Rów charakterystyk marianów, sond i spadków

The Dół Marianów To najgłębszy obszar oceanów na świecie. Znajduje się na Oceanie Spokojnym na zachód i wschód od Mariany.

Wyspy te są częścią dołów, które pokrywają się ze strefą subdukcji, punktem, w którym zderzają się dwie sąsiadujące płyty tektoniczne.

Kanał ma długość około 2550 kilometrów, a jego średnia szerokość wynosi 69 kilometrów. Jego maksymalny punkt głębokości jest znany jako Otchłań Challengera, który szacuje się na 10 994 metrów.

Rów Mariana, który znajduje się na terytoriach zależności USA od Mariana Północnego i Guamu, został w 2009 r. Uznany za Pomnik Narodowy Stanów Zjednoczonych.

Dół nie jest częścią dna morskiego znajdującego się najbliżej centrum Ziemi. Dzieje się tak, ponieważ Ziemia nie jest idealną sferą; jego promień jest o około 25 kilometrów mniejszy na biegunach niż na równiku. W rezultacie części dna Oceanu Arktycznego znajdują się co najmniej 13 kilometrów bliżej środka Ziemi niż otchłań Challengera..

Możesz być także zainteresowany, aby wiedzieć, co to są okopy oceaniczne? Pozwoli to lepiej zrozumieć to zjawisko geologiczne.

Charakterystyka wykopu Mariana

Zagłębie Marianów znajduje się w wiecznej ciemności, ze względu na jego głęboką głębię, również licząc się z temperaturami o kilka stopni powyżej punktu zamarzania.

Stosunkowo ciepła woda powierzchniowa oceanów, takich jak Ocean Spokojny, rozciąga się na głębokości od 500 do 1000 stóp. Poniżej wód powierzchniowych temperatura gwałtownie spada, tworząc warstwę zwaną termokliną.

Termoklina ma różną grubość od około 1000 stóp do 3000 stóp. Poniżej tego punktu woda chłodzi się wolniej. W obszarach takich jak Rów ​​Mariana temperatura wody waha się między 1-4 ° C.

Ciśnienie wody na dnie wykopu to zgniatanie ośmiu ton na cal kwadratowy lub około tysiąc razy większe od normalnego ciśnienia atmosferycznego na poziomie morza. Ciśnienie wzrasta wraz z głębokością.

Sondy

Okop Mariana i jego głębokości zostały po raz pierwszy zbadane przez brytyjski statek H.M.S. Challenger, będący częścią pierwszego globalnego rejsu oceanograficznego.

Naukowcy zarejestrowali głębokość 4 475 sążni (około pięciu mil lub osiem kilometrów) za pomocą ciężkiego akordu rezonansowego.

W listopadzie 1899 r. USS Nero, przebudowany żołnierz marynarki wojennej, zbadał 5269 sążni (9636 m). Była to najgłębsza głębia zaobserwowana w tamtym czasie, a rekord utrzymywano przez kilka lat, dopóki niemiecki statek badawczy Planeta nie wkroczył do grobu Filipin.

Łódka parowa Albatross z amerykańskiej Komisji Rybołówstwa zbadała również Rów Mariana i znalazła 8802 mw lutym 1900 r., Na południowy wschód od Guam. Okręt kablowy Colonia zbadał trasę, która przekroczyła północny koniec wykopu w 1902 roku.

Prawie trzydzieści lat po pierwszym badaniu wykazano niezwykłe głębokości w pobliżu Wysp Mariana, ostatecznie określono row. Niemiecki geograf Otto Krummel opublikował pierwszą autonomiczną mapę wykopu w wydaniu z 1907 roku Handbuch der Ozeanographie.

Minęło czterdzieści lat, zanim uznano, że rowy Mariana mają najgłębsze głębiny oceanu świata.

W 1951 r. H.M.S. Challenger II sprawdził wykop za pomocą badania echa, które jest znacznie dokładniejszym i znacznie łatwiejszym sposobem pomiaru głębokości niż zespół ankietowy i linie włoków, które były używane w oryginalnej ekspedycji.

Podczas tego badania najgłębsza część wykopu została zarejestrowana, gdy Challenger II zmierzył głębokość 5960 sążni (10,900 metrów) do 11 ° 19'N 142 ° 15'E, znaną jako Otchłań Challengera..

Wyprawa Challenger dała pierwszy rzut oka na baseny oceaniczne i inne cechy dna oceanu.

Oprócz eksploracji rowu Mariana, Challenger zebrał również ważne dane dotyczące cech i gatunków Oceanu Spokojnego, Atlantyckiego i Indyjskiego, obejmujące prawie 130 000 kilometrów, około 71 000 mil morskich.

Podczas 4-letniej ekspedycji odkryto około 5000 nowych gatunków stworzeń morskich.

W marcu 1995 roku bezzałogowa japońska łódź podwodna Kaiko została użyta do przeprowadzenia głębszych badań w okopie Mariana.

Kaiko to wyrafinowane naczynie z bardzo precyzyjnym systemem pozycjonowania, który umożliwia naukowcom zbieranie ważnych danych bez konieczności narażania nurka na człowieka.

The Marianas Trench to miejsce wybrane przez naukowców z University of Washington i Woods Hole Oceanographic Institution w 2012 r. W celu przeprowadzenia sejsmicznego badania cyklu wód podziemnych.

Wykorzystując sejsmometry i hydrofony oceaniczne, naukowcy są w stanie mapować struktury o głębokości 97 kilometrów (60 mil) pod powierzchnią.

Krople

Po raz pierwszy ludzie zstąpili do otchłani Challengera ponad 50 lat temu. 23 stycznia 1960 roku szwajcarski naukowiec Jacques Piccard i porucznik Don Walsh z US Navy osiągnęli ten cel.

Było to w zatapialnej marynarce wojennej Stanów Zjednoczonych, batyskafie zwanej Triestem, która ustawiła rekord nurkowania na głębokości 10, 900 metrów.

Naukowiec wpadł na pomysł użycia 70 ton benzyny do wypełnienia pływaków łodzi podwodnych o długości 50 stóp, wiedząc, że benzyna jest lżejsza od wody, która z kolei została wykorzystana do zalania zatapialnych zbiorników powietrza, pozwalając jego zejście.

Wraz ze wzrostem głębokości sprężała się benzyna, co zmniejszało wyporność łodzi podwodnej i przyspieszało jej postęp, aż około 5 godzin później Triest dotarł do dna oceanu, wytrzymując ciśnienie ponad 16 000 funtów na cal kwadratowy..

Po dwóch latach modyfikacji i testów zanurzeniowych w pobliżu San Diego i Guam, batyskaf Triest był gotowy na wielkie nurkowanie na dnie rowu Mariana.

20 stycznia 1960 r. Z Guamu wypłynął statek dowodzenia, holownik i batyskaf. Pierwszym zadaniem statku dowodzenia było znalezienie najgłębszej części przepaści Challengera, aby zapewnić odpowiednie chlubne prawa odkrywcom.

Ale ponieważ sonda głębokości na statku nie mogła zmierzyć takich ekstremalnych głębokości, załoga zastosowała surową metodę. Zapalili bezpieczniki w blokach TNT i rzucili je w bok, by wybuchnąć pod wodą.

Następnie wykorzystali liczniki do zliczenia sekund, aż fale dźwiękowe wybuchu odbiły się od odległego dna morskiego i cofnęły się do hydrofonu statku. Wkrótce zidentyfikowali obszar docelowy o szerokości 1,6 km i długości 11 km.

Po zejściu pięciu godzin para spędziła tylko około 20 minut na dole i nie mogła zrobić żadnych zdjęć z powodu chmur mułu mieszanych przez ich przejście.

Pod koniec lat 60. marynarka Stanów Zjednoczonych porzuciła załogową eksplorację najgłębszych otchłani na świecie.

Zespół Trieste spodziewał się wykonać wiele głębokich nurkowań swoim pojazdem, ale marynarka, powołując się na obawy dotyczące bezpieczeństwa, postanowiła ograniczyć sztukę do głębokości powyżej 6000 metrów..

Okręty podwodne nowej generacji, zbudowane przez instytucje oceanograficzne na całym świecie, również pozostawały na płytszych głębokościach. Budując statki, które osiągnęłyby 6000 metrów, mogliby zbadać 98 procent oceanu, argumentowali, wszystko oprócz tajemniczych okopów.

Oceanografowie nauczyli się ufać robotycznym pojazdom w badaniu miejsc, do których ludzie nie mogli się udać.

26 marca 2012 r. Reżyser James Cameron zdołał dotknąć dna grobów Marianów w zanurzonym Deepsea Challenger, po zejściu 2 godzin i 36 minut.

Cameron spędził kilka godzin, badając dno oceanu, zbierając informacje i dane naukowe oraz informacje o próbkach, zanim rozpoczął 70-minutową wspinaczkę.

W lipcu 2015 r. Członkowie National Oceanic and Atmospheric Administration, Oregon State University i Coast Guard zanurzyli hydrofon w najgłębszej części okopu Mariana, przepaści Challengera.

Tytanowy hydrofon z powłoką tytanową, nigdy nie wystawiony na odległość ponad mili, został zaprojektowany tak, aby wytrzymać ogromne ciśnienie 7 mil poniżej. Chociaż naukowcy nie mogli odzyskać hydrofonu do listopada, pojemność danych była kompletna w ciągu pierwszych 23 dni.

Po miesiącach analizy dźwięku, eksperci byli zaskoczeni, że podnieśli naturalne i sztuczne dźwięki, takie jak łodzie, trzęsienia ziemi, tajfun i dźwięki wielorybów. Ze względu na powodzenie misji naukowcy ogłosili plany wdrożenia drugiego hydrofonu w 2017 r. Na dłuższy okres czasu.

Ekologia

Do czasu historycznego zanurzenia Piccarda i Walsha naukowcy zastanawiali się, czy życie może istnieć pod tak ekstremalną presją. Ale na dole reflektor Trieste oświetlił stworzenie, które Piccard uważał za gładką rybę, moment, który Piccard opisał później z entuzjazmem w książce o jego podróży.

Wyprawa przeprowadzona przez Piccarda i Walsha twierdziła, że ​​zaobserwowała (z wielkim zaskoczeniem z powodu wysokiego ciśnienia) duże stworzenia żyjące w tle, takie jak płaska ryba o długości około 30 cm i krewetki. Według Piccarda fundusz wydawał się jasny i klarowny.

Wielu biologów morskich jest teraz sceptycznie nastawionych do rzekomej obserwacji płastug i sugeruje się, że stworzenie mogło być ogórkiem morskim.

Podczas drugiej wyprawy bezzałogowy pojazd Kaikō zebrał próbki błota z dna morskiego. Stwierdzono, że małe drobnoustroje żyły w tych próbkach.

Naukowcy z Scripps Institution of Oceanography znaleźli olbrzymie ameby 10,6 kilometra pod powierzchnią oceanu, dokładnie w Mariana Trench.

Ujmując to z perspektywy: ameby, znane również jako ksenofory, żyją w okopie około 1,6 km głębiej niż wysokość Mount Everest. Poprzedni rekord głębokości dla ksenoforów wynosił około 7,5 kilometra.

Kevin Hardy, inżynier oceaniczny z Scripps, który zorganizował rejs, wyjaśnił, że Rów Mariany, położony na wschód od Mariany, do niedawna był mało zbadany, ponieważ technologia na to nie pozwalała.

Ciśnienie na dnie wykopu wynosi około 16 500 funtów na cal kwadratowy. Ciśnienie na poziomie morza wynosi 14,7 psi.

Ciśnienie na wysokości 35 000 stóp poniżej poziomu morza jest tak intensywne, powiedział Hardy, że ludzkie kości zostaną całkowicie zmiażdżone.

Aby chronić kamery i światła przed zgnieceniem, Hardy i jego zespół zbudowali kulę o średnicy 17 cali, wykonaną ze szkła o grubości 1 cala. Hardy powiedział, że grubość i wytrzymałość szkła pozwalają kuli wytrzymać presję głębokiego morza.

Poza tym, najgłębsza otchłań oceaniczna na Ziemi jest domem dla zaskakująco aktywnej społeczności bakterii, co sugeruje, że inne rowy mogą być punktami dla życia mikrobiologicznego, twierdzą naukowcy..

Naukowcy przeanalizowali poziomy zużycia tlenu w osadach, które ujawniły aktywność drobnoustrojów głębinowych.

Odkryli nieoczekiwanie wysokie wskaźniki zużycia tlenu przez dno morskie, co wskazuje na społeczność mikrobiologiczną dwukrotnie bardziej aktywną niż w pobliskim miejscu o powierzchni 6000 m (6,900 m) do około 35 km (60 km) na południe.

Osady Otchłani Challengera miały również znacznie wyższy poziom drobnoustrojów i związków organicznych niż pobliskie, wyższe miejsce.

Naukowcy sugerują, że rów Mariana działa jak naturalna pułapka na osady z góry. Podobne efekty można zaobserwować w innych kanionach okrętów podwodnych.

Inna grupa naukowców niedawno zauważyła istnienie społeczności drobnoustrojów, które rozwijają się w skorupie oceanicznej.

To odkrycie skupiło się na skałach, które mierzyły od około 1 150 do 1900 stóp (350 do 580 m) poniżej dna morskiego. Poniżej około 8500 stóp (2600 m) wody z północno-zachodniego wybrzeża Stanów Zjednoczonych.

Te mikroby najwyraźniej żyją z energii pochodzącej z reakcji chemicznych między wodą a skałą, a nie z substancji odżywczych padających z góry.

Referencje

1. Redakcja Encyclopædia Britannica. (2017). Rów Mariana 2017, z Encyclopedia Britannica. Źródło: britannica.com.
2. Charles Q. Choi. (2013). Drobnoustroje rozwijają się w najgłębszym miejscu na Ziemi. 2017, od Amazing Planet. Źródło z: livescience.com.
3. Deborah Netburn (2011). Gigantyczna ameba znaleziona w Rowie Mariana 6,6 mil pod powierzchnią morza. 2017, L. A. Times Źródło: latimesblogs.latimes.com.
4. Albert E. Theberge. (2009). Trzydzieści lat odkrywania Rówu Mariana. 2017, Hydro International Źródło: hydro-international.com.
5. Deepsea Challenge. (2012). Rów Mariana. 2017, z Deepsea Challenge. Źródło: deepseachallenge.com.
6. Ker Than. (2012). James Cameron Ukończ rekordowe nurkowanie Mariana Trench Dive. 2017, od National Geographic News. Źródło: news.nationalgeographic.com.
7. Eliza Strickland. (2012). Don Walsh Opisz wycieczkę na dno rowu Mariana. 2017, od IEEE Spectrum. Źródło: spectrum.ieee.org.