Programa Integrado de Perfuração Oceânica - Integrated Ocean Drilling Program

O Programa Integrado de Perfuração Oceânica ( IODP ) era um programa internacional de pesquisa marinha. O programa usou equipamentos pesados ​​de perfuração montados a bordo de navios para monitorar e amostrar ambientes submarinos. Com esta pesquisa, o IODP documentou as mudanças ambientais, os processos e efeitos da Terra, a biosfera, os ciclos sólidos da Terra e a geodinâmica.

O programa iniciou uma nova fase de 10 anos com o Programa Internacional de Descoberta do Oceano , a partir do final de 2013.

Navegando na rota para a descoberta

A perfuração científica no oceano representou a colaboração internacional mais longa e bem-sucedida entre as ciências da Terra. A perfuração científica no oceano começou em 1961 com a primeira amostra de crosta oceânica recuperada a bordo do CUSS 1 , uma barcaça modificada da Marinha dos EUA. O autor americano John Steinbeck , também oceanógrafo amador, documentou o Projeto Mohole para a revista LIFE .

Programas legados

O Deep Sea Drilling Project (DSDP), estabelecido em junho de 1966, operou o Glomar Challenger em operações de perfuração e testemunhagem nos oceanos Atlântico, Pacífico e Índico, bem como nos mares Mediterrâneo e Vermelho. As operações de testemunhagem do Challenger permitiram que o DSDP fornecesse a próxima etapa intelectual na verificação da hipótese de placas tectônicas associadas à expansão do fundo do mar, datando sedimentos basais em transectos distantes da Cadeia do Atlântico Médio .

Em junho de 1970, os engenheiros DSDP do Challenger desenvolveram uma maneira de substituir brocas gastas e, em seguida, reentrar em poços para perfurações mais profundas, enquanto no Oceano Atlântico, na costa de Nova York, em 10.000 pés (3.048 metros) de água. Isso exigia o uso de equipamento de varredura por sonar e um cone de reentrada em grande escala.

Os estudos da Terra orientados para o processo continuaram de 1985 até 2003 a bordo da Resolução JOIDES , que substituiu o Glomar Challenger em janeiro de 1985 quando o DSDP se transformou no Programa de Perfuração Oceânica (ODP). A Resolução JOIDES foi batizada em homenagem à Resolução HMS de 200 anos que explorou o Oceano Pacífico e a Antártica sob o comando do Capitão James Cook .

O Programa de Perfuração Oceânica contribuiu significativamente para aumentar a compreensão científica da história da Terra, mudanças climáticas , placas tectônicas , recursos naturais e riscos geográficos. As descobertas do ODP incluíram a validação de:

1. fluidos circulando no fundo do oceano;
2. a formação de planaltos vulcânicos gigantescos em taxas fenomenais desconhecidas hoje;
3. metano natural congelado profundamente em sedimentos marinhos como hidrato de gás;
4. uma comunidade microbiana vivendo nas profundezas da crosta oceânica;
5. ciclos de mudanças climáticas

Agências de financiamento IODP

Consórcios nacionais e agências de financiamento do governo apoiaram a ciência IODP e as operações de plataforma de perfuração. A participação no IODP foi proporcional ao investimento no programa.

Membro contribuinte

O Consórcio Europeu para Perfuração de Pesquisa Oceânica (ECORD) foi estabelecido em dezembro de 2003 com 13 países europeus para representar a contribuição europeia no IODP. O consórcio cresceu em um grupo colaborativo de 17 nações europeias (Áustria, Bélgica, Dinamarca, Finlândia, França, Alemanha, Islândia, Irlanda, Itália, Holanda, Noruega, Polônia, Portugal, Espanha, Suécia, Suíça e Reino Unido) e Canadá, que juntos formam uma agência financiadora do IODP. Trabalhando ao lado do Japão e dos Estados Unidos, o ECORD forneceu à comunidade científica do IODP acesso a plataformas específicas para missões, que escolhidas para cumprir objetivos científicos específicos. Essas plataformas têm espaço limitado a bordo para laboratórios e cientistas e exigem uma reunião científica em terra para descrever, processar e analisar as amostras de sedimentos coletadas imediatamente após uma expedição de perfuração.

Membros associados

Em abril de 2004, a República Popular da China ingressou no IODP como um membro associado por meio do patrocínio do Ministério da Ciência e Tecnologia da China (MOST). A participação da China no IODP deu à comunidade científica marinha chinesa um novo ímpeto e aumentou sua oportunidade de pesquisa em alto mar. Cientistas chineses participaram de expedições de pesquisa e representam os interesses da China na Estrutura de Aconselhamento Científico do IODP.

A República da Coreia se juntou ao IODP como Membro Associado em junho de 2006 através do patrocínio do Instituto Coreano de Geociências e Recursos Minerais (KIGAM). O memorando de entendimento da Coreia do Sul com as agências líderes criou o Consórcio Asiático Provisório.

Ministério das Ciências da Terra (MoES), Governo da Índia juntou-se ao IODP em 2008 como membro associado. Desde então, o Centro Nacional de Pesquisa Antártica e Oceânica (NCAOR) de Goa foi designado pela Índia para cuidar de todas as atividades relacionadas ao IODP na Índia (IODP-Índia). Nesse sentido, um workshop internacional sobre perfuração IODP no Oceano Índico foi organizado em Goa de 17 a 18 de outubro de 2011. O workshop foi co-organizado pela IODP Management International e ANZIC.

Centenas de cientistas internacionais da Terra e dos oceanos participaram do IODP de forma voluntária. A participação assumiu várias formas: apresentação de uma proposta de perfuração; navegando em uma expedição; participação a título consultivo; participação em um workshop de planejamento ou simpósio temático. O escritório central de gerenciamento do programa, IODP Management International, coordenou um plano de trabalho integrado entre todos os parceiros organizacionais do IODP. Um plano de programa anual era escrito a cada ano fiscal e incluía objetivos e tarefas necessárias para a operação da embarcação de perfuração, desde a coordenação científica até publicações, gerenciamento de dados e divulgação.

Exclusivamente IODP

O IODP se distingue de seus programas legados por empregar várias tecnologias / plataformas de perfuração e operadores científicos / de perfuração para adquirir amostras de sedimentos e rochas e instalar instrumentação de monitoramento abaixo do fundo do mar. Amostras e dados coletados durante as expedições de perfuração do IODP estão disponíveis para cientistas e professores em regime de acesso aberto, assim que os membros das equipes da expedição concluírem seus estudos iniciais.

Planejando perfuração IODP: estrutura de assessoria científica

Processo de proposta de perfuração

As propostas de perfuração se originaram com proponentes da ciência, geralmente pesquisadores em geologia, geofísica, microbiologia, paleontologia ou sismologia. Depois de submetida ao IODP, a proposta foi cuidadosamente avaliada pela Science Advisory Structure (SAS), um grupo de painéis de revisão técnica. Apenas as propostas julgadas como de maior valor com base no mérito científico e técnico foram programadas para implementação.

Painéis SAS forneceram conselhos sobre propostas de perfuração para os proponentes e gestão do IODP. As propostas de perfuração eram aceitas duas vezes por ano, em abril e outubro, e podiam ser enviadas ao IODP eletronicamente por meio de seu website.

O plano de ciência

Um plano de programa de dez anos denominado Initial Science Plan (ISP) orientou a investigação do IODP. Temas científicos específicos foram enfatizados no ISP :

1. investigação da biosfera profunda e da vida submarina;
2. mudanças climáticas ;
3. ciclos terrestres sólidos; e
4. geodinâmica

Conforme descrito no ISP, o IODP procurou desenvolver uma melhor compreensão de:

• a zona geradora de terremotos abaixo das margens continentais convergentes;
• o complexo ecossistema microbiano que existe abaixo do fundo do mar;
• a natureza dos hidratos gasosos que se encontram abaixo das margens continentais;
• história do clima, climas extremos;
• mudança climática rápida;
• o papel da fragmentação continental na formação de bacias sedimentares;
• a formação de margens raiadas vulcânicas e planaltos oceânicos ao longo do tempo; e
• perfurar o manto da Terra para examinar e monitorar uma seção completa da crosta oceânica

As ferramentas essenciais para esses objetivos incluem uma embarcação de perfuração equipada com riser, uma embarcação sem riser, plataformas adicionais adequadas para expedições específicas, dispositivos de medição de fundo de poço aprimorados e instrumentação de monitoramento de longo prazo.

Propostas de engenharia

Um processo de envio de proposta de engenharia, iniciado em abril de 2007, facilitou a aquisição de tecnologia existente ou latente para ser usada em operações de IODP.

Operadores de ciência e perfuração

As operações de perfuração foram conduzidas e gerenciadas por três organizações de implementação de IODP:

• A Organização Implementadora dos Estados Unidos (USIO) realizou expedições no navio de perfuração sem riser JOIDES Resolução ;
• O ECORD Science Operator (ESO) gerenciou expedições específicas para missões em várias plataformas;
• O Centro de Exploração Terrestre Profunda (CDEX) gerenciou operações a bordo da embarcação de perfuração equipada com riser Chikyu .

Cada expedição de perfuração foi liderada por dois cientistas chefes, com uma equipe de cientistas apoiada por um cientista da equipe. Cada organização implementadora forneceu uma combinação de serviços: gestão técnica, operacional e financeira; exploração madeireira; laboratório; repositório central; gestão de dados; e publicação. Embora cada organização implementadora fosse responsável por suas próprias operações e desempenho de plataforma, suas operações científicas foram financiadas pelas agências líderes.

Os operadores realizaram as seguintes expedições durante o IODP:

Navios de perfuração e plataformas

Resolução JOIDES

O IODP empregou dois navios de perfuração dedicados, cada um patrocinado por uma agência líder e gerenciado por sua respectiva organização de implementação:

Resolução JOIDES - sem riser

A embarcação de perfuração patrocinada pelos EUA foi operada em todo o Programa de Perfuração Oceânica e na primeira fase do IODP. A embarcação então passou por uma reconstrução, permitindo um maior espaço de laboratório; melhor perfuração, descaroçamento e capacidade de amostragem; e sistemas aprimorados de saúde, segurança e proteção ambiental a bordo.

Chikyu - equipado com riser

Chikyu

O Japão começou a construir uma embarcação de perfuração científica de última geração para pesquisa em 2001 com a intenção de alcançar o manto da Terra e perfurar em uma zona sismogênica ativa. A embarcação de perfuração resultante, Chikyu (em japonês para "Planeta Terra") apresenta um sistema de perfuração de riser, um sistema de posicionamento dinâmico e um sistema de circulação de lama de alta densidade para evitar o colapso do poço durante a perfuração, entre outros ativos. O Chikyu pode atracar 150 pessoas, fazer um cruzeiro a 12 nós e perfurar mais de 7.000 metros abaixo do fundo do mar em profundidades superiores a 2.000 metros. Chikyu foi danificado durante o tsunami de 11 de março de 2011 e ficou fora de serviço por vários meses. Chikyu voltou à perfuração oceânica em abril de 2012.

Plataformas específicas da missão

ECORD comissionou navios em uma base expedição por expedição, dependendo dos requisitos científicos e ambientais específicos. ECORD contratou o uso de três quebra-gelos para a Arctic Coring Expedition (2004), embarcações de perfuração que mergulham para uso em águas rasas do Taiti (2005) e da Austrália (2010), onde cientistas amostraram recifes de coral fósseis para investigar o aumento do nível do mar global desde o última era do gelo, e um elevador para provar o New Jersey Shallow Shelf (2009). As expedições específicas da missão exigiam uma flexibilidade substancial.

Estendendo o IODP à comunidade científica

Publicações, gerenciamento de dados, ferramentas online e bancos de dados estão em desenvolvimento para apoiar o compartilhamento de informações e recursos, a fim de expandir as fileiras de cientistas que se envolvem em investigações de perfuração oceânica.

Publicação e gerenciamento de dados

As publicações do IODP estão disponíveis gratuitamente online e um sistema de gerenciamento de dados integra os dados básicos e laboratoriais coletados por todas as três organizações de implementação e os dois programas legados do IODP. Um sistema de busca baseado na web acabará agregando dados pós-expedição e publicações relacionadas. As solicitações de dados e amostras podem ser feitas online.

Site Survey Data Bank (SSDB)

Um Site Survey Data Bank baseado na web permitiu que os proponentes acessassem e depositassem grandes quantidades de dados necessários para documentar locais de perfuração em potencial para avaliação. Esses dados foram revisados ​​para garantir que as expedições do IODP pudessem atender aos seus objetivos e cumprir os requisitos de segurança e ambientais.

Repositórios de núcleo

Três repositórios de núcleo IODP localizados em Bremen, Alemanha (IODP Bremen Core Repository) , College Station, Texas (IODP Gulf Coast Repository) e Kochi, Japão, núcleos de arquivo com base na origem geográfica. Os cientistas podem visitar qualquer uma das instalações para pesquisa no local ou solicitar um empréstimo para análise ou para fins de ensino. Os núcleos arquivados incluem não apenas amostras IODP, mas também aquelas recuperadas nos dois programas IODP legados (DSDP e ODP).

Veja também

• Programa Internacional de Perfuração Científica Continental
• Bacia de JOIDES

Referências

links externos

• Site oficial do Programa Integrado de Perfuração Oceânica
• Site oficial do Consórcio Europeu para Pesquisa de Perfuração Oceânica
• Centro para exploração profunda da Terra
• Site legado do Programa de Perfuração Oceânica
• Saiba mais sobre o IODP e o envolvimento dos EUA
• Uma visão educacional do Programa Integrado de Perfuração Oceânica
• JOI Learning - Recursos e programas educacionais associados ao Programa Integrado de Perfuração Oceânica