Marianas raksturlielumu, zondes un nolaišanās tranšejas

The Marianas bedre Tā ir pasaules okeānu dziļākā teritorija. Tā atrodas Klusajā okeānā uz rietumiem un uz austrumiem no Marianas salām.

Šīs salas ir daļa no bedrēm, kas sakrīt ar subdukcijas zonu, kur atrodas divas blakus esošās tektoniskās plāksnes.

Gāze ir aptuveni 2,550 kilometru garš, vidējais platums ir 69 kilometri. Tās maksimālais dziļums ir pazīstams kā Challenger Abyss, kas tiek lēsts 10,994 metri.

Marianas tranšeju, kas atrodas Ziemeļu Marianas salu un Guamas ASV atkarību teritorijās, 2009. gadā noteica par ASV Nacionālo pieminekli.

Gāze nav tā jūras gultnes daļa, kas ir vistuvāk Zemes centram. Tas ir tāpēc, ka Zeme nav perfekta sfēra; tā rādiuss ir par 25 kilometriem mazāks par stabiem nekā ekvatorā. Tā rezultātā daļa Arktikas okeāna grīdas ir vismaz 13 kilometrus tuvāk Zemes centram nekā Challenger bezdibenis..

Jums var būt interesē zināt, kas ir okeāna tranšejas? Tas ļaus jums labāk izprast šo ģeoloģisko parādību.

Marianas tranšejas raksturojums

Marianas bedre ir nepārtrauktā tumsā, pateicoties tās augstajam dziļumam, arī skaitot temperatūru, kas ir pāris grādi virs sasalšanas punkta.

Salīdzinoši siltais okeānu, piemēram, Klusā okeāna, virszemes ūdeņi stiepjas līdz dziļumam no 500 līdz 1000 pēdām. Zem virsmas ūdens temperatūra strauji samazinās, veidojot slāni, ko sauc par termoklīnu.

Termoklīns biezums svārstās no aptuveni 1000 pēdām līdz 3000 pēdām. Zem šī punkta ūdens atdziest lēnāk. Tādās vietās kā Mariana tranšejas ūdens temperatūra svārstās no 1 līdz 4 ° C.

Ūdens spiediens tranšejas apakšā ir astoņu tonnu saspiešana uz kvadrātcollu jeb aptuveni tūkstoš reizes lielāka par standarta atmosfēras spiedienu jūras līmenī. Spiediens palielinās ar dziļumu.

Zondes

Marianas tranšeju un tās dziļumus pirmo reizi aptaujāja 1875. gadā britu kuģis H.M.S. Challenger, kas ir šī pirmā pasaules okeanogrāfiskā kruīza daļa.

Zinātnieki reģistrēja 4 475 pēdas (aptuveni piecas jūdzes vai astoņus kilometrus), izmantojot smagu rezonanses akordu.

1899. gada novembrī USS Nero, pārveidotais jūras kara apkarotājs, pārbaudīja 5269 pēdas (9636 m). Tas bija dziļākais dziļums, kas tika novērots tajā laikā, un vairākus gadus tika saglabāts ieraksts, līdz vācu pētnieciskais kuģis „Planeta” izmeklēja Filipīnu kapu.

Albatross tvaika laiva no ASV zivju komisijas arī pārbaudīja Marianas tranšeju un konstatēja, ka 1900. gada februārī dienvidaustrumos no Guamas atradās 8802 m. Kabeļu kuģis Colonia pārbaudīja maršrutu, kas 1902. gadā šķērsoja tranšejas ziemeļu galu.

Gandrīz trīsdesmit gadus pēc pirmās aptaujas Marianas salu tuvumā netika konstatēti ārkārtīgi dziļi dziļumi. Vācu ģeogrāfs Otto Krummels publicēja to, kas varētu būt pirmā autonomā tranšeju karte 1907. gada izdevumā Handbuch der Ozeanographie.

Tas būtu vēl četrdesmit gadi, pirms tika atzīts, ka Marianas tranšejā bija dziļākie pasaules okeāna dziļumi.

1951. gadā H.M.S. Challenger II pārbaudīja tranšeju, izmantojot atbalss aptauju, kas ir daudz precīzāks un daudz vieglāks veids, kā izmērīt dziļumu nekā apsekojuma komanda un traļu līnijas, kas tika izmantotas sākotnējā ekspedīcijā..

Šīs aptaujas laikā dziļākā tranšejas daļa tika reģistrēta, kad Challenger II mērīja dziļumu 5 960 pēdas (10 900 m) līdz 11 ° 19'N 142 ° 15'E, kas pazīstams kā Challenger Abyss..

Challenger ekspedīcija deva pirmo ieskatu dziļūdens baseinos un citās okeāna grīdas īpašībās.

Papildus Marianas tranšejas izpētei Challenger savāca arī svarīgus datus par Klusā okeāna, Atlantijas okeāna un Indijas okeānu raksturlielumiem un sugām, aptverot gandrīz 130 000 kilometrus, aptuveni 71 000 jūras jūdzes..

4 gadu ekspedīcijas laikā tika atklāti aptuveni 5000 jaunu jūras radību sugu.

1995. gada martā bezpilota japāņu zemūdene Kaiko tika izmantota, lai veiktu dziļākas Marianas tranšejas izmeklēšanas.

Kaiko ir izsmalcināts kuģis ar ļoti precīzu pozicionēšanas sistēmu, kas ļauj zinātniekiem apkopot svarīgus datus, neapdraudot cilvēku nirēju.

Marianas tranšeja ir vieta, ko 2012. gadā izvēlējās Vašingtonas Universitātes un Woods Hole okeanogrāfijas institūta pētnieki, lai veiktu gruntsūdeņu cikla seismisku izpēti..

Izmantojot gan okeāna dibena seismometrus, gan hidrofonus, zinātnieki spēj kartēt tikpat dziļi kā 97 kilometrus (60 jūdzes) zem virsmas.

Pilieni

Pirmo reizi cilvēki, kas nonāca Challenger bezdibenī, bija vairāk nekā pirms 50 gadiem. 1960. gada 23. janvārī Šveices zinātnieks Jacques Piccard un ASV jūras kara flotes leitnants Don Walsh sasniedza šo mērķi.

Tas bija ASV jūras kara flotes iegremdēšanā, peldvietā, ko sauca par Triestu, kas 10, 900 metru dziļumā noteica niršanas ierakstu..

Zinātniekam bija ideja izmantot 70 tonnas benzīna, lai piepildītu 50 pēdu garu zemūdens pludiņus, zinot, ka benzīns bija vieglāks par ūdeni, kas savukārt tika izmantots, lai applūdinātu zemūdens tvertnes. tās nolaišanās.

Kad dziļums palielinājās, benzīns saspiests, kas samazināja zemūdens peldspēju un paātrināja tās attīstību, līdz apmēram 5 stundas vēlāk Trieste sasniedza okeāna dibenu, izturot vairāk nekā 16 000 mārciņu spiedienu uz kvadrātcollu..

Pēc divu gadu modifikācijām un iegremdēšanas testiem pie San Diego un Guamas, Trieste bija gatavs lieliskai niršanai Marianas tranšejas apakšā.

1960. gada 20. janvārī Guam bija komandas kuģis, velkonis un peldbaseins. Komandu kuģa pirmais uzdevums bija atrast dziļāko Challenger slīpuma daļu, lai nodrošinātu atbilstošas ​​izpētes tiesības..

Bet, tā kā dziļuma zonde uz kuģa nevarēja izmērīt šādus ārkārtējos dziļumus, apkalpe izmantoja neapstrādātu metodi. Viņi aizdedzināja drošinātājus TNT blokos, un viņi tos sita, lai eksplodētu zem ūdens.

Tad viņi izmantoja taimeri, lai skaitītu sekundes, līdz blastu skaņas viļņi atkāpās no tālajām jūras gultnēm un aizgāja uz kuģa hidrofonu. Viņi drīz konstatēja mērķa teritoriju 1,6 kilometrus platu un 11 kilometrus garus.

Pēc piecu stundu nolaišanās pāris pavadīja tikai apmēram 20 minūtes un nevarēja uzņemties nekādus attēlus, ko izraisīja dūņu mākoņi..

60. gadu beigās Amerikas Savienoto Valstu kara flote bija atteikusies no cilvēcīgākajiem pasaules dziļāko bezspēcību pētījumiem..

Triestes komanda ar savu transportlīdzekli sagaida daudz dziļu niršanu, bet kuģniecība, atsaucoties uz drošības apsvērumiem, nolēma ierobežot mākslu ar dziļumu virs 6000 metriem..

Nākamās paaudzes pētnieciskās zemūdenes, ko uzcēlušas okeanogrāfijas iestādes visā pasaulē, arī palika zemākā dziļumā. Veidojot kuģus, kas varētu sasniegt 6000 metrus, viņi varēja izpētīt 98 procentus okeāna, ko viņi apgalvoja, bet ne tikai noslēpumainās tranšejas..

Oceanogrāfi iemācījās uzticēties robotu transportlīdzekļiem, lai izpētītu vietas, kurās cilvēki nevarēja doties.

2012. gada 26. martā režisors Džeimss Kamerons pēc 2 stundām un 36 minūtēm spēja pieskarties Marianas kapu zemei ​​zemūdens Deepsea Challenger..

Pirms vairāk nekā 70 minūšu pacelšanās Cameron pavadīja vairākas stundas, izpētot okeāna grīdu, vācot informāciju un zinātniskus datus un paraugu informāciju..

2015. gada jūlijā Nacionālās okeāna un atmosfēras pārvaldes, Oregonas Valsts universitātes un Krasta apsardzes locekļi iegremdēja hidrofonu Marianas tranšejas dziļākajā daļā - Challenger bezdibenī..

Tā kā titāna čaulas hidrofons nekad nav izvietots ārpus jūdzes, tas tika izstrādāts, lai izturētu milzīgo spiedienu 7 jūdzes zemāk. Lai gan pētnieki nevarēja atgūt hidrofonu līdz novembrim, datu ietilpība bija pabeigta pirmajās 23 dienās.

Pēc vairāku mēnešu ilgas skaņas analīzes eksperti bija pārsteigti par dabiskām un mākslīgām skaņām, piemēram, laivām, zemestrīcēm, taifūnam un vaļu skaņām. Pateicoties misijas panākumiem, pētnieki paziņoja par plāniem 2017. gadā izvietot otru hidrofonu ilgāku laiku.

Ekoloģija

Līdz vēsturiskai Piccard un Walsh iegremdēšanai zinātnieki apsprieda, vai dzīve varētu pastāvēt šādā ārkārtējā spiedienā. Bet apakšā Triestes atstarotājs izgaismoja radību, ko Piccard domāja par gludu zivju, brīdi, kad Piccard vēlāk ar entuziasmu aprakstīja grāmatu par savu ceļojumu.

Ekspedīcija, ko veica Piccard un Walsh, apgalvoja, ka novēroja (ar lielu pārsteigumu augstā spiediena dēļ) lielas radības, kas dzīvo fonā, piemēram, plakanas zivis, kas ir apmēram 30 cm garas, un garneles. Pēc Piccard domām, fonds šķita skaidrs un skaidrs.

Daudzi jūras biologi šobrīd ir skeptiski noskaņoti par plekstes iespējamo novērošanu, un ir ierosināts, ka radījums varētu būt jūras gurķis.

Otrajā ekspedīcijā bezpilota transportlīdzeklis Kaikō savāca dubļu paraugus no jūras gultnes. Tika konstatēts, ka tajos paraugos dzīvoja mazi organismi.

Scripps okeāna institūta zinātnieki ir atraduši milzu amoebas 10,6 kilometrus zem okeāna virsmas, Marianas tranšejā, lai būtu precīzs.

Lai to darītu perspektīvā: šie amoebas, kas pazīstami arī kā ksenofori, dzīvo tranšejā, kas ir apmēram 1,6 kilometrus dziļāk nekā Everesta kalna augstums. Iepriekšējais ksenoforu dziļums bija aptuveni 7,5 kilometri.

Kevin Hardy, okeāna inženieris Scripps, kurš organizēja kruīzi, paskaidroja, ka Marianas tranšeju, kas atrodas uz austrumiem no Marianas salām, līdz šim nesen ir maz pētīta, jo tehnoloģija to neļāva.

Spiediens tranšejas apakšā ir aptuveni 16 500 mārciņas uz kvadrātcollu. Spiediens pie jūras līmeņa ir 14,7 psi.

Spiediens pie 35 000 pēdu zem jūras līmeņa ir tik intensīvs, sacīja Hardy, ka cilvēka kauli tiks pilnībā saspiesti.

Lai aizsargātu kameras un gaismas no saspiešanas, Hardy un viņa komanda izveidoja 17 collu diametra sfēru, kas izgatavota no 1 collu bieza stikla. Hardy teica, ka stikla biezums un izturība ļauj sfērai izturēt dziļjūras spiedienu.

Neskatoties uz to, visdziļākā okeāna bedre uz Zemes dzīvo pārsteidzoši aktīvai baktēriju kopienai, kas liek domāt, ka citi tranšejas var būt tikšanās punkti mikrobu dzīvē, saka pētnieki..

Pētnieki analizēja skābekļa patēriņa līmeni sedimentos, kas atklāja dziļjūras mikrobu darbību.

Viņi atklāja negaidīti augstu skābekļa patēriņu jūrā, norādot uz mikrobu kopienu divreiz aktīvāku nekā tuvējā vietā, kas atrodas 6000 m (6 900 m), apmēram 35 km (60 km) uz dienvidiem.

Challenger Abyss nogulumos bija arī ievērojami augstāks mikrobu un organisko savienojumu līmenis nekā tuvākajā augstākajā vietā.

Pētnieki norāda, ka Mariana tranšeja darbojas kā dabisks slazds nogulumiem no augšas. Līdzīgi efekti ir redzami arī citos zemūdens kanjonos.

Vēl viena pētnieku grupa nesen ieskatījās okeāna garozā plaukstošu mikrobu kopienu pastāvēšanā.

Šis atklājums bija vērsts uz klintīm, kas bija zemākas par aptuveni 1 150 līdz 1 900 pēdām (350 līdz 580 m) zem jūras gultnes. Zem aptuveni 8500 pēdu (2600 m) ūdens no ASV ziemeļrietumu krasta.

Šie mikrobi acīmredzot dzīvo uz enerģijas, kas iegūta no ķīmiskām reakcijām starp ūdeni un klintīm, nevis no augšas sniega barības vielas.

Atsauces

1. Encyclopædia Britannica redaktori. (2017). Mariana Trench 2017, no Encyclopedia Britannica. Saturs iegūts no: britannica.com.
2. Charles Q. Choi. (2013). Mikrobi plaukst dziļākajā vietā uz Zemes. 2017, no Amazing Planet. Saturs iegūts no: livescience.com.
3. Deborah Netburn (2011). Milzu amoeba, kas atrodama Marianas tranšejā 6,6 jūdzes zem jūras. 2017., L. A. Times Izgūta no: latimesblogs.latimes.com.
4. Albert E. Theberge. (2009). Trīsdesmit gadi Marianas tranšeju atklāšanā. 2017.gads, Hydro International. Saturs iegūts no: hydro-international.com.
5. Deepsea izaicinājums. (2012). Marianas tranšeju. 2017, no Deepsea Challenge. Saturs iegūts no: deepseachallenge.com.
6. Ker Than. (2012). Džeimss Kamerons Pilnīgs ierakstu pārrāvums Mariana Trench Dive. 2017, no National Geographic News. Saturs iegūts no: news.nationalgeographic.com.
7. Eliza Strickland. (2012). Don Walsh apraksta ceļojumu uz Marianas tranšejas dibenu. 2017, no IEEE Spectrum. Saturs iegūts no: spect.ieee.org.