Марианская впадина: самые глубокие глубины

Марианская впадина является самой глубокой океанической впадиной на Земле и местом двух самых низких точек на планете.

Траншея в форме полумесяца находится в западной части Тихого океана, к востоку от Марианских островов недалеко от Гуама. Регион, окружающий впадину, примечателен многими уникальными средами, включая жерла, пузырящиеся жидкой серой и углекислым газом, активные грязевые вулканы и морскую жизнь, адаптированную к давлению в 1000 раз большим, чем на уровне моря.

Глубина Челленджера, в южной части Марианской впадины, является самым глубоким местом в океане. Его глубину трудно измерить с поверхности, но в 2010 году Национальное управление океанических и атмосферных исследований использовало звуковые импульсы, посылаемые в глубь океана, и сделало вывод, что глубина Challenger Deep составляет 36 070 футов (10 994 метра). С помощью датчиков давления было обнаружено, что самое глубокое место в Challenger Deep составило 35 876 футов (10 935 м).

Второе по глубине место океана также находится в Марианской впадине. Глубина Сирены, которая находится в 124 милях (200 километрах) к востоку от глубины Челленджера, составляет сокрушительные 35 462 фута (10 809 м).

Для сравнения, гора Эверест стоит на высоте 29 026 футов (8 848 м) над уровнем моря, что означает, что самая глубокая часть Марианской впадины на 7 044 фута (2 147 м) глубже, чем высота Эвереста.

Кому принадлежит Марианская впадина?

Марианская впадина имеет длину 1 580 миль (2 542 км) — более чем в пять раз больше длины Гранд-Каньона. Тем не менее, узкая траншея в среднем составляет всего 43 мили (69 км) в ширину.

Поскольку Гуам является территорией Соединенных Штатов, а 15 Северных Марианских островов управляются Содружеством США, США имеют юрисдикцию над Марианской впадиной. В 2009 году бывший президент Джордж Буш-младший учредил Морской национальный памятник Марианской впадины, который создал охраняемый морской заповедник равный примерно 195 000 квадратных миль (506 000 квадратных километров) морского дна и вод, окружающих отдаленные острова. Заповедник включает в себя большую часть Марианской впадины, 21 подводный вулкан и районы вокруг трех островов.

Марианская впадина расположена в западной части Тихого океана. (Изображение предоставлено: www.freeworldmaps.net)

Как образовалась Марианская впадина?

Марианская впадина была создана процессом, который происходит в зоне субдукции, где сталкиваются две массивные плиты океанической коры, известные как тектонические плиты.  Субдукция - это тектонический процесс движения земной коры.

В результате данного процесса при столкновении плит самые плотные породы, из которых состоит дно океана, продвигаются под легкие породы материков и островов. В этот момент высвобождается неимоверное количество энергии - это и есть землетрясение.

- В зоне субдукции один участок океанической коры выталкивается и втягивается под другой, погружаясь в мантию Земли, слой под корой. Там, где два куска коры пересекаются, над изгибом тонущей коры образуется глубокая траншея. В этом случае кора Тихого океана изгибается ниже филиппинской коры.

Тихоокеанской коре около 180 миллионов лет, где она погружается в траншею. Филиппинская плита моложе и меньше, чем Тихоокеанская плита.

Какой бы глубокой не была траншея, это не самое близкое к центру Земли место. Поскольку планета шире на экваторе, радиус на полюсах примерно на 16 миль (25 км) меньше, чем радиус на экваторе. Так, части морского дна Северного Ледовитого океана находятся ближе к центру Земли, чем Глубина Челленджера.

Давление дробящей воды на дне траншеи составляет более 8 тонн на квадратный дюйм (703 килограмма на квадратный метр). Это более чем в 1000 раз превышает давление, ощущаемое на уровне моря, или эквивалентно тому, что 50 гигантских струй одновременно направлены на человека.

Есть ли вулканы в Марианской впадине?

Цепь вулканов, которые поднимаются над океанскими волнами, образуя Марианские острова, отражает серповидную дугу Марианской впадины. Между островами действуют множество странных подводных вулканов.

Например, подводный вулкан Эйфуку извергает жидкий углекислый газ из гидротермальных жерл, похожих на дымоходы. Жидкость, выходящая из этих дымоходов, составляет 217 градусов по Фаренгейту (103 градуса по Цельсию). На близлежащем подводном вулкане Дайкоку ученые обнаружили бассейн расплавленной серы на глубине 1 345 футов (410 м) под поверхностью океана, чего нет больше нигде на Земле. по данным Национального управления океанических и атмосферных исследований

Что живет в Марианской впадине?

Недавние научные экспедиции обнаружили удивительно разнообразную жизнь в этих суровых условиях. Животные, живущие в самых глубоких частях Марианской впадины, выживают в полной темноте и экстремальном давлении, сказала Наташа Галло, докторант Института океанографии Скриппса, изучившая видеозапись экспедиции Джеймса Кэмерона в 2012 году в траншею.

Пища в Марианской впадине крайне ограничена, ведь глубокое ущелье находится далеко от суши. Наземный растительный материал редко попадает в дно траншеи, сказал Галло Live Science, и мертвый планктон, тонущий с поверхности, должен упасть на тысячи футов, чтобы достичь глубины Челленджера. Вместо этого некоторые микробы полагаются на химические вещества, такие как метан или сера, в то время как другие существа поглощают морскую жизнь, которая находится ниже их в пищевой цепи.

Тремя наиболее распространенными организмами на дне Марианской впадины являются ксенофиофоры, амфиподы и небольшие морские огурцы (голотурийцы), сказал Галло.

«Это одни из самых глубоких голотуриан, когда-либо наблюдавшихся, и они были относительно многочисленны», — сказал Галло.

Компьютерная томография марианской улитки, которая живет в Марианской впадине. Маленькое ракообразное (зеленого цвета) можно увидеть внутри желудка улитки. (Изображение предоставлено: Адам Саммерс / Вашингтонский университет)

Одноклеточные ксенофиофоры напоминают гигантских амеб, и они едят, окружая и поглощая их пищу.

Амфиподы — блестящие, похожие на креветок мусорщики, обычно встречающиеся в глубоководных впадинах; Как они выжили там, было немного загадкой, потому что раковины амфипод легко растворяются под высоким давлением Марианской впадины. В 2019 году японские исследователи обнаружили, что, по крайней мере, один вид жителей Марианской впадины использует алюминий, извлеченный из морской воды, для укрепления своей раковины.

Во время экспедиции Кэмерона в 2012 году ученые также обнаружили микробные маты в Сирене, зоне к востоку от глубины Челленджера. Эти скопления микробов питаются водородом и метаном, выделяемыми в результате химических реакций между морской водой и горными породами.

Одним из главных хищников региона является обманчиво уязвимая рыба. В 2017 году ученые сообщили, что они собрали образцы необычного существа, получившего название Марианская рыба-улитка, которая живет на глубине около 26 200 футов (8 000 м). Маленькое, розовое и бесчешуйчатое тело рыбы-улитки вряд ли способно выжить в такой суровой среде, но эта рыба полна сюрпризов, сообщили исследователи/

Животное, по-видимому, доминирует в этой экосистеме, заходя глубже, чем любая другая рыба, и используя отсутствие конкурентов, поглощает обильную беспозвоночную добычу, которая населяет траншею, пишут авторы исследования.

Загрязнена ли Марианская впадина?

К сожалению, глубокий океан является потенциальным поглотителем выброшенных загрязняющих веществ и мусора. В статье, опубликованной в 2017 году в журнале "Экология и эволюция природы" говорится о том, что исследовательская группа во главе с учеными из Университета Ньюкасла в Соединенном Королевстве показала, что искусственные химические вещества, которые были запрещены в 1970-х годах, все еще скрываются в самых глубоких частях океана.

При отборе проб амфипод (ракообразных, похожих на креветок) из Марианской и Кермадекской впадин исследователи обнаружили чрезвычайно высокие уровни стойких органических загрязнителей (СОЗ) в жировых тканях организмов. К ним относятся полихлорированные дифенилы (ПХД) и полибромированные дифениловые эфиры (ПБДЭ), химические вещества, обычно используемые в качестве электрических изоляторов и антипиренов, согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature Ecology & Evolution. Эти СОЗ были выброшены в окружающую среду в результате промышленных аварий и утечек с 1930-х до 1970-х годов, после чего они были окончательно запрещены.

«Мы по-прежнему думаем о глубоком океане как об отдаленном и нетронутом царстве, безопасном от воздействия человека, но наши исследования показывают, что, к сожалению, это далеко от истины», — сказал ведущий автор исследования Алан Джеймисон, старший преподаватель морской экологии в Университете Ньюкасла.

Фактически, амфиподы в исследовании содержали уровни загрязнения, аналогичные тем, которые были обнаружены в заливе Суруга, одной из самых загрязненных промышленных зон северо-западной части Тихого океана.

Плотность пластикового мусора в морских глубинах намного выше, чем когда-то считалось. (Изображение предоставлено Shutterstock)

Поскольку СОЗ не могут разлагаться естественным образом, они сохраняются в окружающей среде в течение десятилетий постепенно достигая дна океана, где оседают загрязненный пластиковый мусор и мертвые животные. Затем загрязняющие вещества переносятся от существа к существу через пищевую цепь океана, что в конечном итоге приводит к увеличению концентрации вредных химических веществ на глубине, поэтому на поверхности загрязнений меньше.

«Тот факт, что мы обнаружили такие чрезвычайные уровни загрязняющих веществ в одном из самых отдаленных и недоступных мест обитания на Земле, объясняет какое долгосрочное, разрушительное воздействие человечество оказывает на планету», — сказал Джеймисон в своем заявлении.

Марианская впадина также не застрахована от пластикового загрязнения, которое вторгается в мировой океан.  Статья 2018 года  в журнале Геохимические перспективы сообщает, что мельчайшие кусочки пластика тревожно распространены в самых низких водах Марианской впадины, это говорит о том, что пластмассы оседают в самых глубоких точках океана.

Кто-нибудь когда-нибудь нырял в Марианскую впадину?

Люди исследуют Марианскую впадину уже более века.

• В 1875 году траншея была обнаружена HMS Challenger с использованием недавно изобретенного зондирующего оборудования во время глобального кругосветного плавания.  В 1951 году траншея была снова озвучена HMS Challenger II. Challenger Deep, самая глубокая часть траншеи, была названа в честь двух судов.
• Первым судном с экипажем, достигшим дна Challenger Deep, была «глубоководная лодка» под названием Trieste, которая совершила путешествие в 1960 году. С экипажем лейтенанта ВМС США Дона Уолша и швейцарского ученого Жака Пикара подводный аппарат достиг глубины 35 797 футов (10 911 м).
• В 2012 году Джеймс Кэмерон стал пилотом второй миссии по достижению дна Challenger Deep. Он в одиночку вел подводный аппарат Deepsea Challenger и спустился, достигнув глубины 35 787 футов (10 908 м).
• В 2019 году исследователь и бизнесмен Виктор Весково пилотировал DSV Limiting Factor, побив рекорд по самому глубокому погружению в Challenger Deep. Он спустился на 35 853 фута (10 927 м).
• Беспилотные путешествия в траншею роботизированными подводными аппаратами также расширили человеческие знания об этой глубокой океанской границе. В 1995 году японская беспилотная подводная лодка собрала образцы и данные из траншеи. В 2009 году американский гибридный дистанционно управляемый автомобиль Nereus отправился на дно Challenger Deep и оставался там в течение 10 часов, записывая видео. Nereus позже взорвется в 2014 году, исследуя еще одну глубоководную впадину, впадину Кермадек.
• В 2021 году испанская экспедиция, Экспедиция Каладана Океанического Кольца собрала мантийные породы со дна Марианской впадины, которые содержали микробные маты.

Источник