Марианская впадина — океаническая впадина, расположенная в западной части Тихого океана , примерно в 200 километрах (124 миль) к востоку от Марианских островов ; это самая глубокая океаническая впадина на Земле. Он имеет форму полумесяца, его длина составляет около 2550 км (1580 миль), а ширина - 69 км (43 мили). Максимальная известная глубина составляет 10 984 ± 25 метров (36 037 ± 82 фута; 6 006 ± 14 саженей; 6,825 ± 0,016 миль) в южном конце небольшой щелевидной долины на ее дне, известной как Бездна Челленджера . [1] Самая глубокая точка впадины находится более чем на 2 км (1,2 мили) дальше от уровня моря, чем вершина Эвереста . [а]
На дне траншеи столб воды выше оказывает давление 1086 бар (15750 фунтов на квадратный дюйм), что более чем в 1071 раз превышает стандартное атмосферное давление на уровне моря. При таком давлении плотность воды увеличивается на 4,96%. Температура внизу составляет от 1 до 4 ° C (от 34 до 39 ° F). [4]
В 2009 году Марианская впадина была признана национальным памятником США . [5]
Одноклеточные организмы, называемые моноталамеями , были обнаружены во впадине на рекордной глубине 10,6 км (35 000 футов; 6,6 миль) ниже поверхности моря исследователями из Океанографического института Скриппса . [6] Данные также свидетельствуют о том, что внутри траншеи процветают микробные формы жизни . [7] [8]
Марианская впадина названа в честь близлежащих Марианских островов , которые названы Марианскими в честь испанской королевы Марианы Австрийской . Острова являются частью островной дуги , которая образована на выступающей плите, называемой Марианской плитой (также названной в честь островов), на западной стороне впадины.
The Mariana Trench is part of the Izu–Bonin–Mariana subduction system that forms the boundary between two tectonic plates. In this system, the western edge of one plate, the Pacific Plate, is subducted (i.e., thrust) beneath the smaller Mariana Plate that lies to the west. Crustal material at the western edge of the Pacific Plate is some of the oldest oceanic crust on Earth (up to 170 million years old), and is, therefore, cooler and denser; hence its great height difference relative to the higher-riding (and younger) Mariana Plate. The deepest area at the plate boundary is the Mariana Trench proper.
The movement of the Pacific and Mariana plates is also indirectly responsible for the formation of the Mariana Islands. These volcanic islands are caused by flux melting of the upper mantle due to the release of water that is trapped in minerals of the subducted portion of the Pacific Plate.
The trench was first sounded during the Challenger expedition in 1875 using a weighted rope, which recorded a depth of 4,475 fathoms (8,184 metres; 26,850 feet).[9][10] In 1877, a map was published called Tiefenkarte des Grossen Ozeans ("Depth map of the Great Ocean") by Petermann, which showed a Challenger Tief ("Challenger deep") at the location of that sounding. In 1899, USS Nero, a converted collier, recorded a depth of 5,269 fathoms (9,636 metres; 31,614 feet).[11]
In 1951, under Chief Scientist Thomas Gaskell, Challenger II surveyed the trench using echo sounding, a much more precise and vastly easier way to measure depth than the sounding equipment and drag lines used in the original expedition. During this survey, the deepest part of the trench was recorded when the Challenger II measured a depth of 5,960 fathoms (10,900 metres; 35,760 feet) at 11°19′N 142°15′E / 11.317°N 142.250°E / 11.317; 142.250,[12] known as the Challenger Deep.[13]
In 1957, the Soviet vessel Vityaz reported a depth of 11,034 m (36,201 ft; 6,033 fathoms) at a location dubbed the Mariana Hollow.[14][better source needed]
В 1962 году надводный корабль MV Spencer F. Baird зафиксировал максимальную глубину 10 915 м (35 810 футов; 5 968 саженей) с помощью прецизионных глубиномеров .
В 1984 году японское исследовательское судно «Такуё» (拓洋) собрало данные из Марианской впадины с помощью узкого многолучевого эхолота; он сообщил, что максимальная глубина составляет 10 924 метра (35 840 футов), а также 10 920 ± 10 м (35 827 ± 33 фута; 5 971,1 ± 5,5 сажени). [15] Дистанционно управляемый аппарат KAIKO достиг самой глубокой части Марианской впадины и установил рекорд самой глубокой глубины погружения - 10 911 м (35 797 футов; 5 966 саженей) 24 марта 1995 года. [16]
В ходе исследований, проведенных в период с 1997 по 2001 год, вдоль Марианской впадины было обнаружено место, глубина которого была аналогична глубине Челленджера, а возможно, даже глубже. Он был обнаружен, когда ученые из Гавайского института геофизики и планетологии завершали исследование вокруг Гуама ; для проведения исследования они использовали гидролокаторную картографическую систему, буксируемую за исследовательским кораблем. Это новое место было названо HMRG (Hawaii Mapping Research Group) Deep , в честь группы учёных, открывших его. [17]
1 июня 2009 года при картографировании на борту НИС «Кило Моана» (базового корабля «Нерей») было обнаружено место глубиной 10 971 м (35 994 фута; 5 999 саженей). Гидролокационное картографирование бездны Челленджера стало возможным с помощью многолучевой гидролокационной батиметрической системы Simrad EM120 для глубокой воды. Гидролокационная система использует фазовое и амплитудное обнаружение дна с точностью более 0,2% глубины воды по всей полосе обзора (это означает, что точность значения глубины составляет ± 22 метра (72 фута; 12 саженей)). [18] [19]
В 2011 году на осеннем собрании Американского геофизического союза было объявлено, что гидрографический корабль ВМС США, оснащенный многолучевым эхолотом, провел исследование, в результате которого была нанесена карта всей траншеи с разрешением 100 м (330 футов; 55 саженей). [2] Картирование выявило существование четырех скалистых обнажений, предположительно бывших подводными горами . [20]
Марианская впадина — это участок, выбранный исследователями Вашингтонского университета в Сент-Луисе и Океанографического института Вудс-Хоул в 2012 году для сейсмической разведки с целью изучения круговорота подземных вод . Используя как донные сейсмометры , так и гидрофоны , ученые могут нанести на карту структуры на глубине до 97 километров (318 000 футов; 53 000 саженей; 60 миль) под поверхностью. [21]
По состоянию на 2022 год совершено 22 спуска с экипажем и семь спусков без экипажа. Первым был спуск с экипажем на батискафе «Триест» , спроектированном в Швейцарии, построенном в Италии и принадлежащем ВМС США , который достиг дна в 13:06 23 января 1960 года с Доном Уолшем и Жаком Пиккаром на борту. [13] [23] Железная дробь использовалась в качестве балласта , а бензин для плавучести . [13] Бортовые системы показали глубину 37 800 футов (11 521 м; 6 300 саженей), [24] но позже она была изменена до 35 814 футов (10 916 м; 5 969 саженей). [25] Глубина была рассчитана путем преобразования измеренного давления и расчетов, основанных на плотности воды от поверхности моря до морского дна. [23]
За этим последовали беспилотные ROV «Кайко» в 1996 году и «Нерей» в 2009 году. Первые три экспедиции непосредственно измерили очень схожие глубины от 10 902 до 10 916 м (от 35 768 до 35 814 футов; от 5 961 до 5 969 саженей). [26] [27] Четвертый был снят канадским кинорежиссером Джеймсом Кэмероном 26 марта 2012 года. Он достиг дна Марианской впадины на подводном судне Deepsea Challenger , нырнув на глубину 10 908 м (35 787 футов; 5 965 саженей). . [28] [29] [30]
В июле 2015 года сотрудники Национального управления океанических и атмосферных исследований, Университета штата Орегон и Береговой охраны погрузили гидрофон в самую глубокую часть Марианской впадины, Бездну Челленджера, никогда ранее не размещая его на расстоянии более мили. Гидрофон с титановым корпусом был спроектирован так, чтобы выдерживать огромное давление на глубине 7 миль (37 000 футов; 6 200 саженей; 11 000 м). [31] Хотя исследователи не смогли получить гидрофон до ноября, емкость данных была заполнена в течение первых 23 дней. После нескольких месяцев анализа звуков эксперты были удивлены, обнаружив естественные звуки, такие как землетрясения , тайфуны , звуки усатых китов , а также механические звуки, такие как звуки лодок. [32] В связи с успехом миссии исследователи объявили о планах развернуть второй гидрофон в 2017 году на длительный период времени.
Виктор Весково установил новый рекорд спуска на высоту 10 928 м (35 853 фута; 5 976 саженей) 28 апреля 2019 года с использованием DSV Limiting Factor , модели Triton 36000/2, произведенной базирующейся во Флориде компанией Triton Submarines . С 28 апреля по 5 мая 2019 года он нырял четыре раза, став первым человеком, нырнувшим в Бездну Челленджера более одного раза. [33] [34] [35]
8 мая 2020 года в рамках совместного проекта российских кораблестроителей, научных коллективов РАН при поддержке Российского фонда перспективных научных исследований и Тихоокеанского флота на дно Марианского моря был погружен автономный подводный аппарат " Витязь-Д". Траншея на глубине 10 028 м (32 900 футов; 5 483 сажени). «Витязь-Д» — первый подводный аппарат, работающий автономно на экстремальных глубинах Марианской впадины. Продолжительность миссии без учета погружения и всплытия составила более 3 часов. [36] [37]
10 ноября 2020 года китайский подводный аппарат Fendouzhe достиг дна Марианской впадины на глубине 10 909 м (35 791 фут; 5 965 саженей). [38] [39]
Экспедиция, проведенная в 1960 году, заявила, что с большим удивлением из-за высокого давления наблюдала крупных существ, живущих на дне, таких как камбала длиной около 30 см (12 дюймов) [24] и креветки . [40] По словам Пиккара, «дно казалось светлым и чистым, представляло собой отходы твердого диатомового ила». [24] Многие морские биологи сейчас скептически относятся к предполагаемому появлению камбалы, и предполагается, что этим существом мог быть морской огурец . [41] [42] Во время второй экспедиции беспилотный корабль «Кайко» собрал образцы грязи с морского дна . [43] В этих образцах были обнаружены крошечные организмы.
В июле 2011 года исследовательская экспедиция задействовала отвязные посадочные аппараты, называемые дроп-камерами, оснащенные цифровыми видеокамерами и фонарями, для исследования этого глубоководного региона. Среди многих других живых организмов наблюдались гигантские одноклеточные фораминиферы размером более 10 см (4 дюйма), относящиеся к классу моноталамеи . [44] Monothalamea примечательны своими размерами, чрезвычайной численностью на морском дне и ролью хозяев для множества организмов.
В декабре 2014 года новый вид улиток был обнаружен на глубине 8 145 м (26 722 фута; 4 454 сажени), побив предыдущий рекорд самой глубоководной живой рыбы, замеченной на видео. [45]
В ходе экспедиции 2014 года было снято несколько новых видов, в том числе огромных амфипод, известных как сверхгиганты. Глубоководный гигантизм — это процесс, при котором виды вырастают крупнее своих мелководных родственников. [45]
В мае 2017 года неопознанный вид улитки был снят на видео на глубине 8 178 метров (26 800 футов). [46]
В 2016 году исследовательская экспедиция изучила химический состав ракообразных-падальщиков, собранных на глубине 7 841–10 250 м (25 725–33 629 футов; 4 288–5 605 саженей) внутри траншеи. Внутри этих организмов исследователи обнаружили чрезвычайно повышенные концентрации ПХД , химического токсина, запрещенного в 1970-х годах из-за его вреда для окружающей среды, концентрированного на всех глубинах отложений траншеи. [47] Дальнейшие исследования показали, что амфиподы также поглощают микропластик , причем у 100% амфипод имеется хотя бы один кусок синтетического материала в желудке. [48] [49]
В 2019 году Виктор Весково сообщил, что нашел на дне траншеи полиэтиленовый пакет и фантики. [50] В том же году журнал Scientific American также сообщил, что углерод-14, образовавшийся в результате испытаний ядерной бомбы, был обнаружен в телах водных животных, найденных в траншее. [51]
Как и другие океанические впадины, Марианская впадина была предложена в качестве места захоронения ядерных отходов [52] [53] в надежде, что субдукция тектонических плит , происходящая на этом месте, может в конечном итоге вытолкнуть ядерные отходы глубоко в мантию Земли , второй слой. земли. Однако сброс ядерных отходов в океан запрещен международным правом. [52] [53] [54] Кроме того, зоны субдукции плит связаны с очень сильными мегаземлетрясениями , последствия которых непредсказуемы для безопасности долгосрочного захоронения ядерных отходов в гадопелагической экосистеме . [53]
{{cite book}}
: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )11 ° 21' с.ш., 142 ° 12' в.д. / 11,350 ° с.ш., 142,200 ° в.д. / 11,350; 142.200