Мариана шұңқыры: тонна су қайда кетеді?

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-16 16:10

Мыңдаған адам планетаның ең биік нүктесі Эверестке барса, Мариана шұңқырының түбіне тек үшеуі ғана түсті. Бұл жер бетіндегі ең аз зерттелген жер, оның айналасында көптеген құпиялар бар. Өткен аптада геологтар миллион жылдан астам уақыт ішінде ойпаттың түбіндегі жарықшақ арқылы Жер қойнауына 79 миллион тонна су енгенін анықтады.

Одан кейін оған не болғаны белгісіз. «Hi-tech» планетаның ең төменгі нүктесінің геологиялық құрылымы мен оның түбінде болып жатқан оғаш процестер туралы айтады.

Күн сәулелері жоқ және үлкен қысым астында

Мариана траншеясы тік тұңғиық емес. Бұл Филиппиннің шығысында және АҚШ-тың Гуам аралының батысында 2500 км-ге созылған жарты ай тәрізді траншея. Ойпаттың ең терең жері Челленджер тереңдігі Тынық мұхитының бетінен 11 км қашықтықта орналасқан. Эверест, егер ол ойпаттың түбінде болса, теңіз деңгейіне дейін 2,1 км болмас еді.

Мариана шұңқырының картасы.

Мариана траншеясы (траншея деп те аталады) теңіз түбін кесіп өтетін және ежелгі геологиялық оқиғалардың нәтижесінде пайда болған жаһандық науалар желісінің бөлігі болып табылады. Олар екі тектоникалық плиталар соқтығысқанда, бір қабат екінші қабаттың астына түсіп, Жер мантиясына түскенде пайда болады.

Су астындағы траншеяны бірінші жаһандық океанографиялық экспедиция кезінде британдық Челленджер зерттеу кемесі ашқан. 1875 жылы ғалымдар тереңдікті диплотпен - оған салмақ байланған арқанмен және метрлік белгілермен өлшеуге тырысты. Арқан бар болғаны 4475 метрге (8367 м) жетеді. Жүз жылға жуық уақыттан кейін Челленджер II Мариана траншеясына жаңғырық зондымен оралды және ағымдағы тереңдік мәнін 10 994 м деп белгіледі.

Мариана траншеясының түбі мәңгілік қараңғылықта жасырылған - күн сәулелері мұндай тереңдікке енбейді. Температура нөлден бірнеше градус жоғары және қату нүктесіне жақын. Челленджер тұңғиығындағы қысым 108,6 МПа, бұл теңіз деңгейіндегі қалыпты атмосфералық қысымнан шамамен 1072 есе жоғары. Бұл оқ өтпейтін нысанға тиген кезде пайда болатын қысымнан бес есе көп және полиэтилен синтезі реакторының ішіндегі қысымға шамамен тең. Бірақ адамдар түбіне жетудің жолын тапты.

Төменгі жағындағы адам

Челленджер тұңғиығына алғаш барған адамдар американдық әскери Жак Пиккар мен Дон Уолш болды. 1960 жылы «Триест» ваннасында олар бес сағатта 10918 м-ге түсті. Осы белгіде зерттеушілер 20 минут уақыт жұмсап, аппарат көтерген лай бұлттарынан ештеңе көрмеді. Жарық көзге түскен камбаладан басқасы. Осындай жоғары қысымда өмір сүру миссия үшін үлкен жаңалық болды.

Пикард пен Уолшқа дейін ғалымдар Мариана шұңқырында балықтар өмір сүре алмайды деп есептеген. Ондағы қысым соншалық, кальций тек сұйық күйде болады. Бұл омыртқалы жануарлардың сүйектері сөзбе-сөз еруі керек дегенді білдіреді. Сүйек те, балық та жоқ. Бірақ табиғат ғалымдарға олардың қате екенін көрсетті: тірі организмдер тіпті мұндай адам төзгісіз жағдайларға бейімделуге қабілетті.

Челленджер тұңғиығында көптеген тірі ағзаларды 2012 жылы режиссер Джеймс Кэмерон Мариана шұңқырының түбіне түсірген Deepsea Challenger ваннасы ашқан. Аппаратпен алынған топырақ үлгілерінен ғалымдар омыртқасыздардың 200 түрін, ал ойпаттың түбінен біртүрлі мөлдір шаяндар мен шаяндарды тапты.

8 мың метр тереңдікте батискафа ең терең балықты тапты - липар немесе теңіз шламы түрлерінің жаңа өкілі. Балықтың басы итке ұқсайды, ал оның денесі өте жұқа және серпімді - қозғалыс кезінде ол ағынмен жүретін мөлдір майлыққа ұқсайды.

Бірнеше жүз метр төмен жерде ксенофиофорлар деп аталатын он сантиметрлік алып амебалар бар. Бұл организмдер бірнеше минут ішінде басқа жануарларды немесе адамдарды өлтіретін сынап, уран және қорғасын сияқты бірнеше элементтер мен химиялық заттарға керемет төзімділік көрсетеді.

Ғалымдар тереңдікте ашылуды күтіп тұрған тағы да көптеген түрлер бар деп санайды. Сонымен қатар, мұндай микроорганизмдер - экстремофильдер мұндай төтенше жағдайларда қалай өмір сүре алатыны әлі күнге дейін түсініксіз.

Бұл сұрақтың жауабы биомедицина мен биотехнологияда серпіліске әкеледі және Жердегі тіршіліктің қалай басталғанын түсінуге көмектеседі. Мысалы, Гавайи университетінің зерттеушілері депрессияға жақын орналасқан термалды балшық жанартаулары планетадағы алғашқы организмдердің өмір сүруіне жағдай жасаған болуы мүмкін деп санайды.

Мариана шұңқырының түбіндегі жанартаулар.

Жарық деген не?

Ойпат өзінің тереңдігі екі тектоникалық плитаның сынуына байланысты - Тынық мұхит қабаты Филиппиннің астына өтіп, терең траншеяны құрайды. Мұндай геологиялық оқиғалар болған аймақтарды субдукция аймағы деп атайды.

Әрбір тақтайшаның қалыңдығы шамамен 100 км, ал ақау Челленджер тұңғиығының ең төменгі нүктесінен кемінде 700 км тереңдікте. «Бұл айсберг. Ер адам тіпті шыңда болған жоқ - 11 тереңдікте жасырылған 700-мен салыстырғанда ештеңе емес. Мариана шұңқыры – адам білімінің шекарасы мен адамдар үшін қол жетімсіз шындық арасындағы шекара », - дейді Техас университетінің геофизигі Роберт Стерн.

Мариана шұңқырының түбіндегі тақталар.

Ғалымдар судың үлкен көлемде жер мантиясына субдукция аймағы арқылы енетінін болжайды - жарықтар шекарасындағы тау жыныстары губкалар сияқты әрекет етеді, суды сіңіреді және оны планетаның ішектеріне тасымалдайды. Нәтижесінде зат теңіз түбінен 20-100 км тереңдікте кездеседі.

Вашингтон университетінің геологтары соңғы миллион жыл ішінде түйіспе арқылы жер қойнауына 79 миллион тоннадан астам су түскенін анықтады - бұл бұрынғы бағалаудан 4,3 есе көп.

Негізгі мәселе - ішектегі сумен не болатыны. Жанартаулар атқылау кезінде суды су буы ретінде атмосфераға қайтарып, су айналымын жабады деп есептеледі. Бұл теория мантияға түсетін су көлемінің алдыңғы өлшемдерімен расталды. Атмосфераға шығарылатын жанартаулар шамамен сіңірілген көлемге тең.

Жаңа зерттеу бұл теорияны жоққа шығарады - есептеулер Жер қайтарғаннан гөрі көбірек суды сіңіретінін көрсетеді. Және бұл шынымен де таңқаларлық - Дүниежүзілік мұхит деңгейі соңғы бірнеше жүз жыл ішінде төмендеп қана қоймай, бірнеше сантиметрге өскенін ескерсек.

Мүмкін болатын шешім - Жердегі барлық субдукция аймақтарының бірдей өткізу қабілеттілігі теориясын жоққа шығару. Мариана шұңқырындағы жағдай планетаның басқа бөліктеріне қарағанда қиынырақ болуы мүмкін және Челленджер тұңғиығындағы жарықтар арқылы көбірек су ағып кетеді.

«Су мөлшері субдукция аймағының құрылымдық ерекшеліктеріне, мысалы, пластиналардың иілу бұрышына байланысты ма? Біз ұқсас ақаулар Аляска мен Латын Америкасында бар деп есептейміз, бірақ әлі күнге дейін адам Мариана шұңқырынан гөрі тереңірек құрылымды таба алмады », - деп қосты жетекші автор Дуг Вайнс.

Жер қойнауында жасырылған су Мариана шұңқырының жалғыз құпиясы емес. АҚШ Ұлттық мұхит және атмосфералық басқармасы (NOAA) бұл аймақты геологтар үшін ойын-сауық саябағы деп атайды.

Бұл көмірқышқыл газы сұйық күйде болатын планетадағы жалғыз орын. Оны Тайвань маңындағы Окинава ойпаты сыртында орналасқан бірнеше суасты жанартаулары лақтырады.

Мариана шұңқырында 414 м тереңдікте 187 ° C температурада үнемі қайнайтын сұйық күйдегі таза күкірт көлі болып табылатын Дайкоку жанартауы бар.6 км төменіректе 450°С температурада су шығаратын геотермалдық бұлақтар бар. Бірақ бұл су қайнамайды - процеске 6, 5 шақырымдық су бағанасының қысымы кедергі жасайды.

Мұхит түбін бүгінгі күні адам айға қарағанда аз зерттеген. Мүмкін, ғалымдар Мариана шұңқырынан да тереңірек ақауларды анықтай алады немесе кем дегенде оның құрылымы мен ерекшеліктерін зерттей алады.