Бездна Челленджера — самая глубокая известная точка морского дна Земли , расположенная в западной части Тихого океана у южного конца Марианской впадины , на океанической территории Федеративных Штатов Микронезии .
В справочнике названий подводных объектов GEBCO указано, что объект расположен в точке с координатами 11°22,4′ с. ш. 142°35,5′ в. д. / 11,3733° с. ш. 142,5917° в. д. / 11,3733; 142,5917 и имеет максимальную глубину 10 920 ± 10 м (35 827 ± 33 фута) ниже уровня моря . [1] Последующее исследование пересмотрело значение до 10 935 ± 6 м (35 876 ± 20 футов) с 95% доверительным интервалом . [2] Однако точное географическое положение и глубина остаются неопределенными, современные измерения варьируются от 10 903 до 11 009 м (от 35 771 до 36 119 футов). [3]
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 ее рекордную глубину. [4] Первый спуск на любом транспортном средстве был совершен батискафом Trieste в январе 1960 года. По состоянию на июль 2022 года в Бездну Челленджера спустились[обновлять] 27 человек .
Challenger Deep — это относительно небольшая щелевидная впадина на дне значительно большего полумесяцеобразного океанического желоба , который сам по себе является необычно глубокой особенностью на дне океана. Challenger Deep 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 кулисообразно с запада на восток, разделенных холмами между бассейнами высотой от 200 до 300 м (от 660 до 980 футов). Три бассейна простираются примерно на 48 км (30 миль) с запада на восток, если измерять по изобатам 10 650 м (34 941 фут) . [5] Как в западном, так и в восточном бассейнах зарегистрированы глубины (по данным гидролокационной батиметрии), превышающие 10 920 м (35 827 футов), в то время как центральный бассейн немного менее глубокий. [6] Ближайшая земля к Challenger Deep — это остров Фаис (один из внешних островов Япа ), в 287 км (178 миль) к юго-западу, и Гуам , в 304 км (189 миль) к северо-востоку. [7] Детальное гидролокационное картирование западного, центрального и восточного бассейнов в июне 2020 года с помощью DSSV Pressure Drop в сочетании с пилотируемыми спусками показало, что они волнистые со склонами и грудами камней над слоем пелагического ила . Это соответствует описанию Challenger Deep как состоящего из вытянутого участка морского дна с отдельными подбассейнами или заполненными осадками бассейнами. [8]
На протяжении многих лет в поисках и исследовании местоположения максимальной глубины мирового океана участвовало множество различных судов, и эти исследования продолжаются и в двадцать первом веке. [9]
Точность определения географического местоположения и ширина луча (многолучевых) эхолотных систем ограничивают горизонтальное и вертикальное разрешение батиметрического датчика , которое гидрографы могут получить из данных на месте. Это особенно важно при зондировании в глубокой воде, поскольку результирующий след акустического импульса становится большим, как только он достигает далекого морского дна. Кроме того, на работу сонара влияют изменения скорости звука , особенно в вертикальной плоскости. Скорость определяется модулем объемной упругости воды , массой и плотностью . Модуль объемной упругости зависит от температуры, давления и растворенных примесей (обычно солености ).
В 1875 году во время своего перехода от островов Адмиралтейства в архипелаге Бисмарка до Иокогамы в Японии трехмачтовый парусный корвет HMS Challenger попытался высадиться на Испанских Марианских островах (ныне Гуам ), но был отнесен на запад «сбивающими с толку ветрами», не позволившими его команде «посетить ни Каролинские , ни Ладроны ». [10] Их измененный путь привел их к подводному каньону, который позже стал известен как Бездна Челленджера. Глубинные измерения проводились с помощью маркированной веревки с грузилом Бейли, а географические местоположения определялись с помощью астронавигации (с расчетной точностью в две морские мили). Один из их образцов был взят в пределах пятнадцати миль от самого глубокого места во всех океанах Земли. 23 марта 1875 года на станции отбора проб № 225 корабль HMS Challenger зафиксировал дно на глубине 4475 саженей (26 850 футов ; 8184 м ) (самое глубокое измерение за все три с лишним года его кругосветного плавания на восток) в точке с координатами 11°24′ с. ш. 143°16′ в. д. / 11,400° с. ш. 143,267° в. д. / 11,400; 143,267 — и подтвердил это повторным измерением в том же месте. [9] Случайное открытие самой глубокой впадины Земли первой в истории крупной научной экспедицией, полностью посвященной новой науке океанографии , было невероятно удачей и особенно примечательно по сравнению с третьим по глубине местом на Земле ( Бездна Сирены, всего в 150 морских милях к востоку от Бездны Челленджера), которое оставалось неоткрытым еще 122 года.
Семьдесят пять лет спустя 1140-тонное британское исследовательское судно HMS Challenger II во время своего трехлетнего кругосветного плавания на запад вокруг Земли исследовало экстремальные глубины к юго-западу от Гуама, о которых в 1875 году сообщил его предшественник HMS Challenger . На своем южном пути из Японии в Новую Зеландию (май–июль 1951 года) Challenger II провел обследование Марианской впадины между Гуамом и атоллом Улити , используя сейсмические бомбы и зарегистрировал максимальную глубину 5663 сажени (33 978 футов; 10 356 м). [ необходима цитата ] Глубина была за пределами возможностей эхолота Challenger II для проверки, поэтому они прибегли к использованию натянутой проволоки со «140 фунтами железного лома» и задокументировали глубину 5899 саженей (35 394 фута; 10 788 м). [11] Старший научный сотрудник на борту «Челленджера II» Томас Гаскелл [ 12] вспоминал :
[I]t потребовалось с десяти минут шестого вечера до двадцати семи, то есть полтора часа, чтобы железный груз упал на морское дно. К тому времени, как груз упал, было уже почти темно, но чтение было встречено большим волнением... [13]
В Новой Зеландии команда Challenger II получила помощь от Королевской новозеландской верфи, «которой удалось усилить эхолот для записи на самых больших глубинах». [11] Они вернулись в «Марианскую впадину» (sic) [14] в октябре 1951 года. Используя свой недавно улучшенный эхолот, они провели линии обследования под прямым углом к оси впадины и обнаружили «значительную область глубиной более 5900 саженей (35 400 футов; 10 790 м)» — позже идентифицированную как западный бассейн впадины Challenger . Наибольшая зарегистрированная глубина составила 5940 саженей (35 640 футов; 10 863 м), [15] в точке с координатами 11°19′N 142°15′E / 11.317°N 142.250°E / 11.317; 142.250 . [16] Навигационная точность в несколько сотен метров была достигнута с помощью астронавигации и LORAN-A . Как объяснил Гаскелл, измерение
находился не более чем в 50 милях от места, где Челленджер девятнадцатого века достиг своей самой большой глубины [...] и можно было бы подумать, что судно с названием Челленджер должно поставить печать на работе этой великой пионерской экспедиции в области океанографии. [4]
Термин «Бездна Челленджера» вошел в употребление после кругосветного плавания «Челленджера» в 1951–1952 годах и увековечивает память обоих британских кораблей с таким названием, участвовавших в открытии самой глубокой впадины мирового океана.
В августе 1957 года советское 3248-тонное научно-исследовательское судно Института геохимии имени Вернадского «Витязь» зарегистрировало максимальную глубину 11 034 ± 50 м (36 201 ± 164 фута) в точке с координатами 11°20,9′ с. ш. 142°11,5′ в. д. / 11,3483° с. ш. 142,1917° в. д. / 11,3483; 142,1917 в западной котловине впадины Челленджера во время краткого транзита в этом районе в ходе 25-го рейса. Оно вернулось в 1958 году в 27-м рейсе для проведения детальной однолучевой батиметрической съемки, включающей более дюжины трансект впадины, с обширным обследованием западной котловины и быстрым взглядом в восточную котловину. [17] [18] Фишер регистрирует в общей сложности три местоположения зонда «Витязь » на рис. 2 «Траншеи» (1963), одно в пределах ярдов от местоположения 142°11.5' в. д., а третье в 11°20.0′ с. ш. 142°07′ в. д. / 11.3333° с. ш. 142.117° в. д. / 11.3333; 142.117 , все с глубиной 11 034 ± 50 м (36 201 ± 164 фута). [19] Глубины считались статистическими выбросами , и глубина более 11 000 м никогда не была доказана. Тайра сообщает, что если бы глубина « Витязя » была скорректирована с помощью той же методологии, которая использовалась японской экспедицией на научно-исследовательском судне «Хакухо Мару» в декабре 1992 года, то она была бы представлена как 10 983 ± 50 м (36 033 ± 164 фута) [20] , в отличие от современных глубин, полученных с помощью многолучевых эхолотов, которые превышают 10 900 метров (35 800 футов) с принятым NOAA максимумом 10 995 ± 10 м (36 073 ± 33 фута) в западном бассейне. [21] [22]
Первая окончательная проверка как глубины, так и местоположения впадины Челленджера (западный бассейн) была определена доктором Р. Л. Фишером из Института океанографии Скриппса на борту 325-тонного исследовательского судна Stranger . Используя взрывные зондирования, они зарегистрировали 10 850 ± 20 м (35 597 ± 66 футов) в/около 11°18′N 142°14′E / 11.300°N 142.233°E / 11.300; 142.233 в июле 1959 года. Stranger использовал небесные и LORAN-C для навигации. [23] [24] Навигация LORAN-C обеспечивала географическую точность 460 м (1509 футов) или лучше. [25] Согласно другому источнику, НИС « Стрейнджер» с помощью бомбового зондирования обнаружил максимальную глубину 10 915 ± 10 м (35 810 ± 33 фута) в точке с координатами 11°20,0′ с.ш. 142°11,8′ в.д. / 11,3333° с.ш. 142,1967° в.д. / 11,3333; 142,1967 . [9] Расхождения между географическим положением (широта/долгота) самых глубоких точек « Стрейнджера » и данными более ранних экспедиций ( Челленджер II 1951; Витязь 1957 и 1958) «вероятно, вызваны неопределенностями в определении положения судов». [26] Северно -южная зигзагообразная съемка Стрейнджера прошла далеко к востоку от восточного бассейна в южном направлении и далеко к западу от восточного бассейна в северном направлении, таким образом, не смогла обнаружить восточный бассейн Challenger Deep. [27] Максимальная глубина, измеренная вблизи долготы 142°30'E, 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 двух других бассейнов. Стрейнджер дважды пересек центральный бассейн, измерив максимальную глубину 10 830 ± 20 м (35 531 ± 66 футов) в районе 142°22'E. В западной части центрального бассейна (приблизительно 142°18' в. д.) они зафиксировали глубину 10 805 ± 20 м (35 449 ± 66 футов). [28] [ неудачная проверка ] Западный бассейн получил четыре трансекты от Stranger , зафиксировавшие глубины 10 830 ± 20 м (35 531 ± 66 футов) по направлению к центральному бассейну, недалеко от того места, где Trieste нырнул в 1960 году (окрестности 11°18.5′N 142°15.5′E / 11.3083°N 142.2583°E / 11.3083; 142.2583 , и где Challenger II в 1950 году зафиксировал 10 863 ± 35 м (35 640 ± 115 футов). В дальнем западном конце западного бассейна (около 142°11'E) Stranger зафиксировал 10 850 ± 20 м (35 597 ± 66 футов), примерно в 6 км к югу от места, где находится Витязь зафиксировано 11 034 ± 50 м (36 201 ± 164 фута) в 1957–1958 годах. Фишер заявил: «различия в глубинах Витязя [sic] и Странджера – Челленджера II можно объяснить использованной функцией коррекции скорости [звука]». [26] После исследования Бездны Челленджера Странджер направился к Филиппинской впадине и пересек ее более двадцати раз в августе 1959 года, обнаружив максимальную глубину 10 030 ± 10 м (32 907 ± 33 фута), и таким образом установил, что Бездна Челленджера была примерно на 800 метров (2600 футов) глубже Филиппинской впадины. [29] Исследования, проведенные Stranger в 1959 году в Бездне Челленджера и Филиппинской впадине, дали ВМС США информацию о подходящем месте для рекордного погружения Trieste в 1960 году. [30]
Экспедиция Proa, этап 2 , вернула Фишера в Бездну Челленджера 12–13 апреля 1962 года на борту исследовательского судна Scripps Spencer F. Baird (ранее большой буксир армии США со стальным корпусом LT-581 ) и использовала точный регистратор глубины (PDR) для проверки ранее зарегистрированных экстремальных глубин. Они зафиксировали максимальную глубину 10 915 метров (35 810 футов) (местоположение не указано). [31] Кроме того, в точке «H-4» в Бездне Челленджера экспедиция провела три замера глубины с помощью натянутого троса: 12 апреля первый замер был на глубине 5078 саженей (с поправкой на угол наклона троса) 9287 метров (30 469 футов) в точке с координатами 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 года исследовательские суда США регистрировали замеры глубины в саженях). Второй заброс, также 12 апреля, составил 5000 + саженей в 11°20.5′N 142°22.5′E / 11.3417°N 142.3750°E / 11.3417; 142.3750 в центральном бассейне. 13 апреля последний заброс зафиксировал 5297 саженей (с поправкой на угол провода) 9687 метров (31781 фут) в 11°17.5′N 142°11′E / 11.2917°N 142.183°E / 11.2917; 142.183 (западный бассейн). [32] Их прогнал ураган всего через два дня на месте. И снова Фишер полностью пропустил восточную впадину Challenger Deep, которая, как позже выяснилось, содержала самые глубокие глубины.
Институт океанографии Скриппса направил 1490-тонное принадлежащее ВМС исследовательское судно Thomas Washington (AGOR-10) с гражданским экипажем в Марианскую впадину в ходе нескольких экспедиций с 1975 по 1986 год. Первой из них была экспедиция Eurydice, Leg 8 , которая вернула Фишера в западную впадину Челленджера с 28 по 31 марта 1975 года. [33] Thomas Washington установил геодезическое позиционирование с помощью ( SATNAV ) с гироскопом Autolog и EM Log. Батиметрические данные были получены с помощью 12 кГц Precision Depth Recorder (PDR) с одним лучом 60°. Они нанесли на карту один, «возможно, два», осевых бассейна глубиной 10 915 ± 20 м (35 810 ± 66 футов). [34] [35] Пять драг были подняты 27–31 марта, все в или немного севернее самых глубоких глубин западного бассейна. Фишер отметил, что это обследование Challenger Deep (западный бассейн) «не дало ничего, что могло бы подтвердить, и многое, чтобы опровергнуть недавние заявления о глубинах там более 10 915 ± 20 м (35 810 ± 66 футов)». [36] Хотя Фишер пропустил восточный бассейн Challenger Deep (в третий раз), он сообщил о глубокой впадине примерно в 150 морских милях к востоку от западного бассейна. Подъем драг 25 марта в точке с координатами 12°03.72′N 142°33.42′E / 12.06200°N 142.55700°E / 12.06200; 142.55700 достигло 10 015 метров (32 858 футов), что на 22 года опередило открытие впадины HMRG Deep/ Sirena Deep в 1997 году. [37] Самые глубокие воды впадины HMRG Deep/Sirena Deep на глубине 10 714 ± 20 м (35 151 ± 66 футов) сосредоточены в районе 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 места, где 25 марта 1975 года Фишер провел драгу глубиной 10 015 метров (32 858 футов).
На третьем этапе экспедиции INDOPAC Института океанографии Скриппса [38] главный научный сотрудник, доктор Джозеф Л. Рид, и океанограф Арнольд В. Мэнтила совершили гидрозаброс свободного аппарата [39] (специального бентического посадочного модуля (или «камеры с наживкой») для измерения температуры и солености воды) 27 мая 1976 года в западную впадину впадины Челленджера, «Станцию 21», в точке с координатами 11°19,9′ с. ш. 142°10,8′ в. д. / 11,3317° с. ш. 142,1800° в. д. / 11,3317; 142,1800 на глубине около 10 840 метров (35 560 футов). [40] [41] На 9-м этапе экспедиции INDOPAC под руководством главного ученого А. Аристидеса Яяноса Томас Вашингтон провел девять дней с 13 по 21 января 1977 года, проводя обширное и подробное исследование Бездны Челленджера, в основном с биологическими целями. [42] «Эхолотирование проводилось в основном с помощью однолучевой системы 3,5 кГц, а также некоторое время с использованием эхолота 12 кГц» (система 12 кГц была активирована для тестирования 16 января). [43] Бентический посадочный модуль был спущен в западный бассейн ( 11°19.7′N 142°09.3′E / 11.3283°N 142.1550°E / 11.3283; 142.1550 ) 13 января, опустился на дно на глубине 10 663 метров (34 984 фута) и был поднят 50 часов спустя в поврежденном состоянии. Быстро отремонтированный, он был снова опущен 15-го числа на глубину 10 559 метров (34 642 фута) на 11°23.3′N 142°13.8′E / 11.3883°N 142.2300°E / 11.3883; 142.2300 . Он был поднят 17-го числа с отличной фотографией амфипод (креветок) из западного бассейна Challenger Deep. Бентосный посадочный модуль был опущен в третий и последний раз 17-го числа в точке с координатами 11°20.1′N 142°25.2′E / 11.3350°N 142.4200°E / 11.3350; 142.4200 , в центральном бассейне на глубине 10 285 метров (33 743 фута). Бентосный посадочный модуль не был поднят и может оставаться на дне в районе 11°20.1′N 142°25.2′E / 11.3350°N 142.4200°E / 11.3350; 142.4200 . Свободные ловушки и ловушки, удерживающие давление, были опущены в восьми местах с 13 по 19 января в западном бассейне на глубинах от 7353 до 10 715 метров (24 124–35 154 футов). Как свободные ловушки, так и ловушки, удерживающие давление, принесли хорошие образцы амфипод для изучения. Хотя судно ненадолго посетило район восточного бассейна, экспедиция не признала его потенциально самым глубоким из трех бассейнов Challenger Deep. [44]
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. [45] Судно проследовало к югу и западу от восточной котловины и зафиксировало глубины от 5093 до 7182 метров (16709–23563 футов). Еще один промах. На восьмом этапе Марианской экспедиции под руководством главного ученого Яяноса Томас Вашингтон снова участвовал с 12 по 21 декабря 1978 года в интенсивном биологическом исследовании западной и центральной котловин Бездны Челленджера. [46] Четырнадцать ловушек и ловушек, удерживающих давление, были опущены на глубину от 10455 до 10927 метров (34301–35850 футов); наибольшая глубина была на 11°20.0′N 142°11.8′E / 11.3333°N 142.1967°E / 11.3333; 142.1967 . Все записи на глубине более 10 900 м были в западном бассейне. Глубина 10 455 метров (34 301 фут) была самой восточной на 142°26.4' E (в центральном бассейне), примерно в 17 км к западу от восточного бассейна. Опять же, сосредоточенные усилия на известных областях экстремальных глубин (западный и центральный бассейны) были настолько плотными, что восточный бассейн снова был пропущен этой экспедицией. [47]
С 20 по 30 ноября 1980 года Томас Вашингтон находился на месте в западном бассейне Бездны Челленджера в рамках седьмого этапа экспедиции Рамы , снова с главным научным сотрудником доктором А. А. Яяносом. [48] Яянос руководил Томасом Вашингтоном в, возможно, самом обширном и широкомасштабном из всех однолучевых батиметрических исследований Бездны Челленджера, когда-либо предпринятых, с десятками транзитов западного бассейна и простирающихся далеко в заднюю дугу Бездны Челленджера (на север), со значительными экскурсиями в Тихоокеанскую плиту (на юг) и вдоль оси желоба на восток. [49] Они вытащили восемь драг в западном бассейне на глубины от 10 015 до 10 900 метров (32 858–35 761 фут), и между вытягиваниями забросили тринадцать свободных вертикальных ловушек. Драгирование и ловушки были предназначены для биологического исследования дна. В первом успешном извлечении живого животного из Бездны Челленджера 21 ноября 1980 года в западном бассейне в точке с координатами 11°18.7′N 142°11.6′E / 11.3117°N 142.1933°E / 11.3117; 142.1933 , Яянос извлек живого амфипода с глубины около 10 900 метров с помощью герметичной ловушки. [50] И снова, за исключением краткого взгляда на восточный бассейн, все батиметрические и биологические исследования были проведены в западном бассейне. [51]
На третьем этапе экспедиции 76010303 Гавайского института геофизики (HIG) 156-футовое (48 м) исследовательское судно Kana Keoki покинуло Гуам в первую очередь для сейсмического исследования района впадины Челленджера под руководством главного ученого Дональда М. Хассонга. [52] Судно было оснащено воздушными пушками (для сейсмического зондирования отраженных волн глубоко в мантии Земли ), магнитометром , гравиметром , гидролокаторами 3,5 кГц и 12 кГц и точными глубинными регистраторами. Они прошли впадину с востока на запад, собирая однолучевые батиметрические данные, магнитные и гравитационные измерения, и использовали воздушные пушки вдоль оси желоба, а также в задней и передней дугах с 13 по 15 марта 1976 года. Оттуда они направились на юг к плато Онтонг-Ява . Все три глубокие впадины впадины Челленджера были охвачены, но Кана Кеоки зарегистрировал максимальную глубину 7800 м (25 591 фут). [53] Сейсмическая информация, полученная в ходе этого исследования, сыграла важную роль в понимании субдукции Тихоокеанской плиты под Филиппинскую морскую плиту . [54] В 1977 году Кана Кеоки вернулся в район впадины Челленджера для более широкого охвата преддуги и тыла.
Гидрографический департамент Агентства по безопасности на море Японии (JHOD) направил недавно введенное в эксплуатацию 2600-тонное исследовательское судно Takuyo (HL 02) в Бездну Челленджера 17–19 февраля 1984 года. [55] Takuyo был первым японским судном, оснащенным новым узколучевым многолучевым гидролокационным эхолотом SeaBeam , и был первым исследовательским судном с возможностью многолучевого зондирования, которое обследовало Бездну Челленджера. Система была настолько новой, что JHOD пришлось разработать собственное программное обеспечение для построения батиметрических карт на основе цифровых данных SeaBeam. [56] Всего за три дня они отследили 500 миль линий зондирования и покрыли около 140 км 2 Бездны Челленджера с помощью многолучевой эхолотизации. Под руководством главного ученого Хидео Нисиды они использовали данные CTD о температуре и солености из верхних 4500 метров (14 764 фута) водной толщи для коррекции измерений глубины, а затем консультировались с Институтом океанографии Скриппса (включая Фишера) и другими экспертами GEBCO для подтверждения своей методологии коррекции глубины. Они использовали комбинацию систем NAVSAT , LORAN-C и OMEGA для геодезического позиционирования с точностью лучше 400 метров (1300 футов). Самое глубокое зарегистрированное местоположение составило 10 920 ± 10 м (35 827 ± 33 фута) в точке с координатами 11°22.4′N 142°35.5′E / 11.3733°N 142.5917°E / 11.3733; 142.5917 ; впервые документально зафиксировав восточную котловину как самую глубокую из трех эшелонированных бассейнов. [57] В 1993 году GEBCO признала глубину 10 920 ± 10 м (35 827 ± 33 фута) самой большой глубиной мирового океана. [58] Технологические достижения, такие как усовершенствованный многолучевой сонар, станут движущей силой в раскрытии тайн Бездны Челленджера в будущем.
Исследовательское судно Скриппса Thomas Washington вернулось в Challenger Deep в 1986 году во время экспедиции Papatua, Leg 8 , установив один из первых коммерческих многолучевых эхолотов, способных проникать в самые глубокие впадины, а именно 16-лучевой Seabeam "Classic". Это дало главному научному сотруднику Яяносу возможность пройти Challenger Deep с самым современным оборудованием для измерения глубины. В течение предполуночных часов 21 апреля 1986 года многолучевой эхолот создал карту дна Challenger Deep с полосой шириной около 5–7 миль. Максимальная зарегистрированная глубина составила 10 804 метра (35 446 футов) (местоположение глубины недоступно). Яянос отметил: "Неизгладимое впечатление от этого круиза исходит от мыслей о революционных вещах, которые данные Seabeam могут сделать для глубокой биологии". [59]
22 августа 1988 года принадлежащее ВМС США 1000-тонное исследовательское судно Moana Wave (AGOR-22), эксплуатируемое Гавайским институтом геофизики (HIG), Гавайским университетом , под руководством главного научного сотрудника Роберта К. Танелла из Университета Южной Каролины , прошло на северо-запад через центральный бассейн Challenger Deep, проводя однолучевую батиметрию с помощью своего узкого (30-градусного) эхолота с частотой 3,5 кГц и прецизионного регистратора глубины. В дополнение к гидролокационной батиметрии они взяли 44 гравитационных керна и 21 коробчатый керн донных отложений. Самые глубокие зарегистрированные эхолоты составили от 10 656 до 10 916 метров (34 961–35 814 футов), с наибольшей глубиной в 11°22′N 142°25′E в центральном бассейне. [60] Это было первым указанием на то, что все три бассейна имели глубину более 10 900 метров (35 800 футов).
.jpg/1280px-Hakuho_Maru,_Fremantle,_2019_(06).jpg)
Японское научно-исследовательское судно Hakuhō Maru водоизмещением 3987 тонн , судно, спонсируемое Институтом океанических исследований и Токийским университетом, во время рейса KH-92-5 забросило три сверхглубоких CTD- профилографа Sea-Bird SBE-9 (проводимость-температура-глубина) в поперечную линию через Бездну Челленджера 1 декабря 1992 года. Центральный CTD-профилограф находился в точке с координатами 11°22,78′ с.ш. 142°34,95′ в.д. / 11,37967° с.ш. 142,58250° в.д. / 11,37967; 142,58250 , в восточной котловине, на глубине 10 989 метров (36 053 фута) по данным глубиномера SeaBeam и 10 884 метра (35 709 футов) по данным CTD. Два других CTD были заложены на 19,9 км к северу и на 16,1 км к югу. Hakuhō Maru был оснащен узколучевым многолучевым эхолотом SeaBeam 500 для определения глубины и имел систему Auto-Nav с входами от NAVSAT/NNSS , GPS, доплеровского лага, электромагнитного лага и отображения пути с точностью геодезического позиционирования, приближающейся к 100 метрам (330 футов). [61] При проведении операций CTD в впадине Челленджера они использовали SeaBeam в качестве однолучевого регистратора глубины. В точке с координатами 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 фута), а на 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 свидетельствовать о том, что бассейны могут быть не плоскими осадочными бассейнами , а скорее волнистыми с разницей в 50 метров (160 футов) или более. Тайра сообщил: «Мы посчитали, что была обнаружена впадина глубже, чем рекорд Витязя на 5 метров (16 футов). Существует вероятность, что в Бездне Челленджера существует глубина, превышающая 11 000 метров (36 089 футов) с горизонтальным масштабом, меньшим ширины луча измерений. [62] Поскольку каждый гидролокационный импульс SeaBeam с шириной луча 2,7 градуса расширяется, охватывая круглую область диаметром около 500 метров (1640 футов) на глубине 11 000 метров (36 089 футов), провалы в дне, которые меньше этого размера, было бы трудно обнаружить с платформы, излучающей гидролокатор, находящейся в семи милях выше.
Большую часть 1995 года и в 1996 году Японское агентство по морским и земным наукам и технологиям (JAMSTEC) использовало 4439-тонное исследовательское судно Yokosuka для проведения испытаний и отработки 11 000-метрового дистанционно управляемого аппарата (ROV) Kaikō и 6500-метрового ROV Shinkai. Только в феврале 1996 года, во время круиза Yokosuka Y96-06 , Kaikō был готов к своим первым погружениям на полную глубину. В этом круизе JAMSTEC установил область Бездны Челленджера (11°10' с.ш. - 11°30' с.ш., 141°50' в.д. - 143°00' в.д. - которая позже была признана содержащей три отдельных бассейна/бассейна, расположенных эшелонированно, каждый с глубиной более 10 900 м (35 761 фут)), на которых экспедиции JAMSTEC сосредоточили свои исследования в течение следующих двух десятилетий. [63] [64] На судне Yokosuka использовался 151-лучевой многолучевой эхолот SeaBeam 2112 12 кГц, позволяющий проводить поисковые полосы шириной 12–15 км на глубине 11 000 метров (36 089 футов). Точность определения глубины Seabeam в Йокосуке составляла около 0,1% от глубины воды (т.е. ± 110 метров (361 фут) для глубины 11 000 метров (36 089 футов)). Двойные системы GPS судна обеспечивали геодезическое позиционирование с точностью до двузначного числа метров (100 метров (328 футов) или лучше).
Круиз KR98-01 отправил двухлетнее 4517-тонное глубоководное исследовательское судно JAMSTEC RV Kairei на юг для быстрого, но тщательного исследования глубины Challenger Deep, 11–13 января 1998 года, под руководством главного ученого Кантаро Фудзиоки. Двигаясь в основном вдоль оси желоба 070–250°, они сделали пять 80-километровых батиметрических маршрутов обследования, расположенных на расстоянии около 15 км друг от друга, перекрывая их SeaBeam 2112-004 (который теперь позволял проводить профилирование поддона, проникающее на глубину до 75 м ниже дна), одновременно получая гравитационные и магнитные данные, охватывающие всю Challenger Deep: западную, центральную и восточную котловины. [65] [66] [67]
Kairei вернулся в мае 1998 года, рейс KR98-05, с ROV Kaikō , под руководством главного ученого Джуна Хашимото с геофизическими и биологическими целями. Их батиметрическая съемка с 14 по 26 мая была самой интенсивной и тщательной глубинной и сейсмической съемкой Challenger Deep, выполненной на сегодняшний день. Каждый вечер Kaikō развертывался примерно на четыре часа донного времени для сбора биологических проб, плюс около семи часов вертикального транзитного времени. Когда Kaikō находился на борту для обслуживания, Kairei проводил батиметрические съемки и наблюдения. Kairei разметил сетку области съемки примерно в 130 км с севера на юг на 110 км с востока на запад. [68] Кайко совершил шесть погружений (#71–75) все в одном и том же месте (11°20,8' с.ш., 142°12,35' в.д.), около нижней контурной линии 10 900 метров (35 800 футов) в западном бассейне. [69]
Региональная батиметрическая карта, составленная на основе данных, полученных в 1998 году, 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 ± 36 м (35 787 ± 118 футов) соответственно, что делает восточную впадину самой глубокой из трех. [9]
В 1999 году Kairei повторно посетила Challenger Deep во время рейса KR99-06. Результаты исследований 1998–1999 годов включают первое признание того, что Challenger Deep состоит из трех «правосторонних ступенчатых отдельных бассейнов, ограниченных контурной линией глубины 10 500 метров (34 400 футов). Размеры [каждой из] впадин почти идентичны, 14–20 км в длину, 4 км в ширину». Они пришли к выводу, что «эти три отдельные удлиненные впадины составляют «Challenger Deep», и [мы] идентифицируем их как Восточную, Центральную и Западную впадины. Самая большая глубина, которую мы получили во время картирования полосы, составляет 10 938 метров (35 886 футов) в Западной впадине (11°20.34' с.ш., 142°13.20 в.д.)». [70] Глубина была «получена во время картирования полосы обзора... подтверждена как в направлении с севера на юг, так и в направлении с востока на запад». Поправки к скорости звука были сделаны от XBT до 1800 метров (5900 футов), а CTD ниже 1800 метров (5900 футов).
Поперечные измерения маршрута круиза Кайрей 1999 года показывают, что наибольшие глубины в восточной, центральной и западной впадинах составляют 10 920 ± 10 м (35 827 ± 33 фута), 10 894 ± 14 м (35 741 ± 46 футов) и 10 907 ± 13 м (35 784 ± 43 фута) соответственно, что подтверждает результаты предыдущего исследования. [9]
В 2002 году Kairei повторно посетил Challenger Deep 16–25 октября 2002 года в рамках круиза KR02-13 (совместная исследовательская программа Японии, США и Южной Кореи) под руководством главного ученого Джуна Хашимото; снова с Кадзуёси Хирата, управляющим командой ROV Kaikō . В этом исследовании размер каждой из трех впадин был уточнен до 6–10 км в длину, около 2 км в ширину и более 10 850 м (35 597 футов) в глубину. В отличие от исследований Кайрей 1998 и 1999 годов, детальное исследование 2002 года определило, что самая глубокая точка впадины Челленджера расположена в восточной впадине около 11°22.260′ с. ш. 142°35.589′ в. д. / 11.371000° с. ш. 142.593150° в. д. / 11.371000; 142.593150 , с глубиной 10 920 ± 5 м (35 827 ± 16 футов), расположен 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 плотными, с особенно тщательной перекрестной сеткой восточного бассейна с десятью параллельными путями N–S и E–W на расстоянии менее 250 метров друг от друга. Утром 17 октября началось погружение ROV Kaikō № 272, которое было восстановлено более чем через 33 часа, при этом ROV работал на дне западного бассейна в течение 26 часов (в районе 11°20.148' с.ш., 142°11.774 в.д. на высоте 10 893 м (35 738 футов)). Пять погружений Kaikō последовали ежедневно в тот же район для обслуживания бентосных посадочных модулей и другого научного оборудования, а погружение № 277 было извлечено 25 октября. Ловушки вытащили большое количество амфипод (морских блох), а камеры зафиксировали голотурий ( морских огурцов ), белых полихет (щетинковых червей), трубчатых червей и другие биологические виды. [71] Во время своих исследований 1998, 1999 годов Kairei был оснащен спутниковой радионавигационной системой GPS. Правительство Соединенных Штатов отменило селективную доступность GPS в 2000 году, поэтому во время своего исследования 2002 года Kairei имел доступ к недеградировавшим позиционным услугам GPS и достиг точности геодезического позиционирования в однозначный метр. [9]
.jpg/1280px-RV_Melville_(25635910745).jpg)
Научно-исследовательское судно Melville водоизмещением 2,516 тонн , в то время эксплуатируемое Институтом океанографии Скриппса, взяло на себя шестой этап экспедиции Кука под руководством главного научного сотрудника Патрисии Фрайер из Гавайского университета с острова Гуам 10 февраля 2001 года в Бездну Челленджера для исследования под названием «Исследования субдукционной фабрики в Южной Марианской провинции», включая картографирование с помощью сонара HMR-1, магнитные и гравитационные измерения, а также дноуглубительные работы в районе Марианской дуги. [72] [73] Они охватили все три бассейна, затем отследили линии батиметрии длиной 120 морских миль (222,2 км) с востока на запад, отступая на север от Бездны Челленджера в 12 км (7,5 миль) боковых шагов, покрывая более 90 морских миль (166,7 км) на север в заднюю дугу с перекрывающимися полосами от их многолучевого эхолота SeaBeam 2000 12 кГц и буксируемой системы MR1. Они также собрали магнитную и гравитационную информацию, но не сейсмические данные. Их основным инструментом обследования был буксируемый сонар MR1, [74] мелководный буксируемый батиметрический гидролокатор бокового обзора 11/12 кГц , разработанный и эксплуатируемый Гавайской картографической исследовательской группой (HMRG), исследовательской и эксплуатационной группой в Школе наук об океане и Земле и технологиях Гавайского университета (SOEST) и Гавайском институте геофизики и планетологии (HIGP). MR1 способен исследовать всю глубину океана, предоставляя как данные батиметрии, так и данные бокового обзора.
Седьмой этап экспедиции Кука продолжил исследование тыловой части Марианской впадины с помощью MR-1 с 4 марта по 12 апреля 2001 года под руководством главного научного сотрудника 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 Challenger Deep для проведения исследований. Kilo Moana имеет гражданский экипаж и эксплуатируется SOEST. Оно оснащено двумя многолучевыми эхолотами с дополнительными профилометрами подводного дна (191-лучевой 12 кГц Kongsberg Simrad EM120 с SBP-1200, способный обеспечивать точность 0,2–0,5% от глубины воды по всей полосе обзора), гравиметром и магнитометром . EM-120 использует гидроакустические излучения 1 на 1 градус на поверхности моря. Каждый гидроакустический импульс шириной 1 градус расширяется, охватывая круглую область диаметром около 192 метров (630 футов) на глубине 11 000 метров (36 089 футов). При картографировании Бездны Челленджера гидролокационное оборудование показало максимальную глубину 10 971 м (35 994 фута) в неуказанном месте. [75] [76] [77] [78] Навигационное оборудование включает Applanix POS MV320 V4, рассчитанную на точность 0,5–2 м. [79] RV Kilo Moana также использовалось в качестве судна поддержки гибридного дистанционно управляемого подводного аппарата (HROV) Nereus , который трижды погружался на дно Бездны Челленджера во время круиза в мае/июне 2009 года и не подтвердил установленную сонаром максимальную глубину своим судном поддержки.
В ходе круиза YK09-08 4429-тонное исследовательское судно JAMSTEC Yokosuka вернулось в Марианскую впадину и впадину Челленджера в июне-июле 2009 года. Их миссия состояла из двух частей: обследование трех участков гидротермальных источников в южной части задугового бассейна Марианской впадины около 12°57' с.ш., 143°37' в.д., примерно в 130 морских милях к северо-востоку от центральной впадины впадины Челленджера, с использованием автономного подводного аппарата Urashima . Погружения AUV Urashima № 90–94 были на максимальной глубине 3500 метров и были успешными в обследовании всех трех участков с помощью многолучевого эхолота Reson SEABAT7125AUV для батиметрии и нескольких тестеров воды для обнаружения и картирования микроэлементов, выбрасываемых в воду из гидротермальных источников, белых курильщиков и горячих точек. Киоко 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 Ashura для взятия образцов осадков и биологических образцов на дне Бездны Челленджера. Главным исследователем Бездны Челленджера был Тайши Цубоучи из JAMSTEC. Посадочный модуль Ashura совершил два спуска: в первый раз, 6 июля 2009 года, Ashura опустился на дно в точке с координатами 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). Второе погружение (10 июля 2009 года) было совершено до 11°22.1136′N 142°25.8547′E / 11.3685600°N 142.4309117°E / 11.3685600; 142.4309117 на высоте 10 897 метров (35 751 фут). 270-килограммовый Ashura был оснащен несколькими ловушками с приманкой, видеокамерой HTDV и устройствами для сбора осадка, воды и биологических образцов (в основном амфипод на приманке, а также бактерий и грибков из осадка и образцов воды). [80]
7 октября 2010 года Центр по картированию побережья и океана /Объединенный гидрографический центр США (CCOM/JHC) провел дальнейшее гидролокационное картирование области Challenger Deep на борту 4,762-тонного судна Sumner . Результаты были представлены в декабре 2011 года на ежегодном осеннем собрании Американского геофизического союза . Используя многолучевую эхолотную систему Kongsberg Maritime EM 122, соединенную с позиционирующим оборудованием, которое может определять широту и долготу с точностью до 50 см (20 дюймов), на основе тысяч отдельных зондирований вокруг самой глубокой части команда CCOM/JHC предварительно определила, что максимальная глубина Бездны Челленджера составляет 10 994 м (36 070 футов) в точке с координатами 11°19′35″ с.ш. 142°11′14″ в.д. / 11,326344° с.ш. 142,187248° в.д. / 11,326344; 142,187248 , с предполагаемой вертикальной неопределенностью ±40 м (131 фут) при двух стандартных отклонениях (т.е. ≈ 95,4%) уровня достоверности. [81] Вторичная впадина глубиной 10 951 м (35 928 футов) была расположена примерно в 23,75 морских миль (44,0 км) к востоку в точке с координатами 11°22′11″ с. ш. 142°35′19″ в. д. / 11,369639° с. ш. 142,588582° в. д. / 11,369639; 142,588582 в восточной части впадины Челленджера. [82] [83] [84] [85]
JAMSTEC вернул Йокосуку в Challenger Deep в ходе круиза YK10-16, 21–28 ноября 2010 года. Главным ученым этой совместной японо-датской экспедиции был Хироши Китазато из Института биогеонаук, JAMSTEC. Круиз назывался «Биогеонауки в Challenger Deep: реликтовые организмы и их связь с биогеохимическими циклами». Японские команды осуществили пять забросов своей 11 000-метровой системы камер (три на глубину до 6 000 метров — два в центральную впадину Challenger Deep), которая вернулась с 15 кернами осадка, видеозаписями и 140 образцами амфипод-падальщиков. Ронни Глуд и др. использовали датскую систему Ultra Deep Lander System в четырех забросах, два в центральную впадину Challenger Deep и два на глубину 6 000 м примерно в 34 морских милях к западу от центральной впадины. Самая большая глубина была зарегистрирована 28 ноября 2010 года — 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 метров (35 727 футов) (центральный бассейн). [86]
С круизами JAMSTEC YK13-09 и YK13-12 Йокосука принимала главного ученого Хидетаку Номаки для поездки в воды Новой Зеландии (YK13-09), с обратным круизом, обозначенным как YK13-12. Название проекта было QUELLE2013; а название круиза было: «Экспериментальное и выборочное исследование на месте для понимания абиссального биоразнообразия и биогеохимических циклов». Они провели один день на обратном пути в Challenger Deep, чтобы получить ДНК/РНК у крупных амфипод, населяющих Deep ( Hirondellea gigas ). Хидеки Кобаяси (Biogeos, JAMSTEC) и команда разместили бентосный посадочный модуль 23 ноября 2013 года с одиннадцатью ловушками с приманкой (три безжизненные, пять покрытые изолирующими материалами и три автоматически запечатанные через девять часов) в центральном бассейне Бездны Челленджера в точке с координатами 11°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 . [87]
JAMSTEC снова развернула Kairei в Challenger Deep 11–17 января 2014 года под руководством главного научного сотрудника Такуро Нуноры. Идентификатор круиза был KR14-01, под названием: «Trench biosphere expedition for the Challenger Deep, Mariana Trench». Экспедиция отбирала пробы на шести станциях, пересекающих центральный бассейн, и только два раза развертывала посадочный модуль «11-K camera system» для отбора кернов осадков и образцов воды на «Station C» на самой большой глубине, т. е. 11°22.19429′N 142°25.7574′E / 11.36990483°N 142.4292900°E / 11.36990483; 142.4292900 , на глубине 10 903 метра (35 771 фут). Другие станции были исследованы с помощью посадочного модуля «Multi-core», как к северу от дуги, так и к югу от Тихоокеанской плиты. 11 000-метровый ROV ABIMSO на гусеничном ходу был отправлен на глубину 7 646 м примерно в 20 морских милях к северу от центрального бассейна (погружение ABISMO № 21) специально для выявления возможной гидротермальной активности на северном склоне Бездны Челленджера, как предполагалось на основании результатов круиза Kairei KR08-05 в 2008 году. [88] Погружения AMISMO № 20 и № 22 были на глубине 7 900 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 взаимодействия вирусов и прокариот в Марианской впадине. [89]
С 16 по 19 декабря 2014 года 2024-тонное исследовательское судно Falkor Института океана имени Шмидта под руководством главного ученого Дугласа Бартлетта из Института океанографии Скриппса разместило четыре различных непривязанных инструмента в Бездне Челленджера для семи в общей сложности выпусков. Четыре посадочных модуля были развернуты 16 декабря в центральном бассейне: оснащенный наживкой посадочный модуль Leggo для биопрепаратов; посадочный модуль ARI в точке с координатами 11°21.5809′N 142°27.2969′E / 11.3596817°N 142.4549483°E / 11.3596817; 142.4549483 для химии воды; и зонды Deep Sound 3 и Deep Sound 2 . Оба зонда Deep Sound записали акустику, плавающую на глубине 9000 метров (29 528 футов), пока Deep Sound 3 не взорвался на глубине 8620 метров (28 281 фут) (около 2200 метров (7218 футов) над дном) в точке с координатами 11°21.99′N 142°27.2484′E / 11.36650°N 142.4541400°E / 11.36650; 142.4541400 . [90] Deep Sound 2 записал взрыв Deep Sound 3 , предоставив уникальную запись взрыва внутри впадины Challenger Deep. В дополнение к потере Deep Sound 3 в результате взрыва, посадочный модуль ARI не отреагировал на полученную команду сбросить грузы и так и не был восстановлен. [91] 16/17 декабря Leggo был возвращен в центральный бассейн, заманенный амфиподами. 17-го числа RV Falkor переместился на 17 морских миль к востоку в восточный бассейн, где они снова развернули как Leggo (заманенный и с полной загрузкой камеры), так и Deep Sound 2. Deep Sound 2 был запрограммирован на погружение на глубину 9000 метров (29 528 футов) и пребывание на этой глубине во время записи звуков внутри желоба. 19 декабря Leggo приземлился в точке с координатами 11°22.11216′N 142°35.250996′E / 11.36853600°N 142.587516600°E / 11.36853600; 142.587516600 на неоткорректированной глубине 11 168 метров (36 640 футов) согласно показаниям датчика давления. Эти показания были скорректированы до глубины 10 929 метров (35 856 футов). [92] [93] Легго вернулся с хорошими фотографиями амфипод, питающихся наживкой из макрели, и с образцами амфипод. Фолкнор покинул Бездну Челленджера 19 декабря по пути от Национального морского памятника Марианской впадины к Бездне Сирены. НИС Фалкор имелись многолучевые эхолоты Kongsberg EM302 и EM710 для батиметрии, а также приемник глобальной навигационной спутниковой системы Oceaneering C-Nav 3050, способный вычислять геодезическое позиционирование с точностью лучше 5 см (2,0 дюйма) по горизонтали и 15 см (5,9 дюйма) по вертикали. [94] [95]
.jpg/1280px-USCGC_Sequoia_(WLB-215).jpg)
С 10 по 13 июля 2015 года на судне береговой охраны США Sequoia (WLB 215) водоизмещением 1930 тонн, базирующемся на острове Гуам, находилась группа исследователей под руководством главного научного сотрудника Роберта П. Дзиака из Тихоокеанской лаборатории морской окружающей среды NOAA (PMEL), Вашингтонского университета и Университета штата Орегон, которые занимались развертыванием «глубоководной швартовки» PMEL — 45-метровой заякоренной системы глубоководных гидрофонов и датчиков давления в западной части впадины Челленджера. Шестичасовой спуск в западный бассейн закрепил массив на глубине 10 854,7 ± 8,9 м (35 613 ± 29 футов) в точке с координатами 11°20,127′ с. ш. 142°12,0233′ в. д. / 11,335450° с. ш. 142,2003883° в. д. / 11,335450; 142.2003883 , примерно в 1 км к северо-востоку от самой глубокой глубины Самнера , зарегистрированной в 2010 году. [96] Спустя 16 недель, пришвартованный массив был извлечен 2–4 ноября 2015 года. «Наблюдаемые источники звука включали сигналы землетрясений (фазы T), вокализации усатых и зубатых китообразных, звуки пропеллеров кораблей, пневматические пушки, активный гидролокатор и прохождение тайфуна категории 4». Научная группа описала свои результаты как «первую многодневную широкополосную запись окружающего звука в Challenger Deep, а также только пятое прямое измерение глубины». [97]
Научно-исследовательское судно Xiangyanghong 09 водоизмещением 3536 тонн было развернуто на втором этапе 37-го китайского круиза Dayang (DY37II), спонсируемого Национальным глубоководным центром, Циндао и Институтом глубоководной науки и техники Китайской академии наук (Санья, Хайнань), в западной части бассейна Challenger Deep (11°22' с.ш., 142°25' в.д.) с 4 июня по 12 июля 2016 года. В качестве базового судна для китайского пилотируемого глубоководного аппарата Jiaolong экспедиция провела исследование Challenger Deep с целью изучения геологических, биологических и химических характеристик хадальной зоны . Район погружения для этого этапа находился на южном склоне Challenger Deep, на глубине примерно от 6300 до 8300 метров (от 20 669 до 27 231 фута). Подводный аппарат совершил девять пилотируемых погружений в северной задней дуге и южной области ( Тихоокеанская плита ) Бездны Челленджера на глубины от 5500 до 6700 метров (от 18 045 до 21 982 футов). Во время круиза Цзяолун регулярно развертывал газонепроницаемые пробоотборники для сбора воды вблизи морского дна. В тесте на навигационное мастерство Цзяолун использовал систему позиционирования Ultra-Short Base Line (USBL) на глубине более 6600 метров (21 654 фута) для извлечения бутылок с пробами. [98]
С 22 июня по 12 августа 2016 года (круизы 2016S1 и 2016S2) 6250-тонное вспомогательное судно Китайской академии наук Tansuo 1 (что означает: исследовать) в своем первом плавании направилось в Бездну Челленджера из своего 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 сбросили свободно падающий посадочный модуль, 9000 метров (29 528 футов) сейсмические приборы для свободного падения на дне океана (развернутые на 7 731 метр (25 364 фута)), получили образцы осадочных кернов и собрали более 2000 биологических образцов с глубин от 5 000 до 10 000 метров (16 404–32 808 футов). [99] Tansuo 01 работал вдоль долготной линии 142°30.00', примерно в 30 морских милях к востоку от более раннего круизного исследования DY37II (см. Xiangyanghong 09 выше). [100]
В ноябре 2016 года Королевский нидерландский институт морских исследований (NIOZ)/ Центр океанических исследований имени Гельмгольца GEOMAR в Киле провел гидролокационное картирование области Challenger Deep на борту 8554-тонного глубоководного исследовательского судна Sonne . Результаты были представлены в 2017 году. Используя многолучевую эхолотную систему Kongsberg Maritime EM 122, соединенную с позиционирующим оборудованием, которое может определять широту и долготу, команда определила, что Challenger Deep имеет максимальную глубину 10 925 м (35 843 фута) в точке с координатами 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 предполагаемой вертикальной неопределенностью ±12 м (39 футов) при одном стандартном отклонении (≈ 68,3%) уровне достоверности. Анализ гидролокационной съемки дал разрешение сетки 100 на 100 метров (328 футов × 328 футов) на глубине дна, поэтому небольшие провалы в дне, которые меньше этого размера, было бы трудно обнаружить по гидролокационным излучениям 0,5 на 1 градус на поверхности моря. Каждый гидролокационный импульс шириной 0,5 градуса расширяется, охватывая круглую область диаметром около 96 метров (315 футов) на глубине 11 000 метров (36 089 футов). [101] Горизонтальное положение точки сетки имеет неопределенность от ±50 до 100 м (от 164 до 328 футов) в зависимости от направления вдоль или поперек пути. Эта глубина (59 м (194 фута)) и положение (около 410 м (1345 футов) к северо-востоку) измерения значительно отличаются от самой глубокой точки, определенной исследованием Гарднера и др. (2014). [102] [103] [104] Наблюдаемое расхождение глубины с картографированием 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 CTD-отливки примерно в 1,6 км к западу от самого глубокого зондирования до почти дна Challenger Deep, которые использовались для калибровки и оптимизации профиля скорости звука . Аналогичным образом, влияние использования различных проекций, дат и эллипсоидов во время сбора данных может привести к позиционным расхождениям между обследованиями. [6]
В декабре 2016 года исследовательское судно CAS Shiyan 3 водоизмещением 3300 тонн разместило 33 широкополосных сейсмометра как на северо-западе дуги Challenger Deep, так и на южной Тихоокеанской плите на юго-востоке, на глубинах до 8137 м (26 696 футов). Этот круиз был частью китайско-американской инициативы стоимостью 12 миллионов долларов, возглавляемой соруководителем Цзянь Линем из Woods Hole Oceanographic Institution ; 5-летняя работа (2017–2021) по получению подробных изображений слоев горных пород в Challenger Deep и вокруг него. [105]
Недавно спущенное на воду 4800-тонное исследовательское судно (и материнский корабль для серии глубоководных подводных аппаратов Rainbow Fish ) Zhang Jian вышло из Шанхая 3 декабря. Их круиз должен был протестировать три новых глубоководных посадочных аппарата, один беспилотный поисковый батискаф и новый 11 000-метровый пилотируемый батискаф Rainbow Fish , все они способны погружаться на глубину до 10 000 метров. С 25 по 27 декабря три глубоководных посадочных аппарата спустились в желоб. Первый посадочный аппарат Rainbow Fish сделал фотографии, второй взял образцы донных отложений, а третий взял биологические образцы. Все три посадочных аппарата достигли глубины более 10 000 метров, а третий аппарат вернул 103 амфипода. Цуй Вэйчэн, директор Центра исследований жизни Hadal в Шанхайском океаническом университете , возглавил группу ученых для проведения исследований в Challenger Deep в Марианской впадине. Судно является частью национального морского исследовательского флота Китая, но принадлежит шанхайской морской технологической компании. [106]
Институт глубоководной науки и техники CAS спонсировал возвращение Tansuo-1 в Challenger Deep с 20 января по 5 февраля 2017 года (круиз TS03) с ловушками с приманкой для ловли рыбы и других макробиологических объектов вблизи Challenger и Sirena Deep. 29 января они обнаружили фотографии и образцы нового вида улитки с северного склона Challenger Deep на глубине 7581 метр (24 872 фута), недавно обозначенного как Pseudoliparis swirei . [107] Они также разместили четыре или более CTD-отливок в центральных и восточных бассейнах Challenger Deep в рамках эксперимента по циркуляции мирового океана (WOCE). [108]
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 приманкой для поимки рыбы и других макробиологических объектов вблизи впадин Челленджера и Сирены. 29 января они обнаружили фотографии и образцы нового вида улитковых рыб с северного склона впадины Челленджера на глубине 7581 метр (24 872 фута), который был недавно обозначен как Pseudoliparis swirei . [107]
Образцы воды были собраны в Challenger Deep из 11 слоев Марианской впадины в марте 2017 года. Образцы морской воды от 4 до 4000 м были собраны с помощью бутылок Нискина, установленных на CTD-устройствах Seabird SBE25; тогда как образцы воды на глубинах от 6050 м до 8320 м были собраны с помощью самодельных акустически контролируемых полноглубинных пробоотборников воды. В этом исследовании ученые изучали РНК пико- и нанопланктона от поверхности до хейдальной зоны. [109]
JAMSTEC разместила Kairei в Challenger Deep в мае 2017 года с целью тестирования нового полноокеанского глубинного ROV UROV11K (подводный ROV 11 000-метровой глубины) в качестве круиза KR 17-08C под руководством главного ученого Такаши Мурашимы. Название круиза было: «Морские испытания полноглубинной системы ROV UROV11K в Марианской впадине». UROV11K несла новую систему видеокамер высокой четкости 4K и новые датчики для контроля содержания сероводорода, метана, кислорода и водорода в воде. К сожалению, при подъеме UROV11K с 10 899 метров (35 758 футов) (примерно 11°22.30'N 142°35.8 E, в восточной котловине) 14 мая 2017 года плавучесть ROV вышла из строя на глубине 5 320 метров (17 454 фута), и все попытки поднять ROV оказались безуспешными. Скорость спуска и дрейфа неизвестна, но ROV опустился на дно к востоку от самых глубоких вод восточной котловины, как показало маневрирование судна 14 мая. Затем Мурашима направил Kairei в место примерно в 35 морских милях к востоку от восточной котловины Challenger Deep, чтобы испытать новый «Compact Hadal Lander», который совершил три спуска на глубину от 7 498 до 8 178 м для тестирования камеры Sony 4K и для фотографирования рыб и других макробиологических объектов. [110]
В своем первом рейсе двухкорпусное научно-исследовательское судно Shen Kuo (также Shengkuo , Shen Ko или Shen Quo ) водоизмещением 2150 тонн вышло из Шанхая 25 ноября 2018 года и вернулось 8 января 2019 года. Они работали в районе Марианской впадины и 13 декабря испытали систему подводной навигации на глубине более 10 000 метров во время полевых испытаний системы Tsaihungyuy (сверхкороткая базовая линия). Руководитель проекта Цуй Вэйчэнь заявил, что с помощью оборудования Tsaihungyuy на глубине стало возможным получать сигнал и определять точные геолокации . Исследовательскую группу из Шанхайского университета океана и Университета Вестлейк возглавлял Цуй Вэйчэн, директор Научно-исследовательского центра науки и технологий Хадаль Шанхайского университета океана (HSRC). [ необходима цитата ] [111] Оборудование для испытаний включало пилотируемый подводный аппарат (не полная глубина океана — достигнутая глубина недоступна) и два глубоководных посадочных аппарата, все из которых способны погружаться на глубину 10 000 метров, а также ROV, который может погружаться на глубину 4500 метров. Они сделали фотографии и получили образцы из впадины, включая воду, осадки, макроорганизмы и микроорганизмы. Куй говорит: «Если мы сможем сфотографировать рыбу на глубине более 8145 метров под водой, ... мы побьем текущий мировой рекорд. Мы испытаем наше новое оборудование, включая посадочные устройства. Это устройства второго поколения. Первое поколение могло брать образцы только в одном месте за погружение, но это новое второе поколение может брать образцы на разных глубинах за одно погружение. Мы также протестировали сверхкороткобазовую акустическую систему позиционирования на пилотируемом подводном аппарате, будущее подводной навигации». [ необходима цитата ]
.jpg/1280px-R-V_Sally_Ride_is_currently_underway_conducting_a_series_of_science_verification_cruises._(31534416962).jpg)
В ноябре 2019 года, в ходе круиза SR1916, команда NIOZ во главе с главным ученым Хансом ван Хареном и техническими специалистами Scripps отправилась в Challenger Deep на борту 2641-тонного исследовательского судна Sally Ride , чтобы поднять швартовный канат из западной котловины Challenger Deep. Швартовный канат длиной 7 км (4,3 мили) в Challenger Deep состоял из верхнего плавания, расположенного на глубине около 4 км (2,5 мили), двух секций нейтрально плавучего троса Dyneema диаметром 6 мм (0,2 дюйма), двух акустических релизов Benthos и двух секций автономных приборов для измерения и хранения тока, солености и температуры. На глубине около 6 км (3,7 мили) были установлены два измерителя течения 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 высокого разрешения, самый низкий из которых находился на высоте 8 м (26 футов) над дном траншеи. Швартовный трос был развернут и оставлен командой NIOZ во время экспедиции RV Sonne в ноябре 2016 года с намерением быть извлеченным в конце 2018 года Sonne . Акустический командный механизм освобождения у дна Challenger Deep отказал при попытке 2018 года. RV Sally Ride был предоставлен исключительно для последней попытки извлечь швартовный трос до того, как разрядятся батареи механизма освобождения. [112] Sally Ride прибыла в Challenger Deep 2 ноября. На этот раз «глубокое устройство освобождения», опущенное одним из лебедочных тросов Салли Райд на глубину около 1000 м, подал команды освобождения и сумел связаться с придонными освобождениями. После почти трехлетнего погружения возникли механические проблемы в 15 из 395 датчиков температуры. Первые результаты указывают на возникновение внутренних волн в Challenger Deep. [113] [114]
С мая 2000 года с помощью спутниковой навигации с неискаженным сигналом гражданские надводные суда, оснащенные профессиональным двухчастотным спутниковым навигационным оборудованием, могут измерять и устанавливать свое геодезическое положение с точностью порядка нескольких метров или десятков метров, в то время как западные, центральные и восточные бассейны находятся на расстоянии нескольких километров друг от друга. [115]
В 2014 году было проведено исследование, касающееся определения глубины и местоположения Бездны Челленджера на основе данных, собранных до и во время гидролокационного картирования Марианской впадины в 2010 году с помощью многолучевой эхолотной системы Kongsberg Maritime EM 122 на борту USNS Sumner . Это исследование Джеймса В. Гарднера и др. из Центра прибрежных и океанических картографий - Объединенного гидрографического центра (CCOM/JHC), Лаборатории океанической инженерии Chase Университета Нью-Гемпшира делит историю попыток измерений на три основные группы: ранние однолучевые эхолоты (1950-е - 1970-е годы), ранние 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 местоположения, были проанализированы необработанные данные батиметрии 2010 года в районе впадины Челленджера, состоящие из 2 051 371 зондирования по восьми линиям съемки. В исследовании делается вывод о том, что при использовании лучших технологий многолучевого эхолота 2010 года после анализа сохраняется неопределенность глубины ±25 м (82 фута) (уровень достоверности 95%) при 9 степенях свободы и неопределенность положения от ±20 до 25 м (от 66 до 82 футов) ( 2drms ), а местоположение самой большой глубины, зарегистрированной на картах 2010 года, составляет 10 984 м (36 037 футов) в точке с координатами 11°19′48″ с.ш. 142°11′57″ в.д. / 11.329903° с.ш. 142.199305° в.д. / 11.329903; 142.199305 . Неопределенность измерения глубины представляет собой совокупность измеренных неопределенностей в пространственных изменениях 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 во всем объеме воды и т. д. [116]
Как экспедиция RV Sonne в 2016 году, так и экспедиция RV Sally Ride в 2019 году выразили серьезные сомнения относительно поправок на глубину, примененных в исследовании Гарднера и др. 2014 года, и серьезные сомнения относительно точности самой большой глубины, рассчитанной Гарднером (в западном бассейне ), 10 984 м (36 037 футов) после анализа их многолучевых данных на сетке 100 м (328 футов). Доктор Ханс ван Харен, главный научный сотрудник круиза RV Sally Ride SR1916, указал, что расчеты Гарднера были на 69 м (226 футов) глубже из-за «профилирования скорости звука Гарднером и др. (2014)». [112]
В 2018–2019 годах самые глубокие точки каждого океана были нанесены на карту с помощью многолучевого эхолота Kongsberg EM 124 для измерения глубины океана на борту DSSV Pressure Drop . В 2021 году Кассандра Бонджованни, Хизер А. Стюарт и Алан Дж. Джеймисон опубликовали документ с данными, касающимися собранных данных, переданных в дар GEBCO. Самая большая глубина, зарегистрированная в ходе картографирования сонара Challenger Deep в 2019 году, составила 10 924 м (35 840 футов) ± 15 м (49 футов) в точке с координатами 11°22′08″ с. ш. 142°35′13″ в. д. / 11,369° с. ш. 142,587° в. д. / 11,369; 142,587 в восточном бассейне. Эта глубина близко согласуется с самой глубокой точкой (10 925 м (35 843 фута) ± 12 м (39 футов)), определенной с помощью гидролокационной батиметрии Ван Харена и др. Геодезическое положение самой глубокой точки согласно Ван Харену и др. значительно отличается (примерно на 42 км (26 миль) к западу) от статьи 2021 года. После постобработки начальных оценок глубины с применением профиля скорости звука по всей глубине океана Бонджованни и др. сообщают о (почти) такой же глубокой точке в 11°19′52″ с. ш. 142°12′18″ в. д. / 11.331° с. ш. 142.205° в. д. / 11.331; 142.205 в западном бассейне, который геодезически отличается примерно на 350 м (1150 футов) от положения самой глубокой точки, определенного Ван Хареном и др. ( 11°19′57″ с. ш. 142°12′07″ в. д. / 11.332417° с. ш. 142.20205° в. д. / 11.332417; 142.20205 в западном бассейне). После анализа их многолучевых данных на сетке 75 м (246 футов) в статье Бонджованни и др. 2021 года говорится, что технологическая точность в настоящее время не существует для низкочастотных судовых гидролокаторов, необходимых для определения того, какое место было действительно самым глубоким, и в настоящее время не существует для датчиков давления в глубоководье. [117]
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 на основе серии погружений с подводными аппаратами, проведенных в июне 2020 года. Эти оценки глубины получены на основе профилей акустического эхолота, сопоставленных с прямыми измерениями давления на месте и скорректированных с учетом наблюдаемых океанографических свойств водной толщи, атмосферного давления, аномалий силы тяжести и градиента силы тяжести, а также влияния уровня воды. Исследование приходит 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% при 11°22,3′ с. ш. 142°35,3′ в. д. / 11,3717° с. ш. 142,5883° в. д. / 11,3717; 142,5883 в восточной котловине. Для этой оценки погрешность определяется неопределенностью используемого датчика давления, но Гринуэй и др. показывают, что поправка на силу тяжести также существенна. Исследование Гринуэя и др. сравнивает свои результаты с другими недавними акустическими и основанными на давлении измерениями для Бездны Челленджера и приходит к выводу, что самая большая глубина в западной котловине почти такая же, как и в восточной котловине. Однако расхождения между оценками максимальной глубины и ее геодезическими положениями среди опубликованных после 2000 года глубин превышают соответствующие пределы неопределенности, что ставит под сомнение точность измерений или сообщенные неопределенности. [8]
В другой статье 2021 года Скотта Лорейнджера, Дэвида Баркли и Майкла Бакингема, помимо оценки глубины в 10 983 м (36 033 фута) на основе ударной волны имплозии, сделанной в декабре 2014 года и являющейся одной из самых больших оценочных глубин, также рассматриваются различия между различными оценками максимальной глубины и их геодезическими положениями. [118] [119]
Максимальные глубины картирования сонара 2010 года, сообщенные Гарднером и др. в 2014 году и исследованием Гринуэя и др. в 2021 году, не были подтверждены прямыми измерениями спуска (манометр/измеритель давления) на полной глубине океана. [120] Экспедиции сообщили о прямых измерениях максимальных глубин в узком диапазоне.
23 января 1960 года спроектированный швейцарцами Trieste , первоначально построенный в Италии и приобретенный ВМС США , при поддержке USS Wandank (ATF 204) и в сопровождении USS Lewis (DE 535), спустился на дно океана в траншее, пилотируемой Жаком Пиккаром (который был одним из разработчиков подводного аппарата вместе со своим отцом, Огюстом Пиккаром ) и лейтенантом ВМС США Доном Уолшем . Их отсек для экипажа находился внутри сферического сосуда под давлением — диаметром 2,16 метра, подвешенного под плавучим баком длиной 18,4 метра [121] — который был сверхпрочной заменой (итальянского оригинала), построенного на сталелитейном заводе Krupp в Эссене , Германия . Стальные стены имели толщину 12,7 см (5,0 дюймов) и были рассчитаны на давление до 1250 килограммов на квадратный сантиметр (17800 фунтов на квадратный дюйм; 1210 атм; 123 МПа). [ 121] Их спуск занял почти пять часов, и двое мужчин провели на дне океана едва ли двадцать минут, прежде чем предпринять подъем продолжительностью три часа и пятнадцать минут. Их ранний отход со дна океана был вызван их беспокойством по поводу трещины во внешнем окне, вызванной разницей температур во время спуска. [122]
Trieste погрузился в/около 11°18.5′N 142°15.5′E / 11.3083°N 142.2583°E / 11.3083; 142.2583 , достигнув дна на глубине 10 911 метров (35 797 футов) ± 7 м (23 фута) в западной котловине Challenger Deep, как измерено бортовым манометром . [123] Другой источник утверждает, что измеренная глубина на дне была измерена манометром на отметке 10 913 м (35 804 фута) ± 5 м (16 футов). [9] [124] Навигация вспомогательных судов осуществлялась по небесным лучам и LORAN-C с точностью 460 метров (1510 футов) или меньше. [28] Фишер отметил, что сообщенная глубина Триеста «хорошо согласуется с данными звукового зондирования». [125]
26 марта 2012 года (по местному времени) канадский кинорежиссер Джеймс Кэмерон совершил одиночный спуск на судне DSV Deepsea Challenger на дно Бездны Челленджера. [126] [127] [128] [129] Примерно в 05:15 по восточному поясному времени 26 марта (в 19:15 по всемирному координированному времени 25 марта) начался спуск. [130] В 07:52 по восточному поясному времени (в 21:52 по всемирному координированному времени) Deepsea Challenger достиг дна. Спуск продолжался 2 часа 36 минут, а зафиксированная глубина составила 10 908 метров (35 787 футов), когда Deepsea Challenger приземлился. [131] Кэмерон планировал провести около шести часов у дна океана, исследуя его, но решил начать подъем на поверхность всего через 2 часа 34 минуты. [132] Время нахождения на дне сократилось, поскольку утечка гидравлической жидкости в линиях, управляющих рукой манипулятора, затруднила видимость через единственный смотровой порт. Это также привело к потере правых двигателей подводной лодки. [133] Около 12:00 по центральному поясному времени (02:00 UTC 26 марта) веб-сайт Deepsea Challenger сообщает, что подлодка всплыла после 90-минутного подъема, [134] хотя твиты Пола Аллена указывают, что подъем занял всего около 67 минут. [135] Во время пресс-конференции после погружения Кэмерон сказал: «Я приземлился на очень мягкой, почти желеобразной плоской равнине. Как только я сориентировался, я проехал по ней довольно большое расстояние... и, наконец, поднялся по склону». За все это время, сказал Кэмерон, он не видел ни одной рыбы или какого-либо живого существа длиной более дюйма (2,54 см): «Единственными свободно плавающими существами, которых я видел, были небольшие бокоплавы » — креветкоподобные донные животные. [136]
Целью экспедиции Five Deeps было тщательное картирование и посещение самых глубоких точек всех пяти мировых океанов к концу сентября 2019 года. [137] 28 апреля 2019 года исследователь Виктор Весково спустился в «Восточный бассейн» Бездны Челленджера в аппарате Deep-Submergence Vehicle Limiting Factor (подводный аппарат модели Triton 36000/2). [138] [139] В период с 28 апреля по 4 мая 2019 года Limiting Factor совершил четыре погружения на дно Бездны Челленджера. Четвертое погружение было проведено в немного менее глубокий «Центральный бассейн» Бездны Челленджера (экипаж: Патрик Лахи, пилот; Джон Рэмси, подводный конструктор). Экспедиция Five Deeps оценила максимальные глубины в 10 927 м (35 850 футов) ±8 м (26 футов) и 10 928 м (35 853 фута) ±10,5 м (34 фута) в точке с координатами ( 11°22′09″ с.ш. 142°35′20″ в.д. / 11.3693° с.ш. 142.5889° в.д. / 11.3693; 142.5889 ) путем прямых измерений давления CTD и обследования рабочей зоны вспомогательным судном Deep Submersible Support Vessel DSSV Pressure Drop с помощью многолучевой эхолотной системы Kongsberg SIMRAD EM124. Измеренное CTD давление на глубине 10 928 м (35 853 фута) морской воды составило 1 126,79 бар (112,679 МПа; 16 342,7 фунтов на кв. дюйм). [140] [141] Из-за технической проблемы (без экипажа) сверхглубоководный посадочный модуль Skaff , используемый экспедицией Five Deeps, оставался на дне в течение двух с половиной дней, прежде чем его подняли Limiting Factor (экипаж: Патрик Лэхи, пилот; Джонатан Струве, специалист DNV GL ) с предполагаемой глубины 10 927 м (35 850 футов). [142] [141] Собранные данные были опубликованы с оговоркой, что они подлежат дальнейшему анализу и, возможно, будут пересмотрены в будущем. Данные будут переданы в инициативу GEBCO Seabed 2030. [143] [139] [144] [145] [146] Позднее в 2019 году после анализа батиметрических данных и многочисленных записей датчиков, сделанных DSV Limiting Factor и сверхглубоководными посадочными модулями Closp , Flere и Skaff , экспедиция Five Deeps пересмотрела максимальную глубину до 10 925 м (35 843 фута) ± 4 м (13 футов). [147]
Экспедиция Caladan Oceanic «Огненное кольцо» в Тихом океане включала шесть пилотируемых спусков и двадцать пять высадок посадочных модулей во всех трех бассейнах Бездны Челленджера, все из которых пилотировались Виктором Весково , а также дальнейшее топографическое и морское обследование всей Бездны Челленджера. [148] Используемые экспедиционные суда: глубоководное вспомогательное судно DSSV Pressure Drop , 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» Бездны Челленджера в глубоководном аппарате Limiting Factor . [149] [150]
12 июня 2020 года Виктор Весково и альпинист и исследователь Ванесса О'Брайен спустились в «Восточный бассейн» Бездны Челленджера, потратив три часа на картографирование дна. О'Брайен сказала, что ее погружение просканировало около мили пустынного дна, обнаружив, что поверхность не плоская, как когда-то считалось, а наклонная примерно на 18 футов (5,5 м ) на милю, что подлежит проверке. [151] [152] [153] [154] 14 июня 2020 года Виктор Весково и Джон Рост спустились в «Восточный бассейн» Бездны Челленджера в ограничивающем факторе глубоководного транспортного средства, проведя четыре часа на глубине и пройдя по дну почти 2 мили. [155] 20 июня 2020 года Виктор Весково и Келли Уолш спустились в «Западный бассейн» Бездны Челленджера в ограничивающем факторе для глубоководных аппаратов , проведя на дне четыре часа. Они достигли максимальной глубины 10 923 м (35 837 футов). Келли Уолш — сын капитана «Триеста» Дона Уолша , который спускался туда в 1960 году с Жаком Пиккаром . [156] [157] 21 июня 2020 года Виктор Весково и исследователь из Института океанографии Вудс-Хоул Ин-Цон Линь спустились в «Центральный бассейн» Бездны Челленджера в ограничивающем факторе для глубоководных аппаратов . Они достигли максимальной глубины 10 915 м (35 810 футов) ± 4 м (13 футов). [158] [159] [160] 26 июня 2020 года Виктор Весково и Джим Виггинтон спустились в «Восточный бассейн» Бездны Челленджера в ограничивающем факторе глубоководного аппарата . [161]
Fendouzhe (奋斗者, Striver ) — китайский глубоководный подводный аппарат с экипажем, разработанный Китайским научно-исследовательским центром по исследованию кораблей (CSSRC). В период с 10 октября по 28 ноября 2020 года он совершил тринадцать погружений в Марианской впадине в рамках испытательной программы. Из них восемь привели к глубине более 10 000 м (32 808 футов). 10 ноября 2020 года дна Бездны Челленджера достиг Fendouzhe с тремя китайскими учеными (Чжан Вэй 张伟 [пилот], Чжао Ян 赵洋 и Ван Чжицян 王治强) на борту, в то время как спуск на заявленную глубину 10 909 м (35 791 фут) транслировался в прямом эфире. [162] [163] Это делает Fendouzhe четвертым пилотируемым подводным аппаратом, успешно совершившим погружение. Прочный корпус Fendouzhe , изготовленный из недавно разработанного титанового сплава, предлагает место для трех человек в дополнение к техническому оборудованию. [164] Fendouzhe оснащен камерами, изготовленными норвежским производителем Imenco. [165] По словам Е Конга 叶聪, главного конструктора подводного аппарата, цели Китая в погружении — не только научные исследования, но и будущее использование ресурсов глубоководного морского дна. [166] [167]
28 февраля 2021 года экспедиция Caladan Oceanic «Огненное кольцо 2» прибыла над Бездной Челленджера и провела пилотируемые спуски и высадки посадочных модулей в Бездну Челленджера. [168] В начале (без экипажа) сверхглубоководный посадочный модуль Skaff был развернут для сбора данных о толще воды с помощью CTD для экспедиции. Среди прочего на месте исследовались последствия столкновения Тихоокеанской субдукционной плиты с Филиппинской плитой. 1 марта 2021 года Виктор Весково и Ричард Гэрриотт совершили первый пилотируемый спуск в восточный бассейн . [169] Гэрриотт стал 17-м человеком, спустившимся на дно. [170] [171] 2 марта 2021 года Виктор Весково и Майкл Дубно совершили спуск в восточный бассейн . [171] [172] 5 марта Виктор Весково и Хамиш Хардинг совершили спуск в восточный бассейн . [173] Они пересекли дно Бездны Челленджера. [174] [175] 11 марта 2021 года Виктор Весково и морской ботаник Николь Ямасе совершили спуск в западный бассейн . [176] 13 апреля 2021 года спуск совершили эксперт по глубоководным операциям Роб МакКаллум и Тим Макдональд, который руководил погружением. [177] [178] [179] В 2021 году запланирован спуск с участием гражданина Японии. [180] Все спуски с участием людей проводились в аппарате для глубоководного погружения DSV Limiting Factor .
В июле 2022 года четвертый год подряд система глубоководного погружения Caladan Oceanic, состоящая из глубоководного подводного аппарата DSV Limiting Factor , поддерживаемого базовым судном DSSV Pressure Drop , вернулась в Бездну Челленджера для погружений в Бездну Челленджера. [181] В начале июля 2022 года к Виктору Весково присоединился Аарон Ньюман в качестве специалиста миссии для погружения в Центральный бассейн. [182] 5 июля 2022 года Тим Макдональд в качестве пилота и Джим Китчен в качестве специалиста миссии для погружения в Восточный бассейн. [183] 8 июля 2022 года к Виктору Весково присоединился Дилан Тейлор в качестве специалиста миссии для погружения в Восточный бассейн. [184] К Виктору Весково (для его 15-го погружения в Бездну Челленджера) присоединилась географ и океанограф Дон Райт в качестве специалиста миссии во время погружения 12 июля 2022 года на глубину 10 919 м (35 823 фута) в Западном бассейне. [185] [186] Райт управлял первым в мире гидролокатором бокового обзора, когда-либо работавшим на полной океанской глубине, для получения подробных изображений вдоль коротких трансект южной стены Западного бассейна. [187] [188]
Дистанционно управляемый аппарат (ROV) Kaikō совершил множество спусков без экипажа в Марианскую впадину со своего вспомогательного судна RV Yokosuka во время двух экспедиций в 1996 и 1998 годах. [189] С 29 февраля по 4 марта ROV Kaiko совершил три погружения в центральный бассейн, Kaiko #21 – Kaiko #23, . Глубины варьировались от 10 898 метров (35 755 футов) в точке с координатами 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) в точке с координатами 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 севере, а погружение № 21 к северо-востоку от самых глубоких вод центрального бассейна . [190] 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 кв. дюйм) соответственно на глубине 10 897 м (35 751 фут). [191] Японский роботизированный глубоководный зонд Kaikō побил рекорд глубины для беспилотных зондов, когда он приблизился к обследованному дну Бездны Челленджера. Созданный Японским агентством по наукам и технологиям в области морской и земной физики (JAMSTEC) , он был одним из немногих беспилотных глубоководных зондов, которые могли погружаться глубже 6000 метров (20 000 футов). Манометр измерил глубину 10 911,4 м (35 799 футов) ± 3 м (10 футов) при координатах 11°22,39′ с.ш. 142°35,54′ в.д. / 11,37317° с.ш. 142,59233° в.д. / 11,37317; 142,59233 для Бездны Челленджера считается самым точным измерением, сделанным на тот момент. [192] [9] В другом источнике указано, 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 фута) при 11°22.95′N 142°12.42′E / 11.38250°N 142.20700°E / 11.38250; 142.20700 в 1998 году. [9] ROV Kaiko был первым аппаратом, посетившим дно Бездны Челленджера после погружения батискафа Trieste в 1960 году, и первым успешным взятием проб донных отложений/ила впадины, из которых Kaiko получил более 360 образцов. [193] В образцах было идентифицировано около 3000 различных микробов. [194] [195] [191] Kaiko затерялся 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 RV Kilo Moana принимал команду гибридного дистанционно управляемого аппарата (HROV) Nereus Океанографического института Вудс-Хоул (Woods Hole Oceanographic Institution , WHOI ) для первого эксплуатационного испытания Nereus в его 3-тонном режиме привязного ROV. Команду Nereus возглавляли руководитель экспедиции Энди Боуэн из WHOI, Луис Уиткомб из Университета Джонса Хопкинса и Дана Йоргер, также из WHOI. В экспедиции были соруководители ученых: биолог Тим Шэнк из WHOI и геолог Патрисия Фрайер из Гавайского университета, которые возглавляли научную группу, исследующую батиметрию судна и организующую научные эксперименты, проводимые Nereus . [196] Начиная с погружения Nereus #007ROV на глубину 880 м (2887 футов) к югу от Гуама и заканчивая погружением #010ROV в бездну Неро на глубине 9050 м (29 692 фута), испытания постепенно увеличивали глубину и сложность действий на дне.
Погружение #011ROV 31 мая 2009 года привело к пилотированию Nereus в 27,8-часовой подводной миссии, в течение которой около десяти часов пересекал восточную впадину Challenger Deep — от южной стены, северо-запада до северной стены — передавая потоковое видео и данные обратно на свой корабль-матку. Максимальная глубина 10 902 м (35 768 футов) была зарегистрирована в точке с координатами 11°22.10′N 142°35.48′E / 11.36833°N 142.59133°E / 11.36833; 142.59133 . Затем RV Kilo Moana переместился в западный бассейн, где 19,3-часовое подводное погружение показало максимальную глубину 10 899 м (35 758 футов) при погружении № 012ROV, а при погружении № 014ROV в том же районе (11°19,59 с.ш., 142°12,99 в.д.) максимальная глубина составила 10 176 м (33 386 футов). Nereus успешно поднял образцы осадка и горных пород из восточного и западного бассейнов с помощью своей манипуляторной руки для дальнейшего научного анализа. Последнее погружение HROV было примерно в 80 морских милях (148,2 км) к северу от Бездны Челленджера, в задней дуге , где они погрузились на 2 963 м (9 721 фут) в кальдере TOTO (12°42,00 с.ш., 143°31,5 в.д.). [197] [198] Таким образом, Nereus стал первым аппаратом, достигшим Марианской впадины с 1998 года, и самым глубоководным аппаратом, находившимся на тот момент в эксплуатации. [198] Руководитель проекта и разработчик Энди Боуэн объявил это достижение «началом новой эры в исследовании океана». [198] Nereus , в отличие от Kaikō , не нуждался в питании или управлении с помощью кабеля, подключенного к судну на поверхности океана. [199] [76] [198] [200] [201] [197] HROV Nereus был потерян 10 мая 2014 года во время погружения на глубину 9900 метров (32 500 футов) в желобе Кермадек . [202]
В июне 2008 года Японское агентство по морским и земным наукам и технологиям (JAMSTEC) направило научно-исследовательское судно Kairei в район Гуама для круиза KR08-05, этап 1 и этап 2. 1–3 июня 2008 года во время этапа 1 японский роботизированный глубоководный зонд ABISMO (Automatic Bottom Inspection and Sampling Mobile) во время погружений 11–13 почти достиг дна примерно в 150 км (93 мили) к востоку от Challenger Deep: «К сожалению, мы не смогли погрузиться на морское дно, потому что устаревший основной кабель системы Kaiko был немного коротковат. 2-метровый гравитационный керноотборник был сброшен в свободном падении, и были получены образцы осадков длиной 1,6 м. Также были получены двенадцать бутылок проб воды на разных глубинах...» Погружение ABISMO № 14 было в кальдеру TOTO (12°42.7777 с.ш., 143°32.4055 E), примерно в 60 морских милях к северо-востоку от самых глубоких вод центрального бассейна Challenger Deep, где они получили видео гидротермального шлейфа. [203] После успешного тестирования на глубине 10 000 м (32 808 футов) ROV ABISMO компании 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-Хоул, став двумя единственными действующими дистанционно управляемыми аппаратами, способными работать на полной глубине океана. Во время самого глубокого погружения ROV ABISMO его манометр измерил глубину 10 257 м (33 652 фута) ± 3 м (10 футов) в «Зоне 1» (вблизи 12°43' с.ш., 143°33' в.д.). [204] [205]
Второй этап под руководством главного ученого Такаши Мурашимы проходил в Challenger Deep 8–9 июня 2008 года, где испытывалась новая полноокеанская «система свободного падения» JAMSTEC, то есть посадочный модуль . Посадочный модуль был успешно испытан дважды на глубине 10 895 м (35 745 футов), снимая видеоизображения и отбирая образцы осадков в точке с координатами 11°22.14′N 142°25.76′E / 11.36900°N 142.42933°E / 11.36900; 142.42933 , в центральной котловине Challenger Deep. [206]
23 мая 2016 года китайский подводный аппарат Haidou-1 погрузился на глубину 10 767 м (35 325 футов) в нераскрытом месте в Марианской впадине, сделав Китай третьей страной после Японии (ROV Kaikō ) и США (HROV Nereus ) , которая развернула полноводный ROV. Этот автономный и дистанционно управляемый аппарат имеет проектную глубину 11 000 м (36 089 футов). [207]
8 мая 2020 года российский подводный аппарат «Витязь-Д» погрузился на глубину 10 028 м (32 900 футов) в неуказанном месте в Марианской впадине. [208]
В сводном отчете экспедиции HMS Challenger перечислены одноклеточные формы жизни из двух образцов, взятых при первом обнаружении Бездны Челленджера. [209] О них ( Nassellaria и Spumellaria ) сообщалось в Отчете о радиоляриях (1887) [210], написанном Эрнстом Геккелем .
Во время спуска в 1960 году экипаж «Триеста » отметил, что дно состоит из диатомового ила, и сообщил о наблюдении «какого-то вида камбалы», лежащей на морском дне. [211]
И когда мы оседали на этой последней сажени, я увидел нечто удивительное. На дне прямо под нами лежала какая-то камбала , похожая на камбалу , длиной около 1 фута [30 см] и шириной 6 дюймов [15 см]. Пока я ее видел, ее два круглых глаза на макушке заметили нас — стального монстра, вторгающегося в ее безмолвное царство. Глаза? Зачем ему глаза? Просто чтобы увидеть фосфоресценцию? Прожектор, который омывал его, был первым настоящим светом, когда-либо проникшим в это царство адала. Здесь, в одно мгновение, был ответ, который биологи спрашивали десятилетиями. Может ли существовать жизнь в самых больших глубинах океана? Может! И не только это, здесь, по-видимому, была настоящая костная костистая рыба, а не примитивный скат или пластиножаберный . Да, высокоразвитое позвоночное, 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 тоже — возможно, все медленно на дне моря — Уолш и я пожали друг другу руки. [212]
Многие морские биологи теперь скептически относятся к этому предполагаемому наблюдению, и предполагается, что существо могло быть морским огурцом . [213] [214] Видеокамера на борту зонда Kaiko зафиксировала на дне морского огурца, чешуйчатого червя и креветку . [215] [216] На дне Бездны Челленджера зонд Nereus зафиксировал одного полихетного червя (многоногого хищника) длиной около дюйма. [217]
Анализ образцов осадка, собранных Кайко, выявил большое количество простых организмов на глубине 10 900 м (35 800 футов). [218] Хотя известно, что похожие формы жизни существуют в более мелких океанических 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 были простыми, мягкопанцирными фораминиферами (432 вида по данным National Geographic [219] ), а четыре других представляли виды сложных, многокамерных родов Leptohalysis и Reophax . Восемьдесят пять процентов образцов были органическими, мягкопанцирными аллогромиидами , что необычно по сравнению с образцами организмов, обитающих в осадочных породах из других глубоководных сред, где процент органически-стенчатых фораминифер колеблется от 5% до 20%. Поскольку мелкие организмы с твердыми известковыми раковинами испытывают трудности с ростом на экстремальных глубинах из-за высокой растворимости карбоната кальция в напорной воде, ученые предполагают, что преобладание мягкопанцирных организмов в Challenger Deep могло быть результатом типичной биосферы, присутствовавшей, когда Challenger Deep был мельче, чем сейчас. В течение шести-девяти миллионов лет, по мере того как Бездна Челленджера росла до своей нынешней глубины, многие виды, присутствовавшие в осадке, вымерли или не смогли приспособиться к растущему давлению воды и изменяющейся окружающей среде. [220]
17 марта 2013 года исследователи сообщили о данных, которые предполагают, что пьезофильные микроорганизмы процветают в Бездне Челленджера. [221] [222] Другие исследователи сообщили о связанных исследованиях, согласно которым микробы процветают внутри скал на глубине до 579 м (1900 футов) ниже морского дна на глубине 2591 м (8500 футов) океана у побережья северо-запада Соединенных Штатов. [221] [223] По словам одного из исследователей, «вы можете найти микробов повсюду — они чрезвычайно легко приспосабливаются к условиям и выживают, где бы они ни находились». [221]
{{cite book}}: |website=проигнорировано ( помощь )
11°22.4′с.ш. 142°35.5′в.д. / 11.3733°с.ш. 142.5917°в.д. / 11.3733; 142.5917