stringtranslate.com

Хадал зона

Хадальная зона , также известная как хадопелагическая зона , является самой глубокой областью океана , лежащей внутри океанических впадин . Зона хадала колеблется от 6 до 11 км (от 3,7 до 6,8 миль; от 20 000 до 36 000 футов) ниже уровня моря и существует в виде длинных, узких топографических V-образных впадин. [1] [2]

Совокупная площадь, занимаемая 46 отдельными местами обитания хадалов по всему миру, составляет менее 0,25% мирового морского дна , однако на траншеи приходится более 40% глубины океана. [3] Большая часть среды обитания хадалов находится в Тихом океане , самом глубоком из обычных океанических подразделений. [3]

Терминология и определение

Исторически хадальная зона не выделялась из абиссальной зоны , хотя самые глубокие участки иногда называли «ультраабиссальными». В начале 1950-х годов датская экспедиция «Галатея II» и советская «Витязь» по отдельности обнаружили явный сдвиг в жизни на глубинах 6 000–7 000 м (20 000–23 000 футов), не признаваемый широким определением абиссальной зоны. [4] [5] Термин «хадал» был впервые предложен в 1956 году Антоном Фредериком Брюуном для описания частей океана глубже 6000 м (20 000 футов), оставляя абиссальные части на высоте 4 000–6 000 м (13 000–20 000 футов). футов). [6] Название относится к Аиду , древнегреческому богу подземного мира . [6] Около 94% хадальной зоны находится в траншеях субдукции . [7]

Глубины, превышающие 6000 м (20 000 футов), обычно находятся в океанских траншеях , но есть также траншеи на более мелких глубинах. В этих более мелких траншеях отсутствует явный сдвиг форм жизни, и поэтому они не являются хадальными. [8] [9] [10] Хотя хадальная зона получила широкое признание, и многие продолжают использовать первый предложенный предел в 6000 м (20 000 футов), было замечено, что 6 000–7 000 м (20 000–23 000 футов) представляют собой постепенный переход между абиссальной и хадальной зонами, [10] что привело к предложению разместить границу посередине, на высоте 6500 м (21300 футов). Среди прочего, этот промежуточный предел был принят ЮНЕСКО . [11] [12] Подобно другим глубинным диапазонам, фауну хадальной зоны можно в целом разделить на две группы: адобентосные виды (сравните бентосные ), обитающие на морском дне/сторонах желобов или на них, и гадопелагические виды (сравните бентосные). пелагические ), живущие в открытой воде. [13] [14]

Экология

Зона Хадал — самая глубокая часть морской среды.

Самые глубокие океанские впадины считаются наименее изученными и наиболее экстремальными морскими экосистемами . Для них характерно полное отсутствие солнечного света, низкие температуры, нехватка питательных веществ и чрезвычайно высокое гидростатическое давление. Основными источниками питательных веществ и углерода являются осадки из верхних слоев, наносы мелких отложений и оползни. Большинство организмов являются падальщиками и детрифагами . В настоящее время из хадаловых экосистем известно более 400 видов , многие из которых обладают физиологической адаптацией к экстремальным условиям окружающей среды. Отмечается высокий уровень эндемизма , заслуживают внимания примеры гигантизма у амфипод , мизид и изопод , карликовости у нематод , копепод и киноринхов . [15]

Сверхгигантский амфипод ( Alicella gigantea ) встречается в зоне Хадал (собран из Японского желоба, 2022 г.).

Морская жизнь уменьшается с глубиной, как по численности , так и по биомассе , но в хадаловой зоне обитает широкий спектр многоклеточных организмов, в основном бентос , включая рыбу , трепанг , щетинковых червей , двустворчатых моллюсков , изопод , актинии , амфипод , копепод , десятиногих. ракообразные и брюхоногие моллюски . Большинство этих желобных сообществ, вероятно, произошли с абиссальных равнин . Хотя у них развилась адаптация к высокому давлению и низким температурам, такая как более низкий метаболизм, внутриклеточные осмолиты, стабилизирующие белки , и ненасыщенные жирные кислоты в фосфолипидах клеточных мембран , в этих сообществах не существует устойчивой взаимосвязи между давлением и скоростью метаболизма. Вместо этого повышенное давление может сдерживать онтогенную или личиночную стадии организмов. Давление увеличивается в десять раз, когда организм перемещается с уровня моря на глубину 90 м (300 футов), тогда как давление увеличивается только вдвое, когда организм перемещается с 6000 до 11 000 м (от 20 000 до 36 000 футов).

В геологическом масштабе времени траншеи могут стать доступными по мере того, как ранее стенобатная (ограниченная узким диапазоном глубин) фауна эволюционирует и становится эврибатной (адаптированной к более широкому диапазону глубин), например гренадеры и натантийские креветки. Тем не менее желобовые сообщества демонстрируют разную степень внутритраншейного эндемизма и межтраншейного сходства на более высоком таксономическом уровне. [5]

В зоне хадал известно лишь относительно небольшое количество видов рыб, в том числе некоторые гренадеры, угри-головорезы , жемчужная рыба , олени , улитки и бельдюги . [16] [17] Из-за экстремального давления теоретическая максимальная глубина для позвоночных рыб может составлять около 8 000–8 500 м (26 200–27 900 футов), ниже которой костистые кости будут гиперосмотическими , если предположить, что потребность в триметиламине N-оксиде соответствует наблюдаемому приблизительному значению. линейная зависимость от глубины. [18] [19] Некоторые беспозвоночные действительно встречаются глубже, например, большеперый кальмар , [20] [21] некоторые полиноидные черви, многориотрохидные морские огурцы, турридные улитки и бокоплавы -пардалискиды на глубине более 10 000 м (33 000 футов). [9] Кроме того, на этих глубинах обитают гигантские протисты , известные как ксенофиофоры ( фораминиферы ). [22]

Условия

Единственными известными первичными продуцентами в хадальной зоне являются определенные бактерии , которые способны метаболизировать водород и метан , выделяемые в результате реакций горных пород и морской воды ( серпентинизация ), [23] или сероводород, выделяющийся из холодных просачиваний . Некоторые из этих бактерий являются симбиотическими , например, живут внутри мантии некоторых тиазиридных и везикомидных двустворчатых моллюсков. [24] В противном случае первым звеном в пищевой цепи хадала являются гетеротрофные организмы, которые питаются морским снегом , как мелкими частицами, так и случайными тушами. [23] [25]

Зона хадала может достигать глубины намного ниже 6000 м (20 000 футов); самая глубокая из известных достигает 10 911 м (35 797 футов). [26] На таких глубинах давление в хадальной зоне превышает 1100 стандартных атмосфер (110  МПа ; 16 000  фунтов на квадратный дюйм ). Недостаток света и сильное давление затрудняют исследование этой части океана.

Исследование

Исследование хадальной зоны требует использования приборов, способных выдерживать давление до тысячи и более атмосфер. Для сбора ограниченной, но ценной информации об основах биологии нескольких хадальных организмов было использовано несколько случайных и нестандартных инструментов. [27] Однако для более детального изучения глубин можно использовать обитаемые и беспилотные подводные аппараты . Беспилотные роботизированные подводные аппараты могут управляться дистанционно (подключаясь к исследовательскому судну кабелем) или автономными (свободно перемещаясь). Камеры и манипуляторы на подводных аппаратах позволяют исследователям наблюдать и брать образцы отложений и организмов. Произошли провалы подводных аппаратов под огромным давлением на глубинах хадальной зоны. Предполагается, что HROV Nereus взорвался на глубине 9990 метров во время исследования желоба Кермадек в 2014 году. [28]

Известные миссии

фото подводного корабля Батискаф Триест
Батискаф Триест в 1958 году, использованный Пиккаром и Уолшем для достижения Бездны Челленджера.

Первое пилотируемое исследование глубины Челленджера , самой глубокой из известных частей океана, расположенной в Марианской впадине , было осуществлено в 1960 году Жаком Пиккаром и Доном Уолшем . [29] Они достигли максимальной глубины 10 911 метров (35 797 футов) на батискафе «Триест» . [30] [27]

Джеймс Кэмерон также достиг дна Марианской впадины в марте 2012 года с помощью Deepsea Challenger . [31] Спуск Deepsea Challenger достиг глубины 10 908 метров (35 787 футов), что немного меньше самого глубокого рекорда погружения, установленного Пиккаром и Уолшем. [32] Кэмерон является рекордсменом по самому глубокому одиночному погружению. [30]

В июне 2012 года китайский пилотируемый подводный аппарат «Цзяолун» смог достичь глубины 7020 м (23 030 футов) в Марианской впадине, что сделало его самым глубоководным пилотируемым исследовательским подводным аппаратом. [33] [34] Этот диапазон превосходит предыдущий рекордсмен, Синкай японского производства , максимальная глубина которого составляет 6500 м (21300 футов). [35]

Немногие беспилотные подводные аппараты способны опускаться на максимальные глубины хадала. К самым глубоководным беспилотным подводным аппаратам относятся « Кайко» (потерян в море в 2003 году), [36] « АБИСМО» , [37] « Нерей» (потерян в море в 2014 году), [28] и « Хайдоу-1» . [38]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Джеймисон, Алан Дж .; Малкоч, Тамаш; Пиртни, Стюарт Б.; Фуджи, Тойонобу; Чжан, Жулин (13 февраля 2017 г.). «Биоаккумуляция стойких органических загрязнителей в фауне самого глубокого океана» (PDF) . Экология и эволюция природы . 1 (3): 0051. Бибкод : 2017NatEE...1...51J. дои : 10.1038/s41559-016-0051. hdl : 2164/9142 . PMID  28812719. S2CID  9192602. Архивировано (PDF) из оригинала 11 октября 2017 г.
  2. ↑ Джеймисон, Алан (5 марта 2016 г.). «Зона Хадал: десять вещей, которые вы никогда не знали о самых глубоких местах океана». Интернэшнл Бизнес Таймс . Архивировано из оригинала 2 июня 2019 года.
  3. ^ Аб Джеймисон, Алан (29 апреля 2014 г.). «Все о траншеях». Исследования экосистемы Хадала . Океанографический институт Вудс-Хоул . Архивировано из оригинала 20 августа 2019 года.
  4. ^ Вольф, Торбен (1959). «Сообщество хадалов, введение». Глубоководные исследования . 6 : 95–124. Бибкод : 1959DSR.....6...95Вт. дои : 10.1016/0146-6313(59)90063-2.
  5. ^ аб Джеймисон, Алан Дж .; Фуджи, Тойонобу; Мэр Дэниел Дж.; Солан, Мартин; Приеде, Имантс Г. (2010). «Желаны Хадала: экология самых глубоких мест Земли (Обзорная статья)» (PDF) . Тенденции экологии и эволюции . 25 (3): 190–197. дои : 10.1016/j.tree.2009.09.009. PMID  19846236. Архивировано из оригинала (PDF) 25 декабря 2017 года . Проверено 9 апреля 2017 г.
  6. ^ Аб Бруун, Антон Фредерик (16 июня 1956 г.). «Абиссальная фауна: ее экология, распространение и происхождение». Природа . 177 (4520): 1105–1108. Бибкод : 1956Natur.177.1105B. дои : 10.1038/1771105a0. S2CID  4182886.
  7. ^ Экспоненциальный рост хадал-науки: перспективы и будущие направления, определенные с помощью тематического моделирования.
  8. ^ Организация Объединенных Наций (2017). Первая глобальная комплексная морская оценка, Оценка Мирового океана I. Издательство Кембриджского университета. п. 904. ИСБН 978-1-316-51001-8. LCCN  2017287717.
  9. ^ Аб Джеймисон, Алан (2015). Зона Хадал: жизнь в самых глубоких океанах . Издательство Кембриджского университета. стр. 18–21, 285–318. ISBN 978-1-107-01674-3. LCCN  2014006998.
  10. ^ Аб Джеймисон, Алан Дж. (2011). «Экология глубоких океанов: желоба Хадал». ЭЛС . John Wiley & Sons, Ltd. doi : 10.1002/9780470015902.a0023606. ISBN 978-0470016176.
  11. ^ Рофф, Джон; Захариас, Марк (2011). Морская природоохранная экология . Скан Земли. ISBN 978-1-84407-884-4.
  12. ^ Вьеррос, Марджо; Крессвелл, Ян; Эскобар Брионес, Эльва; Райс, Джейк; Ардрон, Джефф, ред. (2009). Глобальные открытые океаны и глубоководное морское дно (ТОВАРЫ) – биогеографическая классификация. Техническая серия МОК. Париж: ЮНЕСКО . Проверено 23 декабря 2017 г.
  13. ^ Торн-Миллер, Бойс; Катена, Джон (1999). Живой океан: понимание и защита морского биоразнообразия (второе изд.). Джон Уайли и сыновья. п. 57. ИСБН 1-55963-678-5.
  14. ^ Медоуз, PS; Кэмпбелл, Дж.И. (1988). Введение в морскую науку . Биология третичного уровня (2-е изд.). Уайли. п. 7. ISBN 978-0-470-20951-6. LCCN  87020603.
  15. ^ Рамирес-Ллодра, Э; Роуден, А.А.; Джеймисон, Эй Джей ; Приеде, И.Г.; Кейт, окружной прокурор (2020). «M3.6 Хадалские траншеи и впадины». В Ките, округ Колумбия; Феррер-Париж-младший; Николсон, Э.; Кингсфорд, RT (ред.). Типология глобальной экосистемы МСОП 2.0: Описательные профили биомов и функциональных групп экосистем . Гланд, Швейцария: МСОП. doi :10.2305/IUCN.CH.2020.13.en. ISBN 978-2-8317-2077-7. S2CID  241360441.
  16. ^ Линли, Томас Д.; Герринджер, Маккензи Э.; Янси, Пол Х.; Дразен, Джеффри С.; Вайншток, Хлоя Л.; Джеймисон, Алан Дж. (август 2016 г.). «Рыбы хадальной зоны, включая новые виды, наблюдения на месте и данные о глубинах Liparidae». Глубоководные исследования. Часть I: Статьи океанографических исследований . 114 : 99–110. Бибкод : 2016DSRI..114...99L. дои : 10.1016/j.dsr.2016.05.003 .
  17. ^ Джеймисон, Алан Дж.; Линли, Томас Д.; Эйглер, Шейн; Макдональд, Тим (1 декабря 2021 г.). «Глобальная оценка рыб на нижних глубинах абиссали и верхних хадальных глубинах (от 5000 до 8000 м)». Глубоководные исследования. Часть I: Статьи океанографических исследований . 178 : 103642. Бибкод : 2021DSRI..17803642J. дои : 10.1016/j.dsr.2021.103642. ISSN  0967-0637. S2CID  239087034.
  18. ^ Джеймисон, Алан Дж .; Янси, Пол Х. (июнь 2012 г.). «О достоверности триестской камбалы: развенчание мифа». Биологический вестник . 222 (3): 171–175. дои : 10.1086/BBLv222n3p171. JSTOR  41638633. PMID  22815365. S2CID  31549749. Архивировано из оригинала 9 декабря 2019 г.
  19. ^ Янцея, Пол Х.; Геррингера, Маккензи Э.; Дразен, Джеффри С.; Роуден, Эшли А.; Джеймисон, Алан (март 2014 г.). «Морские рыбы могут быть биохимически ограничены в заселении самых глубоких глубин океана» (PDF) . ПНАС . 111 (12): 4461–4465. Бибкод : 2014PNAS..111.4461Y. дои : 10.1073/pnas.1322003111 . ПМЦ 3970477 . PMID  24591588. Архивировано (PDF) из оригинала 4 июля 2019 г. 
  20. ^ Джеймисон, Алан Дж.; Веккьоне, Майкл (2 декабря 2021 г.). «Головоногие моллюски Хадала: первое наблюдение кальмаров (Oegopsida, Magnapinnidae, Magnapinna sp.) и новые встречи плавниковых осьминогов (Cirrata) на глубинах > 6000 м в Филиппинском желобе». Морская биология . 169 (1): 11. doi :10.1007/s00227-021-03993-x. ISSN  1432-1793.
  21. ^ Брэндон Спектор (18 января 2022 г.). «Самый глубоководный кальмар в мире обнаружен на глубине 20 000 футов» . www.livscience.com . Проверено 30 июня 2024 г.
  22. ^ Гигантские одноклеточные организмы обнаружены на глубине более шести миль под поверхностью океана.
  23. ^ аб Фрейзер, Дженнифер (14 апреля 2013 г.). «Что обитает на дне Марианской впадины? Больше, чем вы думаете». Научный американец . Архивировано из оригинала 5 февраля 2019 года.
  24. ^ Фудзикура, Кацунори; Кодзима, Сигеаки; Тамаки, Кенсаку; Маки, Ёносукэ; Хант, Джеймс; Окутани, Такаши (4 декабря 1999 г.). «Самое глубокое сообщество, основанное на хемосинтезе, когда-либо обнаруженное в зоне хадал на глубине 7326 м в Японском желобе» (PDF) . Серия «Прогресс в области морской экологии» . 190 : 17–26. Бибкод : 1999MEPS..190...17F. дои : 10.3354/meps190017 . JSTOR  24854626. Архивировано (PDF) из оригинала 2 мая 2019 года.
  25. ^ Бланкеншип, Лесли Э.; Левин, Лиза А. (июль 2007 г.). «Экстремальные пищевые сети: стратегии добывания пищи и рацион амфипод, питающихся падальщиками с самых глубоких 5 километров океана». Лимнология и океанография . 52 (4): 1685–1697. Бибкод : 2007LimOc..52.1685B. дои : 10.4319/lo.2007.52.4.1685 . JSTOR  4502323.
  26. ^ «Исследователь океана NOAA: История: Цитаты: зондирования, морское дно и геофизика» . НОАА, Управление по исследованию и исследованию океана . Проверено 23 марта 2010 г.
  27. ^ ab «Об Аиде». Исследования экосистемы Хадала . Океанографический институт Вудс-Хоул . Архивировано из оригинала 20 августа 2019 г. Проверено 6 апреля 2018 г.
  28. ^ ab «Роботизированный глубоководный аппарат потерян при погружении на глубину 6 миль» (пресс-релиз). Океанографический институт Вудс-Хоул . 10 мая 2014 г. Архивировано из оригинала 09.12.2019 . Проверено 6 апреля 2018 г.
  29. ^ ThinkQuest. Архивировано 28 января 2007 г. в Wayback Machine . 1 февраля 2007 г.
  30. ^ ab «1960: Самый глубокий пилотируемый спуск в океан». Книга Рекордов Гиннесса . 19 августа 2015 г. Проверено 6 апреля 2018 г.
  31. ↑ Тан, Кер (25 марта 2012 г.). «Джеймс Кэмерон завершил рекордное погружение в Марианскую впадину» . Национальная география . Архивировано из оригинала 19 сентября 2019 года.
  32. ^ "DEEPSEA CHALLENGE - Экспедиция Джеймса Кэмерона National Geographic Explorer" . 25 июня 2014 г. Архивировано из оригинала 25 июня 2014 года . Проверено 1 января 2022 г.
  33. ^ «Цзяолун достигает глубины 7000 метров под водой» . Новости подводного мира . Проверено 6 апреля 2018 г.
  34. ↑ Оуэнс, Брайан (25 июня 2012 г.). «Китайский подводный аппарат «Цзяолун» погрузился на глубину 7000 метров». blogs.nature.com . Архивировано из оригинала 12 ноября 2019 г. Проверено 6 апреля 2018 г.
  35. ^ «Исследовательская машина для глубокого погружения - Синкай 6500» . ЯМСТЕК . Архивировано из оригинала 18 мая 2019 г. Проверено 6 апреля 2018 г.
  36. ^ «Транспортное средство с дистанционным управлением - Кайко» . ЯМСТЕК . Архивировано из оригинала 02 сентября 2019 г. Проверено 6 апреля 2018 г.
  37. ^ «ABISMO», мобильный автоматический осмотр дна и отбор проб, успешно провел первый в мире многократный вертикальный отбор проб из середины океана, морского дна и подводного дна на глубине 10 000 м в Марианской впадине» (пресс-релиз). ЯМСТЕК . 16 июня 2008 г. Архивировано из оригинала 16 ноября 2018 г. Проверено 6 апреля 2018 г.
  38. ^ «Китайский беспилотный подводный аппарат устанавливает новый национальный рекорд» . НДТВ . Пресс Траст Индии . 23 августа 2016 г. Архивировано из оригинала 09.12.2019 . Проверено 9 декабря 2019 г.

Внешние ссылки