Марианская впадина -Mariana Trench

Координаты : 11°21′ с.ш. 142°12′ в.д. / 11,350° с.ш. 142,200° в.д. / 11.350; 142.200

Расположение Марианской впадины

Марианская впадина или Марианская впадина расположена в западной части Тихого океана примерно в 200 километрах (124 мили) к востоку от Марианских островов ; это самая глубокая океаническая впадина на Земле. Он имеет форму полумесяца и имеет длину около 2550 км (1580 миль) и ширину 69 км (43 мили). Максимальная известная глубина составляет 10 984 ± 25 метров (36 037 ± 82 фута; 6,825 ± 0,016 мили) в южной части небольшой щелевидной долины на ее дне, известной как Бездна Челленджера . Если бы гора Эверест была гипотетически помещена в траншею в этот момент, ее вершина все еще находилась бы под водой более чем на 2 километра (1,2 мили).

На дне траншеи столб воды наверху создает давление 1086 бар (15 750 фунтов на квадратный дюйм), что более чем в 1071 раз превышает стандартное атмосферное давление на уровне моря. При таком давлении плотность воды увеличивается на 4,96%. Температура внизу составляет от 1 до 4 ° C (от 34 до 39 ° F).

В 2009 году Марианская впадина была объявлена ​​национальным памятником США . Моноталамеи были обнаружены в траншее исследователями Океанографического института Скриппса на рекордной глубине 10,6 км (6,6 миль) ниже поверхности моря . Данные также свидетельствуют о том, что в траншее процветают микробные формы жизни .

Этимология

Марианская впадина названа в честь близлежащих Марианских островов , названных Лас Марианскими в честь испанской королевы Марианы Австрийской , вдовы Филиппа IV Испанского . Острова являются частью островной дуги , которая образована на доминирующей плите, называемой Марианской плитой (также названной в честь островов), на западной стороне желоба.

Геология

Тихоокеанская плита погружается под Марианскую плиту, создавая Марианский желоб и (далее) дугу Марианских островов, поскольку вода, захваченная плитой, высвобождается и взрывается вверх, образуя островные вулканы и землетрясения.

Марианская впадина является частью системы субдукции Идзу-Бонин-Мариана , которая образует границу между двумя тектоническими плитами . В этой системе западный край одной плиты, Тихоокеанской плиты , погружается (т. е. надвигается) под меньшую Марианскую плиту , лежащую на западе. Материал коры на западном краю Тихоокеанской плиты является одним из старейших океанических кор на Земле (возрастом до 170 миллионов лет) и, следовательно, более холодный и плотный; следовательно, его большая разница в высоте по сравнению с более высокой (и более молодой) Марианской плитой. Самая глубокая область на границе плиты - собственно Марианская впадина.

Движение Тихоокеанской и Марианской плит также косвенно ответственно за формирование Марианских островов . Эти вулканические острова вызваны флюсовым плавлением верхней мантии из-за высвобождения воды, заключенной в минералах субдуктивной части Тихоокеанской плиты .

История исследований

Океанические желоба в западной части Тихого океана

Траншея была впервые обнаружена во время экспедиции Челленджера в 1875 году с использованием утяжеленной веревки, которая зафиксировала глубину 4 475 саженей (8 184 метра; 26 850 футов). В 1877 году была опубликована карта Петерманна под названием Tiefenkarte des Grossen Ozeans («Карта глубин Великого океана»), на которой в месте этого зондирования был показан Challenger Tief («Глубина Челленджера»). В 1899 году переоборудованный угольщик USS  Nero зафиксировал глубину 5 269 саженей (9 636 метров; 31 614 футов).

В 1951 году « Челленджер II» обследовал траншею с помощью эхолота , гораздо более точного и значительно более простого способа измерения глубины, чем зондовое оборудование и канаты, использовавшиеся в первоначальной экспедиции. Во время этой съемки самая глубокая часть траншеи была зарегистрирована, когда Challenger II измерил глубину 5 960 саженей (10 900 метров; 35 760 футов) на 11 ° 19 ′ северной широты 142 ° 15 / 11,317° с.ш. 142,250° в.д. / 11,317; 142.250 ′ восточной долготы , известной как Challenger Deep .

В 1957 году советское судно «Витязь» сообщило о глубине 11 034 метра (36 201 фут) в месте, получившем название Марианской впадины .

В 1962 году надводный корабль MV Spencer F. Baird зафиксировал максимальную глубину 10 915 метров (35 810 футов) с помощью прецизионных глубиномеров .

В 1984 году японское исследовательское судно Takuyō (拓洋) собрало данные из Марианской впадины с помощью узкого многолучевого эхолота; максимальная глубина составила 10 924 метра (35 840 футов), а также 10 920 ± 10 метров (35 827 ± 33 фута). Дистанционно управляемый аппарат KAIKO достиг самой глубокой части Марианской впадины и 24 марта 1995 года установил рекорд глубины 10 911 метров (35 797 футов).

Во время исследований, проведенных в период с 1997 по 2001 год, вдоль Марианской впадины было обнаружено место, которое имело глубину, аналогичную бездне Челленджера, а возможно, даже больше. Он был обнаружен, когда ученые из Гавайского института геофизики и планетологии завершали исследование вокруг Гуама ; они использовали систему гидроакустического картографирования, буксируемую за исследовательским кораблем, для проведения исследования. Это новое место было названо HMRG (Hawaii Mapping Research Group) Deep в честь группы ученых, которые его обнаружили.

1 июня 2009 года картографирование на борту RV  Kilo Moana (базового корабля Nereus) показало место глубиной 10 971 метр (35 994 фута). Гидролокационное картирование Бездны Челленджера стало возможным с помощью гидроакустической многолучевой батиметрической системы Simrad EM120 для глубоководных объектов. Гидроакустическая система использует обнаружение дна по фазе и амплитуде с точностью лучше 0,2% глубины воды по всей полосе (подразумевая, что значение глубины имеет точность ± 22 метра (72 фута)).

В 2011 году на осеннем собрании Американского геофизического союза было объявлено , что гидрографическое судно ВМС США, оснащенное многолучевым эхолотом , провело съемку, в ходе которой была нанесена на карту вся траншея с разрешением 100 метров (330 футов). Картирование выявило существование четырех скалистых выходов, которые, как считается, были бывшими подводными горами .

Марианская впадина — это место, выбранное исследователями из Вашингтонского университета и Океанографического института Вудс-Хоул в 2012 году для проведения сейсморазведки с целью изучения круговорота подземных вод . Используя как донные сейсмометры , так и гидрофоны , ученые могут наносить на карту структуры на глубине до 97 километров (60 миль) под поверхностью.

Спуски

Батискаф « Триест » (разработанный Огюстом Пикаром ), первое транспортное средство с экипажем, достигшее дна Марианской впадины.

По состоянию на 2022 год было совершено двадцать два спуска с экипажем и семь спусков без экипажа. Первым был спуск с экипажем батискафа Trieste , спроектированного швейцарцами, построенного в Италии и принадлежащего ВМС США , который достиг дна в 13:06 23 января 1960 года с Доном Уолшем и Жаком Пикаром на борту. Железная дробь использовалась в качестве балласта , а бензин — для плавучести . Бортовые системы показали глубину 11 521 метр (37 800 футов), но позже она была изменена до 10 916 метров (35 814 футов). Глубина оценивалась путем преобразования измеренного давления и расчетов, основанных на плотности воды от поверхности моря до морского дна.

За этим последовали ROV без экипажа Kaikō в 1996 году и Nereus в 2009 году. Первые три экспедиции непосредственно измерили очень близкие глубины от 10 902 до 10 916 м (от 35 768 до 35 814 футов). Четвертый был сделан канадским кинорежиссером Джеймсом Кэмероном 26 марта 2012 года. Он достиг дна Марианской впадины на подводном судне Deepsea Challenger , нырнув на глубину 10 908 метров (35 787 футов).

В июле 2015 года сотрудники Национального управления океанических и атмосферных исследований, Орегонского государственного университета и береговой охраны погрузили гидрофон в самую глубокую часть Марианской впадины, в бездну Челленджера, никогда ранее не применяя гидрофон более чем на милю. Гидрофон с титановым корпусом был разработан, чтобы выдерживать огромное давление на глубине 7 миль. Хотя исследователям не удавалось извлечь гидрофон до ноября, емкость данных была заполнена в течение первых 23 дней. После нескольких месяцев анализа звуков эксперты были удивлены, уловив естественные звуки, такие как землетрясения, тайфуны, звуки усатых китов, и искусственные звуки, такие как звуки лодок. Благодаря успеху миссии исследователи объявили о планах развернуть второй гидрофон в 2017 году на длительный период времени.

Виктор Весково установил новый рекорд спуска на высоту 10 928 метров (35 853 фута) 28 апреля 2019 года с использованием ограничивающего фактора DSV , модели Triton 36000/2, произведенной компанией Triton Submarines из Флориды . Он нырял четыре раза в период с 28 апреля по 5 мая 2019 года, став первым человеком, совершившим более одного погружения в Бездну Челленджера.

8 мая 2020 года в рамках совместного проекта российских корабелов, научных коллективов РАН при поддержке РФФИ и Тихоокеанского флота автономный подводный аппарат «Витязь-Д» был погружен на дно Марианской Траншея на глубине 10 028 метров (32 900 футов). «Витязь-Д» — первый подводный аппарат, работающий автономно на экстремальных глубинах Марианской впадины. Продолжительность миссии, без учета погружения и всплытия, составила более 3 часов.

10 ноября 2020 года китайский подводный аппарат Fendouzhe достиг дна Марианской впадины на глубине 10 909 метров (35 791 фут).

Жизнь

Экспедиция, проведенная в 1960 году, утверждала, что с большим удивлением из-за высокого давления наблюдала крупных существ, живущих на дне, таких как камбала длиной около 30 см (12 дюймов) и креветки . По словам Пиккара, «дно казалось светлым и прозрачным, отходами твердого диатомового ила». Многие морские биологи теперь скептически относятся к предполагаемому наблюдению за камбалой, и предполагается, что это существо могло быть морским огурцом . Во время второй экспедиции беспилотное транспортное средство « Кайко » собрало образцы ила с морского дна . Было обнаружено, что в этих образцах живут крошечные организмы.

В июле 2011 года исследовательская экспедиция задействовала отвязанные посадочные модули, называемые «капами», оснащенные цифровыми видеокамерами и фонарями, для исследования этого глубоководного региона. Среди многих других живых организмов наблюдались некоторые гигантские одноклеточные фораминиферы размером более 10 см (4 дюйма), относящиеся к классу моноталамеи . Моноталамеи примечательны своими размерами, чрезвычайной численностью на морском дне и их ролью хозяев для множества организмов.

В декабре 2014 года на глубине 8 145 м (26 722 фута) был обнаружен новый вид рыбы -улитки, побивший предыдущий рекорд самой глубоководной рыбы, которую можно увидеть на видео.

Во время экспедиции 2014 года было снято несколько новых видов, в том числе огромные амфиподы , известные как сверхгиганты. Глубоководный гигантизм — это процесс, при котором виды становятся больше, чем их мелководные родственники.

В мае 2017 года на глубине 8 178 метров (26 800 футов) был заснят неопознанный вид рыбы-улитки.

Загрязнение

В 2016 году исследовательская экспедиция изучила химический состав ракообразных-падальщиков, собранных на высоте 7 841–10 250 метров (25 725–33 629 футов) в траншее. В этих организмах исследователи обнаружили чрезвычайно повышенные концентрации ПХБ , химического токсина, запрещенного в 1970-х годах из-за его вреда для окружающей среды, сконцентрированного на всех глубинах в отложениях траншеи. Дальнейшие исследования показали, что амфиподы также поглощают микропластик , при этом 100% амфиподов имеют хотя бы один кусок синтетического материала в своих желудках.

В 2019 году Виктор Весково сообщил, что нашел на дне траншеи полиэтиленовый пакет и фантики от конфет. В том же году журнал Scientific American также сообщил, что углерод-14 в результате испытаний ядерной бомбы был обнаружен в телах водных животных, найденных в траншее.

Возможное место захоронения ядерных отходов

Как и другие океанические впадины, Марианская впадина была предложена в качестве места захоронения ядерных отходов в 1972 году в надежде, что субдукция тектонических плит , происходящая на этом месте, может в конечном итоге вытолкнуть ядерные отходы глубоко в мантию Земли , второй слой Земли. . Однако сброс ядерных отходов в океан запрещен международным правом. Кроме того, зоны субдукции плит связаны с очень сильными мегаземлетрясениями , последствия которых непредсказуемы для безопасности долгосрочного захоронения ядерных отходов в хадопелагической экосистеме .

Смотрите также

Заметки

использованная литература

внешние ссылки