Χαρακτηριστικά των Μαριανών, των ανιχνευτών και των βυθισμάτων

Το Φρεάτιο Μαριάνας Είναι η βαθύτερη περιοχή των ωκεανών του κόσμου. Βρίσκεται στον Ειρηνικό Ωκεανό δυτικά και ανατολικά των Νήσων Μαριάνων.

Αυτά τα νησιά είναι μέρος των κοιλοτήτων που συμπίπτουν με μια ζώνη υποδιέγερσης, ένα σημείο όπου συγκρούονται δύο γειτονικές τεκτονικές πλάκες.

Ο λάκκος έχει μήκος περίπου 2.550 χιλιομέτρων, με μέσο πλάτος των 69 χιλιομέτρων. το σημείο του μέγιστου βάθους που είναι γνωστό ως το Challenger Deep, το οποίο εκτιμάται σε 10.994 μέτρα.

Το Mariana Trench, το οποίο βρίσκεται στα εδάφη των εξαρτήσεων των ΗΠΑ από τις Νήσους Βόρειες Μαριάνες και το Γκουάμ, χαρακτηρίστηκε το 2009 ως Εθνικό Μνημείο των Ηνωμένων Πολιτειών.

Το λάκκο δεν είναι το μέρος του βυθού που βρίσκεται πιο κοντά στο κέντρο της Γης. Αυτό συμβαίνει επειδή η Γη δεν είναι τέλεια σφαίρα. η ακτίνα της είναι περίπου 25 χιλιόμετρα λιγότερο στους πόλους απ 'ό, τι στον ισημερινό. Ως αποτέλεσμα, τμήματα του δαπέδου του Αρκτικού Ωκεανού είναι τουλάχιστον 13 χιλιόμετρα πιο κοντά στο κέντρο της Γης από την άβυσσο του Challenger..

Ίσως σας ενδιαφέρει επίσης να μάθετε ποια είναι τα ωκεάνια χαρακώματα; Αυτό θα σας επιτρέψει να κατανοήσετε καλύτερα αυτό το γεωλογικό φαινόμενο.

Χαρακτηριστικά της Μάρινας

Το λάκκο των Μαριάνων βρίσκεται σε συνεχές σκοτάδι, λόγω του ακραίου βάθους του, μετρώντας επίσης με θερμοκρασίες που είναι μερικές βαθμούς πάνω από το σημείο πήξης.

Το σχετικά ζεστό επιφανειακό νερό των ωκεανών όπως ο Ειρηνικός Ωκεανός εκτείνεται σε βάθη μεταξύ 500 και 1.000 ποδιών. Κάτω από τα επιφανειακά νερά, η θερμοκρασία πέφτει γρήγορα, σχηματίζοντας ένα στρώμα που ονομάζεται thermocline.

Θερμοκλινές ποικίλλει σε πάχος από περίπου 1.000 πόδια και 3.000 πόδια. Κάτω από αυτό το σημείο, το νερό κρυώνει πιο αργά. Σε περιοχές όπως η Mariana Τάφρο, η θερμοκρασία του νερού κυμαίνεται μεταξύ 1-4 βαθμών Ο.

Η πίεση του νερού στο κάτω μέρος της τάφρου είναι θραύση οκτώ τόνων ανά τετραγωνική ίντσα ή περίπου χίλιες φορές η κανονική ατμοσφαιρική πίεση στη στάθμη της θάλασσας. Η πίεση αυξάνεται με βάθος.

Ανιχνευτές

Η τάφρος της Μαριάνας και τα βάθη της ερευνήθηκαν για πρώτη φορά το 1875 από το βρετανικό πλοίο H.M.S. Challenger, που είναι αυτό το μέρος της πρώτης παγκόσμιας ωκεανογραφικής κρουαζιέρας.

Οι επιστήμονες κατέγραψαν βάθος 4.475 βάθρων (περίπου πέντε μίλια, ή οκτώ χιλιόμετρα) χρησιμοποιώντας μια βαριά συντονιστική χορδή.

Τον Νοέμβριο του 1899, ο USS Nero, μετασχηματισμένος ναυτικός συνεργάτης, ανιχνεύθηκε σε 5269 πίστες (9636μ). Αυτό ήταν το βαθύτερο βάθος που παρατηρήθηκε εκείνη την εποχή και διατηρήθηκε ένα ρεκόρ για αρκετά χρόνια έως ότου το γερμανικό ερευνητικό σκάφος Planeta εξερευνήθηκε στον τάφο των Φιλιππίνων.

Το σκάφος ατμού Albatross από την αμερικανική επιτροπή ψαριών εξέτασε επίσης το Mariana Trench και βρήκε 8802μ., Τον Φεβρουάριο του 1900, νοτιοανατολικά του Γκουάμ. Το καλωδιακό πλοίο Colonia ανίχνευσε μια διαδρομή που διασχίζει το βόρειο άκρο της τάφρου το 1902.

Σχεδόν τριάντα χρόνια μετά την πρώτη έρευνα που έδειξε έκτακτα βάθη κοντά στα νησιά Μαριάνες, η τάφρος τελικά καθορίστηκε. Ο γερμανός γεωγράφος Otto Krummel δημοσίευσε αυτό που θα μπορούσε να είναι ο πρώτος αυτόνομος χάρτης της τάφρου στην έκδοση του 1907 Handbuch der Ozeanographie.

Θα ήταν ακόμα σαράντα χρόνια πριν αναγνωριστεί ότι η τάφρο της Μαριάννας είχε τα βαθύτερα βάθη του παγκόσμιου ωκεανού.

Το 1951, H.M.S. Το Challenger II επιθεώρησε την τάφρο χρησιμοποιώντας μια έρευνα ηχούς, η οποία είναι πολύ πιο ακριβής και πολύ πιο εύκολος τρόπος μέτρησης του βάθους από την ομάδα έρευνας και τις γραμμές τράτας που χρησιμοποιήθηκαν στην αρχική αποστολή.

Κατά τη διάρκεια αυτής της έρευνας, το βαθύτερο μέρος του ορύγματος καταγράφηκε όταν το Challenger II μετριέται ένα βάθος 5.960 οργιές (10.900 μέτρα) έως 11 ° 19'N 142 ° 15'E, γνωστή ως χάσμα Challenger.

Η εκστρατεία Challenger έδωσε μια πρώτη ματιά στις βαθιές λεκάνες του ωκεανού και άλλα χαρακτηριστικά του ωκεάνιου δαπέδου.

Εκτός από την εξερεύνηση του τάφους Mariana, ο Challenger συγκέντρωσε επίσης σημαντικά στοιχεία για τα χαρακτηριστικά και τα είδη του Ειρηνικού, του Ατλαντικού και του Ινδικού Ωκεανού, καλύπτοντας σχεδόν 130.000 χιλιόμετρα, περίπου 71.000 ναυτικά μίλια.

Περίπου 5.000 νέα είδη θαλάσσιων πλασμάτων ανακαλύφθηκαν κατά τη διάρκεια της εκστρατείας 4 χρόνια.

Τον Μάρτιο του 1995, το μη επανδρωμένο ιαπωνικό υποβρύχιο Kaiko χρησιμοποιήθηκε για τη διενέργεια βαθύτερων ερευνών στο Mariana Trench.

Το Kaiko είναι ένα εκλεπτυσμένο σκάφος με πολύ ακριβές σύστημα τοποθέτησης, το οποίο επιτρέπει στους επιστήμονες να συλλέγουν σημαντικά δεδομένα χωρίς να χρειάζεται να θέσουν σε κίνδυνο έναν άνθρωπο δύτη.

Το Marianas Trench είναι ένας τόπος που επιλέγεται από ερευνητές του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον και του Ωκεανογραφικού Ιδρύματος Woods Hole το 2012 για σεισμική έρευνα του κύκλου των υπόγειων υδάτων.

Χρησιμοποιώντας και τα δύο σεισμομετρητές με ωκεανό και τα υδρόφωνα, οι επιστήμονες μπορούν να καταγράψουν δομές τόσο βαθιές όσο 97 χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια.

Σταγόνες

Την πρώτη φορά που οι άνθρωποι κατέβηκαν στην άτακτο του Challenger πριν από περισσότερα από 50 χρόνια. Στις 23 Ιανουαρίου 1960, ο Ελβετός επιστήμονας Jacques Piccard και ο υπολοχαγός Don Walsh του Πολεμικού Ναυτικού των ΗΠΑ πέτυχαν αυτόν τον στόχο.

Ήταν σε ένα υποβρύχιο του Πολεμικού Ναυτικού των Ηνωμένων Πολιτειών, ένα bathyscaphe που ονομάζεται Τεργέστη, το οποίο έβαλε καταγραφή καταδύσεων σε βάθος 10, 900 μέτρα.

Ο επιστήμονας είχε την ιδέα της χρησιμοποίησης 70 τόνους βενζίνης για να γεμίσει άρματα υποβρύχιο μήκους 50 ποδιών, γνωρίζοντας ότι η βενζίνη ήταν ελαφρύτερο από το νερό, η οποία με τη σειρά της χρησιμοποιείται για να πλημμυρίσει τις δεξαμενές Υποβρύχιες αέρα, επιτρέποντας την κάθοδο του.

Καθώς όλο και περισσότεροι βάθος, βενζίνη συμπιέζεται, μειώνοντας την πλευστότητα του υποβρυχίου και επιταχυνόμενη πρόοδο μέχρι περίπου 5 ώρες μετά το Τεργέστης είχε φθάσει τον πυθμένα του ωκεανού, υποστηρίζοντας πάνω από 16.000 κιλά πίεσης ανά τετραγωνική ίντσα.

Μετά από δύο χρόνια τροποποιήσεων και δοκιμών εμβάπτισης κοντά στο Σαν Ντιέγκο και το Γκουάμ, το bathyscaphe Τεργέστη ήταν έτοιμο για τη μεγάλη κατάδυση στο κάτω μέρος του Mariana Trench.

Στις 20 Ιανουαρίου 1960, ένα σκάφος διοίκησης, ένα ρυμουλκό και το bathyscaphe άφησαν το Γκουάμ. Το πρώτο καθήκον του σκάφους διοίκησης ήταν να βρει το βαθύτερο μέρος του χάσματος του Challenger για να εξασφαλίσει τα κατάλληλα δικαιώματα για τους εξερευνητές.

Όμως, επειδή ο ανιχνευτής βάθους στο πλοίο δεν μπορούσε να μετρήσει τέτοια ακραία βάθη, το πλήρωμα χρησιμοποίησε μια ακατέργαστη μέθοδο. Ανάβουν τις ασφάλειες σε μπλοκ των TNT και τους έριξαν δίπλα στην πλευρά να εκραγούν κάτω από το νερό.

Στη συνέχεια χρησιμοποίησαν χρονομετρητές για να μετρήσουν τα δευτερόλεπτα έως ότου τα ηχητικά κύματα της έκρηξης αναπηδήθηκαν από τον μακρινό βυθό και κατέβηκαν στο υδροφώνιο του πλοίου. Εντοπίστηκαν σύντομα μια περιοχή-στόχος 1,6 χιλιομέτρων και 11 χιλιομέτρων.

Μετά από μια κάθοδο πέντε ωρών, το ζευγάρι πέρασε μόνο περίπου 20 λεπτά στο κατώτατο σημείο και δεν μπορούσε να τραβήξει τίποτα από φωτογραφίες που οφείλονταν σε σύννεφα βρωμιάς που αναδεύονται από το πέρασμα τους.

Στα τέλη της δεκαετίας του '60, το Πολεμικό Ναυτικό των Ηνωμένων Πολιτειών είχε εγκαταλείψει την επανδρωμένη εξερεύνηση των βαθύτερων αβινών στον κόσμο.

Η ομάδα της Τεργέστης αναμένεται να κάνει πολλές βαθιές καταδύσεις με το όχημά της, αλλά το Πολεμικό Ναυτικό, επικαλούμενος ανησυχίες σχετικά με την ασφάλεια, αποφάσισε να περιορίσει την τέχνη σε βάθη άνω των 6000 μέτρων..

Τα ερευνητικά υποβρύχια επόμενης γενιάς που κατασκευάστηκαν από φορείς ωκεανογραφίας σε όλο τον κόσμο παρέμειναν επίσης σε βαθύτερα βάθη. Με την κατασκευή πλοίων που θα μπορούσαν να φτάσουν τα 6.000 μέτρα, θα μπορούσαν να εξερευνήσουν το 98 τοις εκατό του ωκεανού, υποστήριζαν, όλα εκτός από τα μυστηριώδη χαρακώματα.

Οι ωκεανογράφοι μάθαιναν να εμπιστεύονται ρομποτικά οχήματα για να διερευνήσουν μέρη που δεν μπορούσαν να πάνε οι άνθρωποι.

Στις 26 Μαρτίου 2012, ο σκηνοθέτης James Cameron κατάφερε να αγγίξει τον πυθμένα των τάφων του Marianas στο υποβρύχιο Deepsea Challenger μετά από μια κατάβαση 2 ωρών και 36 λεπτών.

Ο Κάμερον πέρασε αρκετές ώρες εξερευνώντας το πάτωμα του ωκεανού, συλλέγοντας πληροφορίες και επιστημονικά δεδομένα, καθώς και δείγματα πληροφοριών, προτού ξεκινήσει την ανάβαση 70 λεπτών.

Τον Ιούλιο του 2015 τα μέλη της Εθνικής Υπηρεσίας Ωκεανών και Ατμόσφαιρας, το Oregon State University και το Λιμενικό Σώμα βουτηγμένα σε υδροφώνων στο βαθύτερο σημείο της τάφρου Mariana, το Challenger Deep.

Ποτέ έχοντας αναπτυχθεί μια περισσότερο από ένα μίλι, το κέλυφος υδροφώνου τιτανίου σχεδιάστηκε για να αντέξει την τεράστια πίεση 7 μίλια κάτω. Αν και οι ερευνητές δεν θα μπορούσε να ανακτήσει το υδρόφωνο μέχρι το Νοέμβριο, η χωρητικότητα των δεδομένων ολοκληρώθηκε τις πρώτες 23 ημέρες.

Μετά από μήνες ανάλυσης του ήχου, οι εμπειρογνώμονες ήταν έκπληκτοι να πάρουν τους φυσικούς και τεχνητούς ήχους όπως τα σκάφη, τους σεισμούς, τον τυφώνα και τους ήχους φαλαινών. Λόγω της επιτυχίας της αποστολής, οι ερευνητές ανακοίνωσαν σχέδια για την ανάπτυξη ενός δεύτερου υδροφώνου το 2017 για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Οικολογία

Μέχρι την ιστορική βύθιση των Piccard και Walsh, οι επιστήμονες είχαν συζητήσει εάν η ζωή θα μπορούσε να υπάρχει κάτω από τόσο μεγάλη πίεση. Αλλά στο κατώτατο σημείο, ο ανακλαστήρας της Τεργέστης φωτίζει ένα πλάσμα που ο Piccard σκέφτηκε ότι ήταν ένα ομαλό ψάρι, μια στιγμή που ο Piccard αργότερα περιγράφει με ενθουσιασμό σε ένα βιβλίο για το ταξίδι του.

Η αποστολή που διεξήγαγαν οι Piccard και Walsh ισχυρίστηκε ότι έχει παρατηρήσει (με μεγάλη έκπληξη λόγω της υψηλής πίεσης) μεγάλα πλάσματα που ζουν στο παρασκήνιο, όπως ένα ψάρι μήκους περίπου 30 cm και γαρίδες. Σύμφωνα με τον Piccard, το ταμείο φαίνεται σαφές και σαφές.

Πολλοί θαλάσσιοι βιολόγοι είναι πλέον σκεπτικοί σχετικά με την υποτιθέμενη παρατήρηση των πλατύψαρων και προτείνεται ότι το πλάσμα μπορεί να ήταν αγγούρι της θάλασσας.

Κατά τη διάρκεια της δεύτερης αποστολής, το μη επανδρωμένο όχημα Kaikō συγκέντρωσε δείγματα λάσπης από τον πυθμένα. Διαπιστώθηκε ότι σε αυτά τα δείγματα ζούσαν μικροσκοπικοί οργανισμοί.

Οι επιστήμονες στο Ίδρυμα Ωκεανογραφίας του Scripps έχουν βρει γιγαντιαίες αμφοβέλες 10,6 χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια του ωκεανού, στο Mariana Trench για να είναι ακριβείς.

Για να το θέσουμε ότι σε μια προοπτική: αυτά αμοιβάδες, επίσης γνωστή ως xenofóforos, ζουν σε ένα χαντάκι περίπου 1,6 βαθύτερη από το ύψος του Έβερεστ χιλιόμετρα. Το προηγούμενο βάθος για τα ξενοφόρα ήταν περίπου 7,5 χιλιόμετρα.

Kevin Hardy, ένας μηχανικός ωκεανό στο Scripps, ο οποίος οργάνωσε την κρουαζιέρα, ανέφερε η τάφρος Μαριάνα, που βρίσκεται ανατολικά των Νήσων Μαριάνα, έχει σε μεγάλο βαθμό ανεξερεύνητη μέχρι πρόσφατα επειδή η τεχνολογία δεν επέτρεπε.

Η πίεση στο κάτω μέρος της τάφρου είναι περίπου 16.500 λίβρες ανά τετραγωνική ίντσα. Η πίεση στη στάθμη της θάλασσας είναι 14,7 psi.

Η πίεση στα 35.000 πόδια κάτω από τη στάθμη της θάλασσας είναι τόσο έντονη, δήλωσε ο Hardy, ότι τα ανθρώπινα οστά θα συνθλίβονται εντελώς.

Προκειμένου να προστατευθούν οι κάμερες και τα φώτα από τη θραύση τους, ο Hardy και η ομάδα του έχτισαν μια σφαίρα διαμέτρου 17 ιντσών, κατασκευασμένη από γυαλί πάχους 1 ιντσών. Ο Hardy είπε ότι το πάχος και η δύναμη του γυαλιού επιτρέπουν στη σφαίρα να αντέχει τις πιέσεις της βαθιάς θάλασσας.

Εκτός από αυτό, το βαθύτερο ωκεανό τάφρος Γη είναι το σπίτι σε μια κοινότητα εκπληκτικά ενεργά βακτήρια, γεγονός που υποδηλώνει ότι και άλλες τομές μπορεί σημεία να πληρούν μικροβιακής ζωής, λένε οι ερευνητές.

Οι ερευνητές ανέλυαν τα επίπεδα κατανάλωσης οξυγόνου στα ιζήματα, τα οποία αποκάλυψαν τη δραστηριότητα των μικροβίων βαθέων υδάτων.

Βρήκαν απροσδόκητα υψηλά ποσοστά του βυθού κατανάλωσης οξυγόνου, υποδεικνύοντας μία δύο φορές περισσότερο δραστικό από ένα κοντινό σημείο της 6,000 m (6,900 m) 35 περίπου χιλιομέτρων (60 χιλιόμετρα) νότια μικροβιακή κοινότητα.

Τα ιζήματα της Αβάνας του Challenger είχαν επίσης σημαντικά υψηλότερα επίπεδα μικροβίων και οργανικών ενώσεων από την κοντινή, υψηλότερη περιοχή.

Οι ερευνητές προτείνουν ότι η τάφρος της Μαριάνας λειτουργεί ως φυσική παγίδα για ιζήματα από ψηλά. Παρόμοια αποτελέσματα παρατηρούνται και σε άλλα υποθαλάσσια φαράγγια.

Μια άλλη ομάδα ερευνητών είδε πρόσφατα την ύπαρξη κοινοτήτων μικροβίων που ευδοκιμούν στον ωκεάνιο φλοιό.

Αυτή η ανακάλυψη επικεντρώθηκε σε βράχους που μέτρησαν έως περίπου 1.150 έως 1.900 πόδια (350 έως 580 μέτρα) κάτω από τον πυθμένα. Κάτω από περίπου 8.500 πόδια (2.600 μ.) Νερού από τη βορειοδυτική ακτή των Ηνωμένων Πολιτειών.

Αυτά τα μικρόβια προφανώς ζουν με ενέργεια από χημικές αντιδράσεις μεταξύ ύδατος και βράχου, αντί των θρεπτικών ουσιών που χιονίζουν από ψηλά.

Αναφορές

1. Οι συντάκτες της Encyclopædia Britannica. (2017). Mariana Trench 2017, από την Encyclopedia Britannica. Ανακτήθηκε από: britannica.com.
2. Charles Q. Choi. (2013). Τα μικρόβια ευδοκιμούν στο βαθύτερο σημείο της γης. 2017, από το Amazing Planet. Ανακτήθηκε από: lifecience.com.
3. Ντέμπορα Ντέμμπερν (2011). Giant αμοιβάδα που βρέθηκαν στην Τάφρο Μαριάνα 6,6 μίλια κάτω από τη θάλασσα. 2017, από τον L. A. Times Ανακτήθηκε από: latimesblogs.latimes.com.
4. Albert E. Theberge. (2009). Τριάντα Χρόνια Ανακαλύπτοντας το Μάρινα. 2017 ανανήψει από Hydro International: hydro-international.com.
5. Deepsea Challenge. (2012). Το Mariana Trench. 2017, από το Deepsea Challenge. Ανακτήθηκε από: deepseachallenge.com.
6. Ker Than. (2012). James Cameron Ολοκληρώθηκε η κατάτμηση Mariana Trench. 2017, από την National Geographic News. Ανακτήθηκε από: news.nationalgeographic.com.
7. Ελίζα Στρίκλαντ. (2012). Don Walsh Περιγράψτε το ταξίδι στο κάτω μέρος του Marian Trench. 2017, από το IEEE Spectrum. Ανακτήθηκε από: spectrum.ieee.org.