Mitkä ovat valtamerikaivot?

valtamerikaivot ne ovat merenpohjan kuiluja, jotka muodostuvat maapallon tektonisten levyjen toiminnan seurauksena, että kun lähentyminen tapahtuu, se työnnetään toisen alle.

Nämä pitkät ja kapeat V-muotoiset syvennykset ovat meren syvimmät osat, ja ne löytyvät kaikkialla maailmassa, jotka ulottuvat noin 10 kilometrin syvyyksiin merenpinnan alapuolelle.

Tyynellämerellä ovat syvimmät kaivokset ja ne ovat osa niin kutsuttua "Sytytystulea", joka sisältää myös aktiivisia tulivuoria ja maanjäristysalueita.

Syvin merenranta on Mariana-kaivanto, joka sijaitsee lähellä Marinas-saaria ja jonka pituus on yli 1580 kilometriä tai 2 542 kilometriä, 5 kertaa pidempi kuin Grand Canyon Coloradossa, Yhdysvalloissa ja keskimäärin vain 43 mailia ( 69 kilometriä).

Siellä sijaitsee Challenger Abyss, joka on 10 911 metriä meren syvin osa. Samoin Tongan, Kurilien, Kermadecin ja Filippiinien haudat ovat yli 10 000 metriä syviä.

Vertailun vuoksi Mount Everestin korkeus on 8 848 metriä merenpinnan yläpuolella, mikä tarkoittaa, että Mariana Trench on sen syvimmässä osassa yli 2000 metriä syvä.

Oceanic-kaivokset vievät meren syvimmän kerroksen. Tämän paikan voimakas paine, auringonvalon puute ja kylmät lämpötilat tekevät siitä yhden maan ainutlaatuisimmista elinympäristöistä.

Miten muodostuu valtamerikaivoja?

Kaivoksia muodostavat subduktio, geofysikaalinen prosessi, jossa kaksi tai useampia maan tektonisia levyjä yhtyvät ja vanhin ja tihein työnnetään kevyemmän levyn alle, mikä aiheuttaa merenpohjan ja ulkokuoren (litosfäärin) Käyrät ja muodostaa kaltevuuden, V-muotoisen masennuksen.  

Subduktiovyöhykkeet

Toisin sanoen, kun tiheän tektonisen levyn reuna kohtaa vähemmän tiheän tektonisen levyn reunan, tiheämpi levy taipuu alaspäin. Tällaista rajaa litosfäärin kerrosten välillä kutsutaan konvergenssiksi. Sitä, missä tihein levy on alistettu, kutsutaan subduktiovyöhykkeeksi.

Subduktioprosessi tekee kaivoksista dynaamisia geologisia elementtejä, jotka ovat vastuussa merkittävästä maapallon seismisestä aktiivisuudesta ja ovat usein suurten maanjäristysten epicentria, mukaan lukien jotkut suuremmista maanjäristyksistä..

Joitakin valtamerikaivoja muodostuu mannermaista kuoria sisältävän levyn ja valtamerikuidun sisältävän levyn välillä. Mannermainen kuori nousee aina enemmän kuin meren kuori ja jälkimmäinen tulee aina laskemaan.

Tunnetut valtamerikaivot ovat seurausta tämän rajapintojen välisestä rajasta. Etelä-Amerikan länsirannikon Perun ja Chilen kaivanto muodostuu Nazca-levyn merimaisesta kuoresta, joka siirretään Etelä-Amerikan lautan mannermaisen kuoren alle.

Etelä-Japanista ulottuva Ryukyu-kaivos on muodostettu siten, että Filippiinien lautasen merenpohjan kuori on Euraasian lautan mannermaisen kuoren alla..

Harvoin valtamerikaivoja voidaan muodostaa, kun kaksi levyä, joissa on mannermainen kuori, täyttyvät. Marianas Trench, Tyynenmeren eteläosassa, muodostuu, kun Tyynenmeren lautanen määräävät levyt alittavat Filippiinien pienimmän ja vähiten tiheän levyn alle..

Subduktiovyöhykkeellä osa sulasta materiaalista, joka oli aiemmin merenpohja, nostetaan yleensä kaivon lähellä sijaitsevien tulivuorien läpi. Tulivuoret luovat usein tulivuoren kaaria, vuoren ketjun saarta, joka sijaitsee kuoppaan nähden rinnakkain.

Aleutian kaivos muodostetaan, kun Tyynenmeren lautan alaosa siirtyy Pohjois-Amerikan levyn alle arktisella alueella Alaskan osavaltiossa Yhdysvalloissa ja Venäjän Siperian alueella. Aleutin saaret muodostavat tulivuoren kaaren, joka lähtee Alaskan niemimaasta ja vain pohjoiseen Aleutin kaivosta.

Kaikki valtameren kaivokset eivät ole Tyynenmeren alueella. Puerto Rico -kaivuri on monimutkainen tektoninen masennus, joka muodostuu osittain Vähä-Antillien alivaiheesta. Täällä pohjois-Amerikan valtavan levyn valtameren kuori lasketaan pienimmän Karibian lautasen valtameren kuoren alle..

Miksi valtamerikaivot ovat tärkeitä?

Meren kaivojen tuntemus on rajallinen sen syvyyden ja sijainnin vuoksi, mutta tiedemiehet tietävät, että heillä on merkittävä rooli elämässämme maalla..

Suuri osa maailman seismisestä aktiivisuudesta tapahtuu subduktiovyöhykkeillä, joilla voi olla tuhoisa vaikutus rannikkoyhteisöihin ja jopa globaaliin talouteen..

Merenpohjan aiheuttamat maanjäristykset, jotka syntyivät subduktiovyöhykkeillä, olivat vastuussa Intian valtameren tsunamista vuonna 2004 ja Tohokun ja tsunamin maanjäristyksestä Japanissa vuonna 2011.

Tutkimalla valtamerikaivoja tiedemiehet voivat ymmärtää fyysisen subduktioprosessin ja näiden tuhoisten luonnonkatastrofien syyt..

Kaivosten tutkiminen antaa myös tutkijoille käsityksen siitä, miten uudet ja monipuoliset organismien sopeutumismahdollisuudet meren syvyydestä ympäristöön voivat sisältää biologisen ja biolääketieteen edistymisen avaimen..

Tutkiminen siitä, miten syvänmeren organismit ovat sopeutuneet elämäänsä ankarissa ympäristöissä, voivat auttaa edistämään ymmärrystä monilla eri tutkimusalueilla diabeteksen hoidoista pesuaineiden parantamiseen..

Tutkijat ovat jo löytäneet mikrobit, jotka elävät vesikiertoisissa vesisuihkuissa, joilla on potentiaalia uusina antibiootti- ja syöpälääkkeinä..

Tällaisilla mukautuksilla voi myös olla avain ymmärtää meren elämän alkuperää, koska tutkijat tutkivat näiden organismien geneettisyyttä koota yhteen tarina siitä, miten elämä laajenee yksittäisten ekosysteemien välillä ja lopulta läpi maailman valtameret.

Viimeaikaiset tutkimukset ovat myös paljastaneet odottamattomia ja suuria määriä kuoppiin kertynyttä hiilimateriaalia, mikä voisi olettaa, että näillä alueilla on merkittävä rooli maapallon ilmastossa.

Tämä hiili takavarikoidaan maapallon vaipassa subduktion avulla tai bakteerit kuluttavat kuopasta.

Tämä löytö tarjoaa mahdollisuuksia tutkia edelleen kaivosten roolia sekä lähteinä (tulivuorien ja muiden prosessien kautta) että maapallon hiilikierron säiliönä, joka voi vaikuttaa siihen, miten tutkijat lopulta ymmärtävät ja ennustavat ihmisten aiheuttamien kasvihuonekaasujen vaikutukset ja ilmastonmuutos.

Uuden teknologian kehittäminen meren syvyydestä upotettavasta kameraan, antureihin ja näytteenottimiin tarjoaa tutkijoille hyvät mahdollisuudet tutkia järjestelmällisesti kaivosten ekosysteemejä pitkiä aikoja.

Tämä antaa meille lopulta paremman käsityksen maanjäristyksistä ja geofysikaalisista prosesseista, tarkistaa, miten tiedemiehet ymmärtävät maailmanlaajuisen hiilen kierron, tarjoavat mahdollisuuksia biolääketieteelliseen tutkimukseen ja voivat mahdollisesti edistää uusia näkemyksiä elämän kehityksestä maan päällä..

Nämä samat teknologiset edistysaskeleet luovat tutkijoille uusia mahdollisuuksia tutkia koko valtameriä, kaukaisista rannikoista jään peittämään arktiselle merelle..

Elämä valtameren kaivoissa

Meren kaivokset ovat maan vihamielisimpiä elinympäristöjä. Paine on yli 1000 kertaa pinnan suhteen ja veden lämpötila on hieman jäätymispisteen yläpuolella. Vielä tärkeämpää on, että auringonvalo ei tunkeudu syvempiin valtamerikaivoihin, mikä tekee fotosynteesin mahdottomaksi.

Merien kaivoissa elävät organismit ovat kehittyneet epätavallisilla mukautuksilla, jotka kehittyvät näissä kylmissä ja pimeissä kanjoneissa.

Sen käyttäytyminen on testi niin sanotusta "visuaalisen vuorovaikutuksen hypoteesista", jossa sanotaan, että mitä suurempi organismin näkyvyys on, sitä suurempi on sen energian kulutus saaliin metsästämiseen tai saalistajien hylkäämiseen. Yleensä pimeässä valtameren kaivoissa elämä on eristetty ja hidastettuna.

paine

Maan päällä olevan syvimmän paikan Challenger Abyssin pohjassa oleva paine on 703 kilogrammaa neliömetriä kohti (8 tonnia neliötuumaa kohti). Suuret merieläimet, kuten hait ja valaat, eivät voi elää tässä murskaussyvyydessä.

Monissa näissä korkean paineen ympäristöissä menestyvissä organismeissa ei ole elimiä, jotka täyttävät kaasuja, kuten keuhkot. Nämä organismit, jotka liittyvät moniin meritähtiihin tai meduusoihin, on valmistettu pääasiassa vedestä ja gelatiinimateriaalista, jota ei voida murskata yhtä helposti kuin keuhkot tai luut.

Monet näistä olentoista kulkevat syvyydessä riittävän hyvin, jotta pystytään muuttamaan yli 1000 metrin etäisyydellä kuopan pohjasta joka päivä.

Jopa syvissä kuoppissa olevat kalat ovat gelatiinisia. Esimerkiksi Mariana Trenchin pohjalla asuu monia polttopuilla varustettuja etanoiden kalalajeja. Näiden kalojen kehoja on verrattu kertakäyttöisiin nenäliinoihin.

Tumma ja syvä

Matala valtamerikankaalla on vähemmän painetta, mutta ne voivat silti olla auringonvalon ulkopuolella, jossa valo tunkeutuu veteen.

Monet kalat ovat sopeutuneet elämään näissä pimeissä valtamerikaivoissa. Jotkut käyttävät bioluminesenssia, mikä tarkoittaa, että he tuottavat oman valonsa elääkseen saamaansa saaliinsa, etsimään perämies tai torjumaan saalistajan.

Elintarvikeverkot

Ilman fotosynteesiä meriyhteisöt riippuvat ensisijaisesti kahdesta epätavallisesta ravinteiden lähteestä.

Ensimmäinen on "meri lumi". Meri lumi on orgaanisen materiaalin jatkuva putoaminen vesipatsaan korkeuksista. Merilumi on pääasiassa jätettä, mukaan lukien ulosteet ja kuolleiden organismien, kuten kalan tai merilevien, jäännökset. Tämä ravinteita sisältävä merilumi ruokkii eläimiä, kuten merikurkkuja tai kalmari-vampyyrejä.

Toinen ravintoaineiden lähde valtamerien kaivosten ruokaverkkoja varten ei johdu fotosynteesistä vaan kemosynteesistä. Kemosynteesi on prosessi, jossa organismit valtameren kaivossa, kuten bakteereissa, muuttavat kemiallisia yhdisteitä orgaanisiksi ravintoaineiksi.

Kemosynteesissä käytetyt kemialliset yhdisteet ovat metaania tai hiilidioksidia, joka on poistettu hydrotermisistä tuuletusaukoista, jotka vapauttavat kaasunsa ja kuumia, myrkyllisiä nesteitä jäykäksi valtamereksi. Yleinen eläin, joka riippuu kemosynteesibakteereista ravinnon hankkimiseksi, on jättiläinen putki mato.

Hautojen tutkiminen

Oceanic-kaivokset pysyvät yhtenä vaikeimmista ja vähiten tunnetuista meren elinympäristöistä. Vuoteen 1950 saakka monet Oceanographers katsoivat, että nämä kaivokset olivat muuttumattomia ympäristöjä lähellä elottomia. Jopa nykyään suuri osa valtameren kaivantojen tutkimuksesta perustuu merenpohjanäytteisiin ja valokuvausretkiin.

Se muuttuu hitaasti, kun tutkijat kaivavat syvälle, kirjaimellisesti. Marianas-kaivoksen pohjassa oleva Challenger Abyss sijaitsee syvällä Tyynellämerellä Guamin saaren lähellä.

Vain kolme ihmistä on käynyt Challenger Abyssissä, joka on maailman syvin meren kuoppa: yhteinen ranskalaisamerikkalainen miehistö (Jacques Piccard ja Don Walsh) vuonna 1960, ja syvyys oli 10 916 metriä, ja National Geographicin asuinpaikka James Cameron vuonna 2012 10 984 metriä (kaksi muuta miehittämättömää retkikuntaa ovat myös tutkineet Challenger Abyssia).

Upotettava tekniikka valtameren kaivosten tutkimiseen on suuri joukko ainutlaatuisia haasteita.

Sukellusveneiden on oltava uskomattoman vahvoja ja kestäviä taistelemaan voimakkaiden valtamerivirtojen, nollan näkyvyyden ja Marianas-kaivannon suurta painetta vastaan.

Teknologian kehittäminen ihmisten turvalliseksi kuljettamiseksi sekä herkät laitteet ovat edelleen suuri haaste. Sukellusvene, joka vei Piccardin ja Walshin Challenger Abyssille, poikkeukselliselle Triestelle, oli epätavallinen alus, joka tunnetaan nimellä bathyscaphe (sukellusvene tutustumaan meren syvyyteen).

Cameronin upotettava, Deepsea Challenger, on onnistunut käsittelemään teknisiä haasteita innovatiivisilla tavoilla. Syvänmeren virtausten torjumiseksi sukellusvene suunniteltiin pyörimään hitaasti alaspäin.

Sukellusveneen valot eivät olleet hehkulamppuja tai loisteputkia, mutta pienet LED-matriisit, jotka valaisivat noin 30 metrin aluetta.

Ehkä hämmästyttävämmin Deepsea Challenger itse oli suunniteltu puristettavaksi. Cameron ja hänen tiiminsä loivat synteettisen lasipohjaisen vaahdon, joka mahdollisti ajoneuvon puristamisen valtameren paineen alaisena. Deepsea Challenger palasi pintaan 7,6 senttimetriä pienemmäksi kuin laskeutuessaan.

viittaukset

1. n.d.Trenches. Woods Hole Oceanografinen laitos. Haettu 9. tammikuuta 2017.
2. (2015, 13. heinäkuuta). Ocean-kaivanto. National Geographic Society. Haettu 9. tammikuuta 2017.
3. n.d.Oceanic-kaivanto. ScienceDaily. Haettu 9. tammikuuta 2017.
4. (2016, heinäkuu). OCEANIC TRENCH. Earth Geologic. Haettu 9. tammikuuta 2017.
5. n.d.Deepest osa merestä. Geology.com. Haettu 9. tammikuuta 2017.
6. Oskin, B. (2014, 8. lokakuuta). Mariana Trench: syvimmät syvyydet. Live Science Haettu 9. tammikuuta 2017.
7. n.d.Ocean kaivokset. Encyclopedia.com. Haettu 9. tammikuuta 2017.