Sands of time / Arenas del tiempo

May 25th

When you flip an hourglass over you´ll notice that the first grains of sand that fall through its neck will stay at the bottom of the pile of sand that forms as time goes by. In the ocean, sediments supplied by rivers, icebergs, wind and organisms sink to the ocean floor all the time, and like in an hourglass, new particles pile up on top of sediments deposited in previous times.

This convenient arrangement acts as a natural recording device to preserve information about past environmental conditions on Earth. To unravel this signal encrypted in sediments, we first need to collect an undisturbed sample of sediments from the ocean floor, where older sediments are still at the bottom and younger ones at the top. We use devices called sediment corers, which essentially are tubes or boxes that are lowered to the bottom, sink on the ocean floor, and are pulled back onto the ship hopefully keeping an intact sample of the ocean floor within.

Once a core is on board or in the lab, we take samples that were deposited in a period of interest and take sophisticated measurements that will translate information about past ocean temperature, acidity, current strength, chemistry, etc. To be able to do this we need to obtain the sediment age. There are many ways to know how long ago sediments, and the information contained in them, were deposited. Some require a simple count, like in sediments that are deposited regularly following seasons, where one or two clear distinct layers mark each year. Unfortunately, this is not often the case, and other methods such as radiocarbon (or Carbon 14) dating, are used. Typically, sand-size skeletons of organisms called foraminifera, which are made of calcium carbonate, are used. However, burrowing organisms living on the ocean floor may slightly mix the sediments, making accurate dating of sediments a bit more difficult.

One of the goals already accomplished in this cruise was to obtain fossil corals from sediment cores. These corals may be suitable for dating by radiocarbon and other chemical elements. Corals are 20 to 400 times larger than foraminifera, and therefore much more difficult to be mixed by burrowing organisms, which may improve dating accuracy. If successful, it will help us know the age of the sediments that surround them, know how long ago corals lived in this area, and if they settled or became extinct associated with a change in oceanographic or climatic conditions. Time will tell us.

By Kais

Weather: Weather: temperature 37 °F, windchill 10 °F, windspeed 10-30 knots, sunny then cloudy.



25 Mayo

Imagina un reloj de arena, cuyos granos se deslizan continuamente por su estrecho cuello, formando un montón en su base a medida que pasa el tiempo. Los primeros granos, en los primeros segundos, quedarán atrapados en la base del depósito que se forma y nos dice cuanto tiempo ha transcurrido. En el océano, los sedimentos aportados por los ríos, los icebergs, el viento y las criaturas que viven en él se depositan en el fondo continuamente, y, como en un reloj de arena, las partículas de sedimento más recientes se depositan encima de las depositadas en períodos anteriores.

Esta conveniente organización vertical permite que los sedimentos actúen como un dispositivo natural de grabación capaz de preservar información acerca de las condiciones ambientales en el pasado de la Tierra. Para desentrañar esta señal encriptada en los sedimentos necesitamos extraer muestras de sedimentos sin perturbar del fondo oceánico, en las que los sedimentos más antiguos se encuentren todavía en la parte inferior, y los más recientes en la superior. Para esta tarea empleamos unos instrumentos llamados sacatestigos de sedimento, o “corers”. Estos dispositivos son en esencia unos tubos o cajas que se hacen descender hasta el fondo marino, se introducen en el sedimento, y se vuelven a subir a bordo esperando que contengan en su interior una muestra intacta de sedimentos del fondo oceánico.

Con el testigo a bordo o ya en el laboratorio, extraemos muestras de sedimentos depositados en el período de interés y llevamos a cabo medidas sofisticadas que se traducirán en información acerca de la temperatura del océano, su acidez, corrientes, composición química, etc., en el pasado. Para conseguir esto es necesario conocer la edad del sedimento. Existen muchas maneras para saber el tiempo transcurrido desde que se depositó un sedimento y la información que contiene. Algunos de estos métodos requieren un simple contaje, como en sedimentos que depositados periódicamente siguiendo el ritmo de las estaciones, en los que cada año se reconoce por una o dos capas de sedimentos bien diferenciadas. Sin embargo, este tipo de sedimentos no se encuentran con frecuencia, y es necesario recurrir a otros métodos como la datación por radiocarbono (Carbono 14). Para ello generalmente se emplea el esqueleto compuesto de carbonato cálcico de pequeños organismos llamados foraminíferos. Desafortunadamente, los organismos marinos que viven en el fondo mezclan el sedimento dificultando la obtención de edades precisas.

Uno de los objetivos que ya se han cumplido en esta expedición es la obtención de corales fósiles en testigos de sedimentos, ya que estos corales se pueden datar por radiocarbono y otros elementos químicos. Comparados con los foraminíferos, los corales son de 20 a 400 veces más grandes, de modo que su removilización y mezcla por los organismos del fondo marino es mínima, lo que mejora la exactitud de las edades obtenidas en ellos. Si esta datación es exitosa, nos permitirá conocer la edad de los sedimentos que los contienen, desde cuando hay corales en la zona estudiada, y si su establecimiento o extinción están asociadas con algún cambio en las condiciones oceanográficas o climáticas. El tiempo nos lo dirá.

Por: Kais

El tiempo: temperatura 3 °C; factor viento -12°C; velocidad del viento nudos 10-30; soleado y después nubes

Andrea, John and Kais delving into the box core (R. Waller).
Andrea, John y Kais trabajando con el box core. (R. Waller).

 

 

The kasten core on deck (R. Waller).
El Kasten core sobre la cubierta (R. Waller).

Deployment of box corer from the aft-deck A-frame of the ARV Nathaniel B. Palmer (R. Waller). Arriado del box corer desde el portico de popa del ARV Nathaniel B. Palmer (R. Waller).

Sieved sediments taken from a dredge. The white rounded grains are sand-size skeletons of foraminifera, made of calcium carbonate. The carbon in these foraminifera is typically used for radiocarbon dating of sediments (K. Mohamed Falcon).
Sedimento tamizado obtenido con la draga. Los granos blancos redondeados son esqueletos de foraminíferos del tamaño de granos de arena, compuestos de carbonato de calcio. El carbono de estos foraminíferos se utiliza para la datación por radiocarbono (K. Mohamed Falcon).