Marianas-ominaisuuksien, koettimien ja laskujen kaivanto

Marianasin kuoppa Se on maailman valtamerien syvin alue. Se sijaitsee Tyynellämerellä länteen ja Marianan saarista itään.

Nämä saaret ovat osa kaivoksia, jotka yhtyvät subduktiovyöhykkeeseen, jossa kaksi vierekkäistä tektonista levyä törmäävät.

Kuoppa on noin 2 500 kilometriä pitkä ja keskimääräinen leveys 69 km. Sen suurin syvyyspiste tunnetaan nimellä Challenger Abyss, jonka arvioidaan olevan 10 994 metriä.

Mariana Trench, joka sijaitsee Pohjois-Mariaanien ja Guamin Yhdysvaltojen riippuvuuksien alueella, nimettiin Yhdysvaltain kansalliseksi muistomerkiksi vuonna 2009.

Kuoppa ei ole osa merenpohjaa, joka on lähinnä maan keskustaa. Tämä johtuu siitä, että Maa ei ole täydellinen pallo; sen säde on noin 25 kilometriä vähemmän pylväissä kuin päiväntasaajalla. Tämän seurauksena osa Arctic Oceanin lattiasta on vähintään 13 kilometriä lähempänä maan keskustaa kuin Challengerin kuilua..

Saatat myös olla kiinnostunut tietää, mitkä ovat valtamerikaivot? Näin voit ymmärtää paremmin tämän geologisen ilmiön.

Mariana Trenchin ominaisuudet

Marianaksen kuoppa on äärimmäisen pimeässä, sen äärimmäisen syvyyden vuoksi, ja se laskee myös lämpötiloja, jotka ovat muutaman asteen jäätymispisteen yläpuolella.

Valtameren, kuten Tyynenmeren, suhteellisen lämmin pintavesi ulottuu 500 ja 1000 metrin syvyyteen. Pintavesien alapuolella lämpötila laskee nopeasti ja muodostaa kerroksen, jota kutsutaan termokliiniksi.

Termokliini vaihtelee paksuudeltaan noin 1 000 metrin ja 3000 metrin välillä. Tämän kohdan alapuolella vesi jäähtyy hitaammin. Mariana Trenchin kaltaisilla alueilla veden lämpötila vaihtelee välillä 1-4 ° C.

Kaivon pohjassa oleva vesipaine on murskaus, joka on kahdeksan tonnia neliötuumaa kohti tai noin tuhat kertaa normaali ilmakehän paine merenpinnalla. Paine kasvaa syvyydellä.

luotausten

Britannian laiva H.M.S. keräsi ensimmäisen kerran vuonna 1875 Marianan kaivannon ja sen syvyydet. Challenger, joka on osa ensimmäistä maailmanlaajuista valtameriristeilyä.

Tiedemiehet tallensivat 4 475 metrin syvyyden (noin viisi kilometriä tai kahdeksan kilometriä) käyttäen raskaan resonanssikoodin.

Marraskuussa 1899 USS Nero, muutettu merivoimien vakuusmies, koetti 5269: n (9636 m) syvyydellä. Tämä oli tuolloin havaittu syvin syvyys, ja ennätys säilytettiin useita vuosia, kunnes saksalainen tutkija-alus Planeta koetteli Filippiinien hautaan.

US Fish Commissionin Albatross-höyrylaiva tutki myös Mariana Trenchiin ja löysi 8802 m helmikuussa 1900 Guamista kaakkoon. Kaapelilaiva Colonia koetti reitin, joka ylitti kaivannon pohjoispään vuonna 1902.

Lähes kolmekymmentä vuotta ensimmäisen kyselyn jälkeen Marianan saarten läheisyydessä oli poikkeuksellisia syvyyksiä, ja kaivanto määritettiin lopulta. Saksalainen geografi Otto Krummel julkaisi, mikä voisi olla ensimmäinen autonominen kartta kaivosta 1907. \ T Handbuch der Ozeanographie.

Olisi vielä neljäkymmentä vuotta ennen kuin havaittiin, että Marianan kaivolla oli maailman meren syvimmät syvyydet.

Vuonna 1951 H.M.S. Challenger II tarkasti kaivannon käyttäen kaiku-kyselyä, joka on paljon tarkempi ja paljon helpompi tapa mitata syvyyttä kuin tutkimusryhmä ja traalilinjat, joita käytettiin alkuperäisessä retkikunnassa.

Tämän tutkimuksen aikana kaivannon syvin osa kirjattiin, kun Challenger II mitasi syvyyden 5 960 metriä (10 900 metriä) 11 ° 19'N 142 ° 15'E, joka tunnetaan nimellä Challenger Abyss..

Challenger-retkikunta antoi ensimmäisen katseen syvänmeren altaista ja muista merenpohjan ominaisuuksista.

Mariana-kaivannon tutkinnan lisäksi Challenger keräsi myös tärkeitä tietoja Tyynenmeren, Atlantin ja Intian valtamerien ominaisuuksista ja lajeista, jotka kattavat lähes 130 000 kilometriä, noin 71 000 meripeninkulmaa.

Neljän vuoden retkikunnan aikana löydettiin noin 5 000 uutta merilajien lajia.

Maaliskuussa 1995 miehittämättömiä japanilaisia ​​sukellusveneitä Kaiko käytettiin syvempiin tutkimuksiin Marianan kaivannasta.

Kaiko on hienostunut alus, jossa on erittäin tarkka paikannusjärjestelmä, jonka avulla tutkijat voivat kerätä tärkeitä tietoja ilman, että on tarpeen vaarantaa ihmisen sukeltajan.

Marianas Trench on Washingtonin yliopiston ja Woods Hole Oceanographic Instituten tutkijoiden valitsema sivusto vuonna 2012 pohjaveden kiertokulun seismiseen tutkimukseen.

Sekä valtameren pohjoisilla seismometreillä että hydrofoneilla tutkijat pystyvät kartoittamaan rakenteita niin syvälle kuin 97 kilometriä pinnan alapuolelle.

alensi

Ensimmäistä kertaa ihmiset laskivat Challengerin kuiluun yli 50 vuotta sitten. Sveitsin tiedemies Jacques Piccard ja Yhdysvaltain laivaston luutnantti Don Walsh saavuttivat tämän tavoitteen 23. tammikuuta 1960..

Se oli USA: n laivaston sukellusvene, Trieste-niminen kylpylä, joka asetti 10, 900 metrin syvyydessä sukellustallennuksen.

Tutkijalla oli ajatus käyttää 70 tonnia bensiiniä täyttämään 50 metrin pituisten sukellusveneiden kellukkeet, tietäen, että bensiini oli kevyempi kuin vesi, jota puolestaan ​​käytettiin vedenalaisen ilmankäsittelyastian tulvaan. sen laskeutuminen.

Kun syvyys lisääntyi, bensiini puristui, mikä alensi sukellusveneen kelluvuutta ja kiihdytti sen etenemistä, kunnes noin 5 tuntia myöhemmin Trieste oli saavuttanut meren pohjan ja kestää yli 16 000 kiloa painetta neliötuumaa kohti..

Kahden vuoden muutosten ja upotuskokeiden jälkeen San Diegon ja Guamin lähellä Trieste oli valmis sen upeaan sukellukseen Mariana Trenchin pohjalla.

20. tammikuuta 1960 Guamista lähti komentorakennus, hinaaja ja kylpylä. Komennusaluksen ensimmäinen tehtävä oli löytää syvin osa Challengerin haastetta, jotta varmistettaisiin, että tutkimusmatkailijoiden oikeuksia kunnioitetaan.

Mutta koska aluksen syvyysanturi ei voinut mitata tällaisia ​​äärimmäisiä syvyyksiä, miehistö käytti raakaa menetelmää. He sytyttivät sulakkeet TNT: n lohkoissa ja heittivät ne sivulle räjähtämään veden alla.

Sitten he käyttivät ajastimia laskemaan sekunteja, kunnes räjähdyksen ääniaalto kääntyi pois kaukaisesta merenpohjasta ja laskeutui aluksen hydrofoniin. He määrittelivät pian tavoitealueen, joka on 1,6 kilometriä leveä ja 11 km pitkä.

Viiden tunnin laskeutumisen jälkeen pari vietti vain noin 20 minuuttia alareunassa eikä kyennyt ottamaan kuvia, jotka johtuivat siitä, että niiden läpimurto aiheutti pilvien pilvien vuoksi..

60-luvun lopulla Yhdysvaltain laivasto oli luopunut maailman syvimpien kuolemien miehitetystä tutkimuksesta.

Triesten tiimi odotti tekevänsä monia syviä sukelluksia ajoneuvonsa kanssa, mutta merivoimat päättivät turvallisuustilanteissa rajoittaa taidetta yli 6000 metrin syvyyteen..

Oceanography-instituutioiden rakentamat seuraavan sukupolven tutkimusvenelaitokset pysyivät myös matalammilla syvyyksillä. Rakentamalla aluksia, jotka voisivat saavuttaa 6000 metriä, he voisivat tutustua 98 prosenttiin valtamerestä, he väittivät, kaikkea muuta kuin salaperäisiä kaivoja.

Oceanographers oppi luottamaan robotti-ajoneuvoihin tutkiakseen paikkoja, joita ihmiset eivät voineet mennä.

26.3.2012 elokuvaohjaaja James Cameron onnistui koskettamaan Marianas-hautojen pohjaa upotettavassa Deepsea Challengerissa 2 tunnin ja 36 minuutin laskeutumisen jälkeen.

Cameron vietti useita tunteja meren pohjan tutkimiseen, keräämällä tietoa ja tieteellisiä tietoja sekä näytetietoja ennen kuin hän aloitti 70 minuutin nousunsa.

Heinäkuussa 2015 Oregonin osavaltion yliopiston ja merivoimien hallintoelimen jäsenet upotivat hydrofonin Marianan kaivannon syvimmälle osalle, Challengerin kuilulle..

Titaanikuoren hydrofoni oli suunniteltu siten, että se ei koskaan ole sijoittunut yli kilometrin päähän. Vaikka tutkijat eivät voineet palauttaa hydrofonia vasta marraskuuhun, tietojen kapasiteetti oli täydellinen 23 ensimmäisen päivän aikana.

Kuukauden kestävän äänianalyysin jälkeen asiantuntijat olivat yllättyneitä ottamaan vastaan ​​luonnolliset ja keinotekoiset äänet, kuten veneet, maanjäristykset, taifuuni ja valaiden äänet. Operaation onnistumisen vuoksi tutkijat ilmoittivat suunnitelmistaan ​​ottaa käyttöön toinen hydrofoni vuonna 2017 pitkään.

ekologia

Piccardin ja Walshin historialliseen upottamiseen asti tiedemiehet olivat keskustelleet siitä, voisiko elämä olla olemassa tällaisessa äärimmäisessä paineessa. Mutta alareunassa Triesten heijastin valaisti olennon, jonka Piccardin mielestä oli sileä kala, hetkeksi, jolloin Piccard kuvaili myöhemmin innostuneesti kirjassaan matkastaan.

Piccardin ja Walshin johtama retkikunta väitti pitäneensä (suurella paineella yllätyksenä) suuria olentoja, jotka elävät taustalla, kuten tasainen kala noin 30 cm pitkä ja katkarapu. Piccardin mukaan rahasto tuntui selkeältä ja selkeältä.

Monet meribiologit ovat nyt epäileviä lintukalojen väitetystä havaitsemisesta, ja on ehdotettu, että olento olisi voinut olla merikotka.

Toisen retkikunnan aikana miehittämättömän ajoneuvon Kaikō keräsi mutanäytteitä merenpohjasta. Todettiin, että näissä näytteissä oli pieniä eliöitä.

Scrippsin Oceanography-instituutin tutkijat ovat löytäneet 10,6 kilometriä merenpinnan alapuolella jättiläisiä amoeboja, Marianan kaivannassa tarkkana.

Tarkoituksena on, että nämä amoebat, jotka tunnetaan myös ksenoforeina, elävät noin 1,6 kilometrin syvemmällä kaivoksella kuin Everestin vuoren korkeus. Aikaisempi ksenoforien syvyysrekisteri oli noin 7,5 kilometriä.

Risteilyn järjestäneen Scrippsin merenkulun insinööri Kevin Hardy selitti, että Marianan saaren itäpuolella sijaitsevaa Mariana-kaivoa on vähän viime aikoina tutkittu, koska tekniikka ei sallinut sitä.

Kaivurin pohjassa oleva paine on noin 16 500 kiloa neliötuumaa kohti. Merenpinnan paine on 14,7 psi.

Paine, jonka korkeus on 35 000 metriä merenpinnan alapuolella, on niin voimakas, sanoi Hardy, että ihmisen luut murskataan kokonaan.

Suojaamaan kamerat ja valot murskaamasta Hardy ja hänen tiiminsä rakensivat 17 tuuman halkaisijaltaan pallon, joka oli tehty 1 tuuman paksuisesta lasista. Hardy sanoi, että lasin paksuus ja lujuus sallivat pallon syvänmeren paineiden kestämiseksi.

Tämän lisäksi maapallon syvin valtamerikoppi asuu yllättävän aktiivisella bakteerien yhteisöllä, mikä viittaa siihen, että muut kaivokset voivat olla mikrobielämän kohtaamispaikkoja, tutkijat sanovat..

Tutkijat analysoivat sedimenttien hapenkulutuksen tasoa, mikä paljasti syvänmeren mikrobien aktiivisuuden.

He löysivät odottamattoman suuria merenpohjan hapen kulutuksen määriä, mikä osoittaa, että mikrobien yhteisö on kaksi kertaa aktiivisempi kuin lähistöllä sijaitsevalla 6 000 metrin (6 900 m) alueella noin 35 km (60 km) etelään.

Challenger Abyssin sedimenteillä oli myös huomattavasti korkeampia mikrobeja ja orgaanisia yhdisteitä kuin lähistöllä oleva korkeampi kohta.

Tutkijat väittävät, että Marianan kaivanto toimii luonnollisena ansana sedimenteille ylhäältä. Samanlaisia ​​vaikutuksia on nähtävissä muissa sukellusveneiden kanjoneissa.

Eräs toinen tutkijaryhmä tutki hiljattain, että mikrobien yhteisöt ovat menestyneet merimaisessa kuoressa.

Tämä löytö keskittyi kiviin, jotka olivat merenpohjan alapuolella noin 350-180 m jalkaa (350–580 m). Yhdysvaltojen luoteisrannikolta noin 2600 metriä vettä.

Nämä mikrobit elävät ilmeisesti veden ja kallioiden välisestä kemiallisista reaktioista peräisin olevasta energiasta ylhäältä päin tulevien ravinteiden sijaan.

viittaukset

1. Encyclopædia Britannican toimittajat. (2017). Mariana Trench 2017, Encyclopedia Britannica. Haettu osoitteesta: britannica.com.
2. Charles Q. Choi. (2013). Mikrobit kukoistavat syvimmällä paikalla maapallolla. 2017, Amazing Planetilta. Haettu osoitteesta livescience.com.
3. Deborah Netburn (2011). Giant amoeba löytyy Mariana Trenchista 6,6 kilometriä meren alla. 2017, L. A. Times Haettu osoitteesta: latimesblogs.latimes.com.
4. Albert E. Theberge. (2009). Kolmekymmentä vuotta Marianan kaivoksen löytämisestä. 2017, Hydro International: n kautta Haettu osoitteesta hydro-international.com.
5. Deepsea Challenge. (2012). Mariana Trench. 2017, Deepsea Challengesta. Haettu osoitteesta deepseachallenge.com.
6. Ker Than. (2012). James Cameron Täydellinen ennätyksellinen Mariana Trench Dive. 2017, National Geographic Newsilta. Haettu osoitteesta news.nationalgeographic.com.
7. Eliza Strickland. (2012). Don Walsh kuvailee matkaa Mariana Trenchin pohjaan. 2017, IEEE Spectrumilta. Haettu osoitteesta spect.ieee.org.