Марианская впадина — океаническая впадина , расположенная в западной части Тихого океана , примерно в 200 километрах (124 милях) к востоку от Марианских островов ; это самая глубокая океаническая впадина на Земле. Она имеет форму полумесяца и имеет длину около 2550 км (1580 миль), а ширину — 69 км (43 мили). Максимальная известная глубина составляет 10 984 ± 25 метров (36 037 ± 82 фута; 6 006 ± 14 саженей; 6,825 ± 0,016 мили) на 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 горы Эверест . [a]
На дне впадины водяной столб оказывает давление в 1086 бар (15 750 фунтов на квадратный дюйм), что в 1071 раз превышает стандартное атмосферное давление на уровне моря. При таком давлении плотность воды увеличивается на 4,96%. [ необходима цитата ] Температура на дне составляет от 1 до 4 °C (от 34 до 39 °F). [4]
В 2009 году Марианская впадина была объявлена Национальным памятником США , Марианской впадиной . [5]
Исследователи из Института океанографии Скриппса обнаружили в желобе одноклеточные организмы, называемые моноталамеями, на рекордной глубине 10,6 км (35 000 футов; 6,6 миль) ниже поверхности моря . [6] Данные также свидетельствуют о том, что микробные формы жизни процветают внутри желоба. [7] [8]
Марианская впадина названа в честь близлежащих Марианских островов , которые называются Лас-Марианские в честь испанской королевы Марианы Австрийской . Острова являются частью островной дуги , которая образована на нависающей плите, называемой Марианской плитой (также названной в честь островов), на западной стороне впадины.
Марианская впадина является частью системы субдукции Изу-Бонин-Марианская , которая образует границу между двумя тектоническими плитами . В этой системе западный край одной плиты, Тихоокеанской плиты , субдуцирован (т. е. надвинут) под меньшую Марианскую плиту , которая лежит на западе. Материал земной коры на западном краю Тихоокеанской плиты является одним из старейших океанических кор на Земле (возрастом до 170 миллионов лет), и, следовательно, он холоднее и плотнее; отсюда его большая разница в высоте относительно более высоко расположенной (и более молодой) Марианской плиты. Самая глубокая область на границе плит — это собственно Марианская впадина.
Движение Тихоокеанской и Марианской плит также косвенно ответственно за образование Марианских островов . Эти вулканические острова вызваны плавлением верхней мантии из-за высвобождения воды, которая захвачена минералами субдуцированной части Тихоокеанской плиты .
Впервые траншея была исследована во время экспедиции «Челленджера» в 1875 году с использованием утяжеленной веревки, которая зафиксировала глубину 4475 саженей (8184 метра; 26850 футов). [9] [10] В 1877 году была опубликована карта под названием Tiefenkarte des Grossen Ozeans («Карта глубин Великого океана») Петерманна, на которой был изображен Challenger Tief («Бездна Челленджера») в месте этого зондирования. В 1899 году USS Nero , переоборудованный угольщик , зафиксировал глубину 5269 саженей (9636 метров; 31614 футов). [11]
В 1951 году под руководством главного ученого Томаса Гаскелла Challenger II обследовал впадину с помощью эхолота , гораздо более точного и гораздо более простого способа измерения глубины, чем зондирующее оборудование и драг-лайны, использовавшиеся в первоначальной экспедиции. Во время этого обследования была зафиксирована самая глубокая часть впадины, когда Challenger II измерил глубину 5960 саженей (10900 метров; 35760 футов) в точке с координатами 11°19′N 142°15′E / 11.317°N 142.250°E / 11.317; 142.250 , [12] известной как Бездна Челленджера . [13]
В 1957 году советское судно «Витязь» сообщило о глубине 11 034 м (36 201 фут; 6 033 сажени) в месте, названном Марианской впадиной . [14] [ нужен лучший источник ]
В 1962 году надводное судно MV Spencer F. Baird зарегистрировало максимальную глубину 10 915 м (35 810 футов; 5968 саженей) с помощью точных глубиномеров .
В 1984 году японское исследовательское судно Takuyō (拓洋) собрало данные из Марианской впадины с помощью узкого многолучевого эхолота; максимальная глубина составила 10 924 метра (35 840 футов), также сообщалось о 10 920 ± 10 м (35 827 ± 33 фута; 5 971,1 ± 5,5 саженей). [15] Дистанционно управляемый аппарат KAIKO достиг самой глубокой области Марианской впадины и установил рекорд самого глубокого погружения — 10 911 м (35 797 футов; 5 966 саженей) 24 марта 1995 года. [16]
Во время исследований, проведенных в период с 1997 по 2001 год, вдоль Марианской впадины было обнаружено место, глубина которого была схожа с глубиной Бездны Челленджера, возможно, даже глубже. Оно было обнаружено, когда ученые из Гавайского института геофизики и планетологии завершали исследование вокруг Гуама ; они использовали систему гидролокационного картирования, буксируемую за исследовательским судном, для проведения исследования. Это новое место было названо Глубина HMRG (Hawaii Mapping Research Group) в честь группы ученых, которые его обнаружили. [17]
1 июня 2009 года картографирование на борту RV Kilo Moana (базового судна аппарата Nereus) показало место с глубиной 10 971 м (35 994 фута; 5 999 саженей). Картографирование Challenger Deep стало возможным благодаря многолучевой батиметрической системе Simrad EM120 для глубоководья. Гидролокационная система использует фазовое и амплитудное обнаружение дна с точностью лучше 0,2% глубины воды по всей полосе обзора (подразумевая, что показатель глубины имеет точность ± 22 метра (72 фута; 12 саженей)). [18] [19]
В 2011 году на осеннем собрании Американского геофизического союза было объявлено , что гидрографическое судно ВМС США, оснащенное многолучевым эхолотом, провело исследование, в ходе которого была нанесена на карту вся впадина с разрешением 100 м (330 футов; 55 саженей). [2] Картографирование выявило существование четырех скальных выступов, предположительно бывших подводных гор . [20]
Марианская впадина — это место, выбранное исследователями из Университета Вашингтона в Сент-Луисе и Океанографического института Вудс-Хоул в 2012 году для проведения сейсмической разведки с целью изучения подземного водного цикла . Используя как донные сейсмометры, так и гидрофоны , ученые могут картировать структуры на глубине до 97 километров (318 000 футов; 53 000 саженей; 60 миль) под поверхностью. [21]
По состоянию на 2022 год было совершено 22 спуска с экипажем и семь спусков без экипажа. Первым был спуск с экипажем на батискафе Trieste , спроектированном швейцарцами и построенном в Италии, принадлежащем ВМС США , который достиг дна в 13:06 23 января 1960 года с Доном Уолшем и Жаком Пиккаром на борту. [13] [23] В качестве балласта использовалась железная дробь , а для плавучести — бензин . [13] Бортовые системы показывали глубину 37 800 футов (11 521 м; 6300 саженей), [24] но позже эта цифра была скорректирована до 35 814 футов (10 916 м; 5969 саженей). [25] Глубина была оценена путем преобразования измеренного давления и расчетов, основанных на плотности воды от поверхности моря до морского дна. [23]
За этим последовали беспилотные ROV Kaikō в 1996 году и Nereus в 2009 году. Первые три экспедиции напрямую измерили очень похожие глубины от 10 902 до 10 916 м (от 35 768 до 35 814 футов; от 5 961 до 5 969 саженей). [26] [27] Четвертая была сделана канадским кинорежиссером Джеймсом Кэмероном 26 марта 2012 года. Он достиг дна Марианской впадины на подводном судне Deepsea Challenger , погрузившись 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 их на глубине более мили. Гидрофон с титановым корпусом был разработан, чтобы выдерживать огромное давление на глубине 7 миль (37 000 футов; 6 200 саженей; 11 000 м) под водой. [31] Хотя исследователи не смогли извлечь гидрофон до ноября, емкость данных была заполнена в течение первых 23 дней. После месяцев анализа звуков эксперты были удивлены, уловив естественные звуки, такие как землетрясения , тайфуны , усатые киты и звуки машин, такие как звуки лодок. [32] В связи с успехом миссии исследователи объявили о планах разместить второй гидрофон в 2017 году на длительный период времени.
Виктор Весково достиг нового рекордного спуска на глубину 10 928 м (35 853 фута; 5 976 саженей) 28 апреля 2019 года с помощью DSV Limiting Factor , модели Triton 36000/2, произведенной базирующейся во Флориде компанией Triton Submarines . Он совершил четыре погружения в период с 28 апреля по 5 мая 2019 года, став первым человеком, погрузившимся в Бездну Челленджера более одного раза. [33] [34] [35]
8 мая 2020 года в рамках совместного проекта российских судостроителей, научных коллективов Российской академии наук при поддержке Российского фонда перспективных исследований и Тихоокеанского флота на дно Марианской впадины на глубину 10 028 м (32 900 футов; 5483 сажени) был погружен автономный подводный аппарат «Витязь-Д» . «Витязь-Д» стал первым подводным аппаратом, который автономно работал на предельных глубинах Марианской впадины. Продолжительность миссии без учета погружения и всплытия составила более 3 часов. [36] [37]
10 ноября 2020 года китайский подводный аппарат «Фэндуже» достиг дна Марианской впадины на глубине 10 909 м (35 791 фут; 5965 саженей). [38] [39]
Экспедиция, проведенная в 1960 году, заявила, что с большим удивлением из-за высокого давления наблюдала за крупными существами, живущими на дне, такими как камбала длиной около 30 см (12 дюймов) [24] и креветки . [40] По словам Пиккара, «дно казалось светлым и чистым, пустая твердая диатомовая грязь». [24] Многие морские биологи теперь скептически относятся к предполагаемому наблюдению камбалы, и предполагается, что существо могло быть морским огурцом . [41] [42] Во время второй экспедиции беспилотный аппарат Kaikō собрал образцы ила с морского дна . [43] В этих образцах были обнаружены крошечные организмы.
В июле 2011 года исследовательская экспедиция развернула беспривязные посадочные модули, называемые drop cams, оснащенные цифровыми видеокамерами и фонарями, чтобы исследовать этот глубоководный регион. Среди многих других живых организмов были обнаружены некоторые гигантские одноклеточные фораминиферы размером более 10 см (4 дюйма), принадлежащие к классу моноталамеи . [44] Моноталамеи примечательны своими размерами, их чрезвычайной распространенностью на морском дне и их ролью в качестве хозяев для множества организмов.
В декабре 2014 года на глубине 8 145 м (26 722 фута; 4 454 сажени) был обнаружен новый вид рыбы-слизняка , что побило предыдущий рекорд самой глубоководной из ныне живущих рыб, запечатленных на видео. [45]
Во время экспедиции 2014 года было снято несколько новых видов, включая огромных амфипод , известных как супергиганты. Глубоководная гигантизация — это процесс, при котором виды становятся больше своих мелководных сородичей. [45]
В мае 2017 года неопознанный вид рыбы-слизняка был заснят на глубине 8 178 метров (26 800 футов). [46]
В 2016 году исследовательская экспедиция изучала химический состав ракообразных-падальщиков, собранных в диапазоне 7 841–10 250 м (25 725–33 629 футов; 4 288–5 605 саженей) в пределах желоба. Внутри этих организмов исследователи обнаружили чрезвычайно высокие концентрации ПХБ , химического токсина, запрещенного в 1970-х годах за его вред для окружающей среды, сосредоточенного на всех глубинах в осадке желоба. [47] Дальнейшие исследования показали, что амфиподы также глотают микропластик , причем у 100% амфипод в желудках есть по крайней мере один кусок синтетического материала. [48] [49]
В 2019 году Виктор Весково сообщил о находке пластикового пакета и оберток от конфет на дне траншеи. [50] В том же году Scientific American также сообщил, что углерод-14, оставшийся от 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 тектоническая субдукция плит , происходящая в этом месте, может в конечном итоге протолкнуть ядерные отходы глубоко в мантию Земли , второй слой Земли. В 1979 году Япония планировала захоронить низкоактивные ядерные отходы около Мауга, на Северных Марианских островах. [54] Однако сброс ядерных отходов в океан запрещен международным правом. [52] [53] [55] Кроме того, зоны субдукции плит связаны с очень крупными мегавзрывными землетрясениями , последствия которых непредсказуемы для безопасности долгосрочного захоронения ядерных отходов в пределах гадопелагической экосистемы . [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