Каковы океанические ямы?

океанские траншеи они представляют собой пропасти на морском дне, которые образуются в результате деятельности тектонических плит Земли, которые при сближении одна выталкивается под другую.

Эти длинные и узкие V-образные впадины являются самыми глубокими частями океана и находятся по всему миру, достигая глубины около 10 километров ниже уровня моря..

В Тихом океане находятся самые глубокие ямы и они являются частью так называемого «Огненного кольца», которое также включает в себя активные вулканы и зоны землетрясений..

Самая глубокая океаническая яма - Марианская впадина, расположенная недалеко от островов Марина, длиной более 1580 миль или 2542 километров, в 5 раз длиннее Гранд-Каньона в Колорадо, США, и в среднем всего 43 мили ( 69 километров) в ширину.

Там находится Бездна Челленджер, которая на высоте 10 911 метров является самой глубокой частью океана. Кроме того, могилы Тонга, Курилы, Кермадек и Филиппины имеют глубину более 10 000 метров.

Для сравнения, гора Эверест имеет высоту 8 848 метров над уровнем моря, что означает, что Марианская впадина в самой глубокой ее части имеет глубину более 2000 метров..

Океанские ямы занимают самый глубокий слой океана. Интенсивное давление, недостаток солнечного света и холодные температуры этого места делают его одним из самых уникальных мест обитания на Земле.

Как образуются океанические ямы?

Ямы сформированы субдукцией, геофизическим процессом, в котором две или больше тектонических плит Земли сходятся, и самая старая и самая плотная толкается под более легкой плитой, вызывая морское дно и внешнюю кору (литосферу) Изгибает и образует уклон, V-образное углубление.  

Субдукционные зоны

Другими словами, когда край плотной тектонической плиты встречается с краем менее плотной тектонической плиты, более плотная плита наклоняется вниз. Этот тип границы между слоями литосферы называется конвергентным. Место, где находится самая плотная пластина, называется зоной субдукции..

Процесс субдукции делает ямы динамическими геологическими элементами, отвечающими за значительную часть сейсмической активности Земли и часто являющимися эпицентром сильных землетрясений, включая некоторые из землетрясений с большей зарегистрированной магнитудой.

Некоторые океанические траншеи образуются путем субдукции между плитой с континентальной корой и плитой с океанической корой. Континентальная кора всегда плавает больше, чем океаническая кора, и последняя всегда будет подчинена.

Самые известные океанические траншеи являются результатом этой границы между сходящимися плитами. Перуанско-Чилийский желоб западного побережья Южной Америки образован океанической корой плиты Наска, которая покоится под континентальной корой плиты Южной Америки..

Траншея Рюкю, простирающаяся от юга Японии, сформирована таким образом, что океаническая кора Филиппинской плиты проходит под континентальной корой Евразийской плиты..

Редко образуются океанические ямы, когда встречаются две плиты, несущие континентальную кору. Марианская впадина в южной части Тихого океана образуется, когда внушительная Тихоокеанская плита проходит под самой маленькой и наименее плотной плитой Филиппин..

В зоне субдукции часть расплавленного материала, который ранее был морским дном, обычно поднимается через вулканы, расположенные рядом с ямой. Вулканы часто создают вулканические арки, остров горной цепи, который лежит параллельно яме.

Алеутский желоб образуется там, где Тихоокеанская плита под северноамериканской плитой в Арктике находится между штатом Аляска в США и русским регионом Сибири. Алеутские острова образуют вулканическую дугу, которая покидает полуостров Аляска и к северу от Алеутского желоба.

Не все океанические траншеи находятся в Тихом океане. Траншея Пуэрто-Рико представляет собой сложную тектоническую впадину, которая частично образована зоной субдукции Малых Антильских островов. Здесь океаническая кора огромной плиты Северной Америки подчинена океанической коре самой маленькой Карибской плиты..

Почему океанские траншеи важны?

Знание океанских траншей ограничено из-за его глубины и удаленности от его местоположения, но ученые знают, что они играют важную роль в нашей жизни на суше..

Большая часть сейсмической активности в мире происходит в зонах субдукции, что может иметь разрушительные последствия для прибрежных сообществ и даже больше для мировой экономики..

Землетрясения на морском дне, возникшие в зонах субдукции, стали причиной цунами в Индийском океане в 2004 году и землетрясения в Тохоку и цунами в Японии в 2011 году..

Изучая океанские траншеи, ученые могут понять физический процесс субдукции и причины этих разрушительных стихийных бедствий.

Исследование ям также дает исследователям понимание новых и разнообразных форм адаптации организмов от морских глубин к окружающей среде, которые могут содержать ключ к биологическим и биомедицинским достижениям..

Изучение того, как глубоководные организмы приспособились к жизни в суровых условиях, может помочь улучшить понимание во многих различных областях исследований, от лечения диабета до улучшения моющих средств..

Исследователи уже обнаружили микробы, населяющие гидротермальные жерла в морской бездне, которые потенциально могут стать новыми формами антибиотиков и лекарств от рака..

Такая адаптация может также содержать ключ к пониманию происхождения жизни в океане, поскольку ученые изучают генетику этих организмов, чтобы составить загадку истории о том, как жизнь расширяется между изолированными экосистемами и, в конечном итоге, через океаны мира.

Недавние исследования также выявили неожиданное и большое количество углеродного материала, накопленного в ямах, что позволяет предположить, что эти регионы играют важную роль в климате Земли..

Этот углерод конфискуется в мантии Земли посредством субдукции или потребляется бактериями из ямы.

Это открытие предоставляет возможности для дальнейшего исследования роли ям как в качестве источника (через вулканы и другие процессы), так и в качестве резервуара в углеродном цикле планеты, который может повлиять на то, как ученые в конечном итоге поймут и предскажут воздействие парниковых газов, генерируемых человеком, и изменение климата.

Разработка новых технологий из морских глубин, от погружных до камер, датчиков и пробоотборников, предоставит ученым большие возможности для систематического изучения экосистем ям в течение длительных периодов времени..

Это в конечном итоге даст нам лучшее понимание землетрясений и геофизических процессов, рассмотрит, как ученые понимают глобальный углеродный цикл, предоставит возможности для биомедицинских исследований и потенциально внесет вклад в новое понимание эволюции жизни на Земле..

Эти же технологические достижения создадут для ученых новые возможности для изучения океана в целом, от удаленных береговых линий до покрытого льдом Северного Ледовитого океана..

Жизнь в океанских окопах

Океанские траншеи являются одними из самых враждебных мест обитания на земле. Давление превышает поверхность более чем в 1000 раз, а температура воды немного выше точки замерзания. Возможно, что еще более важно, солнечный свет не проникает в более глубокие океанические траншеи, делая невозможным фотосинтез.

Организмы, обитающие в океанических траншеях, развивались с необычной адаптацией к развитию в этих холодных и темных каньонах..

Его поведение является проверкой так называемой «гипотезы визуального взаимодействия», которая гласит, что чем больше видимость организма, тем больше энергии он должен тратить, чтобы охотиться на добычу или отталкивать хищников. В общем, жизнь в окопах темного океана изолирована и в замедленном темпе.

давление

Давление в нижней части Бездны Челленджер, самого глубокого места на земле, составляет 703 кг на квадратный метр (8 тонн на квадратный дюйм). Крупные морские животные, такие как акулы и киты, не могут жить в этой глубине дробления.

Многие организмы, которые процветают в этих средах с высоким давлением, не имеют органов, наполняющихся газами, таких как легкие. Эти организмы, многие из которых связаны с морскими звездами или медузами, состоят в основном из воды и желатинового материала, который не может быть раздавлен так же легко, как легкие или кости..

Многие из этих существ достаточно хорошо перемещаются по глубине, чтобы совершать вертикальную миграцию на глубину более 1000 метров от дна ямы каждый день..

Даже рыба в глубоких ямах желатиновая. Например, на дне Марианской впадины обитает много видов рыб-улиток с головками луковиц. Тела этих рыб сравнили с одноразовыми носовыми платками.

Темно и глубоко

Неглубокие океанические траншеи имеют меньшее давление, но все же могут находиться за пределами области солнечного света, где свет проникает в воду.

Многие рыбы приспособились к жизни в этих темных океанских ямах. Некоторые используют биолюминесценцию, что означает, что они производят свой собственный свет, чтобы жить, чтобы привлечь свою жертву, найти партнера или отразить хищника..

Пищевые сети

Без фотосинтеза морские сообщества зависят прежде всего от двух необычных источников питательных веществ..

Первый - «Морской снег». Морской снег - это непрерывное падение органического материала с высоты в толще воды. Морской снег - это в основном отходы, включая экскременты и остатки мертвых организмов, таких как рыба или водоросли. Этот богатый питательными веществами морской снег кормит животных, таких как морские огурцы или кальмары-вампиры.

Еще одним источником питательных веществ для пищевых сетей из океанических траншей является не фотосинтез, а химиосинтез. Хемосинтез - это процесс, при котором организмы в океанской впадине, такие как бактерии, превращают химические соединения в органические питательные вещества..

Химические соединения, используемые в хемосинтезе, - это метан или углекислый газ, выбрасываемый из гидротермальных жерл, которые выделяют свои газы и горячие токсичные жидкости в холодную воду океана. Обычным животным, которое зависит от бактерий хемосинтеза для получения пищи, является гигантский трубчатый червь.

Изучение могил

Океанские ямы остаются одной из самых неуловимых и малоизвестных морских сред обитания. До 1950 года многие океанографы считали, что эти ямы не изменяют окружающей среды, будучи почти безжизненными. Даже сегодня большая часть исследований океанских траншей основана на образцах морского дна и фотографических экспедициях..

Это медленно меняется, поскольку исследователи копают глубоко, буквально. Бездна Челленджер, у подножия Марианской впадины, лежит глубоко в Тихом океане недалеко от острова Гуам.

Только три человека посетили Бездну Челленджер, самую глубокую океаническую яму в мире: совместная франко-американская команда (Жак Пикар и Дон Уолш) в 1960 году достигла глубины 10 916 метров и исследователь в резиденции National Geographic Джеймса Кэмерона в 2012 году достигнув 10 984 метров (две другие беспилотные экспедиции также исследовали Бездну Челленджер).

Погружная техника для изучения океанических траншей представляет собой множество уникальных задач.

Погружные аппараты должны быть невероятно прочными и устойчивыми для борьбы с сильными океанскими течениями, нулевой видимостью и сильным давлением со стороны Марианской впадины.

Разработка техники для безопасной перевозки людей, а также деликатного оборудования, все еще остается серьезной проблемой. Подводная лодка, доставившая Пикарда и Уолша в Бездну Челленджера, необыкновенный Триест, была необычным судном, известным как батискаф (подводная лодка для исследования глубин океана)..

Погружаемый в воду Камерон, Deepsea Challenger, успешно решал инженерные задачи инновационными способами. Для борьбы с глубокими морскими течениями подводная лодка была спроектирована так, чтобы медленно вращаться при спуске.

Огни на подводной лодке были не лампами накаливания или люминесцентными лампами, а крошечными светодиодными матрицами, которые освещали площадь около 30 метров..

Возможно, что еще более удивительно, сам Deepsea Challenger был спроектирован для сжатия. Кэмерон и его команда создали синтетическую пену на основе стекла, которая позволяла сжимать автомобиль под давлением океана. Deepsea Challenger вернулся на поверхность на 7,6 сантиметра меньше, чем когда он спустился.

ссылки

1. n.d.Trenches. Вудс Холл Океанографический институт. Получено 9 января 2017 г..
2. (2015, 13 июля). Океанский желоб. Национальное географическое общество. Получено 9 января 2017 г..
3. н.д. океанский желоб ScienceDaily. Получено 9 января 2017 г..
4. (Июль 2016 г.) ОКЕАНИЧЕСКИЙ ТРЕНЧ. Земля Геологическая. Получено 9 января 2017 г..
5. н.д.Глубокая часть океана. Geology.com. Получено 9 января 2017 г..
6. Оськин Б. (2014, 8 октября). Марианская впадина: самые глубокие глубины. Живая Наука Получено 9 января 2017 г..
7. н.д. океанские траншеи. Encyclopedia.com. Получено 9 января 2017 г..