Бездна Челленджера — самая глубокая известная точка морского дна Земли , расположенная в западной части Тихого океана , у южной оконечности Марианской впадины , на океанской территории Федеративных Штатов Микронезии . Согласно справочнику названий подводных объектов GEBCO , глубина депрессии составляет 10 920 ± 10 м (35 827 ± 33 фута) при 11 ° 22,4' с.ш., 142 ° 35,5' в.д. / 11,3733 ° с.ш., 142,5917 ° в.д. / 11,3733; 142.5917 , [1] хотя его точное геодезическое местоположение остается неопределенным, а его глубина была измерена на уровне 10 902–10 929 м (35 768–35 856 футов) с помощью глубоководных аппаратов , подводных аппаратов с дистанционным управлением , бентических посадочных аппаратов и гидроакустической батиметрии . Различия в оценках глубин и их геодезических положениях научно объяснимы трудностью исследования таких глубоких мест.
Впадина названа в честь исследовательских кораблей Британского Королевского флота HMS Challenger , чья экспедиция 1872–1876 годов впервые обнаружила ее, и HMS Challenger II, чья экспедиция 1950–1952 годов установила рекорд глубины. [2] Первый спуск на любом аппарате совершил батискаф «Триест» в январе 1960 года. В марте 2012 года одиночный спуск совершил кинорежиссер Джеймс Кэмерон на глубоководном аппарате Deepsea Challenger . [3] [4] [5] По состоянию на июль 2022 года в Бездну Челленджера спустились 27 человек .
Бездна Челленджера — это относительно небольшая щелевидная впадина на дне значительно более крупной океанической впадины в форме полумесяца , которая сама по себе является необычно глубоким образованием на дне океана. Бездна Челленджера состоит из трех бассейнов, каждый длиной от 6 до 10 км (от 3,7 до 6,2 миль ), шириной 2 км (1,2 мили) и глубиной более 10 850 м (35 597 футов), ориентированных эшелоном с запада на восток и разделенных курганы между бассейнами на 200–300 м (от 660 до 980 футов) выше. Структура трех бассейнов простирается примерно на 48 км (30 миль) с запада на восток, если измерять на изобате 10 650 м (34 941 фут) . [6] И западный, и восточный бассейны имеют зарегистрированную глубину (по данным гидролокационной батиметрии) более 10 920 м (35 827 футов), в то время как центральный бассейн немного менее глубокий. [7] Ближайшая земля к Бездне Челленджера — остров Фейс (один из внешних островов Япа ), в 287 км (178 миль) к юго-западу, и Гуам , в 304 км (189 миль) к северо-востоку. [8] Подробное гидролокационное картирование западного, центрального и восточного бассейнов в июне 2020 года с помощью перепада давления DSSV в сочетании с пилотируемыми спусками показало, что они волнистые со склонами и грудами камней над слоем пелагического ила . Это соответствует описанию Бездны Челленджера как состоящей из удлиненного участка морского дна с отчетливыми суббассейнами или бассейнами, заполненными отложениями. [9]
На протяжении многих лет в поисках и исследовании мест максимальной глубины Мирового океана было задействовано множество различных судов, и они продолжаются и в XXI веке. [10]
Точность определения географического положения и ширина луча (многолучевых) эхолотов ограничивают горизонтальное и вертикальное разрешение батиметрических датчиков , которое гидрографы могут получить на основе данных на месте. Это особенно важно при зондировании на большой глубине, поскольку след акустического импульса становится большим, когда он достигает морского дна на расстоянии. Кроме того, на работу гидролокатора влияют изменения скорости звука , особенно в вертикальной плоскости. Скорость определяется модулем объемного сжатия , массой и плотностью воды . На модуль объемного сжатия влияют температура, давление и растворенные примеси (обычно соленость ).
В 1875 году во время перехода с островов Адмиралтейства архипелага Бисмарка в Иокогаму в Японии трехмачтовый парусный корвет HMS Challenger попытался выйти на берег у испанских Марианских островов (ныне Гуам ), но был направлен на запад из-за «непонятных ветров». не позволяя ее команде «посещать Каролины или Ладроны ». [11] Их измененный путь привел их через подводный каньон, который позже стал известен как Бездна Челленджера. Глубина измерялась с помощью маркированной веревки, утяжеленной Бэйли, а географическое местоположение определялось с помощью астрономической навигации (с расчетной точностью до двух морских миль). Один из их образцов был взят в пределах пятнадцати миль от самой глубокой точки во всех океанах Земли. 23 марта 1875 года на станции № 225 HMS Challenger зафиксировал дно на глубине 4475 саженей (26 850 футов ; 8 184 м ) (самое глубокое зондирование за три с лишним года кругосветного плавания Земли на восток) на высоте 11 ° 24. 'N 143 ° 16'E / 11,400 ° N 143,267 ° E / 11,400; 143,267 – и подтвердил это вторым зондированием в том же месте. [10] По счастливой случайности открытие глубочайшей впадины Земли первой в истории крупной научной экспедицией, полностью посвященной развивающейся науке океанографии , было невероятно удачным событием и особенно примечательным по сравнению с третьим по глубине местом Земли ( Бездна Сирены всего в 150 морских милях к востоку). Бездны Челленджера), которая останется неоткрытой еще 122 года.
Семьдесят пять лет спустя британское исследовательское судно HMS Challenger II водоизмещением 1140 тонн во время своего трехлетнего кругосветного плавания на запад от Земли исследовало экстремальные глубины к юго-западу от Гуама, о которых в 1875 году сообщил его предшественник HMS Challenger . На своем пути на юг из Японии в Новую Зеландию (май – июль 1951 г.) «Челленджер II» провел исследование Марианской впадины между Гуамом и атоллом Улити , используя зондирование бомб сейсмического размера, и зафиксировал максимальную глубину 5663 сажени (33 978 футов; 10 356 м). [ нужна цитата ] Глубина превышала возможности эхолота Challenger II , поэтому они прибегли к использованию натянутого провода с «140 фунтами железного лома» и зафиксировали глубину 5899 саженей (35394 футов; 10788 м). [12] Старший научный сотрудник на борту «Челленджера II» Томас Гаскелл [ 13] вспоминал:
[Мне] потребовалось с десяти пятого вечера до двадцати семи, то есть полтора часа, чтобы железная гиря упала на морское дно. К моменту удара гири уже почти стемнело, но чтение встретило большое волнение... [14]
В Новой Зеландии команда Challenger II заручилась помощью Королевской верфи Новой Зеландии, «которой удалось заставить эхолот вести запись на величайших глубинах». [12] Они вернулись в «Марианскую впадину» (так в оригинале) [15] в октябре 1951 года. Используя свой недавно усовершенствованный эхолот, они провели разведочные линии под прямым углом к оси траншеи и обнаружили «значительную область глубины более 5900 саженей (35 400 футов; 10 790 м)» - позже идентифицированный как западный бассейн Бездны Челленджера . Наибольшая зарегистрированная глубина составила 5940 саженей (35640 футов; 10863 м), [16] на 11 ° 19'N 142 ° 15'E / 11,317 ° N 142,250 ° E / 11,317; 142.250 . [17] Навигационная точность в несколько сотен метров была достигнута с помощью астрономической навигации и ЛОРАН-А . Как объяснил Гаскелл, измерение
находился не более чем в 50 милях от того места, где «Челленджер» девятнадцатого века нашел свою самую глубокую глубину [...] и можно считать уместным, что корабль с названием « Челленджер» должен поставить печать на работе этой великой новаторской экспедиции океанография. [2]
Термин «Челленджер Бездна» вошел в употребление после кругосветного плавания Челленджера в 1951–52 годах и посвящен обоим британским кораблям с таким названием, участвовавшим в открытии самого глубокого бассейна мирового океана.
В августе 1957 года советское научно-исследовательское судно Института геохимии им. Вернадского водоизмещением 3248 тонн " Витязь " зафиксировало максимальную глубину 11 034 ± 50 м (36 201 ± 164 футов) при 11 ° 20,9' с.ш. 142 ° 11,5' в.д. / 11,3483 ° с.ш. 142,1917 ° Е / 11,3483; 142.1917 в западном бассейне Бездны Челленджера во время кратковременного прохождения этого района в круизе №25. Она вернулась в 1958 году, в круиз № 27, чтобы провести детальную однолучевую батиметрическую съемку, охватывающую более дюжины разрезов Глубины, с обширным исследованием западного бассейна и быстрым осмотром восточного бассейна. [18] [19] Фишер зафиксировал в общей сложности три места зондирования «Витязя » на рис. 2 «Траншеи» (1963 г.): одно в пределах ярдов от места 142°11,5' восточной долготы, а третье - на 11°20,0' с.ш. 142°07. ′E / 11,3333 ° с.ш. 142,117 ° в.д. / 11,3333; 142,117 , все с глубиной 11 034 ± 50 м (36 201 ± 164 фута). [20] Глубины считались статистическими выбросами , а глубина более 11 000 м никогда не была доказана. Тайра сообщает, что если бы глубина «Витязя » была скорректирована с использованием той же методологии, которая использовалась японской экспедицией НИС « Хакухо Мару » в декабре 1992 года, она была бы представлена как 10 983 ± 50 м (36 033 ± 164 фута) [21] в отличие от современных глубин. от многолучевых эхолотов на высоте более 10 900 метров (35 800 футов) с принятым NOAA максимумом 10 995 ± 10 м (36 073 ± 33 фута) в западном бассейне. [22] [23]
Первую точную проверку глубины и местоположения Бездны Челленджера (западный бассейн) провел доктор Р. Л. Фишер из Океанографического института Скриппса на борту 325-тонного исследовательского судна Stranger . Используя взрывное зондирование, они зафиксировали 10 850 ± 20 м (35 597 ± 66 футов) на / около 11 ° 18'N 142 ° 14'E / 11,300 ° N 142,233 ° E / 11,300; 142.233 в июле 1959 года. Незнакомец использовал небесный аппарат и ЛОРАН-С для навигации. [24] [25] Навигация LORAN-C обеспечивала географическую точность 460 м (1509 футов) или выше. [26] Согласно другому источнику, RV Stranger с помощью бомбового зондирования обследовал максимальную глубину 10 915 ± 10 м (35 810 ± 33 фута) на 11 ° 20,0'N 142 ° 11,8' E / 11,3333 ° N 142,1967 ° E / 11,3333; 142.1967 . [10] Расхождения между географическим положением (широта/долгота) самых глубоких глубин « Незнакомца » и данными предыдущих экспедиций ( Челленджер II , 1951; Витязь , 1957 и 1958) «вероятно, связаны с неопределенностью в определении положения кораблей». [27] Зигзагообразное исследование Стрейнджера с севера на юг прошло далеко к востоку от восточного бассейна в южном направлении и значительно к западу от восточного бассейна в северном направлении, поэтому не удалось обнаружить восточный бассейн Бездны Челленджера. [28] Максимальная глубина, измеренная вблизи 142°30' восточной долготы, составила 10 760 ± 20 м (35 302 ± 66 футов), примерно в 10 км к западу от самой глубокой точки восточного бассейна. Это был важный пробел в информации, поскольку позже сообщалось, что восточный бассейн глубже, чем два других бассейна.Стрейнджер дважды пересек центральный бассейн, измерив максимальную глубину 10 830 ± 20 м (35 531 ± 66 футов) в районе 142 ° 22' восточной долготы. В западном конце центрального бассейна (приблизительно 142 ° 18' восточной долготы) они зафиксировали глубину 10 805 ± 20 м (35 449 ± 66 футов). [29] [ не удалось проверить ] Западный бассейн получил четыре трансекта от Stranger , зафиксировав глубины 10 830 ± 20 м (35 531 ± 66 футов) в направлении центрального бассейна, недалеко от того места, где Триест нырял в 1960 году (близость 11 ° 18,5 'N 142 ° 15,5). 'E / 11,3083°N 142,2583°E / 11,3083; 142,2583 , и где Челленджер II в 1950 году зафиксировал высоту 10863 ± 35 м (35640 ± 115 футов). В дальнем западном конце западного бассейна ( около 142 °) 11'E), « Незнакомец» зафиксировал высоту 10 850 ± 20 м (35 597 ± 66 футов), примерно в 6 км к югу от места, где находился «Витязь» . зарегистрировано 11 034 ± 50 м (36 201 ± 164 фута) в 1957–1958 годах. Фишер заявил: «Различия в глубинах « Витязя » [так в оригинале] и « Незнакомца – Челленджера II » можно объяснить используемой функцией коррекции скорости [звука]. [27] После исследования Бездны Челленджера Стрейнджер проследовал к Филиппинскому желобу и в августе 1959 года пересек траншею более двадцати раз, обнаружив максимальную глубину 10 030 ± 10 м (32 907 ± 33 фута) и, таким образом, установив, что Бездна Челленджера примерно на 800 метров (2600 футов) глубже Филиппинского желоба. [30] Исследования Незнакомца 1959 года Бездны Челленджера и Филиппинской впадины сообщили ВМС США о подходящем месте для рекордного погружения Триеста в 1960 году . [31]
Экспедиция Проа, этап 2 , вернула Фишера на бездну Челленджера 12–13 апреля 1962 года на борту исследовательского судна Скриппса «Спенсер Ф. Бэрд» (бывший большой буксир армии США со стальным корпусом LT-581 ) и использовала прецизионный регистратор глубины (PDR). ), чтобы проверить ранее сообщенные экстремальные глубины. Они зафиксировали максимальную глубину 10 915 метров (35 810 футов) (местоположение неизвестно). [32] Кроме того, в точке «H-4» в Бездне Челленджера экспедиция провела три промера с натянутым проводом: 12 апреля первый заброс составил 5 078 саженей (с поправкой на угол троса) на высоте 9 287 метров (30 469 футов) на 11 ° 23' с.ш., 142 ° 19,5' в.д. / 11,383 ° с.ш., 142,3250 ° в.д. / 11,383; 142,3250 в центральном бассейне (до 1965 г. исследовательские суда США фиксировали промеры в саженях). Второй заброс, также 12 апреля, составил 5000 + саженей на 11 ° 20,5' с.ш., 142 ° 22,5' в.д. / 11,3417 ° с.ш., 142,3750 ° в.д. / 11,3417; 142,3750 в центральном бассейне. 13 апреля последний заброс зафиксировал 5297 саженей (с поправкой на угол троса) на высоте 9687 метров (31781 фут) при 11 ° 17,5' с.ш., 142 ° 11' в.д. / 11,2917 ° с.ш., 142,183 ° в.д. / 11,2917; 142,183 (западный бассейн). [33] Всего через два дня пребывания на месте их прогнал ураган. И снова Фишер полностью пропустил восточный бассейн Бездны Челленджера, который, как позже выяснилось, содержит самые глубокие глубины.
Океанографический институт Скриппса направил принадлежащее ВМС исследовательское судно с гражданским экипажем водоизмещением 1490 тонн « Томас Вашингтон» (AGOR-10) в Марианскую впадину в нескольких экспедициях с 1975 по 1986 год. Первой из них была экспедиция « Эвридика», этап 8, которая вернул Фишера в западный бассейн Бездны Челленджера 28–31 марта 1975 года. [34] Томас Вашингтон установил геодезическое позиционирование с помощью ( SATNAV ) с помощью Autolog Gyro и EM Log. Батиметрические измерения проводились с помощью прецизионного регистратора глубины (PDR) с частотой 12 кГц и одним лучом 60°. Они нанесли на карту один, «возможно, два» осевых бассейна глубиной 10 915 ± 20 м (35 810 ± 66 футов). [35] [36] Пять драг были буксированы 27–31 марта, все в самые глубокие глубины западного бассейна или немного к северу от них. Фишер отметил, что это исследование впадины Челленджера (западный бассейн) «не дало ничего, что могло бы подтвердить и опровергнуть недавние заявления о глубинах, превышающих 10 915 ± 20 м (35 810 ± 66 футов)». [37] Хотя Фишер пропустил восточный бассейн Бездны Челленджера (в третий раз), он сообщил о глубокой депрессии примерно в 150 морских милях к востоку от западного бассейна. 25 марта драгирование на 12 ° 03,72' с.ш., 142 ° 33,42' в.д. / 12,06200 ° с.ш., 142,55700 ° в.д. / 12,06200; 142,55700 встретили глубину 10 015 метров (32 858 футов), что на 22 года предшествовало открытию HMRG Deep/ Sirena Deep в 1997 году. [38] Самые глубокие воды HMRG Deep/Serina Deep на глубине 10 714 ± 20 м (35 151 ± 66 футов) ) расположены в центре / около 12 ° 03,94' с.ш., 142 ° 34,866' в.д. / 12,06567 ° с.ш., 142,581100 ° в.д. / 12,06567; 142,581100 , примерно в 2,65 км от дноуглубительного подъема Фишера на 10 015 метров (32 858 футов) 25 марта 1975 года.
На третьем этапе экспедиции INDOPAC Института Скриппса [39] главный научный сотрудник д-р Джозеф Л. Рид и океанограф Арнольд В. Мантила сделали гидрокаст свободного аппарата [40] ( бентосного спускаемого аппарата специального назначения (или " камера с наживкой") для измерений температуры и солености воды) 27 мая 1976 года в западный бассейн Бездны Челленджера, "Станция 21", на 11°19,9'N 142°10,8'E / 11,3317°N 142,1800°E/11,3317; 142,1800 на глубине около 10 840 метров (35 560 футов). [41] [42] На девятом этапе экспедиции INDOPAC под руководством главного ученого А. Аристида Яяноса Томас Вашингтон провел девять дней с 13 по 21 января 1977 года, проводя обширное и детальное исследование Бездны Челленджера, в основном с биологическими целями. [43] «Эхолотирование проводилось в основном с помощью однолучевой системы с частотой 3,5 кГц, а также некоторое время дополнительно работал эхолот с частотой 12 кГц» (система с частотой 12 кГц была активирована для испытаний 16 января). [44] Бентосный посадочный модуль был помещен в западный бассейн ( 11 ° 19,7'N 142 ° 09,3'E / 11,3283 ° N 142,1550 ° E / 11,3283; 142,1550 ) 13 января, достигнув дна на высоте 10 663 метра (34 984 футов). и восстановлен через 50 часов в поврежденном состоянии. Быстро отремонтированный, он снова был опущен на глубину 15-го до 10 559 метров (34 642 футов) на 11 ° 23,3' с.ш., 142 ° 13,8' восточной долготы / 11,3883 ° с.ш., 142,2300 ° в.д. / 11,3883; 142.2300 . Он был обнаружен 17-го числа с помощью превосходных фотографий амфипод (креветок) из западного бассейна Бездны Челленджера. Бентосный спускаемый аппарат был посажен в третий и последний раз 17-го числа на координатах 11 ° 20,1' с.ш., 142 ° 25,2' в.д. / 11,3350 ° с.ш., 142,4200 ° в.д. / 11,3350; 142,4200 , в центральном бассейне на глубине 10 285 метров (33 743 фута). Бентосный спускаемый аппарат не был обнаружен и может оставаться на дне в районе 11 ° 20,1' с.ш., 142 ° 25,2' в.д. / 11,3350 ° с.ш., 142,4200 ° в.д. / 11,3350; 142.4200 . Свободные ловушки и ловушки, удерживающие давление, были установлены в восьми местах с 13 по 19 января в западном бассейне на глубинах от 7 353 до 10 715 метров (24 124–35 154 футов). Как свободные ловушки, так и ловушки, сохраняющие давление, позволили получить хорошие образцы амфипод для изучения. Хотя корабль ненадолго посетил район восточного бассейна, экспедиция не признала его потенциально самым глубоким из трех бассейнов Бездны Челленджера. [45]
Томас Вашингтон ненадолго вернулся в Бездну Челленджера 17–19 октября 1978 года во время пятого этапа Марианской экспедиции под руководством главного ученого Джеймса У. Хокинса. [46] Корабль следовал к югу и западу от восточного бассейна и зафиксировал глубину от 5093 до 7182 метров (16709–23563 футов). Еще один промах. На 8-м этапе Марианской экспедиции под руководством главного ученого Яяноса Томас Вашингтон с 12 по 21 декабря 1978 года снова участвовал в интенсивном биологическом исследовании западного и центрального бассейнов Бездны Челленджера. [47] Четырнадцать ловушек и ловушек, удерживающих давление, были установлены на глубине от 10 455 до 10 927 метров (34 301–35 850 футов); наибольшая глубина была на 11 ° 20,0' с.ш., 142 ° 11,8' в.д. / 11,3333 ° с.ш., 142,1967 ° в.д. / 11,3333; 142.1967 . Все записи длиной более 10 900 м были сделаны в западном бассейне. Глубина 10 455 метров (34 301 фут) находилась дальше всего на востоке на 142 ° 26,4 'восточной долготы (в центральном бассейне), примерно в 17 км к западу от восточного бассейна. Опять же, целенаправленные усилия на известных участках экстремальных глубин (западном и центральном бассейнах) были настолько напряженными, что эта экспедиция снова пропустила восточный бассейн. [48]
С 20 по 30 ноября 1980 года Томас Вашингтон находился в западном бассейне Бездны Челленджера в рамках 7-го этапа экспедиции Рама , снова вместе с главным ученым доктором А. А. Яяносом. [49] Яянос руководил Томасом Вашингтоном , возможно, самым обширным и масштабным из всех однолучевых батиметрических исследований Бездны Челленджера, когда-либо проводившихся, с десятками проходов западного бассейна и уходящими далеко в заднюю дугу Бездны Челленджера ( на север), со значительными отклонениями в сторону Тихоокеанской плиты (на юг) и вдоль оси желоба на восток. [50] Они протащили восемь земснарядов в западном бассейне на глубины от 10 015 до 10 900 метров (32 858–35 761 фут), а между выборками забросили тринадцать свободных вертикальных ловушек. Дноуглубительные работы и ловушки предназначались для биологического исследования дна. При первом успешном извлечении живого животного из Бездны Челленджера 21 ноября 1980 года в западном бассейне на координатах 11 ° 18,7' с.ш., 142 ° 11,6' в.д. / 11,3117 ° с.ш., 142,1933 ° в.д. / 11,3117; 142.1933 Яянос извлек живого амфипода с глубины около 10 900 метров с помощью герметичной ловушки. [51] Еще раз, за исключением краткого обзора восточного бассейна, все батиметрические и биологические исследования были проведены в западном бассейне. [52]
На третьем этапе экспедиции 76010303 Гавайского института геофизики (HIG) 156-футовое (48-метровое) исследовательское судно « Кана Кеоки» покинуло Гуам главным образом для сейсмического исследования района Бездны Челленджера под руководством главного ученого Дональда М. Хассонга. [53] Корабль был оборудован воздушными пушками (для сейсмических зондирований в глубине мантии Земли ), магнитометром , гравиметром , гидролокаторами 3,5 кГц и 12 кГц и прецизионными самописцами глубины. Они прошли Впадину с востока на запад, собирая однолучевые батиметрические, магнитные и гравитационные измерения, и использовали воздушные пушки вдоль оси траншеи, а также в задней и преддуговой дуге с 13 по 15 марта 1976 года. Оттуда они двинулись на юг к Плато Онтонг-Ява . Все три глубоких бассейна Бездны Челленджера были покрыты, но Кана Кеоки зафиксировала максимальную глубину 7800 м (25 591 фут). [54] Сейсмическая информация, полученная в результате этого исследования, сыграла важную роль в понимании субдукции Тихоокеанской плиты под плиту Филиппинского моря . [55] В 1977 году Кана Кеоки вернулся в район Бездны Челленджера для более широкого охвата передней и задней дуги.
Гидрографический департамент Агентства морской безопасности Японии (JHOD) направил на глубину Челленджера 17–19 февраля 1984 года недавно введенное в эксплуатацию 2600-тонное исследовательское судно «Такуйо» (HL 02) . [56] «Такуё» было первым японским кораблем, оснащенным новый узколучевой многолучевой гидролокатор SeaBeam и был первым исследовательским кораблем с многолучевой способностью для исследования Бездны Челленджера. Система была настолько новой, что JHOD пришлось разработать собственное программное обеспечение для построения батиметрических карт на основе цифровых данных SeaBeam. [57] Всего за три дня они отследили 500 миль зондирующих линий и покрыли около 140 км 2 Бездны Челленджера с помощью многолучевого озонирования. Под руководством главного ученого Хидео Нисиды они использовали данные CTD о температуре и солености на верхних 4500 метрах (14 764 фута) водной толщи для корректировки измерений глубины, а затем проконсультировались с Океанографическим институтом Скриппса (включая Фишера) и другими экспертами GEBCO для подтверждения. их методология коррекции глубины. Они использовали комбинацию систем NAVSAT , LORAN-C и OMEGA для геодезического позиционирования с точностью более 400 метров (1300 футов). Самое глубокое зарегистрированное место составило 10 920 ± 10 м (35 827 ± 33 фута) при 11 ° 22,4' с.ш., 142 ° 35,5' в.д. / 11,3733 ° с.ш., 142,5917 ° в.д. / 11,3733; 142,5917 ; впервые документально подтверждено, что восточный бассейн является самым глубоким из трех ступенчатых бассейнов. [58] В 1993 году GEBCO признала глубину 10 920 ± 10 м (35 827 ± 33 фута) самой глубокой глубиной мирового океана. [59] Технологические достижения, такие как усовершенствованный многолучевой гидролокатор, станут движущей силой в раскрытии тайн «Глубины Челленджера» в будущем.
Исследовательское судно Скриппса «Томас Вашингтон » вернулось на бездну Челленджера в 1986 году во время экспедиции Папатуа, этап 8 , установив один из первых коммерческих многолучевых эхолотов, способных проникать в самые глубокие траншеи, то есть 16-лучевой Seabeam «Classic». . Это дало главному учёному Яяносу возможность пройти через Бездну Челленджера с самым современным доступным оборудованием для измерения глубины. В предполуночные часы 21 апреля 1986 года многолучевой эхолот создал карту дна Бездны Челленджера с шириной полосы около 5–7 миль. Максимальная зарегистрированная глубина составила 10 804 метра (35 446 футов) (местоположение глубины недоступно). Яянос отметил: «Неизгладимое впечатление от этого круиза связано с мыслями о революционных вещах, которые данные Seabeam могут сделать для глубокой биологии». [60]
22 августа 1988 года принадлежащее ВМС США 1000-тонное исследовательское судно «Моана Волна» (AGOR-22), управляемое Гавайским институтом геофизики (HIG) Гавайского университета под руководством главного научного сотрудника Роберта К. Танелла из Университет Южной Каролины проследовал на северо-запад через центральный бассейн Бездны Челленджера, проведя однолучевую батиметрию с помощью эхолота с узким лучом 3,5 кГц (30 градусов) и прецизионным регистратором глубины. Помимо гидроакустической батиметрии, было взято 44 гравиметрических керна и 21 коробчатый керн донных отложений. Самая большая зарегистрированная глубина эхолотирования составляла от 10 656 до 10 916 метров (34 961–35 814 футов), с наибольшей глубиной на 11 ° 22 'северной широты и 142 ° 25' восточной долготы в центральном бассейне. [61] Это был первый признак того, что все три бассейна содержали глубины, превышающие 10 900 метров (35 800 футов).
.jpg/1280px-Hakuho_Maru,_Fremantle,_2019_(06).jpg)
Японское исследовательское судно Hakuhō Maru водоизмещением 3987 тонн , спонсируемое Институтом океанических исследований Токийского университета, во время круиза KH-92-5 забросило три сверхглубоких профилографа Sea-Bird SBE-9 ( проводимость-температура-глубина) в поперечная линия, пересекающая бездну Челленджера, 1 декабря 1992 года. Центр CTD находился на координатах 11 ° 22,78' с.ш., 142 ° 34,95' в.д. / 11,37967 ° с.ш., 142,58250 ° в.д. / 11,37967; 142,58250 , в восточном бассейне, на высоте 10 989 метров (36 053 футов) по самописцу глубины SeaBeam и на высоте 10 884 метра (35 709 футов) по CTD. Два других CTD были отброшены на 19,9 км к северу и на 16,1 км к югу. Хакухо Мару был оснащен узколучевым многолучевым эхолотом SeaBeam 500 для определения глубины и имел систему автоматической навигации с входными данными от NAVSAT/NNSS , GPS, доплеровского журнала, электромагнитного журнала и отображения пути с точностью геодезического позиционирования , приближающейся к 100. метров (330 футов). [62] При проведении операций CTD на глубине Челленджера они использовали SeaBeam в качестве однолучевого самописца глубины. На 11 ° 22,6' с.ш., 142 ° 35,0' в.д. / 11,3767 ° с.ш., 142,5833 ° в.д. / 11,3767; 142,5833 исправленная глубина составила 10 989 метров (36 053 футов), а при 11 ° 22,0'N 142 ° 34,0'E / 11,3667 ° N 142,5667 ° E / 11,3667; 142,5667, глубина составила 10 927 метров (35 850 футов); оба в восточном бассейне. Это может продемонстрировать, что бассейны могут быть не плоскими осадочными бассейнами , а скорее волнистыми с разницей в 50 метров (160 футов) или более. Тайра сообщила: «Мы считали, что была обнаружена впадина глубже рекорда Витязя на 5 метров (16 футов). Существует вероятность того, что глубина превышает 11 000 метров (36 089 футов) с горизонтальным масштабом, меньшим, чем ширина луча измерений . [63] Поскольку каждый гидролокатор SeaBeam с шириной луча 2,7 градуса расширяется и охватывает круглую область диаметром около 500 метров (1640 футов) на глубине 11 000 метров (36 089 футов), такого размера было бы трудно обнаружить с платформы, излучающей гидролокаторы, на высоте семи миль.
На протяжении большей части 1995 и 1996 годов Японское агентство по морским наукам и технологиям о Земле (JAMSTEC) использовало 4439-тонное исследовательское судно « Йокосука » для проведения испытаний и отработки 11 000-метрового дистанционно управляемого аппарата (ROV) « Кайко » и 6500-метровый ROV Shinkai. Лишь в феврале 1996 года, во время круиза Йокосуки Y96-06, Кайко был готов к своим первым погружениям на полную глубину. В ходе этого круиза JAMSTEC установил область Бездны Челленджера (от 11°10’N до 11°30’N, от 141°50’E до 143°00’E), которая позже была признана состоящей из трёх отдельных бассейнов/бассейнов. эшелон, каждый из которых имеет глубину более 10 900 м (35 761 фут)), на котором экспедиции JAMSTEC сосредоточат свои исследования в течение следующих двух десятилетий. [64] [65] На судне «Йокосука» использовался многолучевой эхолот SeaBeam 2112 с частотой 12 кГц и 151 лучом, позволяющий проводить поиск шириной 12–15 км на глубине 11 000 метров (36 089 футов). Точность измерения глубины Seabeam Йокосуки составляла около 0,1% от глубины воды (т.е. ± 110 метров (361 фут) для глубины 11 000 метров (36 089 футов). Двойные системы GPS корабля достигли точности геодезического позиционирования с точностью до двузначных метров (100 метров (328 футов) или выше).
Круиз KR98-01 отправил двухлетнее глубоководное исследовательское судно JAMSTEC водоизмещением 4517 тонн RV Kairei на юг для быстрого, но тщательного исследования глубины Бездны Челленджера 11–13 января 1998 года под руководством главного ученого Кантаро Фудзиока. Двигаясь в основном вдоль оси желоба 070–250°, они проложили пять батиметрических маршрутов длиной 80 км, расположенных на расстоянии около 15 км друг от друга, перекрывая их SeaBeam 2112-004 (который теперь позволял проводить профилирование поддонного дна на глубине до 75 м ниже дна). ), одновременно получая гравитационные и магнитные данные, охватывающие всю Бездну Челленджера: западный, центральный и восточный бассейны. [66] [67] [68]
Кайрей вернулся в мае 1998 года в круизе KR98-05 на ROV Kaiko под руководством главного ученого Джуна Хасимото с геофизическими и биологическими целями. Батиметрическая съемка, проведенная 14–26 мая, была самой интенсивной и тщательной глубинной и сейсмической съемкой впадины Челленджера, проведенной на сегодняшний день. Каждый вечер Кайко проводил около четырех часов на дне для отбора биологических проб, а также около семи часов на вертикальный переход. Когда Кайко находился на борту для обслуживания, Кайрей проводил батиметрические исследования и наблюдения. Кайрей разбил на координатную сетку территорию съемки примерно 130 км с севера на юг и 110 км с востока на запад. [69] Кайко совершил шесть погружений (№ 71–75) в одно и то же место (11 ° 20,8 'северной широты, 142 ° 12,35' восточной долготы), недалеко от контурной линии дна на высоте 10 900 метров (35 800 футов) в западном бассейне. [70]
Региональная батиметрическая карта, составленная по данным, полученным в 1998 г., показывает, что наибольшие глубины в восточной, центральной и западной впадинах составляют 10 922 ± 74 м (35 833 ± 243 фута), 10 898 ± 62 м (35 755 ± 203 фута) и 10 908 м. ± 36 м (35 787 ± 118 футов) соответственно, что делает восточную депрессию самой глубокой из трех. [10]
В 1999 году Кайрей вновь посетил Бездну Челленджера во время круиза KR99-06. Результаты исследований 1998–1999 годов включают первое признание того, что Бездна Челленджера состоит из трех «правильных ступенчатых отдельных бассейнов, ограниченных контурной линией глубины 10 500 метров (34 400 футов). Размер [каждой из] впадин составляет почти одинаковые, длиной 14–20 км, шириной 4 км». В заключение они высказали предположение, что «эти три отдельные вытянутые впадины составляют «Бездну Челленджера», и [мы] идентифицируем их как Восточную, Центральную и Западную впадину. Самая большая глубина, которую мы получили во время картографирования полосы, составляет 10 938 метров (35 886 футов). в Западной Глубине (11°20,34' с.ш., 142°13,20 в.д.)». [71] Глубина была «получена во время картографирования полосы… подтверждена как с севера на юг, так и с востока на запад». Скорость звуковых поправок составляла от XBT до 1800 метров (5900 футов) и CTD ниже 1800 метров (5900 футов).
Перекрестное исследование круиза Кайрей 1999 года показывает, что наибольшая глубина в восточной, центральной и западной впадинах составляет 10 920 ± 10 м (35 827 ± 33 фута), 10 894 ± 14 м (35 741 ± 46 футов) и 10 907 ± 13 футов. м (35 784 ± 43 фута) соответственно, что подтверждает результаты предыдущего исследования. [10]
В 2002 году Кайрей повторно посетил Бездну Челленджера 16–25 октября 2002 года в рамках круиза KR02-13 (совместная исследовательская программа Японии, США и Южной Кореи) под руководством главного ученого Джуна Хасимото; снова с Кадзуёси Хиратой, управляющим командой ROV Kaiko . В ходе этого исследования размер каждого из трех бассейнов был уточнен до 6–10 км в длину, примерно 2 км в ширину и глубины более 10 850 м (35 597 футов). В отличие от исследований Кайрей 1998 и 1999 годов, подробное исследование 2002 года показало, что самая глубокая точка в Бездне Челленджера расположена в восточном бассейне около 11 ° 22,260'N 142 ° 35,589'E / 11,371000 ° N 142,593150 °E / 11,371000; 142,593150 , глубиной 10 920 ± 5 м (35 827 ± 16 футов), расположенный примерно в 290 м (950 футов) к юго-востоку от самого глубокого места, определенного исследовательским судном Takuyo в 1984 году. Исследования 2002 года как западного, так и восточного бассейнов были плотный, с особенно тщательной перекрестной сеткой восточного бассейна десятью параллельными путями с севера на юг и востока на запад, расположенными на расстоянии менее 250 метров друг от друга. Утром 17 октября началось погружение ROV Kaikō № 272, которое восстановилось более 33 часов спустя, при этом ROV работал на дне западного бассейна в течение 26 часов (близость 11 ° 20,148 'северной широты, 142 ° 11,774 восточной долготы на высоте 10 893 м). (35 738 футов)). Ежедневно следовали пять погружений Кайко в один и тот же район для обслуживания донных спускаемых аппаратов и другого научного оборудования, при этом погружение № 277 было восстановлено 25 октября. Ловушки вылавливали большое количество амфипод (морских блох), а камеры регистрировали голотурий ( трепангов ), белых полихет (щетинковых червей), трубчатых червей и других биологических видов. [72] Во время исследований 1998 и 1999 годов Кайрей был оборудован спутниковой радионавигационной системой GPS . Правительство Соединенных Штатов отменило выборочную доступность GPS в 2000 году, поэтому во время своего исследования 2002 года Kairei имела доступ к неухудшенным позиционным службам GPS и добилась точности геодезического позиционирования до однозначных метров. [10]
.jpg/1280px-RV_Melville_(25635910745).jpg)
Исследовательское судно водоизмещением 2,516 тонны , в то время принадлежавшее Океанографическому институту Скриппса, 10 февраля 2001 года отправилось с Гуама в составе экспедиции Кука, этап 6 с главным научным сотрудником Патрицией Фрайер из Гавайского университета, на бездну Челленджера для исследования под названием «Исследования фабрики субдукции в Южной Мариане», включая гидролокационное картографирование HMR-1, магнитометрию, гравитационные измерения и дноуглубительные работы в районе Марианской дуги. [73] [74] Они охватили все три бассейна, затем проследили линии батиметрии Восток-Запад длиной 120 морских миль (222,2 км), шагнув на север от Бездны Челленджера с шагом в 12 км (7,5 миль), охватив более 90 морских миль (166,7 км) на север, в заднюю дугу с перекрывающимися полосами обзора от многолучевого эхолота SeaBeam 2000 с частотой 12 кГц и буксируемой системы MR1. Они также собрали магнитную и гравитационную информацию, но не сейсмические данные. Их основным исследовательским инструментом был буксируемый гидролокатор MR1 [75] , буксируемый на мелководье батиметрический гидролокатор бокового обзора с частотой 11/12 кГц , разработанный и эксплуатируемый Гавайской картографической исследовательской группой (HMRG), исследовательской и оперативной группой Школы океанических и океанических исследований Гавайского университета. Науки о Земле и технологии (SOEST) и Гавайский институт геофизики и планетологии (HIGP). MR1 способен работать на всей глубине океана, предоставляя данные как батиметрии, так и бокового обзора.
Седьмой этап экспедиции Кука продолжил исследование задней дуги Марианской впадины с помощью MR-1 с 4 марта по 12 апреля 2001 года под руководством главного ученого Шермана Блумера из Университета штата Орегон .
_program.jpg/1280px-thumbnail.jpg)
В мае/июне 2009 года принадлежащее ВМС США двухкорпусное исследовательское судно Kilo Moana (T-AGOR 26) водоизмещением 3064 тонны было отправлено в район Бездны Челленджера для проведения исследований. Kilo Moana имеет гражданский экипаж и управляется SOEST. Он оснащен двумя многолучевыми эхолотами с надстройками для профилографа поддона (191 луч, 12 кГц Kongsberg Simrad EM120 с SBP-1200, обеспечивающий точность 0,2–0,5% глубины воды по всей полосе обзора), гравиметром и магнитометр . EM-120 использует излучение гидролокатора 1 на 1 градус на поверхности моря. Каждый луч гидролокатора шириной в 1 градус расширяется, охватывая круглую область диаметром около 192 метров (630 футов) на глубине 11 000 метров (36 089 футов). При нанесении на карту Бездны Челленджера гидролокатор показал максимальную глубину 10 971 м (35 994 фута) в неизвестном месте. [76] [77] [78] [79] Навигационное оборудование включает в себя Applanix POS MV320 V4 с точностью 0,5–2 м. [80] НИС Kilo Moana также использовалась в качестве корабля поддержки гибридного подводного аппарата с дистанционным управлением (HROV) Nereus , который трижды погружался на дно Бездны Челленджера во время круиза в мае/июне 2009 года и не подтвердил, что гидролокатор установил максимальную глубину свой корабль поддержки.
В июне – июле 2009 года круиз YK09-08 доставил исследовательское судно JAMSTEC « Йокосука» водоизмещением 4429 тонн обратно в Марианский желоб и в бездну Челленджера. Их миссия состояла из двух частей: исследование трех гидротермальных жерл в южной части задугового бассейна Марианского желоба вблизи 12°57' с.ш., 143°37' в.д., примерно в 130 морских милях к северо-востоку от центрального бассейна Бездны Челленджера, с использованием автономного подводного аппарата « Урасима» . Погружения AUV Urashima № 90–94 совершили на максимальную глубину 3500 метров и успешно обследовали все три участка с помощью многолучевого эхолота Reson SEABAT7125AUV для батиметрии и нескольких тестеров воды для обнаружения и картирования микроэлементов, выбрасываемых в воду из гидротермальных источников. вентиляционные отверстия, белые курильщики и горячие точки. Кёко ОКИНО из Института океанических исследований Токийского университета была главным исследователем этого аспекта круиза. Второй целью круиза было развертывание новой «системы камер свободного падения 10K» под названием « Ашура » для отбора проб отложений и биологических препаратов на дне Бездны Челленджера. Главным исследователем Бездны Челленджера был Тайши Цубоучи из JAMSTEC. Посадочный модуль «Ашура» совершил два спуска: первый, 6 июля 2009 года, «Ашура» достиг дна на высоте 11 ° 22,3130'N 142 ° 25,9412'E / 11,3718833 ° N 142,4323533 ° E / 11,3718833; 142,4323533 на высоте 10 867 метров (35 653 фута). Второй спуск (10 июля 2009 г.) произошел до 11 ° 22,1136' с.ш., 142 ° 25,8547' в.д. / 11,3685600 ° с.ш., 142,4309117 ° в.д. / 11,3685600; 142,4309117 на высоте 10 897 метров (35 751 фут). Судно «Ашура» весом 270 кг было оснащено несколькими ловушками с наживкой, видеокамерой HTDV и устройствами для сбора осадка, воды и биологических образцов (в основном амфипод на приманке, а также бактерий и грибов из донных отложений и проб воды). [81]
7 октября 2010 года Центр картографирования прибрежных зон и океанов США/Объединенный гидрографический центр (CCOM/JHC) провел дальнейшее гидролокационное картографирование района Бездны Челленджера на борту судна «Самнер» водоизмещением 4,762 тонны . Результаты были представлены в декабре 2011 года на ежегодном осеннем собрании Американского геофизического союза . Используя многолучевую систему эхолота Kongsberg Maritime EM 122, соединенную с оборудованием для позиционирования, которое может определять широту и долготу с точностью до 50 см (20 дюймов) на основе тысяч отдельных измерений в самой глубокой части, группа CCOM/JHC предварительно установила, что Challenger Максимальная глубина Deep составляет 10 994 м (36 070 футов) на 11 ° 19'35 "N 142 ° 11'14" E / 11,326344 ° N 142,187248 ° E / 11,326344; 142,187248 с расчетной вертикальной неопределенностью ± 40 м (131 фут) при двух стандартных отклонениях (т. е. ≈ 95,4%), уровне достоверности. [82] Вторичная глубина глубиной 10 951 м (35 928 футов) была расположена примерно в 23,75 морских миль (44,0 км) к востоку на 11 ° 22'11 "N 142 ° 35'19" E / 11,369639 ° N 142,588582 ° в.д. / 11,369639; 142,588582 в восточном бассейне Бездны Челленджера. [83] [84] [85] [86]
JAMSTEC вернул Йокосуку в Бездну Челленджера рейсом YK10-16, 21–28 ноября 2010 г. Главным ученым этой совместной японско-датской экспедиции был Хироши Китазато из Института биогеонаук JAMSTEC. Круиз назывался «Биогеонауки в Бездне Челленджера: реликтовые организмы и их связь с биогеохимическими циклами». Японские команды совершили пять развертываний своей 11 000-метровой системы камер (от трех до 6 000 метров – две в центральном бассейне Бездны Челленджера), которые вернулись с 15 кернами отложений, видеозаписями и 140 экземплярами амфипод, добывающих мусор. Датская система сверхглубокого спускаемого аппарата использовалась Ронни Глудом и др. при четырех забросах: два в центральный бассейн Бездны Челленджера и два на глубину 6000 м примерно в 34 морских милях к западу от центрального бассейна. Самая большая зарегистрированная глубина была 28 ноября 2010 г. - камера CS5 - 11 ° 21,9810'N 142 ° 25,8680'E / 11,3663500 ° N 142,4311333 ° E / 11,3663500; 142,4311333 }, на исправленной глубине 10 889,6 метра (35 727 футов) (центральный бассейн). [87]
На круизах JAMSTEC YK13-09 и YK13-12 Йокосука принял главного научного сотрудника Хидетаку Номаки для поездки в воды Новой Зеландии (YK13-09), обратный рейс был обозначен как YK13-12. Название проекта было QUELLE2013; и название круиза было: «Экспериментальное исследование и исследование образцов на месте для понимания глубинного биоразнообразия и биогеохимических циклов». Они провели один день на обратном пути в Бездне Челленджера, чтобы получить ДНК/РНК на крупных амфиподах, населяющих Глубину ( Hirondellea gigas ). Хидеки Кобаяши (Biogeos, JAMSTEC) и его команда 23 ноября 2013 года развернули бентический посадочный модуль с одиннадцатью ловушками с наживкой (три лысыми, пять покрытыми изоляционными материалами и три автоматически запечатанными через девять часов) в центральный бассейн Бездны Челленджера в 11 часов . ° 21,9082'N 142 ° 25,7606'E / 11,3651367 ° N 142,4293433 ° E / 11,3651367; 142,4293433 , глубина 10 896 метров (35 748 футов). После восьмичасового 46-минутного пребывания на дне они обнаружили около 90 особей Hirondellea gigas . [88]
11–17 января 2014 года JAMSTEC снова направил Кайрей в Бездну Челленджера под руководством главного ученого Такуро Нуноры. Идентификатор круиза был KR14-01 и назывался: « Биосферная экспедиция впадины Челленджера, Марианская впадина». Экспедиция отбирала пробы на шести станциях, пересекающих центральный бассейн, и только два раза спускаемый аппарат «11-К» для взятия кернов отложений и проб воды направлялся на «Станцию C» на самой глубокой глубине, т.е. 11° 22,19429′ с.ш. 142°25,7574. ′E / 11,36990483 ° с.ш. 142,4292900 ° в.д. / 11,36990483; 142,4292900 , на высоте 10 903 метра (35 771 фут). Остальные станции были исследованы с помощью спускаемого аппарата «Многоядерный» как к задней дуге на севере, так и к Тихоокеанской плите на юге. Гусеничный подводный аппарат ABIMSO длиной 11 000 метров был отправлен на глубину 7646 метров, примерно в 20 морских милях к северу от центрального бассейна (погружение ABISMO № 21), специально для выявления возможной гидротермальной активности на северном склоне впадины Челленджера, как предполагают полученные результаты. из круиза KR08-05 Кайрей в 2008 году. [89] Погружения AMISMO № 20 и № 22 проводились на глубине 7900 метров, примерно в 15 морских милях к северу от самых глубоких вод центрального бассейна. Итальянские исследователи под руководством Лауры Каругати из Политехнического университета Марке , Италия (UNIVPM), исследовали динамику взаимодействий вируса и прокариот в Марианской впадине. [90]
С 16 по 19 декабря 2014 года исследовательское судно Falkor водоизмещением 2024 тонны Института океана Шмидта под руководством главного ученого Дугласа Бартлетта из Океанографического института Скриппса запустило в Бездну Челленджера четыре различных отвязанных инструмента, выполнив в общей сложности семь выпусков. 16 декабря в центральный бассейн были отправлены четыре посадочных модуля: посадочный модуль Leggo с наживкой и видеооборудованием для биологических препаратов; посадочный модуль ARI до 11 ° 21,5809' с.ш., 142 ° 27,2969' в.д. / 11,3596817 ° с.ш., 142,4549483 ° в.д. / 11,3596817; 142.4549483 на водно-химический режим; и зонды Deep Sound 3 и Deep Sound 2 . Оба зонда Deep Sound зафиксировали акустику, плавающую на глубине 9000 метров (29528 футов), пока Deep Sound 3 не взорвался на глубине 8620 метров (28281 фут) (около 2200 метров (7218 футов) над дном) на 11°21,99′ с.ш. 142 ° 27,2484'E / 11,36650 ° N 142,4541400 ° E / 11,36650; 142.4541400 . [91] Аппарат Deep Sound 2 записал взрыв Deep Sound 3 , предоставив уникальную запись взрыва внутри депрессии Челленджера. Помимо потери Deep Sound 3 в результате взрыва, посадочный модуль ARI не отреагировал на получение инструкции сбросить груз и так и не был восстановлен. [92] 16/17 декабря Легго был возвращен в центральный бассейн с наживкой для амфипод. 17-го числа RV Falkor переместился на 17 морских миль восточнее, в восточный бассейн, где они снова развернули как Leggo ( с наживкой и с полной загрузкой камер), так и Deep Sound 2 . Deep Sound 2 был запрограммирован на падение до 9000 метров (29 528 футов) и оставаться на этой глубине во время записи звуков внутри траншеи. 19 декабря Легго приземлился на точке 11 ° 22,11216' с.ш., 142 ° 35,250996' в.д. / 11,36853600 ° с.ш., 142,587516600 ° в.д. / 11,36853600; 142,587516600 на неисправленной глубине 11 168 метров (36 640 футов) согласно показаниям датчика давления. Это показание было скорректировано до глубины 10 929 метров (35 856 футов). [93] [94] Легго вернулся с хорошими фотографиями амфипод, питающихся наживкой из скумбрии, а также с образцами амфипод. Фолкнор покинул бездну Челленджера 19 декабря по пути к морскому национальному памятнику Марианской впадины к бездне Сирены. РВ Фалькор имел многолучевые эхолоты Kongsberg EM302 и EM710 для батиметрии, а также приемник глобальной навигационной спутниковой системы Oceaneering C-Nav 3050, способный рассчитывать геодезическое положение с точностью лучше 5 см (2,0 дюйма) по горизонтали и 15 см (5,9 дюйма) по вертикали. . [95] [96]
.jpg/1280px-USCGC_Sequoia_(WLB-215).jpg)
С 10 по 13 июля 2015 года базирующийся на Гуаме 1930-тонный катер береговой охраны США Sequoia (WLB 215) принимал группу исследователей под руководством главного научного сотрудника Роберта П. Дзиака из Тихоокеанской лаборатории морской среды NOAA (PMEL) Университета . Вашингтона и Университета штата Орегон в развертывании системы PMEL «Full-ocean Depth Mooring», 45-метрового пришвартованного глубоководного гидрофона и системы датчиков давления в западном бассейне Бездны Челленджера. Шестичасовой спуск в западный бассейн закрепил массив на глубине 10 854,7 ± 8,9 м (35 613 ± 29 футов) на высоте 11 ° 20,127'N 142 ° 12,0233'E / 11,335450 ° N 142,2003883 ° E / 11,335450 ; 142.2003883 , примерно в 1 км к северо-востоку от самой глубокой глубины Самнера , зафиксировано в 2010 году . [97] Через 16 недель заякоренная группа была обнаружена 2–4 ноября 2015 года. «Наблюдаемые источники звука включали сигналы землетрясений (фазы Т), усатые и вокалы зубатых китов, звуки корабельных гребных винтов, пневматические пушки, активный гидролокатор и прохождение тайфуна 4-й категории». Научная группа описала свои результаты как «первую многодневную широкополосную запись окружающего звука в Бездне Челленджера, а также только пятое прямое измерение глубины». [98]
Исследовательское судно водоизмещением 3536 тонн Xiangyanghong 09, задействованное на втором этапе 37-го китайского круиза Dayang (DY37II), спонсируемого Национальным глубоководным центром в Циндао и Институтом глубоководных наук и техники Китайской академии наук (Санья, Хайнань) , в западный район бассейна Бездны Челленджера (11 ° 22 'северной широты, 142 ° 25' восточной долготы) 4 июня - 12 июля 2016 г. В качестве базового корабля китайского пилотируемого глубоководного аппарата « Цзяолун» экспедиция провела исследование Бездны Челленджера, чтобы исследовать геологические, биологические и химические характеристики хадальной зоны . Зона погружения на этом этапе находилась на южном склоне Бездны Челленджера, на глубине от 6300 до 8300 метров (от 20 669 до 27 231 футов). Аппарат совершил девять пилотируемых погружений в северной задней дуге и южной части ( Тихоокеанской плиты ) Бездны Челленджера на глубины от 5500 до 6700 метров (от 18 045 до 21 982 футов). Во время круиза «Цзяолун» регулярно использовал газонепроницаемые пробоотборники для сбора воды у морского дна. В ходе проверки навыков навигации Цзяолун использовал систему позиционирования сверхкороткой базовой линии (USBL) на глубине более 6600 метров (21 654 фута) для извлечения бутылей с пробами. [99]
С 22 июня по 12 августа 2016 года (рейсы 2016S1 и 2016S2) подводное судно поддержки «Таньсуо 1 » Китайской академии наук водоизмещением 6250 тонн (что означает «исследование») совершило свой первый рейс, отправленное в Бездну Челленджера из порта приписки Санья. Остров Хайнань. 12 июля 2016 года ROV Haidou-1 погрузился на глубину 10 767 метров (35 325 футов) в районе Бездны Челленджера. Они также забросили спускаемый аппарат свободного падения, сейсмические приборы для свободного падения на океанское дно с номинальной высотой 9000 метров (29 528 футов) (развернутые на высоте 7731 метр (25 364 фута)), получили образцы керна отложений и собрали более 2000 биологических образцов с глубин от От 5 000 до 10 000 метров (16 404–32 808 футов). [100] Тансуо 01 работал вдоль линии долготы 142°30,00’, примерно в 30 морских милях к востоку от места предыдущего круизного исследования DY37II (см. Xiangyanghong 09 выше). [101]
В ноябре 2016 года гидроакустическое картографирование района Бездны Челленджера было проведено Королевским институтом морских исследований Нидерландов (NIOZ) и Центром океанических исследований имени Гельмгольца GEOMAR в Киле на борту глубоководного океанского исследовательского судна Sonne водоизмещением 8554 тонны . Результаты были опубликованы в 2017 году. Используя многолучевую систему эхолота Kongsberg Maritime EM 122, соединенную с оборудованием позиционирования, которое может определять широту и долготу, команда определила, что максимальная глубина Бездны Челленджера составляет 10 925 м (35 843 фута) при 11 ° 19,945 . ′N 142 ° 12,123'E / 11,332417 ° N 142,202050 ° E / 11,332417; 142,202050 ( 11 ° 19'57 "N 142 ° 12'07" E / 11,332417 ° N 142,20205 ° E / 11,332417; 142,20205 ), с расчетной вертикальной неопределенностью ± 12 м (39 футов) при одном стандартном отклонении ( ≈ 68,3%) уровень достоверности. Анализ гидролокационной съемки показал разрешение сетки 100 на 100 метров (328 футов × 328 футов) на глубине дна, поэтому небольшие провалы на дне, размер которых меньше этого размера, будет трудно обнаружить с помощью гидролокатора 0,5 на 1 градус. выбросы на поверхность моря. Каждый луч сонара с шириной луча 0,5 градуса расширяется, охватывая круглую область диаметром около 96 метров (315 футов) на глубине 11 000 метров (36 089 футов). [102] Погрешность горизонтального положения точки сетки составляет от ±50 до 100 м (от 164 до 328 футов) в зависимости от направления вдоль или поперек пути. Эти измерения глубины (59 м (194 футов)) и положения (около 410 м (1345 футов) к северо-востоку) значительно отличаются от самой глубокой точки, определенной Гарднером и др. (2014) исследование. [103] [104] [105] Наблюдаемое несоответствие глубины с данными сонара 2010 года и исследованием Гарднера и др. 2014 года связано с применением различных профилей скорости звука, которые необходимы для точного определения глубины. Зонне использовал снимки CTD примерно в 1,6 км к западу от места самого глубокого зондирования почти до дна Бездны Челленджера, которые использовались для калибровки и оптимизации профиля скорости звука . Аналогичным образом, влияние использования различных проекций, датумов и эллипсоидов во время сбора данных может вызвать позиционные расхождения между съемками. [7]
В декабре 2016 года исследовательское судно CAS водоизмещением 3300 тонн Shiyan 3 развернуло 33 широкополосных сейсмометра как на задней дуге к северо-западу от Бездны Челленджера, так и на южной части Тихоокеанской плиты к юго-востоку, на глубинах до 8 137 м (26 696 футов). Этот круиз был частью китайско-американской инициативы стоимостью 12 миллионов долларов, которую возглавил соруководитель Цзянь Линь из Океанографического института Вудс-Хоул ; пятилетняя работа (2017–2021 гг.) по детальному изображению слоев горных пород внутри и вокруг Бездны Челленджера. [106]
Недавно спущенное на воду исследовательское судно водоизмещением 4800 тонн (и базовый корабль серии глубоководных аппаратов Rainbow Fish ) « Чжан Цзянь» покинуло Шанхай 3 декабря. Их экспедиция заключалась в испытании трех новых глубоководных посадочных аппаратов, одного непилотируемого поискового подводного аппарата и нового 11-тысячного обитаемого глубоководного аппарата Rainbow Fish , способных погружаться на глубину до 10 тысяч метров. С 25 по 27 декабря в траншею спустились три глубоководных десантных аппарата. Первый посадочный модуль Rainbow Fish делал фотографии, второй — образцы отложений, а третий — биологические образцы. Все три посадочных модуля достигли высоты более 10 000 метров, а третий аппарат доставил на Землю 103 амфипода. Цуй Вэйчэн, директор Научно-исследовательского центра Хадал в Шанхайском университете океана , возглавил группу учёных для проведения исследований в Бездне Челленджера в Марианской впадине. Судно является частью национального морского исследовательского флота Китая, но принадлежит шанхайской компании морских технологий. [107]
Институт глубоководных наук и техники CAS спонсировал возвращение Тансуо-1 на бездну Челленджера с 20 января по 5 февраля 2017 г. (рейс TS03) с ловушками с наживкой для ловли рыбы и другой макробиологии возле бездн Челленджера и Сирены. 29 января они обнаружили фотографии и образцы нового вида улиток с северного склона впадины Челленджера на глубине 7581 метр (24 872 фута), получившего новое обозначение Pseudoliparis swirei . [108] Они также разместили четыре или более моделей CTD в центральных и восточных бассейнах Бездны Челленджера в рамках Эксперимента по циркуляции мирового океана (WOCE). [109]
Токийский университет морских наук и технологий отправил исследовательское судно Shinyo Maru в Марианскую впадину с 20 января по 5 февраля 2017 года с ловушками с наживкой для ловли рыбы и другими макробиологическими объектами вблизи впадин Челленджера и Сирены. 29 января они обнаружили фотографии и образцы нового вида улиток с северного склона впадины Челленджера на глубине 7581 метр (24 872 фута), получившего новое обозначение Pseudoliparis swirei . [108]
Пробы воды были взяты на глубине Челленджера из 11 слоев Марианской впадины в марте 2017 года. Пробы морской воды на глубине от 4 до 4000 м были собраны с помощью бутылей Niskin, прикрепленных к CTD Seabird SBE25; тогда как пробы воды на глубинах от 6050 м до 8320 м были собраны с помощью специально разработанных пробоотборников воды с акустическим управлением на всю глубину океана. В этом исследовании ученые изучили РНК пико- и нанопланктона от поверхности до хадальной зоны. [110]
JAMSTEC направил Kairei на Бездну Челленджера в мае 2017 года с целью тестирования нового полноокеанского подводного ROV UROV11K (подводный ROV глубиной 11 000 метров) в качестве круизного KR 17-08C под руководством главного ученого Такаши Мурашимы. Название круиза: «Ходовые испытания полноглубинного подводного аппарата УРОВ11К в Марианской впадине». UROV11K оснащен новой системой видеокамер высокого разрешения 4K и новыми датчиками для контроля содержания сероводорода, метана, кислорода и водорода в воде. К сожалению, при подъеме УРОВ11К с высоты 10 899 метров (35 758 футов) (примерно 11°22,30' с.ш. и 142°35,8 в.д., в восточном бассейне) 14 мая 2017 г. плавучесть аппарата потеряла плавучесть на глубине 5320 метров (17 454 фута), и все попытки вернуть ROV не увенчались успехом. Скорость снижения и дрейфа неизвестна, но, как показало маневрирование корабля 14 мая, ТПА достиг дна восточнее самых глубоких вод восточного бассейна. Затем Мурашима направил «Кайрей» в место примерно в 35 морских милях к востоку от восточного бассейна Бездны Челленджера, чтобы испытать новый «Компактный посадочный модуль Хадал», который совершил три спуска на глубины от 7498 до 8178 м для тестирования камеры Sony 4K и для фотографирования рыба и другие макробиологические препараты. [111]
В свой первый рейс двухкорпусное научно-исследовательское судно Shen Kuo водоизмещением 2150 тонн (также Shengkuo , Shen Ko или Shen Quo ) вышло из Шанхая 25 ноября 2018 года и вернулось 8 января 2019 года. Они действовали в районе Марианской впадины, а 13 декабря испытала систему подводной навигации на глубине более 10 000 метров в ходе полевых испытаний системы « Цайхунгюй» (сверхкороткая базовая линия). Руководитель проекта Цуй Вейчен заявил, что с помощью оборудования «Цайхунгюй», находящегося на глубине, можно было получить сигнал и определить точные геолокации . Исследовательскую группу из Шанхайского университета океана и Университета Вестлейк возглавил Цуй Вэйчэн, директор Научно-технологического исследовательского центра Хадал (HSRC) Шанхайского университета океана. [ нужна ссылка ] [112] Испытуемое оборудование включало пилотируемый подводный аппарат (не на полную глубину океана – достигнутая глубина недоступна) и два глубоководных спускаемых аппарата, все из которых способны погружаться на глубину до 10 000 метров, а также ROV, который может подняться на 4500 метров. Они сфотографировали и взяли из траншеи образцы, включая воду, отложения, макроорганизмы и микроорганизмы. Цуй говорит: «Если мы сможем сфотографировать рыбу на глубине более 8145 метров под водой... мы побьем текущий мировой рекорд. Мы протестируем наше новое оборудование, включая посадочные устройства. Это второе поколение. Первое поколение может только Берите пробы в одном месте за одно погружение, но это новое второе поколение может брать пробы на разных глубинах за одно погружение. Мы также протестировали систему акустического позиционирования со сверхкороткой базовой линией на обитаемом подводном аппарате, будущем подводной навигации». [ нужна цитата ]
.jpg/1280px-R-V_Sally_Ride_is_currently_underway_conducting_a_series_of_science_verification_cruises._(31534416962).jpg)
В ноябре 2019 года во время круиза SR1916 группа NIOZ во главе с главным ученым Хансом ван Хареном и техническими специалистами Скриппса направилась в Бездну Челленджера на борту исследовательского судна «Салли Райд» водоизмещением 2641 тонна , чтобы восстановить швартовочный трос из западного бассейна Челленджера. Глубокий. Швартовная линия длиной 7 км (4,3 мили) в Бездне Челленджера состояла из верхней плавучей линии, расположенной на глубине около 4 км (2,5 мили), двух секций нейтрально плавучего троса Dyneema толщиной 6 мм (0,2 дюйма), двух акустических выпусков бентоса и двух секций. автономных приборов для измерения и хранения данных о силе тока, солености и температуры. На глубине 6 км (3,7 мили) два амперметра были установлены под массивом из 100 датчиков температуры высокого разрешения длиной 200 м (656 футов). В нижнем положении, начиная с 600 м (1969 футов) над морским дном, были установлены 295 специально разработанных датчиков температуры с высоким разрешением, самый нижний из которых находился на высоте 8 м (26 футов) над дном траншеи. Швартовная линия была развернута и оставлена командой НИОЗ во время экспедиции RV Sonne в ноябре 2016 года с намерением вернуть ее в конце 2018 года Sonne . Механизм акустического спуска на дне Бездны Челленджера вышел из строя при попытке в 2018 году. Дом на колесах «Салли Райд» был предоставлен исключительно для последней попытки извлечь швартовный трос до того, как разрядятся батареи механизма разблокировки. [113] Салли Райд прибыла в Бездну Челленджера 2 ноября. На этот раз «глубокий спусковой механизм», опущенный с помощью одного из тросов лебедки Салли Райд на глубину около 1000 м, подал команду на спуск и сумел связаться с придонными спусковыми устройствами. После почти трехлетнего пребывания под водой в 15 из 395 датчиков температуры возникли механические проблемы. Первые результаты указывают на возникновение внутренних волн в Бездне Челленджера. [114] [115]
С мая 2000 года с помощью спутниковой навигации с сохранением сигнала гражданские надводные корабли, оснащенные профессиональным двухчастотным спутниковым навигационным оборудованием, могут измерять и устанавливать свое геодезическое положение с точностью от нескольких метров до десятков метров, в то время как западные Центральный и восточный бассейны находятся на расстоянии нескольких километров друг от друга. [116]
В 2014 году было проведено исследование по определению глубины и местоположения Бездны Челленджера на основе данных, собранных до и во время гидролокационного картографирования Марианской впадины в 2010 году с помощью многолучевой эхолотной системы Kongsberg Maritime EM 122 на борту USNS Sumner . Это исследование Джеймса. В. Гарднер и др. Объединенного гидрографического центра Центра картографирования прибрежных зон и океана (CCOM/JHC), Лаборатория океанической инженерии Чейза Университета Нью-Гэмпшира делит историю попыток измерений на три основные группы: ранние однолучевые эхолоты (1950–1970-е годы), первые многолучевые эхолоты (1980-е – 21 век) и современные (т. е. пост-GPS, с высоким разрешением) многолучевые эхолоты. Принимая во внимание неопределенности в измерениях глубины и оценке положения, были проанализированы необработанные данные батиметрии 2010 года в районе бездны Челленджера, состоящие из 2 051 371 зондирования с восьми линий съемки. В исследовании делается вывод, что при использовании лучших технологий многолучевого эхолота 2010 года после анализа неопределенность глубины составляет ±25 м (82 фута) (уровень достоверности 95%) при 9 степенях свободы и неопределенность положения от ±20 до 25 м (от 66 до Осталось 82 фута) ( 2drms ), а место наибольшей глубины, зарегистрированной на картографировании 2010 года, составляет 10 984 м (36 037 футов) при 11 ° 19'48 "N 142 ° 11'57" E / 11,329903 ° N 142,199305 ° E / 11,329903 ° N 142,199305 ° E/11.329903; 142.199305 . Неопределенность измерения глубины представляет собой совокупность измеренных неопределенностей пространственных изменений скорости звука в объеме воды, алгоритмов трассировки лучей и обнаружения дна многолучевой системы, точности и калибровки датчика движения и навигационных систем, оценок. сферического распространения, затухания по объему воды и т.д. [117]
И экспедиция RV Sonne в 2016 году, и экспедиция RV Sally Ride в 2019 году выразили серьезные сомнения относительно поправок на глубину, примененных Gardner et al. исследование 2014 года и серьезные сомнения относительно точности самой большой глубины, рассчитанной Гарднером (в западном бассейне), составляющей 10 984 м (36 037 футов) после анализа их многолучевых данных на сетке 100 м (328 футов). Доктор Ханс ван Харен, главный научный сотрудник круизного судна Sally Ride SR1916, указал, что расчеты Гарднера оказались на 69 м (226 футов) слишком глубокими из-за «профилирования скорости звука, проведенного Гарднером и др. (2014)». [113]
В 2018–2019 годах самые глубокие точки каждого океана были нанесены на карту с помощью многолучевого эхолота Kongsberg EM 124, охватывающего всю глубину океана, на борту DSSV Pressure Drop . В 2021 году Кассандра Бонджованни, Хизер А. Стюарт и Алан Дж. Джеймисон опубликовали документ с данными, касающийся собранных данных, переданных в дар GEBCO. Самая большая глубина, зарегистрированная при картографировании гидролокатора Challenger Deep в 2019 году, составила 10 924 м (35 840 футов) ± 15 м (49 футов) на координате 11 ° 22'08 "N 142 ° 35'13" E / 11,369 ° N 142,587 ° E / 11,369; 142,587 в восточном бассейне. Эта глубина близко соответствует самой глубокой точке (10 925 м (35 843 футов) ± 12 м (39 футов)) определенной Ван Хареном и др. гидроакустическая батиметрия. Геодезическое положение наибольшей глубины по данным Ван Харена и др. значительно отличается (около 42 км (26 миль) к западу) от статьи 2021 года. После постобработки первоначальных оценок глубины с использованием профиля скорости звука по глубине всего океана Bongiovanni et al. сообщите о (почти) такой же глубокой точке на координате 11 ° 19'52 "N 142 ° 12'18" E / 11,331 ° N 142,205 ° E / 11,331; 142,205 в западном бассейне, который геодезически отличается примерно на 350 м (1150 футов), при этом положение самой глубокой точки определено Ван Хареном и др. ( 11 ° 19'57 "N 142 ° 12'07" E / 11,332417 ° N 142,20205 ° E / 11,332417; 142,20205 в западном бассейне). После анализа своих многолучевых данных на сетке 75 м (246 футов) Bongiovanni et al. В документе 2021 года говорится, что в настоящее время не существует технологической точности ни в низкочастотных судовых гидролокаторах, необходимых для определения того, какое место действительно является самым глубоким, ни в глубоководных датчиках давления. [118]
В 2021 году было опубликовано исследование Сэмюэля Ф. Гринуэя, Кэтрин Д. Салливан , Сэмюэля Х. Умфресса, Элис Б. Бейттель и Карла Д. Вагнера, в котором представлена пересмотренная оценка максимальной глубины Бездны Челленджера, основанная на серии подводных аппаратов. погружения, проведенные в июне 2020 года. Эти оценки глубины получены на основе профилей акустического эхолотирования, основанных на прямых измерениях давления на месте и скорректированных с учетом наблюдаемых океанографических свойств водного столба, атмосферного давления, гравитационных и гравитационно-градиентных аномалий, а также уровня воды. последствия. Исследование пришло к выводу, что, согласно их расчетам, самая большая наблюдаемая глубина морского дна составила 10 935 м (35 876 футов) ± 6 м (20 футов) ниже среднего уровня моря при уровне достоверности 95% на 11 ° 22,3' с.ш. и 142 ° 35,3' в.д. / 11,3717 ° с.ш. 142,5883 ° в.д. / 11,3717; 142,5883 в восточном бассейне. Для этой оценки в погрешности преобладает неопределенность используемого датчика давления, но Greenaway et al. показывают, что гравитационная поправка также существенна. Гринуэй и др. Исследование сравнивает свои результаты с другими недавними акустическими измерениями и измерениями давления для бездны Челленджера и приходит к выводу, что самая глубокая глубина в западном бассейне почти такая же, как и в восточном бассейне. Однако расхождение между оценками максимальной глубины и их геодезическим положением между опубликованными глубинами после 2000 года превышает сопутствующие пределы неопределенности, что поднимает вопросы относительно измерений или сообщаемых неопределенностей. [9]
В другой статье Скотта Лорейнджера, Дэвида Барклая и Майкла Бэкингема, вышедшей в 2021 году, помимо оценки глубины 10 983 м (36 033 футов), основанной на ударной волне имплозии в декабре 2014 года, которая является одной из самых глубоких оценок глубины, также рассматриваются различия между различными оценками максимальной глубины и их глубиной. геодезические позиции. [119] [120]
Максимальная глубина гидролокационного картирования 2010 года, о которой сообщили Gardner et.al. в 2014 г. и Гринуэй и др. исследования в 2021 году не были подтверждены измерениями прямого спуска (манометр/манометр) на полной глубине океана. [121]
Экспедиции сообщили о прямых измерениях максимальных глубин в узком диапазоне.
Для западного бассейна самая большая глубина составила 10 913 м (35 804 футов) в Триесте в 1960 году и 10 923 м (35 837 футов) ± 4 м (13 футов) по данным DSV Limiting Factor в июне 2020 года .
Для центрального бассейна наибольшая зарегистрированная глубина составляет 10 915 м (35 810 футов) ± 4 м (13 футов) по ограничивающему фактору DSV в июне 2020 года .
Для восточного бассейна самые большие глубины были зарегистрированы ROV Kaikō как 10 911 м (35 797 футов) в 1995 году, 10 902 м (35 768 футов) по ROV . Nereus в 2009 году, 10 908 м (35 787 футов) Deepsea Challenger в 2012 году, 10 929 м (35 856 футов) донным спускаемым аппаратом Leggo в мае 2019 года и 10 925 м (35 843 футов) ± 4 м (13 футов) по ограничивающему фактору DSV в мае 2019 года.
23 января 1960 года спроектированный швейцарцами корабль « Триест» , первоначально построенный в Италии и приобретенный ВМС США , при поддержке военного корабля США « Ванданк » (ATF 204) и в сопровождении военного корабля США « Льюис» (DE 535), спустился на дно океана в траншее. пилотируемый Жаком Пиккаром (который разработал подводную лодку вместе со своим отцом Огюстом Пиккаром ) и лейтенантом ВМС США Доном Уолшем . Их боевое отделение находилось внутри сферического сосуда высокого давления диаметром 2,16 метра, подвешенного под баком плавучести длиной 18,4 метра [122] – который представлял собой тяжелую замену (итальянского оригинала), построенную на сталелитейном заводе Krupp из Эссена , Германия. . Стальные стены имели толщину 12,7 см (5,0 дюйма) и были рассчитаны на давление до 1250 килограммов на квадратный сантиметр (17800 фунтов на квадратный дюйм; 1210 атм; 123 МПа). [122] Их спуск занял почти пять часов, и двое мужчин провели на дне океана всего двадцать минут, прежде чем совершить восхождение продолжительностью три часа пятнадцать минут. Их ранний отъезд со дна океана был вызван беспокойством по поводу трещины во внешнем окне, вызванной разницей температур во время спуска. [123]
Триест нырнул на / около 11 ° 18,5' с.ш., 142 ° 15,5' в.д. / 11,3083 ° с.ш., 142,2583 ° в.д. / 11,3083; 142,2583 , дно на высоте 10 911 метров (35 797 футов) ±7 м (23 фута) в западном бассейне Бездны Челленджера , по измерениям бортового манометра . [124] Другой источник утверждает, что измеренная глубина внизу была измерена манометром на высоте 10 913 м (35 804 фута) ± 5 м (16 футов). [10] [125] Навигация кораблей поддержки осуществлялась с помощью небесных аппаратов и ЛОРАН-С с точностью 460 метров (1510 футов) или меньше. [29] Фишер отметил, что заявленная глубина «Триеста» «хорошо согласуется с данными акустического зондирования». [126]
26 марта 2012 года (по местному времени) канадский кинорежиссер Джеймс Кэмерон совершил одиночный спуск на DSV Deepsea Challenger на дно Бездны Челленджера. [3] [4] [5] [127] Примерно в 05:15 ChST 26 марта (19:15 UTC 25 марта) начался спуск. [128] В 07:52 ChST (21:52 UTC) Deepsea Challenger прибыл на дно. Спуск длился 2 часа 36 минут, а зарегистрированная глубина составила 10 908 метров (35 787 футов), когда Deepsea Challenger приземлился. [129] Кэмерон планировал провести около шести часов вблизи океанского дна, исследуя, но решил начать подъем на поверхность всего через 2 часа 34 минуты. [130] Время нахождения внизу было сокращено, поскольку из-за утечки гидравлической жидкости в линиях, управляющих рычагом манипулятора, закрывалась видимость из единственного смотрового иллюминатора. Это также привело к потере правых подруливающих устройств подводного аппарата. [131] Примерно в 12:00 по тихоокеанскому стандартному времени (02:00 по всемирному координированному времени 26 марта) на веб-сайте Deepsea Challenger сообщается, что субмарина всплыла на поверхность после 90-минутного всплытия, [132] хотя твиты Пола Аллена указывают на то, что всплытие заняло всего около 67 минут. минут. [133] Во время пресс-конференции после погружения Кэмерон сказал: «Я приземлился на очень мягкую, почти студенистую плоскую равнину. Как только я сориентировался, я проехал по ней довольно большое расстояние… и, наконец, поднялся наверх. склон." Все это время, по словам Кэмерона, он не видел ни рыб, ни каких-либо живых существ длиной более дюйма (2,54 см): «Единственными свободными пловцами, которых я видел, были маленькие амфиподы » – похожие на креветок питающиеся с дна. [134]
Целью экспедиции «Пять глубин» было тщательное картографирование и посещение самых глубоких точек всех пяти океанов мира к концу сентября 2019 года. [135] 28 апреля 2019 года исследователь Виктор Весково спустился в «Восточный бассейн» бездны Челленджера. в ограничивающем факторе глубоководного аппарата (погружной аппарат модели Triton 36000/2). [136] [137] В период с 28 апреля по 4 мая 2019 года « Ограничивающий фактор» совершил четыре погружения на дно Бездны Челленджера. Четвертое погружение проводилось в чуть менее глубокий «Центральный бассейн» Бездны Челленджера (экипаж: Патрик Лэхи, пилот; Джон Рамзи, субконструктор). Экспедиция «Пять глубин» оценила максимальную глубину в 10 927 м (35 850 футов) ± 8 м (26 футов) и 10 928 м (35 853 фута) ± 10,5 м (34 фута) на ( 11 ° 22'09 дюйма с.ш., 142 ° 35'20 дюйма). E / 11,3693°N 142,5889°E / 11,3693; 142,5889 ) путем прямых измерений давления CTD и обследования рабочей зоны судном обеспечения, Deep Submersible Support Vessel DSSV Pressure Drop , с многолучевой эхолотной системой Kongsberg SIMRAD EM124 . Измеренное CTD давление на глубине морской воды 10 928 м (35 853 футов) составило 1126,79 бар (112,679 МПа; 16 342,7 фунтов на квадратный дюйм). [138] [139] Из-за технической проблемы (беспилотный) сверхглубоководный посадочный модуль « Скафф» , использовавшийся экспедицией «Пять глубин», оставался на дне в течение двух с половиной дней, прежде чем его спас « Ограничивающий фактор» (экипаж: Патрик Лэхи). , пилот; Джонатан Струве, специалист DNV GL ) с расчетной глубины 10 927 м (35 850 футов). [140] [139] Собранные данные были опубликованы с оговоркой, что они подлежат дальнейшему анализу и, возможно, могут быть пересмотрены в будущем. Данные будут переданы в рамках инициативы GEBCO Seabed 2030. [141] [137] [142] [143] [144] Позже в 2019 году, после анализа батиметрических данных и нескольких записей датчиков, сделанных DSV Limiting Factor и сверхглубоководными спускаемыми аппаратами Closp , Flere и Skaff , Экспедиция «Пять глубин» пересмотрела максимальную глубину до 10 925 м (35 843 футов) ± 4 м (13 футов). [145]
Экспедиция Caladan Oceanic «Огненное кольцо» в Тихом океане включала шесть пилотируемых спусков и двадцать пять развертываний посадочных аппаратов во всех трех бассейнах Бездны Челленджера, все пилотируемые Виктором Весково , а также дальнейшее топографическое исследование и исследование морской жизни всей Бездны Челленджера. [146] В экспедиции использовались глубоководное судно поддержки DSSV , глубоководный аппарат DSV Limiting Factor и сверхглубоководные посадочные аппараты Closp , Flere и Skaff . Во время первого пилотируемого погружения 7 июня 2020 года Виктор Весково и бывший астронавт США (и бывший администратор NOAA) Кэтрин Д. Салливан спустились в «Восточный бассейн» Глубины Челленджера в ограничивающем факторе глубоководного аппарата . [147] [148]
12 июня 2020 года Виктор Весково и альпинистка и исследовательница Ванесса О'Брайен спустились в «Восточный бассейн» Бездны Челленджера, потратив три часа на картографирование дна. О'Брайен рассказала, что в ходе своего погружения она просканировала около мили пустынного дна и обнаружила, что поверхность не плоская, как считалось раньше, а имеет уклон примерно 18 футов (5,5 м ) на милю, что подлежит проверке. [149] [150] [151] [152] 14 июня 2020 года Виктор Весково и Джон Рост спустились в «Восточный бассейн» Глубины Челленджера в ограничивающем факторе глубоководного аппарата , проведя четыре часа на глубине и пройдя через дно. почти на 2 мили. [153] 20 июня 2020 года Виктор Весково и Келли Уолш спустились в «Западный бассейн» Бездны Челленджера в ограничивающем факторе глубоководного аппарата , проведя на дне четыре часа. Они достигли максимальной глубины 10 923 м (35 837 футов). Келли Уолш — сын капитана «Триеста» Дона Уолша , который приехал туда в 1960 году вместе с Жаком Пиккаром . [154] [155] 21 июня 2020 года Виктор Весково и исследователь Океанографического института Вудс-Хоул Ин-Цонг Линь спустились в «центральный бассейн» бездны Челленджера в ограничивающем факторе глубоководного аппарата . Они достигли максимальной глубины 10 915 м (35 810 футов) ± 4 м (13 футов). [156] [157] [158] 26 июня 2020 года Виктор Весково и Джим Виггинтон спустились в «Восточный бассейн» Глубины Челленджера в рамках ограничивающего фактора глубоководного аппарата . [159]
Fendouzhe (奋斗者, Striver ) — китайский пилотируемый глубоководный аппарат, разработанный Китайским научно-исследовательским центром кораблей (CSSRC). С 10 октября по 28 ноября 2020 года он совершил тринадцать погружений в Марианской впадине в рамках программы испытаний. Из них восемь привели к глубине более 10 000 м (32 808 футов). 10 ноября 2020 года дно Бездны Челленджера достигло судно Fendouzhe с тремя китайскими учёными (Чжан Вэй 张伟 [пилот], Чжао Ян 赵洋 и Ван Чжицян 王治强) на борту во время прямой трансляции спуска на заявленную глубину 10 909 м (35 791 фут). [160] [161] Это делает Fendouzhe четвертым обитаемым подводным аппаратом, добившимся успешного спуска. Прочный корпус Fendouzhe , изготовленный из недавно разработанного титанового сплава, помимо технического оборудования предлагает место для трех человек. [162] Fendouzhe оснащен камерами норвежского производителя Imenco. [163] По словам Е Цуна 叶聪, главного конструктора подводного аппарата, целью погружения Китая являются не только научные исследования, но и будущее использование глубоководных ресурсов морского дна. [164] [165]
28 февраля 2021 года экспедиция Caladan Oceanic «Огненное кольцо 2» прибыла к Бездне Челленджера и провела пилотируемые спуски и развертывание посадочных модулей в Бездну Челленджера. [166] Вначале (беспилотный) сверхглубоководный посадочный модуль «Скафф» был развернут для сбора данных о толще воды с помощью CTD для экспедиции. На месте исследовались последствия столкновения Тихоокеанской плиты с Филиппинской плитой. 1 марта 2021 года первый пилотируемый спуск в восточный бассейн совершили Виктор Весково и Ричард Гэрриот . [167] Гэрриот стал 17-м человеком, спустившимся на дно. [168] [169] 2 марта 2021 года спуск в восточный бассейн совершили Виктор Весково и Михаил Дубно . [169] [170] 5 марта спуск к восточному бассейну совершили Виктор Весково и Хэмиш Хардинг . [171] Они пересекли дно Бездны Челленджера. [172] [173] 11 марта 2021 года спуск к Западному бассейну совершили Виктор Весково и морской ботаник Николь Ямасе. [174] 13 апреля 2021 года спуск совершили эксперт по глубоководным погружным операциям Роб МакКаллум и Тим Макдональд, которые пилотировали погружение. [175] [176] [177] В 2021 году запланирован спуск с гражданином Японии. [178] Все пилотируемые спуски проводились в глубоководном аппарате DSV Limiting Factor .
В июле 2022 года четвертый год подряд система глубокого погружения Caladan Oceanic, состоящая из глубоководного аппарата DSV Limiting Factor, поддерживаемого базовым кораблем DSSV Pressure Drop , вернулась на Бездну Челленджера для погружений в Бездну Челленджера. [179] В начале июля 2022 года к Виктору Весково присоединился Аарон Ньюман в качестве специалиста миссии по погружению в Центральный бассейн. [180] 5 июля 2022 года Тим Макдональд в качестве пилота и Джим Китчен в качестве специалиста миссии совершили погружение в Восточный бассейн. [181] 8 июля 2022 года к Виктору Весково присоединился Дилан Тейлор в качестве специалиста миссии по погружению в Восточный бассейн. [182] К Виктору Весково (для его 15-го погружения в Бездну Челленджера) присоединилась географ и океанограф Доун Райт в качестве специалиста миссии во время погружения 12 июля 2022 года на глубину 10 919 м (35 823 фута) в Западном бассейне. [183] [184] Райт управлял первым в мире гидролокатором бокового обзора, который когда-либо работал на глубине океана, чтобы получить подробные изображения вдоль коротких разрезов южной стены Западного бассейна. [185] [186]
Дистанционно-управляемый аппарат (ДУА) « Кайко» совершил множество беспилотных спусков в Марианскую впадину со своего корабля обеспечения RV « Йокосука » в ходе двух экспедиций в 1996 и 1998 годах . [187] С 29 февраля по 4 марта ТПА « Кайко» совершил три погружения в центральный бассейн: Кайко № 21 – Кайко № 23, . Глубины варьировались от 10 898 метров (35 755 футов) на 11 ° 22,536'N 142 ° 26,418'E / 11,375600 ° N 142,440300 ° E / 11,375600; 142,440300 , до 10 896 метров (35 748 футов) на 11 ° 22,59' с.ш., 142 ° 25,848' в.д. / 11,37650 ° с.ш., 142,430800 ° в.д. / 11,37650; 142,430800 ; погружения № 22 и № 23 на север и погружение № 21 к северо-востоку от самых глубоких вод центрального бассейна . [188] Во время измерений 1996 года температура (температура воды увеличивается на большой глубине из-за адиабатического сжатия), соленость и давление воды на станции отбора проб составляли 2,6 °C (36,7 °F), 34,7 ‰ и 1113 бар (111,3 МПа; 16 140). фунтов на квадратный дюйм) соответственно на глубине 10 897 м (35 751 фут). [189] Японский роботизированный глубоководный зонд «Кайко» побил рекорд глубины среди беспилотных зондов, когда он приблизился к исследованному дну бездны Челленджера. Созданный Японским агентством морских наук и технологий о Земле (JAMSTEC) , это был один из немногих действующих глубоководных зондов без экипажа, который мог погружаться на глубину более 6000 метров (20 000 футов). Манометр измерил глубину 10 911,4 м (35 799 футов) ± 3 м (10 футов) при 11 ° 22,39' с.ш., 142 ° 35,54' в.д. / 11,37317 ° с.ш., 142,59233 ° в.д. / 11,37317; Считается, что 142,59233 для Бездны Челленджера является наиболее точным измерением, принятым на тот момент. [190] [10] Другой источник утверждает, что наибольшая глубина, измеренная Кайко в 1996 году, составила 10 898 м (35 755 футов) при 11 ° 22,10'N 142 ° 25,85'E / 11,36833 ° N 142,43083 ° E / 11,36833; 142,43083 и 10,907 м (35,784 футов) на 11 ° 22,95'N 142 ° 12,42'E / 11,38250 ° N 142,20700 ° E / 11,38250; 142,20700 в 1998 году . [10] ROV Kaiko был первым транспортным средством, посетившим дно Бездны Челленджера после погружения батискафа « Триест» в 1960 году, и первым успехом в отборе проб донных отложений/грязи траншеи, из которых Кайко получил более 360 образцов. [191] В образцах было идентифицировано около 3000 различных микробов. [192] [193] [189] Кайко погиб в море у острова Сикоку во время тайфуна Чан-Хом 29 мая 2003 года.
_hydro20100720-full.jpg/1280px-Nereus_(underwater_vehicle)_hydro20100720-full.jpg)
С 2 мая по 5 июня 2009 года на теплоходе « Кило Моана» принимала команду Nereus гибридного дистанционно управляемого аппарата (HROV) Океанографического института Вудс-Хоула ( WHI ) для первых эксплуатационных испытаний Nereus в его 3-тонном привязном режиме ROV. Команду Nereus возглавляли руководитель экспедиции Энди Боуэн из WHOI, Луи Уиткомб из Университета Джонса Хопкинса и Дана Йогергер из WHOI. В состав экспедиции входили главные ученые: биолог Тим Шэнк из WHOI и геолог Патрисия Фрайер из Гавайского университета, которые возглавили научную группу, изучающую батиметрию корабля и организующую научные эксперименты, проводимые «Нереем » . [194] От погружения Nereus #007ROV до глубины 880 м (2887 футов) к югу от Гуама и до погружения #010ROV в бездну Неро на глубине 9050 м (29692 фута) испытания постепенно увеличивали глубину и усложняли деятельность на дне.
При погружении № 011ROV 31 мая 2009 г. Nereus пилотировал подводную миссию продолжительностью 27,8 часов, в ходе которой около десяти часов пересекал восточный бассейн Бездны Челленджера - от южной стены, северо-запада до северной стены - с потоковой передачей живого видео и данных. обратно на свой материнский корабль. Максимальная глубина 10902 м (35768 футов) была зарегистрирована на 11 ° 22,10'N 142 ° 35,48'E / 11,36833 ° N 142,59133 ° E / 11,36833; 142.59133 . Затем НИС Kilo Moana переместилось в западный бассейн, где в ходе 19,3-часового подводного погружения была обнаружена максимальная глубина 10 899 м (35 758 футов) при погружении № 012ROV и при погружении № 014ROV в том же районе (11 ° 19,59 с.ш., 142°). °12,99 восточной долготы) достиг максимальной глубины 10 176 м (33 386 футов). Судну « Нерей » удалось с помощью манипулятора собрать образцы отложений и горных пород из восточного и западного бассейнов для дальнейшего научного анализа. Последнее погружение HROV произошло примерно в 80 морских милях (148,2 км) к северу от Бездны Челленджера, в задней дуге , где они нырнули на 2963 м (9721 фут) в кальдере TOTO (12°42,00 северной широты, 143°31,5 восточной долготы). [195] [196] Таким образом, Nereus стал первым транспортным средством, достигшим Марианской впадины с 1998 года, и самым глубоководным транспортным средством, находившимся на тот момент в эксплуатации. [196] Менеджер проекта и разработчик Энди Боуэн назвал это достижение «началом новой эры в исследовании океана». [196] Нерей , в отличие от Кайко , не нуждался в питании или управлении с помощью кабеля, подключенного к кораблю на поверхности океана. [197] [77] [196] [198] [199] [195] Аппарат HROV Nereus был потерян 10 мая 2014 года во время погружения на глубину 9900 метров (32500 футов) в желобе Кермадек . [200]
В июне 2008 года Японское агентство по морским наукам и технологиям о Земле (JAMSTEC) направило исследовательское судно Kairei в район Гуама для круиза KR08-05, этап 1 и этап 2. 1–3 июня 2008 г., во время этапа 1, Японский роботизированный глубоководный зонд ABISMO (мобильный автоматический осмотр дна и отбор проб) при погружениях 11–13 почти достиг дна примерно в 150 км (93 мили) к востоку от бездны Челленджера: «К сожалению, мы не смогли погрузиться на морское дно, потому что Устаревший первичный кабель системы Кайко был немного коротким. Гравитационный пробоотборник длиной 2 м был сброшен в свободном падении, и были получены образцы отложений длиной 1,6 м. На различных глубинах также было получено двенадцать бутылок с пробами воды. ..» Погружение № 14 компании ABISMO было в кальдеру TOTO (12°42,7777 с.ш., 143°32,4055 в.д.), примерно в 60 морских милях к северо-востоку от самых глубоких вод центрального бассейна впадины Челленджера, где они получили видео гидротермального шлейфа. [201] После успешных испытаний на глубине 10 000 м (32 808 футов) ROV ABISMO от JAMSTEC на короткое время стал единственным существующим ROV, рассчитанным на полную глубину океана. 31 мая 2009 года к ABISMO присоединился HROV Nereus Океанографического института Вудс-Хоула как единственные из существующих двух действующих аппаратов с дистанционным управлением, способных работать на полной глубине океана. Во время самого глубокого погружения ROV ABISMO по морским тропам его манометр измерил глубину 10 257 м (33 652 фута) ± 3 м (10 футов) в «Зоне 1» (около 12 ° 43 'северной широты, 143 ° 33' восточной долготы). [202] [203]
Второй этап под руководством главного ученого Такаси Мурашимы работал на Бездне Челленджера 8–9 июня 2008 года, испытывая новую систему швартовки свободного падения JAMSTEC на всю глубину океана, то есть посадочный модуль . Посадочный модуль был успешно испытан дважды на глубине 10 895 м (35 745 футов), сняв видеоизображения и отбор проб отложений на координатах 11 ° 22,14' с.ш., 142 ° 25,76' в.д. / 11,36900 ° с.ш., 142,42933 ° в.д. / 11,36900; 142.42933 , в центральном бассейне Бездны Челленджера. [204]
23 мая 2016 года китайский подводный аппарат Haidou-1 погрузился на глубину 10 767 м (35 325 футов) в неизвестном месте в Марианской впадине, в результате чего Китай стал третьей страной после Японии (ROV Kaikō ) и США (HROV Nereus ) . , чтобы развернуть ROV на всю глубину океана. Это автономное и дистанционно управляемое транспортное средство имеет расчетную глубину 11 000 м (36 089 футов). [205]
8 мая 2020 года российский подводный аппарат «Витязь-Д» погрузился на глубину 10 028 м (32 900 футов) в неизвестном месте в Марианской впадине. [206]
В сводном отчете экспедиции HMS Challenger перечислены радиолярии из двух проб, взятых при первом обнаружении Бездны Челленджера. [207] О них ( Nassellaria и Spumellaria ) сообщалось в «Отчете о радиоляриях» (1887 г.) [208] , написанном Эрнстом Геккелем .
Во время спуска в 1960 году экипаж «Триеста» заметил , что дно состоит из диатомового ила, и сообщил, что наблюдал «какой-то тип камбалы», лежащей на морском дне. [209]
И когда мы приближались к этой последней сажени, я увидел чудесную вещь. Прямо под нами на дне лежала какая-то камбала , напоминающая камбалу , около 30 см в длину и 15 см в поперечнике. Когда я увидел его, его два круглых глаза на макушке заметили нас – стального монстра – вторгающегося в его безмолвное царство. Глаза? Зачем ему глаза? Просто чтобы увидеть фосфоресценцию? Прожектор, освещавший его, был первым настоящим светом, когда-либо проникавшим в это царство хадалов. Здесь, в одно мгновение, был получен ответ, который биологи просили десятилетиями. Может ли жизнь существовать на величайших глубинах океана? Это могло бы! И дело не только в этом, судя по всему, это была настоящая костистая костистая рыба, а не примитивный скат или пластиножаберный . Да, высокоразвитое позвоночное животное, по стреле времени очень близкое к самому человеку. Медленно, чрезвычайно медленно эта камбала уплыла. Двигаясь по дну, частично в иле, частично в воде, он исчез в своей ночи. Медленно – возможно, на дне моря все происходит медленно – мы с Уолшем пожали друг другу руки. [210]
Многие морские биологи теперь скептически относятся к этому предполагаемому наблюдению, и предполагается, что это существо могло быть морским огурцом . [211] [212] Видеокамера на борту зонда «Кайко» зафиксировала на дне морской огурец, чешуйчатого червя и креветку . [213] [214] На дне Бездны Челленджера зонд «Нерей» заметил одного многощетинкового червя (многоногого хищника) длиной около дюйма. [215]
Анализ образцов отложений, собранных Кайко , обнаружил большое количество простых организмов на высоте 10 900 м (35 800 футов). [216] Хотя известно, что подобные формы жизни существуют в более мелких океанских впадинах (> 7000 м) и на абиссальной равнине , формы жизни, обнаруженные в Бездне Челленджера, возможно, представляют собой таксоны , отличные от таксонов в более мелких экосистемах.
Большинство собранных организмов представляли собой простые фораминиферы с мягким панцирем (432 вида по данным National Geographic [217] ), а четыре других представляли виды сложных, многокамерных родов Leptohalysis и Reophax . Восемьдесят пять процентов образцов представляли собой органические аллогромиииды с мягкой оболочкой , что необычно по сравнению с образцами организмов, обитающих в отложениях, из других глубоководных сред, где процент фораминифер с органическими стенками колеблется от 5% до 20%. Поскольку мелким организмам с твердым известковым панцирем трудно расти на экстремальных глубинах из-за высокой растворимости карбоната кальция в воде под давлением, ученые предполагают, что преобладание организмов с мягким панцирем в Бездне Челленджера могло быть результатом типичной биосферы , существовавшей тогда. Бездна Челленджера была мельче, чем сейчас. В течение шести-девяти миллионов лет, когда Бездна Челленджера выросла до нынешней глубины, многие виды, присутствующие в отложениях, вымерли или не смогли адаптироваться к возрастающему давлению воды и изменяющейся окружающей среде. [218]
17 марта 2013 года исследователи сообщили о данных, свидетельствующих о том, что в Бездне Челленджера процветают пьезофильные микроорганизмы. [219] [220] Другие исследователи сообщили о похожих исследованиях, согласно которым микробы процветают внутри горных пород на глубине до 579 м (1900 футов) ниже морского дна, на глубине 2591 м (8500 футов) океана у побережья северо-запада Соединенных Штатов. [219] [221] По словам одного из исследователей: «Микробы можно найти повсюду – они чрезвычайно адаптируются к условиям и выживают, где бы они ни находились». [219]
{{cite book}}: |website=игнорируется ( помощь )
11 ° 22,4' с.ш., 142 ° 35,5' в.д. / 11,3733 ° с.ш., 142,5917 ° в.д. / 11,3733; 142,5917