Какое давление воды на дне океана

Марианский жёлоб

Мариа́нский жёлоб (или Мариа́нская впа́дина) — океанический глубоководный жёлоб на западе Тихого океана, самый глубокий[2] из известных на Земле. Назван по находящимся рядом Марианским островам. Впадина имеет форму полумесяца и имеет длину около 2 540 км, среднюю ширину 69 км и глубину до 11 км[1]. На дне траншеи верхний столб воды оказывает давление 1086 бар, 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[3].

Самая глубокая точка Марианской впадины — «Бездна Челленджера» (англ. Challenger Deep). Она находится в юго-западной части впадины, в 340 км на юго-запад от острова Гуам (координаты точки: 11°22,40′ с. ш. 142°35,50′ в. д.HGЯO). По замерам 2011 года, её глубина составляет 10 994 м ниже уровня моря[1]; по замерам 2020 года, её глубина составила 10 028 м[4].

В 2009 году Марианская впадина была признана национальным памятником США[5]. Исследователями Института океанографии Скриппса на глубине 10,6 км в Марианской впадине была обнаружена моноталамея[6]. Данные также предполагают, что во впадине обитают микробные формы жизни[7][8].

Исследования[править | править код]

Первые измерения (и открытие) Марианского жёлоба были проведены в 1875 году с британского трёхмачтового корвета «Челленджер» («Бросающий вызов»). Тогда, с помощью глубоководного лота, установили глубину 8367 метров (при повторном промере — 8184 м)[9]. В 1951 году английская экспедиция на научно-исследовательском судне «Челленджер» с помощью эхолота зафиксировала максимальную глубину 10 863 метра[2]. По результатам измерений, проведённых в 1957 году во время 25-го рейса советского научно-исследовательского судна «Витязь» группой учёных под руководством Алексея Добровольского, максимальная глубина жёлоба — 11 022 м (уточнённые данные, первоначально сообщалась глубина 11 034 м)[2][10]. Впоследствии именно значение 11 022 метра указывалось для максимальной глубины Марианского жёлоба в советской учебной[11] и энциклопедической литературе[12]. Трудность измерения состоит в том, что скорость звука в воде зависит от её свойств, которые различны на разных глубинах, поэтому эти свойства также должны быть определены на нескольких горизонтах специальными приборами (такими, как батометр и термометр), и в значение глубины, показанное эхолотом, внесена поправка[13]. Исследования 1995 года показали, что она составляет около 10 920 м[14], а исследования 2009 года — что 10 971 м. Исследования 2011 года дают значение — 10 994 метров с точностью ±40 метров[15][16]. Таким образом, полагаясь на значения 2020 г. (10 028 м, см. выше) глубочайшая точка впадины, именуемая «Бездной Челленджера» (англ. Challenger Deep), находится дальше от уровня моря, чем вершина горы Эверест — над ним.

Амфипода Hirondellea gigas, обитающая на глубине 10 900 м

Исследования, проведённые американской океанографической экспедицией из университета Нью-Гэмпшира (США), обнаружили на поверхности дна Марианской впадины горы[16]. Они проходили с августа по октябрь 2010 года, когда при помощи многолучевого эхолота была детально изучена площадь дна, равная 400 000 квадратных километров. В результате и были обнаружены, по меньшей мере, четыре океанических горных хребта высотой в 2,5 километра, пересекающих поверхность Марианского жёлоба в месте соприкосновения Тихоокеанской и Филиппинской литосферных плит. Один из исследователей прокомментировал это так: «В этом месте геологическое строение океанической земной коры очень сложное… Эти хребты сформировались около 180 миллионов лет назад в процессе постоянного движения литосферных плит. Краевая часть Тихоокеанской плиты в течение миллионов лет постепенно «подползает» под Филиппинскую, как более старая и «тяжёлая»… В ходе этого процесса образуется складчатость»[16].

Погружения[править | править код]

«Триест» перед погружением.

23 января 1960 года

• Первое погружение человека на дно Марианского жёлоба было совершено 23 января 1960 года лейтенантом ВМС США Доном Уолшем и исследователем Жаком Пикаром в батискафе «Триест», спроектированном отцом Жака Огюстом Пикаром. Приборы зафиксировали рекордную глубину — 11 521 метр (скорректированная величина — 10 918 м). На дне исследователи неожиданно встретили плоских рыб размером до 30 см, похожих на камбалу[17].
• Японский зонд «Кайко» (яп. 海溝), который был спущен в район максимальной глубины впадины 24 марта 1995 года, зафиксировал глубину 10 911,4 метра[14][18]. Во взятых зондом пробах ила были найдены живые организмы — фораминиферы[19].
• 31 мая 2009 года на дно Марианской впадины погрузился автоматический подводный аппарат «Нерей» (лат. Nereus) (см. Нерей, древнегреческая мифология). Аппарат опустился на глубину 10 902 метра, где снимал видео, сделал несколько фотографий, а также собрал образцы отложений на дне[20].
• 26 марта 2012 года кинорежиссёр Джеймс Кэмерон стал третьим человеком в истории, достигшим самой глубокой точки Мирового океана, и первым, сделавшим это в одиночку. Кэмерон погружался на одноместном аппарате «Дипси челленджер», оборудованном всем необходимым для съёмки. Киносъёмка велась в формате 3D, для этого батискаф был оснащён специальным световым оборудованием[21]. Кэмерон добрался до «Бездны Челленджера» — участка впадины на глубине 10 898 метров[22] (точные вычисления показывают, что батискаф достиг глубины 10 908 метров, а не 10 898 — глубины, зафиксированной прибором во время погружения[23]). Он взял образцы пород, живых организмов и провёл киносъёмку, используя 3D-камеры. Отснятые режиссёром кадры легли в основу научно-документального фильма канала «National Geographic Channel» Джеймс Кэмерон: Путешествие к центру Земли (2012)[24].
• 28 апреля 2019 года Виктор Весково установил рекорд глубины погружения человека — 10928 м и стал первым человеком, покорившим высочайшую вершину мира-Эверест и глубочайшую впадину.[25]
• 8 мая 2020 года на дно Марианской впадины впервые погрузился российский автономный необитаемый подводный аппарат «Витязь-Д». Датчики зафиксировали глубину 10 028 метров. «Продолжительность миссии без учёта погружения и всплытия на поверхность составила более трех часов», — сообщили в Фонде перспективных исследований (ФПИ). На дно Марианской впадины доставили вымпел, посвященный 75-летию Победы в Великой Отечественной войне. Аппарат провел картографирование, фото- и видеосъемку морского дна, ученые изучили параметры морской среды. В состав комплекса «Витязь-Д» входят автономный необитаемый аппарат, глубоководная донная станция и аппаратура пункта управления. Корабельное оборудование комплекса обеспечивает информационный обмен судна-носителя с подводным аппаратом и донной станцией в режиме реального времени по гидроакустическому каналу. «В отличие от работавших ранее в этом районе аппаратов Kaiko (Япония) и Nereus (США), аппарат «Витязь» функционирует полностью автономно. Благодаря использованию в системе управления аппарата элементов искусственного интеллекта, он может самостоятельно обходить препятствия по курсу, находить выход из ограниченного пространства и решать другие интеллектуальные задачи», — сказали в ФПИ[26].
• 7 июня 2020 года на дно Марианской впадины погрузилась первая женщина, ею стала Кэтрин Салливан[27]. Пилотом был Виктор Весково[28].
• 12 июня 2020 года на дне Марианской впадины побывала вторая женщина — Ванесса О Брайен, альпинистка, покорившая Эверест.[29]
• 20 июня 2020 года Келли Уолш, сын знаменитого Дона Уолша, достиг дна Бездны Челленджера, доведя тем самым число людей, побывавших в Марианской впадине до двенадцати.[30] Пилотом был Виктор Весково[28].
• 25 июня 2020 года Ин-Цонг «YT» Лин, ученый из Лаборатории океанической акустики, стал тринадцатым человеком, посетившим Марианскую впадину, и первым человеком азиатского происхождения. Пилотом был Виктор Весково[28].
• 15 ноября 2020 года в Бездну Челленджера на глубину 10909 метров опустился китайский глубоководный автономный аппарат «Фэньдоучже» («Борец») с тремя людьми на борту.[31]

Геология[править | править код]

Схема образования Марианской впадины.

Жёлоб протянулся вдоль Марианских островов на 1500 км. Он имеет V-образный профиль: крутые (7-9°) склоны, плоское дно шириной 1-5 км, которое разделено порогами на несколько замкнутых депрессий. У дна давление воды достигает 108,6 МПа, что примерно в 1072 раза больше нормального атмосферного давления на уровне Мирового океана. Впадина находится на границе стыковки двух тектонических плит, в зоне движения по разломам, где Тихоокеанская плита уходит под Филиппинскую плиту.

Факты[править | править код]

• В июне 2016 года было опубликовано исследование, согласно которому тела глубоководных рачков из Марианской впадины содержат гораздо более высокий уровень токсичных веществ, чем в прибрежных водах океана, куда выбрасываются сточные воды и отходы[32].

Примечания[править | править код]

1. ↑ 1 2 3 Mariana Trench, Britannica.com, <https://www.britannica.com/place/Mariana-Trench>
2. ↑ 1 2 3 Кравчук П. А. Рекорды природы. — Любешов: Эрудит, 1993. — С. 23-24. — 216 с. — ISBN 5-7707-2044-1.
3. ↑ please.com — The Temperature in the Mariana Trench, read 13 May 2012
4. ↑ Эксперт усомнился в точном измерении глубины Марианской впадины при СССР. РБК. Дата обращения: 9 июня 2020.
5. ↑ the Monument — Mariana Trench. U.S. Fish and Wildlife Service.
6. ↑ Giant amoeba found in Mariana Trench — 6.6 miles beneath the sea (26 October 2011). Дата обращения 23 марта 2012.
7. ↑ Choi, Charles Q. Microbes Thrive in Deepest Spot on Earth. LiveScience (17 March 2013). Дата обращения: 17 марта 2013.
8. ↑ Glud, Ronnie; Wenzhöfer, Frank; Middleboe, Mathias; Oguri, Kazumasa; Turnewitsch, Robert; Canfield, Donald E.; Kitazato, Hiroshi (17 March 2013). «High rates of microbial carbon turnover in sediments in the deepest oceanic trench on Earth». Nature Geoscience. 6 (4): 284-288. Bibcode:2013NatGe…6..284G. DOI:10.1038/ngeo1773.
9. ↑ Report on the scientific results of the voyage of H.M.S. Challenger during the years of 1872-76 (pp. 877-878) (англ.). 19thcenturyscience.org. Дата обращения: 26 марта 2012. Архивировано 31 мая 2012 года.
10. ↑ Кравчук П. А. «Географический калейдоскоп[uk]». — Киев: Радянська школа, 1988. ISBN 5-330-00384-9
11. ↑ Максимов Н. А. Физическая география. Учебник для 5 класса / Под редакцией профессора Н. А. Гвоздецкого. — 18-е изд. — М.: Просвещение, 1986. — С. 67.
12. ↑ Марианский жёлоб // Большая Советская Энциклопедия / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская Энциклопедия, 1974. — Т. 15 : Ломбард — Мезитол. — С. 364. — 629 000 экз.
13. ↑ И. М. Белоусов. Совершенно неизвестные страны // За тайнами Нептуна : Книга. — М.: Мысль, 1976. — С. 179-185.
14. ↑ 1 2 Results of «Kaiko»’s Final Field Test (недоступная ссылка). Дата обращения: 16 апреля 2008. Архивировано 6 февраля 2009 года.
15. ↑ Марианскую впадину «углубили» (недоступная ссылка). compulenta.ru (8 декабря 2011). Дата обращения: 8 ноября 2011. Архивировано 13 января 2012 года.
16. ↑ 1 2 3 РИА Новости. «Учёные обнаружили горы на дне Марианской впадины» (14:34 08-02-2012). Дата обращения: 10 февраля 2012. Архивировано 31 мая 2012 года.
17. ↑ National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) webpage. Section «1960 — Man at the Deepest Depth» (англ.)
18. ↑ Japan Atlas: Japan Marine Science and Technology Center (англ.). Дата обращения: 3 февраля 2008. Архивировано 28 августа 2011 года.
19. ↑ Жители Марианской впадины строят раковины на импортном сырье. x.ru. Дата обращения: 1 апреля 2012. Архивировано 31 мая 2012 года.
20. ↑ Робот погрузился на дно Марианской впадины. Lenta.ru (3 июня 2009). Дата обращения: 3 сентября 2010.
21. ↑ Режиссёр Джеймс Кэмерон стал третьим человеком в истории, достигшим дна Марианской впадины (недоступная ссылка). Дата обращения: 26 марта 2012. Архивировано 28 марта 2012 года.
22. ↑ Джеймс Кэмерон завершил погружение на дно Марианской впадины. Lenta.ru (26 марта 2012).
23. ↑ Джеймс Кэмерон: погружение на дно Марианской впадины в батискафе Deepsea Challenger (недоступная ссылка). Nat-Geo.ru (июнь 2013). Дата обращения: 2 декабря 2019. Архивировано 27 февраля 2015 года.
24. ↑ Режиссёр Джеймс Кэмерон стал третьим человеком в истории, достигшим дна Марианской впадины (недоступная ссылка). ИТАР-ТАСС (26 марта 2012). Дата обращения: 26 марта 2012. Архивировано 29 марта 2012 года.
25. ↑ FEATURE: The incredible engineering behind the submarine that plumbed the deepest depths // imeche.org
26. ↑ Российский подводный беспилотник впервые испытали в Марианской впадине. РИА Новости (20200509T1020). Дата обращения: 9 мая 2020.
27. ↑ Astronaut Kathy Sullivan is first woman to dive to Challenger Deep // collectspace.com
28. ↑ 1 2 3 Reer dives to Challenger Deep // phys.org
29. ↑ Vanessa O’Brien: British-American explorer becomes first woman to reach Earth’s highest and lowest points // sky.com
30. ↑ Mariana Trench: Don Walsh’s son repeats historic ocean dive // bbc.com
31. ↑ Китайский аппарат Fendouzhe опустился на дно Марианской впадины, REGNUM (15.11.2020).
32. ↑ Man-made pollutants found in Earth’s deepest ocean trenches : Nature News &

Литература[править | править код]

• Беляев Г. М. Глубоководные океанические желоба и их фауна. — М., 1989.

Ссылки[править | править код]

• На Викискладе есть медиафайлы по теме Марианский жёлоб

Источник

10 интересных фактов о Марианской впадине — самом глубоком месте на Земле

Невероятные факты

Несмотря на то, что океаны ближе к нам, чем отдаленные планеты Солнечной системы, люди исследовали всего пять процентов дна океана, которое остается одной из величайших загадок нашей планеты.

Самая глубокая часть океана — Марианская впадина или Марианский желоб является одним из самых известных мест, о котором мы все же знаем не очень много.

При давлении воды, которое в тысячу раз больше чем на уровне моря, погружение в это место является сродни самоубийству.

Но благодаря современным технологиям и нескольким смельчакам, которые, рискуя жизнью, спустились туда, мы узнали много интересного об этом удивительном месте.

Марианская впадина на карте. Где она находится?

Марианская впадина или Марианский желоб находится в западной части Тихого океана к востоку (примерно 200 км) от 15-ти Марианских островов возле Гуама. Она представляет собой желоб в форме полумесяца в земной коре длиной около 2550 км и шириной в среднем 69 км.

Координаты Марианской впадины: 11°22′ северной широты и 142°35′ восточной долготы.

Глубина Марианской впадины

Согласно последним исследованиям 2011 года глубина самой глубокой точки Марианской впадины составляет около 10 994 метра ± 40 метров. Для сравнения высота самой высокой вершины мира — Эвереста составляет 8 848 метров. Это значит, что если бы Эверест оказался в Марианской впадине, то он был бы покрыт еще 2,1 км воды.

Читайте также: Самые глубокие места на Земле

Вот другие интересные факты о том, что можно встретить по пути и на самом дне Марианской впадины.

Температура на дне Марианской впадины

1. Очень горячая вода

Спускаясь на такую глубину, мы ожидаем, что там будет очень холодно. Температура здесь достигает чуть выше нуля, варьируя от 1 до 4 градусов по Цельсию.

Однако на глубине около 1,6 км от поверхности Тихого океана находятся гидротермальные источники, называемые «черные курильщики». Они выстреливают воду, которая нагревается до 450 градусов по Цельсию.

Эта вода богата минералами, которые помогают поддерживать жизнь в этой области. Несмотря на температуру воды, которая на сотни градусов выше точки кипения, она здесь не закипает из-за невероятного давления, в 155 раз выше, чем на поверхности.

Обитатели Марианской впадины

2. Гигантские токсичные амебы

Несколько лет назад на дне Марианской впадины обнаружили гигантских 10-ти сантиметровых амеб, называемых ксенофиофоры.

Эти одноклеточные организмы, вероятно, стали такими большими из-за среды, в которой они обитают на глубине 10,6 км. Холодная температура, высокое давление и отсутствие солнечного света, скорее всего, способствовали тому, что эти амебы приобрели огромные размеры.

Кроме того, ксенофиофоры обладают невероятными способностями. Они устойчивы к воздействию множества элементов и химических веществ, включая уран, ртуть и свинец, которые убили бы других животных и людей.

3. Моллюски

Сильное давление воды в Марианской впадине не дает шанса на выживание ни одному животному с раковиной или костями. Однако в 2012 году в желобе возле серпентиновых гидротермальных источников были обнаружены моллюски. Серпентин содержит водород и метан, который позволяет формироваться живым организмам.

Каким образом моллюски сохранили свою раковину при таком давлении, остается неизвестным.

Кроме того, гидротермальные источники выделяют другой газ — сероводород, который смертелен для моллюсков. Однако они научились связывать сернистое соединение в безопасный белок, что позволило популяции этих моллюсков выжить.

На дне Марианской впадины

4. Чистый жидкий углекислый газ

Гидротермальный источник Шампань Марианской впадины, который находится за пределами желоба Окинава возле Тайваня, является единственной известной подводной областью, где можно обнаружить жидкий углекислый газ. Источник, открытый в 2005 году, получил свое название в честь пузырьков, которые оказались диоксидом углерода.

Многие считают, что эти источники, названные «белыми курильщиками» из-за более низкой температуры, могут быть источником жизни. Именно в глубине океанов с низкой температурой и обилием химических веществ и энергии могла зародиться жизнь.

5. Слизь

Если бы у нас была возможность проплыть на самую глубину Марианской впадины, то мы почувствовали бы, что она покрыта слоем вязкой слизи. Песок, в привычном нам виде, там не существует.

Дно впадины в основном состоит из измельчённых раковин и остатков планктона, которые скапливались на дне впадины в течение многих лет. Из-за невероятного давления воды, практически все там превращается в мелкую серовато-желтую густую грязь.

Марианский желоб

6. Жидкая сера

Вулкан Дайкоку, который находится на глубине около 414 метров на пути к Марианской впадине, является источником одного из самых редких явлений на нашей планете. Тут находится озеро чистой расплавленной серы. Единственным местом, где можно обнаружить жидкую серу, является спутник Юпитера — Ио.

В этой яме, названной «котлом», бурлящая черная эмульсия кипит при 187 градусах по Цельсию. Хотя ученым не удалось исследовать это место детально, возможно глубже содержится еще больше жидкой серы. Это может раскрыть секрет происхождения жизни на Земле.

Согласно гипотезе Геи, наша планета является одним самоуправляемым организмом, в котором все живое и неживое соединено для поддержания ее жизни. Если эта гипотеза верна, то ряд сигналов можно наблюдать в естественных циклах и системах Земли. Так соединения серы, созданные организмами в океане, должны быть достаточно стабильны в воде, чтобы позволить им перейти в воздух, и вновь вернуться на сушу.

7. Мосты

В конце 2011 года в Марианской впадине было обнаружено четыре каменных моста, которые простирались с одного до другого конца на 69 км. Похоже, что они сформировались на стыке Тихоокеанских и Филиппинских тектонических плит.

Один из мостов Dutton Ridge, который был открыт еще 1980-х годах, оказался невероятно высоким, как небольшая гора. В самой высокой точке, хребет достигает 2,5 км над «Бездной Челленджера».

Как и многие аспекты Марианской впадины, предназначение этих мостов остается неясным. Однако сам факт того, что в одном из самых загадочных и неизведанных мест, обнаружили эти формирования, является удивительным.

8. Погружение Джеймса Кэмерона в Марианскую впадину

Начиная с открытия самого глубокого места Марианской впадины — «Бездны Челленджера» в 1875 году, здесь побывало всего три человека. Первыми были американский лейтенант Дон Уолш и исследователь Жак Пикар, которые совершили погружение 23 января 1960 года на судне «Триест».

Через 52 года сюда отважился погрузиться еще один человек — известный кинорежиссер Джеймс Кэмерон. Так 26 марта 2012 года Кэмерон спустился ко дну и сделал несколько фотографий.

Читайте также: Джеймс Камерон вернулся со дна морского

Во время погружения Джеймса Кэмерона в 2012 году к «Бездне Челленджера» на батискафе DeepSea Challenge , он пытался наблюдать за всем, что происходит в этом месте, пока механические неполадки не вынудили его подняться на поверхность.

Пока он был в самой глубокой точке мирового океана он пришел к шокирующему выводу о том, что он был абсолютно один. В Марианской впадине не было страшных морских монстров или каких-то чудес. Согласно Кэмерону самое дно океана было «лунным…пустым…одиноким», и он чувствовал «полную изоляцию от всего человечества».

9. Марианская впадина (видео)

10. Марианская впадина в океане — самый большой заповедник

Марианская впадина является национальным памятником США и самым крупным морским заповедником в мире.

Так как он является памятником, существует ряд правил для тех, кто хочет посетить это место. В пределах ее границ, рыболовство и добыча полезных ископаемых здесь строго запрещена. Однако плавать здесь разрешено, так что вы можете стать следующим, кто решится отправиться в самое глубокое место в океане.

Источник