Полезные ископаемые марианской впадины. Для всех и обо всем

Марианская впадина - не вертикальная бездна. Это желоб в форме полумесяца, растянувшийся на 2,5 тыс. км к востоку от Филиппин и к западу от Гуаме, США. Самая глубокая точка впадины, бездна Челленджера, находится на расстоянии 11 км от поверхности Тихого океана. Эвересту, окажись он на дне впадины, до уровня моря не хватило бы 2,1 км.

Карта Марианской впадины

Марианский желоб (как еще принято называть впадину) - часть глобальной сети прогибов, пересекающих морское дно и образовавшихся в результате древних геологических событий. Они возникают при столкновении двух тектонических плит, когда один пласт погружается под другой и уходит в мантию Земли.

Подводную траншею обнаружил британский исследовательский корабль «Челленджер» во время первой глобальной океанографической экспедиции. В 1875 году ученые попытались измерить глубину диплотом - веревкой с привязанным к ней грузом и метровой разметкой. Веревки хватило только на 4 475 морских саженей (8 367 м). Спустя почти сто лет судно «Челленджер II» вернулось к Марианской впадине с эхолотом и установило нынешнее значение глубины - 10 994 м.

Дно Марианской впадины скрыто в вечной темноте - солнечные лучи не проникают на такую глубину. Температура всего на несколько градусов выше нуля - и близка к точке замерзания. Давление в бездне Челленджера составляет 108,6 МПа, что примерно в 1 072 раза больше нормального атмосферного давления на уровне Мирового океана. Это в пять раз больше давления, которое создается при ударе пули о пуленепробиваемый объект и примерно равно давлению внутри реактора для синтеза полиэтилена. Но люди нашли способ добраться до дна.

Человек на глубине

Первыми людьми, побывавшими в бездне Челленджера, стали американские военные Жак Пиккар и Дон Уолш. В 1960 году на батискафе «Триест» они за пять часов спустились на 10 918 м. На этой отметке исследователи провели 20 минут и почти ничего не увидели из-за облаков ила, поднятых аппаратом. Кроме рыбы из вида камбалообразных, на которую попал луч прожектора. Наличие жизни под таким высоким давлением стало главным открытием миссии.

До Пиккара и Уолша ученые считали, что в Марианском желобе не могут жить рыбы. Давление в нем настолько велико, что кальций может существовать только в жидком виде. Это значит, что кости позвоночных должны буквально растворяться. Нет костей, нет и рыб. Но природа показала ученым, что они ошибаются: живые организмы способны адаптироваться даже к таким невыносимым условиям.

Множество живых организмов в бездне Челленджера обнаружил батискаф Deepsea Challenger, на котором в 2012 году на дно Марианской впадины в одиночку спустился режиссер Джеймс Кэмерон. В образцах грунта, взятых аппаратом, ученые нашли 200 видов беспозвоночных, а на дне впадины - странных полупрозрачных креветок и крабов.

На глубине 8 тыс. м батискаф обнаружил самую глубоководную рыбу - нового представителя вида липаровых или морских слизней. Голова рыбы напоминает собачью, а ее тело очень тонкое и эластичное - во время движения она напоминает полупрозрачную салфетку, которую несет течением.

На несколько сотен метров ниже живут гигантские десятисантиметровые амебы, называемые ксенофиофоры. Эти организмы демонстрируют удивительную устойчивость к нескольким элементам и химическим веществам, таким как ртуть, уран и свинец, которые убили бы других животных или человека за несколько минут.

Ученые считают, что на глубине существует еще множество видов, ожидающих открытия. Кроме того, до сих пор не ясно, как такие микроорганизмы - экстремофилы - могут выживать в столь экстремальных условиях.

Ответ на этот вопрос приведет к прорыву в биомедицине и биотехнологиях и поможет понять, как зародилась жизнь на Земле. Например, исследователи из Университета Гавайев полагают, что грязевые термальные вулканы вблизи впадины могли обеспечить условия для выживания первых организмов на планете.

Вулканы на дне Марианской впадины

Что за разлом?

Впадина обязана своей глубиной разлому двух тектонический плит - тихоокеанский пласт уходит под филлипинский, образуя глубокий желоб. Регионы, в которых произошли такие геологические события, называют зоной субдукции.

Толщина каждой плиты составляет почти 100 км, а глубина разлома - по меньшей мере 700 км от самой нижней точки бездны Челленджера. «Это айсберг. Человек даже не был на вершине - 11 ничто по сравнению с 700, скрывающимися на глубине. Марианская траншея - это граница между пределами человеческих знаний и реальностью, которая недоступна человеку», - рассказывает геофизик Роберт Стерн из Техасского университета.

Плиты на дне Марианской впадины Фото:NOAA

Ученые предполагают, что через зону субдукции в мантию Земли вода в больших объемах - скалы на границах разломов действуют, как губки, поглощая воду, и транспортируют ее в недры планеты. В результате вещество оказывается на глубине от 20 до 100 км ниже морского дна.

Геологи из Университета Вашингтона выяснили , что за последний миллион лет через стык в недра земли попало более 79 млн т воды - это в 4,3 раза больше предыдущих оценок.

Главный вопрос - что происходит с водой в недрах. Считается, что водный цикл замыкают вулканы, возвращая воду в атмосферу в виде водяного пара во время извержений. Эта теория подтверждалась предыдущими измерениями объемов воды, проникающих в мантию. Вулканы выбрасывали в атмосферу примерно равный поглощенному объем.

Новое исследование опровергает эту теорию - подсчеты свидетельствуют о том, что Земля поглощает больше воды, чем возвращает. И это действительно странно - при условии, что уровень Мирового океана за последние несколько сотен лет не только не уменьшился, но и вырос на несколько сантиметров.

Возможное решение - отказ от теории равных пропускных возможностей всех зон субдукции на Земле. Вероятно, условия в Марианском желобе более экстремальные, чем в других частях планеты, а через разлом в бездне Челленджера в недра проникает больше воды.

«Зависит ли количество воды от особенностей строения зоны субдукции, например, от угла изгиба плит? Мы предполагаем, что аналогичные разломы существуют на Аляске и в Латинской Америке, но пока человеку не удалось обнаружить более глубокой структуры, чем Марианская впадина», - добавил ведущий автор исследования Даг Винес.

Вода, скрывающаяся в недрах Земли, - не единственная загадка Марианской впадины. Национальное управление океанических и атмосферных исследований США (NOAA) называет регион парком развлечений для геологов.

Это единственное место на планете, где углекислый газ существует в жидкой форме. Он выбрасывается несколькими подводными вулканами, расположенными за пределами Окинавского прогиба вблизи Тайваня.

На глубине 414 м в Марианской впадине находится вулкан Дайкоку, который представляет собой озеро чистой серы в жидкой форме, которая постоянно кипит при температуре 187 °С. На 6 км ниже располагаются геотермальные источники, выбрасывающие воду при температуре 450 °С. Но эта вода не кипит - процессу мешает давление, оказываемое 6,5-километровым водным столбом.

Океаническое дно на сегодня изучено человеком меньше, чем Луна. Вероятно, ученым удастся обнаружить разломы глубже Марианской впадины или, по меньшей мере, исследовать ее строение и особенности.

Недалеко от Японии, в морской пучине, спряталась самая глубокая впадина в мировом океане – Марианский желоб. Свое название этот географический объект получил благодаря одноименным островам, расположенным поблизости. Ученые называют этот феномен “Четвертым полюсом”, наряду с Южным, Северным и самой высокой точкой планеты – горой Еверест.

Геолокация

Координаты Марианской впадины – 11°22` северной широты и 142°35` восточной долготы. Прибрежные острова желоб окружает на длину больше 2,5 тыс. км, а в ширину – около 69 км. По своей форме он напоминает английскую букву V, расширенную сверху и суженую ко дну. Такое образование получилось в результате воздействия границ тектонических плит. Максимальная глубина мирового океана в этом месте составляет 10994 (плюс или минус 40 м).

Рис. 1. Марианская впадина на карте

Если сравнивать в Эверестом, то самая большая впадина находится от поверхности Земли дальше, чем самая высокая вершина. Гора имеет длину 8848 м, и взобраться на нее было куда проще, чем преодолеть неимоверное давление, погружаясь в морскую бездну.

Самое глубокое место Марианской впадины – точка Challenger Deep, что с английского означает “Бездна Челленджера”. Впервые была исследована британским судном с одноименным именем. Они зафиксировали глубину 11521м.

Первые исследования

Самая глубокая точка мирового океана была покорена лишь в 1960 году двумя смельчаками: Доном Уолшем и Жаком Пикаром. Они совершили погружение на батискафе “Триест” и стали первыми в мире людьми, опустившимися сначала на глубину 3000 метров, а потом и 10 000 метров. Отметка дна была зафиксирована уже через 30 минут после погружения. Всего на глубине они провели около 3 часов, и существенно замерзли. Ведь кроме огромного давления, здесь еще и низкая температура воды – около 2 градусов Цельсия.

Рис. 2. Марианская впадина в разрезе

В 2012 году глубочайшую впадину покорил известный режиссер Джеймс Кэммерон (“Титаник”), став третьим человеком на Земле, спустившимся так далеко. Это была важнейшая экспедиция, во время которой были получены уникальные фото- и видеоматериалы, а также взяты образцы дна. Вопреки всеобщему мнению, на дне находится не песок, а слизь – продукт переработки остатков костей рыб и планктона.

Флора и фауна

Подводный мир наибольшей трещины изучен очень слабо. Впервые удалось обнаружить, что жизнь в этой части Земли возможна, в 1950 году. Тогда советские ученые предположили, что некоторые простейшие существа сумели приспособится в хитиновых трубах. Новое семейство было названо погонофорами.

ТОП-4 статьи которые читают вместе с этой

На самом дне обитают различные бактерии, и одноклеточные организмы. Например, амеба здесь вырастает диаметром 20 см.

Самое большое количество обитателей – в толще желоба на глубине от 500 до 6500 метров. Многие из видов рыб, обитающих в желобе, слепые, другие, имеют специальные светящиеся органы, для подсветки в темноте. Давление и отсутствие солнца сделало их тела плоскими, а кожу прозрачной. У многих глаза находятся на спине и выглядят как небольшие телескопы, крутящиеся во все стороны.

Рис. 3. Обитатели Марианской впадины

Кроме того, что здесь нет солнца и тепла, с дна Марианской впадины выделяются различные токсичные газы. Гидротермальные гейзеры являются источниками сероводорода. Он стал основой для развития марианских моллюсков, вопреки тому, что этот газ губителен для этого вида морских обитателей. Каким образом, этим простейшим удалось выжить, да еще и сохранить раковину при огромном давлении, остается загадкой.

На глубине есть еще один уникальный участок. Это источник “Шампань”, откуда бьет жидкий углекислый газ.

Что мы узнали?

Мы узнали, какая часть Земли является самой глубокой. Это Марианская впадина. Самая глубокая точка – “Бездна Челенджера” (11 521 м.). Первая экспедиция ко дну завершилась успешно в 1960 году. В условиях кромешной тьмы, давления и постоянных ядовитых испарений, здесь сформировался особый мир со своими уникальными животными и простейшими организмами. Какой на самом деле мир Марианской впадины, сказать очень тяжело, ведь она изучена всего на 5%.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.3 . Всего получено оценок: 145.

Погружение «Триеста» в Марианскую впадину

Самую загадочную и недоступную точку нашей планеты – Марианскую впадину – называют «четвертым полюсом Земли» (Северный и Южный – географические полюсы, гора Эверест и Марианская впадина – геоморфологические). Впадина располагается в западной части Тихого океана и простирается в длину на 2926 км, а в ширину – на 80 км. На расстоянии 320 км к югу от острова Гуам (Марианский архипелаг) находится самая глубокая точка Марианской впадины и всей планеты – 11 022 метра ниже уровня океана. В этих малоизученных глубинах тоже обитают живые существа.

Погружение человека в океан сначала преследовало чисто практические задачи: ремонт подводных частей кораблей или портовых сооружений и т. п. И только много лет спустя человек стал погружаться в глубины с научными целями. Но осуществление этой давнишней мечты человека было связано с чрезвычайно большими трудностями. Прежде всего, человека надо было изолировать от огромного давления воды. С каждыми 10 метрами глубины давление растет на 1 атм.

Батискаф «Триест»

Первый подводный аппарат для погружения человека, так называемый водолазный колокол, был построен в 1538 г. в испанском городе Толедо и испытан на реке Тахо. В 1660 г. немецкий физик И.X. Штурм и в 1717 г. английский астроном и геофизик Э. Галлей построили более совершенные водолазные колокола. Колокол Галлея, несмотря на то, что был деревянным, погружался на глубину 20 м и имел специальное отверстие для выдыхания воздуха. В 1719 г. крестьянин подмосковного села Покровское Ефим Никонов предложил первое автономное водолазное снаряжение и создал проект первой подводной лодки, которую он назвал «потаенным судном». По указанию Петра I такое судно было построено, но при испытаниях его повредили. После смерти Петра I правительство отказало Никонову в необходимых для ремонта судна средствах, и изобретение было забыто.

В дальнейшем появилось много новых конструкций водолазного снаряжения, но только в последней четверти XIX в. удалось создать такие технические устройства, которые позволили человеку свободно работать под водой. В 1882 г. открылась первая в России водолазная школа. В 1930 г. наши водолазы опускались уже на глубины 100–110 м в специальных скафандрах. В настоящее время скафандры позволяют человеку погружаться на глубины более 200 м. Эти тяжелые водолазные костюмы предназначены для спасательных, ремонтных и других работ.

Исследователям морей и океанов нужны были легкие водолазные аппараты, обеспечивающие большую подвижность человека под водой. Такие аппараты – акваланги – были созданы в 40?х годах XX в. французскими инженерами. Рекордная глубина погружения человека в акваланге немногим более 100 м.

Но ни тяжелые, ни тем более легкие водолазные костюмы не обеспечивают погружение человека на большие глубины.

Для решения этой задачи инженеры многих стран разработали подводные аппараты – гидростаты и батисферы, которые опускались с судна на стальных тросах. Их недостатком были неприятные рывки при спуске, грозившие обрывом троса.

В СССР гидростат был построен в 1923 г., и в течение многих лет на нем велись работы в Черном море и Финском заливе. В последующие годы в нашей стране были построены усовершенствованные гидростаты ГКС-6, «Север-1» и др. С их помощью можно было погружаться на глубину 600 м. Гидростаты были построены также в США, Италии и других странах.

В 40?х годах появились новые подводные аппараты – батискафы, которые могли самостоятельно передвигаться, погружаться и всплывать с больших глубин. Батискаф представляет собой бак с легкой несжимаемой жидкостью (бензин), к которому подвешивается балласт и толстостенная стальная кабина-сфера с людьми. Передвижения обеспечиваются винтами и электродвигателями. Плавучесть регулируется сбрасыванием балласта и выпусканием бензина. Первый батискаф был создан в 1948 г. швейцарцем Огюстом Пикаром и назван ФНРС-2.

Интересен тот факт, что О. Пикар сначала покорял стратосферу на изобретенном им стратостате и достиг высоты 16 370 м (1932 г.), затем заинтересовался морскими глубинами.

В августе 1953 г. Ж. Гуо и П. Вильм на батискафе ФНРС-3 совершили погружение на глубину 2100 м. Этот рекорд просуществовал лишь полтора месяца. В конце сентября 1953 г. О. Пикар и его сын Ж. Пикар на батискафе «Триест» в Атлантике у берегов Западной Африки достигли глубины 3150 м. Но в феврале 1954 г. Ж. Гуо и П. Вильм в этом же районе океана погрузились до глубины 4050 м и установили новый рекорд.

В 1957 г. США приобрели и переоборудовали «Триест», и в 1959 г. началась новая серия рекордных погружений. 15 ноября 1959 г. в районе Марианских островов Тихого океана «Триест» достиг глубины 5530 м, а 8 января 1960 г. – 7025 м. В обоих этих погружениях участвовал Жак Пикар, в первом случае вместе с Андреасом Рехнитцером и во втором – с Доном Уолшем.

А 23 января 1960 г. отмечено величайшим событием в истории проникновения человека в глубины океана. Жак Пикар и Дон Уолш погрузились на батискафе «Триест» в Марианской впадине Тихого океана и достигли дна на глубине 10 912 м (максимальная глубина впадины – 11 022 м). «Триест» оставался на дне Марианской впадины в течение 30 минут. Ученые воочию убедились в том, что, несмотря на огромное давление (1100 атм.), самые глубинные слои воды океана населены живыми организмами. Исследователи измерили температуру (+3,0 o С) и радиоактивность воды у самого дна впадины.

В СССР, США, Японии и других странах ученые и инженеры также работали над созданием управляемых подводных аппаратов для исследования средних глубин. Такими аппаратами стали научные океанографические подводные лодки и мезоскафы. Пока большее распространение получили подводные лодки. Первая из них – советская «Северянка» – вела исследования в Баренцевом море с 1958 г.

В США в 60?х г. построили двухместные лодки-малютки «Кабмарин» и «Наутилетте» для биологических и геологических исследований на малых глубинах. Такова же вместимость и подводной лодки «Элвин», глубина ее погружения достигала 1850 м. С ее помощью исследовали дно Тихого океана. Четырехместная лодка «Алюминаут» могла достигать 4500 м. В Японии в 1968 г. построили четырехместную научно-исследовательскую подводную лодку «Синкай». Она была предназначена для океанографических, рыбопромысловых и геологических наблюдений на глубинах до 600 м.

Другой вид подводного аппарата – двухместное «ныряющее блюдце» «Дениза» – был построено во Франции. Этот аппарат представляет собой компактную плоскую конструкцию диаметром лишь 2,85 м и высотой 1,4 м. Он транспортируется на судне и по мере необходимости погружается в воду. «Дениза» может совершать плавание на глубинах до 300 м и на расстоянии 3 морских миль (5,5 км).

В СССР получили известность подводные обитаемые аппараты «Аргус» (глубина до 600 м) и построенный в Канаде «Пайсис-XI» (глубина до 2000 м). «Пайсис» достиг дна Байкала.

Покорение человеком глубин океана имело чрезвычайно большое значение, особенно для изучения живых организмов и геологии дна. С помощью подводных аппаратов были получены новые данные об оптических и акустических свойствах воды океанов и морей.

Что же касается Марианской впадины, то, по мнению некоторых специалистов-ихтиологов, благодаря наличию активных гидротермальных источников на ее дне могут существовать колонии доисторических морских животных, сохранившихся до наших дней.

Есть свидетельства, что в 1918 г. ловцы омаров из города Порт-Стивенс (Австралия) видели в море удивительную прозрачно-белую рыбину 35?метровой длины. Было ясно, что эта рыба всплыла с огромной глубины. Многие исследователи считают, что Марианская впадина скрывает в своих неисследованных глубинах и последних уцелевших представителей гигантской доисторической акулы вида Carcharodon megalodon. На основании немногочисленных уцелевших останков ученые воссоздали облик мегалодона. Этот хищник обитал в морях 2–2,5 млн лет назад и был чудовищных размеров: длиной около 24 метров, весом 100 тонн, а ширина его усеянной 10?сантиметровыми зубами пасти достигала 1,8–2,0 м – мегалодон мог запросто проглотить автомобиль.

Недавно, исследуя дно Тихого океана, океанологи нашли отлично сохранившиеся зубы мегалодона. Одна из находок имела возраст 24 тыс. лет, а другая была еще моложе – 11 тыс. лет! Значит, не все мегалодоны вымерли 2 млн лет назад?

Во время одного из погружений в районе Марианской впадины немецкий научно-исследовательский аппарат «Хайфиш» с экипажем на борту, находясь на глубине 7 км, неожиданно «отказался» всплывать. Пытаясь понять причину этого, гидронавты включили инфракрасную камеру. То, что они увидели, сперва показалось им коллективной галлюцинацией: огромное, похожее на доисторического ящера, существо вцепилось зубами в корпус батискафа, пытаясь разгрызть его, как орех… Опомнившись, экипаж привел в действие устройство, именуемое «электрической пушкой». Пораженное мощным разрядом, чудовище разжало свои ужасные челюсти и скрылось во мраке бездны…

Сенсационно завершилось погружение в бездны Марианской впадины американского беспилотного батискафа-платформы. Оснащенный мощными прожекторами, высокочувствительными датчиками и телекамерами, он опускался в глубины океана с помощью стальной сети, сплетенной из тросов толщиной 20 мм. После того как батискаф достиг дна, камеры и микрофоны несколько часов не регистрировали ничего существенного. А затем внезапно на экранах телевизионных мониторов в лучах прожекторов замелькали силуэты странных огромных тел. Когда аппарат был спешно поднят на поверхность, часть его конструкций оказалась погнутой.

А в 2004 г. британский журнал «Нью сайентист» подробно рассказал о таинственных звуках в глубинах Тихого океана, засеченных подводными датчиками американской системы слежения SOSUS. Она была создана в годы «холодной войны» для наблюдения за советскими подводными лодками. Специалисты, которые изучали записи сигналов высокочувствительных гидрофонов, выделили на фоне шума, представляющего собой «позывные» различных морских обитателей, некий гораздо более мощный звук, явно издаваемый каким-то существом, живущим в океане. Этот таинственный сигнал, впервые зафиксированный в 1977 г., значительно мощнее и тех инфразвуков, с помощью которых общаются между собой крупные киты на расстоянии сотен километров друг от друга.

АЛИ СУЛЕЙМАН ХАН (1911-1960) Наследник Ага Хана III. Постоянный представитель Пакистана при ООН (1958-1962). Награжден «Военным крестом» и «Бронзовой звездой» США за участие в разведывательных операциях во время Второй мировой войны.Али Хан был наследником Ага Хана III до тех пор,