Жизнь в марианской впадине: Кто живет на дне Марианской впадины: какая у нее глубина, доходит ли свет и есть ли там страшные рыбы

Содержание

Кто живет на дне Марианской впадины: какая у нее глубина, доходит ли свет и есть ли там страшные рыбы

#география

Поделиться:

Илья Егоров

Главные факты о Марианской впадине

• Глубина – почти 11 тысяч метров;

• Местоположение – в Тихом океане, недалеко от Филиппин, Японии и Папуа-Новой Гвинеи;

• Самая глубокая точка – «Бездна Челленджера». Ее глубина – 10971 метр;

• Открыта в 1875 году;

• У Марианской впадины форма полумесяца;

• Температура на дне впадины составляет всего 1 градус по Цельсию;

• Давление водяного столба на дне составляет 15 750 фунтов на квадратный дюйм.

Как человечество исследовало Марианскую впадину

Люди за всю историю предприняли много попыток погружения в Марианскую впадину. Но важно отметить следующее: очень часто научные группы изучают ее верхние слои, самого дна люди достигали считанное число раз. Первая попытка случилась в 1960 году – тогда офицер ВМС США Дон Уолш и инженер Жак Пиккар пробыли на дне всего 20 минут и не выполнили большинство задач из-за ила, поднявшегося после столкновения батискафа о дно впадины. Уолш рассказывал:

«Мы были внутри прочной конструкции, но я все равно чувствовал себя очень плохо. Во-первых, из-за давления. Жак научил меня специальной дыхательной технике – я повторял ее, чтобы не упасть в обморок. Во-вторых, из-за небольшой панической атаки. Чем глубже ты опускаешься, тем больше ты думаешь о смерти – что металлические стенки под давлением воды разрушатся, и ты утонешь. Нам приходилось утешать и подбадривать друг друга».

У Пиккара похожие воспоминания: «Восторг сменился странным волнением после того, как мы преодолели отметку в 1 км. Я боялся, что с нами что-то случится. Когда батискаф задел дно, я выругался тысячу раз, но собрался и зафиксировал увиденное. По правде говоря, мы ни черта там не увидели».

Участник китайской экспедиции по исследованию Марианской впадины. В 2012 году группа ученых опустилась на глубину в 6 тысяч метров

Перед Уолшем и Пиккаром стояло много задач, главной из которых было определение наличия жизни на дне впадины. Ни Уолш, ни Пиккар сфотографировать ее не смогли. Но в своих мемуарах второй писал, что увидел рыбу, похожую на камбалу. Ученые того времени оценили воспоминание Пиккара как официальное доказательство жизни на дне Марианской впадины.

Другие погружения на дно Марианской впадины:

  • Джеймс Кэмерон в 2012 году. Погрузился один в специальном батискафе, оборудованном технологиями для сбора пород и съемки фильма National Geographic с собой в главной роли. Вот анимированный мультфильм про его погружение:
  • 2019 год – американский предприниматель Виктор Весково погрузился на дно Марианской впадины и стал первым в истории человеком, который: а) Погрузился на дно впадины; б) Покорил Эверест. То есть побывал на самой глубокой и самой высокой точках Земли.
  • В дальнейшем Весково еще трижды погружался на дно Марианской впадины как пилот групп;
  • Последняя экспедиция с людьми на борту случилась в 2020 году – тогда на дно погрузились трое китайских ученых.

Кто обитает на дне Марианской впадины

В том самом короткометражном видео National Geographic о погружении Кэмерона редакция журнала выделила несколько уровней (выбираем только те, что касаются живых существ).

Первый – сюда включим описание всех уровней до достижения линии самой впадины. То есть там, где бурлит жизнь океана.

Второй – 1005 метров. Глубина, которую достигают последние лучи солнечного света.

Третий – 2499 метров. Там обитают самые глубоководные киты.

Снимок со дна Марианской впадины

Четвертый – 7699 метров. На этой глубине Кэмерон сфотографировал морской слизень – самая глубоководная рыба в мире.

Пятый – более 10 тысяч метров. Дно Марианской впадины. И здесь обитают преимущество микроорганизмы. Ученые пишут, что отличительная особенность этих микроорганизмов в том, что они не восприимчивы к давлению воды. Они живут на дне впадины и питаются продуктами химические соединения и растительными волокнами.

Жак Пиккар писал в автобиографии: «Перед погружением ко мне подошел журналист и спросил: «Вы не боитесь, что найдете там огромного змея или что-то страшнее?» Эта мысль не давала мне покоя до самого всплытия. К счастью, я успокаивал себя тем, что черепушка у таких существ должна быть невероятно твердой. Иначе как они выдержат давления на такой глубине».

Ученые давно опровергли теорию, что в Марианской впадине обитают монстры. Но кое-какие существа все же вселяют ужас. Вот некоторые:

🐡 Глубоководная рыба-дракон. Она обитает на глубине до 2 тысяч метров. Она использует светящийся усик для охоты.

Рыба-дракон

🐡 Морской черт или морской дьявол. Тоже привлекает добычу светящимся отростком на нижней части тела. По скорости напоминает пиранью. Всеяден и в длину он всего лишь 20 см.

Рисунок морского дьявола.

🐡 Зомби-черви. Не опасны для живых организмов, потому что питаются только падалью, за что и получили свое название. Обычно они селятся в тушах мертвых рыб и костях.

🐡 Гарвардские ученые в 2015 году писали, что даже на глубине в несколько тысяч метров можно встретить небольших осьминожков, хоть этого никто не видел. Предположение основано на теории, что они лучше других приспосабливаются к давлению воды и низкой температуре – и эволюция даже не деформировала их тело.

Самая позитивная цитата о Марианской впадине, возможно, принадлежит Джеймсу Кэмерону:

«Как только я коснулся дна, я буквально мечтал, чтобы на камеру выскочила огромная рыба, сохранившаяся со времен динозавров, и съела меня. Черт, это было бы очень круто. Я был бы первым в мире режиссером, снявшим фильм об опасных хищных рыбах и погибших от них. Но я просто скучал на очень далеком от солнечного света кусочке земли».

Все фото: ZUMAPRESS, http://imagebroker.com, Xinhua/Global Look Press

Илья Егоров

Автор и редактор. Италия, «Арсенал», «Формула 1» и биографии.

Еще по теме

Кто обитает в самой глубокой точке мира?

Ничто так не пугает людей, как неизвестность. И на нашей планете достаточно много таких мест, которые слабо изучены, и одним из таких мест является самая глубокая точка на нашей планете — Марианская впадина. Кто обитает на дне впадины, а также какими тайнами и мифами успело обрасти это место?

Глубина Марианской впадины — 11 километров, а находится она в Тихом океане, неподалеку от острова Гуам. Для сравнения, высота Эвереста составляет 8848 метров и это меньше глубины Марианского желоба на 2 километра. Казалось бы, кто может жить так глубоко? Ведь на дно самой глубокой точки мира не проникает свет, там очень холодно, а давление воды просто запредельное. Но даже там есть жизнь, причем живут там не только простейшие организмы, но и рыбы, которые, правда, имеют слегка специфичный внешний вид.

Самую глубокую точку мира обнаружил экипаж британского корвета «Челленджер» в 1975 году. Именно в честь него самую глубокую точку впадины также называют «Бездной Челленджера».

Впервые люди спустились в Марианскую впадину в 1960 году. Это были лейтенант ВМС США Дон Уолш и исследователь Жак Пикар. На глубоководном аппарате «Триест» они опустились до отметки в 10 918 метров. На дне впадины исследователи обнаружили плоских рыб, похожих на камбалу. 

В общей сложности аппарат спускался в желоб 5 часов, но на дне он пробыл всего 12 минут, после чего начал подъем.

Обитатели Марианской впадины выглядят пугающе. Например, там живет рыба-удильщик, которая названа так благодаря светящемуся поплавку-приманке, с помощью которых рыба ловит своих жертв и поедает. 

Также здесь живут акулы-гоблины, которых прозвали так из-за необычного внешнего вида. Она имеет уникальное строение челюстей, которые она выбрасывает вперед во время охоты, цепляя жертву, после чего втягивает челюсть обратно вместе с добычей. Также акула-гоблин имеет вырост на носу, который состоит из электрочувствительных клеток, благодаря которым животное чувствует добычу и определяет ее местоположение. Интересным фактом является то, что людям с момента открытия Марианской впадины удалось поймать всего лишь 45 акул-гоблинов.

Все рыбы и животные, обитающие на большой глубине, довольно прожорливы. Это связано с тем, что растения на такой глубине практически не встречаются, поэтому рыбам приходится поедать друг друга. Одной из таких прожорливых рыб является живоглот. Ее пасть и желудок очень эластичны и хорошо растягиваются, благодаря чему она может проглотить добычу, превосходящую ее по размерам.

Однако на дне желоба живут не только зубастые рыбы, но и просто необычные. Например, макропинна. Внешний вид этой рыбы очень специфичен. Она имеет прозрачный лоб, за которым спрятаны глаза, свободно вращающиеся в своих ложах. Пространство вокруг глаз заполнено прозрачной жидкостью, благодаря чему макропинна отлично видит в полной темноте.

Полный список обитателей Марианской впадины составить пока невозможно, так как это место еще слабо изучено людьми. Однако в последнее время ученые активно интересуются этим местом.

Кроме того, Марианский желоб заинтересовал американского режиссера Джеймса Кэмерона, который совершил погружение на дно Марианской впадины в 2012 году и снял об этом документальный фильм. Кэмерон стал третьим человеком в истории, который погрузился в «Бездну Челленджера», и первым в мире, кто сделал это в одиночку.

Существует множество легенд и мифов, что на дне Марианской впадины, якобы, живут настоящие монстры — ящеры и динозавры, вымершие миллионы лет назад.

Марианская впадина: самые глубокие глубины

Deep Discoverer исследует стену подводной горы на Subducting Guyot 1.
(Изображение предоставлено Управлением океанических исследований NOAA, Глубоководное исследование Марианских островов, 2016 г.)

Марианская впадина — самая глубокая океаническая впадина на Земле, в которой находятся две самые низкие точки на планете.

Впадина в форме полумесяца находится в западной части Тихого океана, к востоку от Марианских островов недалеко от Гуама. Район, окружающий впадину, примечателен многими уникальными средами, в том числе жерлами, извергающими жидкую серу и углекислый газ, действующими грязевыми вулканами и морской жизнью, приспособленной к давлению, в 1000 раз превышающему давление на уровне моря.

Бездна Челленджера, расположенная в южной части Марианской впадины (иногда называемой Марианской впадиной), является самым глубоким местом в океане. Его глубину трудно измерить с поверхности, но в 2010 году Национальное управление океанических и атмосферных исследований использовало звуковые импульсы, посылаемые через океан, и определило глубину Челленджера d на уровне 36 070 футов (10 994 метра). Оценка 2021 года (откроется в новой вкладке) с использованием датчиков давления показала, что самое глубокое место в Бездне Челленджера составляет 35 876 ​​футов (10,935 м). Другие современные оценки различаются менее чем на 1000 футов (305 м).

Второе по глубине место океана также находится в Марианской впадине. Глубина Сирены, которая находится в 124 милях (200 км) к востоку от Бездны Челленджера, имеет сокрушительную глубину 35 462 фута (10 809 м).

Для сравнения, Гора Эверест находится на высоте 29 026 футов (8 848 м) над уровнем моря, что означает, что самая глубокая часть Марианской впадины на 7 044 фута (2147 м) глубже, чем высота Эвереста.

Кому принадлежит Марианская впадина?

Длина Марианской впадины составляет 1580 миль (2542 км), что более чем в пять раз превышает длину Гранд-Каньона. Однако узкая траншея в среднем имеет ширину всего 43 мили (69 км).

Поскольку Гуам является территорией Соединенных Штатов, а 15 Северных Марианских островов управляются Содружеством США, США обладают юрисдикцией над Марианской впадиной. В 2009 году бывший президент Джордж Буш учредил Национальный морской памятник Марианской впадины, в результате чего был создан охраняемых морских заповедников 9.0008 для приблизительно 195 000 квадратных миль (506 000 квадратных километров) морского дна и вод, окружающих отдаленные острова. Памятник включает в себя большую часть Марианской впадины, 21 подводный вулкан и районы вокруг трех островов.

Марианская впадина расположена в западной части Тихого океана. (Изображение предоставлено www.freeworldmaps.net)

Как образовалась Марианская впадина?

Марианская впадина образовалась в результате процесса, происходящего в зоне субдукции, где сталкиваются две массивные плиты океанической коры, известные как тектонические плиты. В зоне субдукции один кусок океанической коры подталкивается и втягивается под другой, погружаясь в мантию Земли, слой под корой. Там, где пересекаются два куска коры, над изгибом опускающейся коры образуется глубокая канавка. В этом случае кора Тихого океана прогибается под кору Филиппин.

Тихоокеанской коре около 180 миллионов лет, когда она погружается в желоб. Филиппинская плита моложе и меньше Тихоокеанской плиты.

Какой бы глубокой ни была траншея, это не самое близкое место к центру Земли. Поскольку планета выпирает на экваторе, радиус на полюсах примерно на 16 миль (25 км) меньше, чем радиус на экваторе. Итак, части морского дна Северного Ледовитого океана находятся ближе к центру Земли, чем Бездна Челленджера.

Давление воды на дно траншеи более 8 тонн на квадратный дюйм (703 килограмма на квадратный метр). Это более чем в 1000 раз превышает давление, ощущаемое на уровне моря, или эквивалентно 50 гигантским реактивным самолетам, сваленным на человека.

Есть ли вулканы в Марианской впадине?

Цепь вулканов, возвышающихся над океанскими волнами и образующих Марианские острова, повторяет серповидную дугу Марианской впадины. Острова перемежаются множеством странных подводных вулканов.

Например, подводный вулкан Эйфуку извергает жидкий углекислый газ из гидротермальных источников, похожих на дымоходы. Жидкость, выходящая из этих дымоходов, имеет температуру 217 градусов по Фаренгейту (103 градуса по Цельсию). На близлежащем подводном вулкане Дайкоку ученые обнаружили лужа расплавленной серы на глубине 1345 футов (410 м) под поверхностью океана, чего больше нигде на Земле не наблюдается, согласно данным Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA).

Что живет в Марианской впадине?

Недавние научные экспедиции обнаружили удивительно разнообразную жизнь в этих суровых условиях. Животные, живущие в самых глубоких частях Марианской впадины, выживают в полной темноте и экстремальном давлении, говорит Наташа Галло, докторант Океанографического института Скриппса, изучавшая видеозапись из экспедиции режиссера Джеймса Кэмерона в 2012 году в траншею.

Еда в Марианской впадине крайне ограничена, потому что глубокое ущелье находится далеко от суши. Наземный растительный материал редко попадает на дно траншеи, сказал Галло в интервью Live Science, и мертвый планктон, опускающийся с поверхности, должен упасть на тысячи футов, чтобы достичь Бездны Челленджера. Вместо этого некоторые микробы полагаются на химические вещества, такие как метан или сера, в то время как другие существа поедают морских обитателей, которые ниже их в пищевой цепочке.

Тремя наиболее распространенными организмами на дне Марианской впадины являются ксенофиофоры, амфиподы и маленькие морские огурцы (голотурии), сказал Галло.

«Это одни из самых глубоких голотурий, когда-либо наблюдавшихся, и их было относительно много, — сказал Галло.

Компьютерная томография марианской улитки, обитающей в Марианской впадине. В желудке улитки можно увидеть маленького ракообразного (зеленого цвета). (Изображение предоставлено Адамом Саммерсом/Вашингтонский университет)

Одноклеточные ксенофиофоры напоминают гигантских амеб, и они питаются, окружая и поглощая пищу. Амфиподы — блестящие, похожие на креветок падальщики, обычно встречающиеся в глубоководных траншеях; как они там выжили, было загадкой, потому что панцири амфипод легко растворяются под высоким давлением Марианской впадины. Но в 2019 годуЯпонские исследователи обнаружили, что по крайней мере один вид обитателей Марианской впадины использует алюминий , извлеченный из морской воды, для укрепления своего панциря.

Во время экспедиции Кэмерона в 2012 году ученые также обнаружили микробные маты в Глубине Сирены, зоне к востоку от Глубины Челленджера. Эти скопления микробов питаются водородом и метаном, выделяющимся в результате химических реакций между морской водой и горными породами.

Один из главных хищников региона — обманчиво уязвимая на вид рыба. В 2017 году ученые сообщили, что они собрали образцы необычного существа, получившего название марианской улитки, которое живет на глубине около 26 200 футов (8 000 м). Маленькое, розовое и лишенное чешуи тело рыбы-улитки вряд ли способно выжить в такой суровой среде, но эта рыба полна сюрпризов, сообщают исследователи в исследовании, опубликованном в том же году в журнале 9.0007 Zootaxa (открывается в новой вкладке). По-видимому, это животное доминирует в этой экосистеме, проникая глубже, чем любая другая рыба, и используя отсутствие конкурентов, пожирая обильную добычу из беспозвоночных, населяющих траншею, пишут авторы исследования.

Марианская впадина загрязнена?

К сожалению, глубины океана могут выступать в качестве потенциального поглотителя загрязняющих веществ и мусора. В исследовании, опубликованном в 2017 году в журнале Nature Ecology and Evolution , исследовательская группа под руководством ученых из Ньюкаслского университета в Соединенном Королевстве показала, что искусственные химические вещества, которые были запрещены в 1970-е все еще скрываются в самых глубоких частях океана.

При отборе проб амфипод (креветоподобных ракообразных) из Марианской и Кермадекской впадин исследователи обнаружили чрезвычайно высокие уровни стойких органических загрязнителей (СОЗ) в жировых тканях организмов. К ним относятся полихлорированные бифенилы (ПХБ) и полибромированные дифениловые эфиры (ПБДЭ), химические вещества, обычно используемые в качестве электрических изоляторов и антипиренов, согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature Ecology & Evolution. Эти СОЗ попали в окружающую среду в результате промышленных аварий и утечек на свалках 1930-х до 1970-х, когда они были окончательно запрещены.

«Мы по-прежнему думаем о глубинах океана как об отдаленном и первозданном царстве, защищенном от антропогенного воздействия, но наши исследования показывают, что, к сожалению, это не может быть дальше от истины», — ведущий автор исследования Алан Джеймисон, старший преподаватель.

Фактически, амфиподы в исследовании имели уровни загрязнения, аналогичные обнаруженным в заливе Суруга, одной из самых загрязненных промышленных зон США. северо-западная часть Тихого океана

Плотность микропластика в морских глубинах намного выше, чем считалось ранее. (Изображение предоставлено Shutterstock)

Поскольку СОЗ не могут разлагаться естественным образом, они сохраняются в окружающей среде десятилетиями, достигая дна океана вместе с загрязненным пластиковым мусором и мертвыми животными. Затем загрязняющие вещества передаются от существа к существу по пищевой цепи океана, что в конечном итоге приводит к химическим концентрациям, намного превышающим загрязнение на поверхности.

«Тот факт, что мы обнаружили такие экстраординарные уровни этих загрязняющих веществ в одном из самых отдаленных и недоступных мест обитания на Земле, действительно свидетельствует о долгосрочном разрушительном воздействии, которое человечество оказывает на планету», — говорится в заявлении Джеймисона.

Марианская впадина также не застрахована от пластикового загрязнения, которое вторгается в Мировой океан. В статье 2018 года в журнале Geochemical Perspectives было обнаружено, что микропластики были тревожно распространены в самых низких водах Марианской впадины, что указывает на то, что эти пластики фильтруются через океан и концентрируются в его самых глубоких точках.

Кто-нибудь когда-нибудь нырял в Марианскую впадину?

Люди исследуют Марианскую впадину уже более века.

  • В 1875 году траншея была обнаружена кораблем HMS Challenger с использованием недавно изобретенного зондирующего оборудования во время кругосветного плавания, , согласно веб-сайту DeepSea Challenge , одиночной экспедиции Кэмерона в траншею в 2012 году. В 1951 году траншею снова пробурил HMS Challenger II. Бездна Челленджера, самая глубокая часть впадины, была названа в честь двух судов.
  • Первым судном с экипажем, достигшим дна Бездны Челленджера, была «глубоководная лодка» по имени Триест, которая совершила путешествие в 1960. Субмарина с экипажем из лейтенанта ВМС США Дона Уолша и швейцарского ученого Жака Пиккара достигла глубины 35 797 футов (10 911 м).
  • В 2012 году Джеймс Кэмерон стал пилотом второй миссии по достижению дна Бездны Челленджера. Режиссер в одиночку пилотировал подводный аппарат Deepsea Challenger, , снимая кадры для National Geographic (откроется в новой вкладке). Он нырнул чуть ниже первоначального рекорда, достигнув глубины 35 787 футов (10 908 м).
  • В 2019 году исследователь и бизнесмен Виктор Весково пилотировал ограничивающий фактор DSV, побив рекорд на самое глубокое погружение в Бездну Челленджера . Он спустился на 35 853 фута (10 927 м).
  • Путешествия без экипажа в траншею на роботизированных подводных аппаратах также расширили знания людей об этом глубоком океане. В 1995 году японская беспилотная подводная лодка «Кайко» собрала образцы и данные из траншеи. В 2009 году американский гибридный дистанционно управляемый автомобиль Nereus отправился на дно Бездны Челленджера и оставался там в течение 10 часов, записывая видео. (Позже Нерей взорвался в 2014 году, исследуя другую глубоководную впадину, впадину Кермадек, по данным BBC .)
  • В 2021 году испанская экспедиция Caladan Oceanic’s Ring of Fire Expedition , Part II, собрала мантийные породы со дна Марианских островов. Траншея, содержащая микробные маты.

Эта статья была обновлена ​​16 мая 2022 г. участником Live Science Стефани Паппас с дополнительным отчетом Элизабет Дорер и Трейси Педерсен, участниками Live Science.

Дополнительные ресурсы

  • Подробнее о том, как измерить глубину самого глубокого места на Земле, см. Итак, насколько глубоко Является ли Марианской впадиной? (PDF) (открывается в новой вкладке), статья в журнале «Морская геодезия», в которой обсуждаются методы и различия между оценками.
  • Служба рыболовства и дикой природы США управляет морским национальным памятником Марианской впадины (открывается в новой вкладке), а их веб-страница содержит последние новости о сохранении и открытии памятника.
  • Наконец, Карты НАСА траншеи (открывается в новой вкладке) показывают изящный серповидный налет рельефа.

Библиография

Амос, Дж. (2014, 12 мая). Глубоководная подводная лодка Nereus «взорвалась» на глубине 10 км. Новости Би-би-си. https://www.bbc.com/news/science-environment-27374326 (открывается в новой вкладке). Проверено 10 мая 2022 г.

Каролвич, М. (14 апреля 2012 г.). Новый вид на самую глубокую впадину. Земная обсерватория НАСА. https://earthobservatory.nasa.gov/images/77640/new-view-of-the-deepest-trench (откроется в новой вкладке). Проверено 10 мая 2022 г.

Эмбли, Б. (4 мая 2006 г.). Открытие серного котла на вулкане Дайкоку: окно в действующий вулкан . Исследователь океана NOAA. https://oceanexplorer.noaa.gov/explorations/06fire/logs/may4/may4.html (открывается в новой вкладке).

Гарднер, Дж. В., Армстронг, А. А., Колдер, Б. Р., и Бодуан, Дж. (2014). Итак, насколько глубока Марианская впадина? Морская геодезия, 37(1), 1–13. https://doi.org/10.1080/014

.2013.837849 (открывается в новой вкладке)

Гринуэй, С. Ф., Салливан, К. Д., Умфресс, С. Х., Бейттель, А. Б., и Вагнер, К. Д. (2021). Пересмотренная глубина Бездны Челленджера по подводным разрезам; включая общий метод точного определения глубины океана по давлению. Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers, 178, 103644. https://doi.org/10.1016/j.dsr.2021.103644 (открывается в новой вкладке)

Джеймисон, А. Дж., Малкокс, Т., Пьертни, С.Б., Фуджии, Т., & Чжан, З. (2017). Биоаккумуляция стойких органических загрязнителей в фауне самых глубоких слоев океана. Экология природы & Эволюция, 1(3). https://doi.org/10. 1038/s41559-016-0051 (открывается в новой вкладке)

Джеймисон, А.Дж. (2017, 14 февраля). Комментарий: Как мы обнаружили отравленных загрязнением ракообразных. Пресс-служба Ньюкаслского университета. https://www.ncl.ac.uk/press/articles/archive/2017/02/marianatrenchpollution/ (открывается в новой вкладке)

Марианская впадина: погружения Challenger Deep и Sirena Deep . https://caladanoceanic.com/expeditions/mariana/ (открывается в новой вкладке). Проверено 10 мая 2022 г.

Национальный морской памятник Марианская впадина. Служба рыболовства и дикой природы США. https://www.fws.gov/national-monument/marianas-trench-marine (открывается в новой вкладке). Проверено 10 мая 2022 г.

Пэн, X., Чен, М., Чен, С., Дасгупта, С., Сюй, Х., Та, К., Ду, М., Ли, Дж., Го, З., &ампер; Бай, С. (2018). Микропластик загрязняет самую глубокую часть мирового океана. Письма о геохимических перспективах, 1–5. https://doi. org/10.7185/geochemlet.1829 (открывается в новой вкладке)

Марианская впадина. http://www.deepseachallenge.com/the-expedition/mariana-trench/ (открывается в новой вкладке) Проверено 10 мая 2022 г.

Бекки Оскин освещает науки о Земле, изменение климата и космос, а также общие научные темы. Бекки была научным репортером в Live Science и The Pasadena Star-News; она работала фрилансером в New Scientist и Американском институте физики. Она получила степень магистра геологии в Калифорнийском технологическом институте, степень бакалавра в Университете штата Вашингтон и диплом о высшем образовании в области научного письма Калифорнийского университета в Санта-Круз.

Марианская впадина: самые глубокие глубины

Deep Discoverer исследует стену подводной горы на Subducting Guyot 1.
(Изображение предоставлено Управлением океанических исследований NOAA, Глубоководное исследование Марианских островов, 2016 г.)

Марианская впадина — самая глубокая океаническая впадина на Земле, в которой находятся две самые низкие точки на планете.

Впадина в форме полумесяца находится в западной части Тихого океана, к востоку от Марианских островов недалеко от Гуама. Район, окружающий впадину, примечателен многими уникальными средами, в том числе жерлами, извергающими жидкую серу и углекислый газ, действующими грязевыми вулканами и морской жизнью, приспособленной к давлению, в 1000 раз превышающему давление на уровне моря.

Бездна Челленджера, расположенная в южной части Марианской впадины (иногда называемой Марианской впадиной), является самым глубоким местом в океане. Его глубину трудно измерить с поверхности, но в 2010 году Национальное управление океанических и атмосферных исследований использовало звуковые импульсы, посылаемые через океан, и определило глубину Челленджера d на уровне 36 070 футов (10 994 метра). Оценка 2021 года (откроется в новой вкладке) с использованием датчиков давления показала, что самое глубокое место в Бездне Челленджера составляет 35 876 ​​футов (10,935 м). Другие современные оценки различаются менее чем на 1000 футов (305 м).

Второе по глубине место океана также находится в Марианской впадине. Глубина Сирены, которая находится в 124 милях (200 км) к востоку от Бездны Челленджера, имеет сокрушительную глубину 35 462 фута (10 809 м).

Для сравнения, Гора Эверест находится на высоте 29 026 футов (8 848 м) над уровнем моря, что означает, что самая глубокая часть Марианской впадины на 7 044 фута (2147 м) глубже, чем высота Эвереста.

Кому принадлежит Марианская впадина?

Длина Марианской впадины составляет 1580 миль (2542 км), что более чем в пять раз превышает длину Гранд-Каньона. Однако узкая траншея в среднем имеет ширину всего 43 мили (69 км).

Поскольку Гуам является территорией Соединенных Штатов, а 15 Северных Марианских островов управляются Содружеством США, США обладают юрисдикцией над Марианской впадиной. В 2009 году бывший президент Джордж Буш учредил Национальный морской памятник Марианской впадины, в результате чего был создан охраняемых морских заповедников 9. 0008 для приблизительно 195 000 квадратных миль (506 000 квадратных километров) морского дна и вод, окружающих отдаленные острова. Памятник включает в себя большую часть Марианской впадины, 21 подводный вулкан и районы вокруг трех островов.

Марианская впадина расположена в западной части Тихого океана. (Изображение предоставлено www.freeworldmaps.net)

Как образовалась Марианская впадина?

Марианская впадина образовалась в результате процесса, происходящего в зоне субдукции, где сталкиваются две массивные плиты океанической коры, известные как тектонические плиты. В зоне субдукции один кусок океанической коры подталкивается и втягивается под другой, погружаясь в мантию Земли, слой под корой. Там, где пересекаются два куска коры, над изгибом опускающейся коры образуется глубокая канавка. В этом случае кора Тихого океана прогибается под кору Филиппин.

Тихоокеанской коре около 180 миллионов лет, когда она погружается в желоб. Филиппинская плита моложе и меньше Тихоокеанской плиты.

Какой бы глубокой ни была траншея, это не самое близкое место к центру Земли. Поскольку планета выпирает на экваторе, радиус на полюсах примерно на 16 миль (25 км) меньше, чем радиус на экваторе. Итак, части морского дна Северного Ледовитого океана находятся ближе к центру Земли, чем Бездна Челленджера.

Давление воды на дно траншеи более 8 тонн на квадратный дюйм (703 килограмма на квадратный метр). Это более чем в 1000 раз превышает давление, ощущаемое на уровне моря, или эквивалентно 50 гигантским реактивным самолетам, сваленным на человека.

Есть ли вулканы в Марианской впадине?

Цепь вулканов, возвышающихся над океанскими волнами и образующих Марианские острова, повторяет серповидную дугу Марианской впадины. Острова перемежаются множеством странных подводных вулканов.

Например, подводный вулкан Эйфуку извергает жидкий углекислый газ из гидротермальных источников, похожих на дымоходы. Жидкость, выходящая из этих дымоходов, имеет температуру 217 градусов по Фаренгейту (103 градуса по Цельсию). На близлежащем подводном вулкане Дайкоку ученые обнаружили лужа расплавленной серы на глубине 1345 футов (410 м) под поверхностью океана, чего больше нигде на Земле не наблюдается, согласно данным Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA).

Что живет в Марианской впадине?

Недавние научные экспедиции обнаружили удивительно разнообразную жизнь в этих суровых условиях. Животные, живущие в самых глубоких частях Марианской впадины, выживают в полной темноте и экстремальном давлении, говорит Наташа Галло, докторант Океанографического института Скриппса, изучавшая видеозапись из экспедиции режиссера Джеймса Кэмерона в 2012 году в траншею.

Еда в Марианской впадине крайне ограничена, потому что глубокое ущелье находится далеко от суши. Наземный растительный материал редко попадает на дно траншеи, сказал Галло в интервью Live Science, и мертвый планктон, опускающийся с поверхности, должен упасть на тысячи футов, чтобы достичь Бездны Челленджера. Вместо этого некоторые микробы полагаются на химические вещества, такие как метан или сера, в то время как другие существа поедают морских обитателей, которые ниже их в пищевой цепочке.

Тремя наиболее распространенными организмами на дне Марианской впадины являются ксенофиофоры, амфиподы и маленькие морские огурцы (голотурии), сказал Галло.

«Это одни из самых глубоких голотурий, когда-либо наблюдавшихся, и их было относительно много, — сказал Галло.

Компьютерная томография марианской улитки, обитающей в Марианской впадине. В желудке улитки можно увидеть маленького ракообразного (зеленого цвета). (Изображение предоставлено Адамом Саммерсом/Вашингтонский университет)

Одноклеточные ксенофиофоры напоминают гигантских амеб, и они питаются, окружая и поглощая пищу. Амфиподы — блестящие, похожие на креветок падальщики, обычно встречающиеся в глубоководных траншеях; как они там выжили, было загадкой, потому что панцири амфипод легко растворяются под высоким давлением Марианской впадины. Но в 2019 годуЯпонские исследователи обнаружили, что по крайней мере один вид обитателей Марианской впадины использует алюминий , извлеченный из морской воды, для укрепления своего панциря.

Во время экспедиции Кэмерона в 2012 году ученые также обнаружили микробные маты в Глубине Сирены, зоне к востоку от Глубины Челленджера. Эти скопления микробов питаются водородом и метаном, выделяющимся в результате химических реакций между морской водой и горными породами.

Один из главных хищников региона — обманчиво уязвимая на вид рыба. В 2017 году ученые сообщили, что они собрали образцы необычного существа, получившего название марианской улитки, которое живет на глубине около 26 200 футов (8 000 м). Маленькое, розовое и лишенное чешуи тело рыбы-улитки вряд ли способно выжить в такой суровой среде, но эта рыба полна сюрпризов, сообщают исследователи в исследовании, опубликованном в том же году в журнале 9.0007 Zootaxa (открывается в новой вкладке). По-видимому, это животное доминирует в этой экосистеме, проникая глубже, чем любая другая рыба, и используя отсутствие конкурентов, пожирая обильную добычу из беспозвоночных, населяющих траншею, пишут авторы исследования.

Марианская впадина загрязнена?

К сожалению, глубины океана могут выступать в качестве потенциального поглотителя загрязняющих веществ и мусора. В исследовании, опубликованном в 2017 году в журнале Nature Ecology and Evolution , исследовательская группа под руководством ученых из Ньюкаслского университета в Соединенном Королевстве показала, что искусственные химические вещества, которые были запрещены в 1970-е все еще скрываются в самых глубоких частях океана.

При отборе проб амфипод (креветоподобных ракообразных) из Марианской и Кермадекской впадин исследователи обнаружили чрезвычайно высокие уровни стойких органических загрязнителей (СОЗ) в жировых тканях организмов. К ним относятся полихлорированные бифенилы (ПХБ) и полибромированные дифениловые эфиры (ПБДЭ), химические вещества, обычно используемые в качестве электрических изоляторов и антипиренов, согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature Ecology & Evolution. Эти СОЗ попали в окружающую среду в результате промышленных аварий и утечек на свалках 1930-х до 1970-х, когда они были окончательно запрещены.

«Мы по-прежнему думаем о глубинах океана как об отдаленном и первозданном царстве, защищенном от антропогенного воздействия, но наши исследования показывают, что, к сожалению, это не может быть дальше от истины», — ведущий автор исследования Алан Джеймисон, старший преподаватель.

Фактически, амфиподы в исследовании имели уровни загрязнения, аналогичные обнаруженным в заливе Суруга, одной из самых загрязненных промышленных зон США. северо-западная часть Тихого океана

Плотность микропластика в морских глубинах намного выше, чем считалось ранее. (Изображение предоставлено Shutterstock)

Поскольку СОЗ не могут разлагаться естественным образом, они сохраняются в окружающей среде десятилетиями, достигая дна океана вместе с загрязненным пластиковым мусором и мертвыми животными. Затем загрязняющие вещества передаются от существа к существу по пищевой цепи океана, что в конечном итоге приводит к химическим концентрациям, намного превышающим загрязнение на поверхности.

«Тот факт, что мы обнаружили такие экстраординарные уровни этих загрязняющих веществ в одном из самых отдаленных и недоступных мест обитания на Земле, действительно свидетельствует о долгосрочном разрушительном воздействии, которое человечество оказывает на планету», — говорится в заявлении Джеймисона.

Марианская впадина также не застрахована от пластикового загрязнения, которое вторгается в Мировой океан. В статье 2018 года в журнале Geochemical Perspectives было обнаружено, что микропластики были тревожно распространены в самых низких водах Марианской впадины, что указывает на то, что эти пластики фильтруются через океан и концентрируются в его самых глубоких точках.

Кто-нибудь когда-нибудь нырял в Марианскую впадину?

Люди исследуют Марианскую впадину уже более века.

  • В 1875 году траншея была обнаружена кораблем HMS Challenger с использованием недавно изобретенного зондирующего оборудования во время кругосветного плавания, , согласно веб-сайту DeepSea Challenge , одиночной экспедиции Кэмерона в траншею в 2012 году. В 1951 году траншею снова пробурил HMS Challenger II. Бездна Челленджера, самая глубокая часть впадины, была названа в честь двух судов.
  • Первым судном с экипажем, достигшим дна Бездны Челленджера, была «глубоководная лодка» по имени Триест, которая совершила путешествие в 1960. Субмарина с экипажем из лейтенанта ВМС США Дона Уолша и швейцарского ученого Жака Пиккара достигла глубины 35 797 футов (10 911 м).
  • В 2012 году Джеймс Кэмерон стал пилотом второй миссии по достижению дна Бездны Челленджера. Режиссер в одиночку пилотировал подводный аппарат Deepsea Challenger, , снимая кадры для National Geographic (откроется в новой вкладке). Он нырнул чуть ниже первоначального рекорда, достигнув глубины 35 787 футов (10 908 м).
  • В 2019 году исследователь и бизнесмен Виктор Весково пилотировал ограничивающий фактор DSV, побив рекорд на самое глубокое погружение в Бездну Челленджера . Он спустился на 35 853 фута (10 927 м).
  • Путешествия без экипажа в траншею на роботизированных подводных аппаратах также расширили знания людей об этом глубоком океане. В 1995 году японская беспилотная подводная лодка «Кайко» собрала образцы и данные из траншеи. В 2009 году американский гибридный дистанционно управляемый автомобиль Nereus отправился на дно Бездны Челленджера и оставался там в течение 10 часов, записывая видео. (Позже Нерей взорвался в 2014 году, исследуя другую глубоководную впадину, впадину Кермадек, по данным BBC .)
  • В 2021 году испанская экспедиция Caladan Oceanic’s Ring of Fire Expedition , Part II, собрала мантийные породы со дна Марианских островов. Траншея, содержащая микробные маты.

Эта статья была обновлена ​​16 мая 2022 г. участником Live Science Стефани Паппас с дополнительным отчетом Элизабет Дорер и Трейси Педерсен, участниками Live Science.

Дополнительные ресурсы

  • Подробнее о том, как измерить глубину самого глубокого места на Земле, см. Итак, насколько глубоко Является ли Марианской впадиной? (PDF) (открывается в новой вкладке), статья в журнале «Морская геодезия», в которой обсуждаются методы и различия между оценками.
  • Служба рыболовства и дикой природы США управляет морским национальным памятником Марианской впадины (открывается в новой вкладке), а их веб-страница содержит последние новости о сохранении и открытии памятника.
  • Наконец, Карты НАСА траншеи (открывается в новой вкладке) показывают изящный серповидный налет рельефа.

Библиография

Амос, Дж. (2014, 12 мая). Глубоководная подводная лодка Nereus «взорвалась» на глубине 10 км. Новости Би-би-си. https://www.bbc.com/news/science-environment-27374326 (открывается в новой вкладке). Проверено 10 мая 2022 г.

Каролвич, М. (14 апреля 2012 г.). Новый вид на самую глубокую впадину. Земная обсерватория НАСА. https://earthobservatory.nasa.gov/images/77640/new-view-of-the-deepest-trench (откроется в новой вкладке). Проверено 10 мая 2022 г.

Эмбли, Б. (4 мая 2006 г.). Открытие серного котла на вулкане Дайкоку: окно в действующий вулкан . Исследователь океана NOAA. https://oceanexplorer.noaa.gov/explorations/06fire/logs/may4/may4.html (открывается в новой вкладке).

Гарднер, Дж. В., Армстронг, А. А., Колдер, Б. Р., и Бодуан, Дж. (2014). Итак, насколько глубока Марианская впадина? Морская геодезия, 37(1), 1–13. https://doi.org/10.1080/014

.2013.837849 (открывается в новой вкладке)

Гринуэй, С. Ф., Салливан, К. Д., Умфресс, С. Х., Бейттель, А. Б., и Вагнер, К. Д. (2021). Пересмотренная глубина Бездны Челленджера по подводным разрезам; включая общий метод точного определения глубины океана по давлению. Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers, 178, 103644. https://doi.org/10.1016/j.dsr.2021.103644 (открывается в новой вкладке)

Джеймисон, А. Дж., Малкокс, Т., Пьертни, С.Б., Фуджии, Т., & Чжан, З. (2017). Биоаккумуляция стойких органических загрязнителей в фауне самых глубоких слоев океана. Экология природы & Эволюция, 1(3). https://doi.org/10. 1038/s41559-016-0051 (открывается в новой вкладке)

Джеймисон, А.Дж. (2017, 14 февраля). Комментарий: Как мы обнаружили отравленных загрязнением ракообразных. Пресс-служба Ньюкаслского университета. https://www.ncl.ac.uk/press/articles/archive/2017/02/marianatrenchpollution/ (открывается в новой вкладке)

Марианская впадина: погружения Challenger Deep и Sirena Deep . https://caladanoceanic.com/expeditions/mariana/ (открывается в новой вкладке). Проверено 10 мая 2022 г.

Национальный морской памятник Марианская впадина. Служба рыболовства и дикой природы США. https://www.fws.gov/national-monument/marianas-trench-marine (открывается в новой вкладке). Проверено 10 мая 2022 г.

Пэн, X., Чен, М., Чен, С., Дасгупта, С., Сюй, Х., Та, К., Ду, М., Ли, Дж., Го, З., &ампер; Бай, С. (2018). Микропластик загрязняет самую глубокую часть мирового океана. Письма о геохимических перспективах, 1–5. https://doi.