermalne Lost City, w masywie Atlantis. W przyległych do polskiej koncesji obszarach znajdują się również m.in. rozległe i znane pole hydrotermalne o nazwie TAG (Trans-Atlantic Geotraverse) objęte koncesją francuską, a także miejsca z niepotwierdzoną aktywnością hydrotermalną 30°N, MAR oraz 27°N, MAR.
Głównym zadaniem rozpoczynającej się ekspedycji jest lepsze zrozumienie uwarunkowań geologicznych w obrębie północnej części Grzbietu Śródatlantyckiego. Głównym celem wyprawy jest regionalne rozpoznanie całego obszaru badawczego poprzez pozyskanie danych dotyczących dna morskiego oraz danych z kolumny wody.
W pierwszej fazie rejsu szczególna uwaga naukowców będzie skupiona na pozyskaniu i analizie wysokorozdzielczych danych batymetrycznych ze znanych obszarów OCC oraz pól hydrotermalnych. Dane batymetryczne są kluczowym elementem dla planowanych misji urządzeń typu AUV i ROV oraz dostarczą wyjątkowych informacji o uwarunkowaniach Grzbietu Śródatlantyckiego.
Ćwiczenia w zakresie ewakuacji przeprowadzone podczas rejsu
W oparciu o pozyskane dane w drugiej fazie rejsu weryfikacji poddane zostaną obszary perspektywiczne dla wystąpień aktywności hydrotermalnej (PP) i związanych z nimi wytraceniami polimetalicznych siarczków masywnych (SMS). Obszary PP stanowić będą w przyszłości miejsca szczegółowych badań środowiskowych uwzględniających m.in. pobór próbek oceanograficznych, geologicznych i biologicznych, dostarczając wielu informacji w zakresie funkcjonowania obszarów głębokomorskich.
Tekst: Michał Tomczak, Agata Kozłowska-Roman
Zdjęcia: Arkadiusz Tomczak
Ekspedycja jest realizowana w ramach zadania „Usługa naukowo-badawcza mająca na celu poszukiwanie i rozpoznanie obszarów wystąpień złóż polimetalicznych siarczków masywnych na Grzbiecie Śródatlantyckim” i została sfinansowana ze środków Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej (Nr umowy 2190/2021/Wn-07/FG-SM-DM/D).
