Podczas gdy tysiące ludzi odwiedziło najwyższy punkt na planecie, Everest, tylko trzech zstąpiło na dno Rowu Mariańskiego. To najmniej zbadane miejsce na Ziemi, wokół niego jest wiele tajemnic. W zeszłym tygodniu geolodzy odkryli, że przez milion lat 79 milionów ton wody przedostało się przez uskok na dnie zagłębienia do wnętrza Ziemi. Nie wiadomo, co się z nią stało. „Hi-tech” opowiada o budowie geologicznej najniższego punktu planety i dziwnych procesach zachodzących na jej dnie.
Bez promieni słonecznych i pod ogromną presją
Rów Mariana nie jest pionową przepaścią. Jest to rów w kształcie półksiężyca, który rozciąga się na 2,5 tysiąca kilometrów na wschód od Filipin i na zachód od Guam w USA. Najgłębszy punkt depresji, Challenger Deep, znajduje się 11 km od powierzchni Oceanu Spokojnego. Everest, gdyby znajdował się na dnie depresji, nie znajdowałby się 2,1 km nad poziomem morza.
Mapa rowu Mariana.
Rów Mariana (jak powszechnie nazywany jest basen) jest częścią globalnej sieci niecek, które przecinają dno morskie i powstały w wyniku starożytnych wydarzeń geologicznych. Powstają, gdy zderzają się dwie płyty tektoniczne, gdy jedna warstwa opada pod drugą i wchodzi w płaszcz Ziemi.
Podwodny rów został odkryty przez brytyjski statek badawczy Challenger podczas pierwszej globalnej ekspedycji oceanograficznej. W 1875 roku naukowcy próbowali zmierzyć głębokość dyplotem - liną z przywiązanym do niej ciężarem i oznaczeniami metrów. Lina wystarczyła tylko na 4475 sążni (8367 m). Prawie sto lat później Challenger II powrócił do Rowu Mariana z echosondą i ustawił aktualną wartość głębokości na 10 994 m.
Dno Rowu Mariańskiego jest ukryte w wiecznej ciemności - promienie słoneczne nie wnikają na taką głębokość. Temperatura jest tylko kilka stopni powyżej zera - i blisko punktu zamarzania. Ciśnienie w Otchłani Challengera wynosi 108,6 MPa, czyli około 1072 razy więcej niż normalne ciśnienie atmosferyczne na poziomie morza. Jest to pięciokrotność ciśnienia, które powstaje, gdy pocisk uderza w kuloodporny przedmiot, i jest w przybliżeniu równa ciśnieniu w reaktorze do syntezy polietylenu. Ale ludzie znaleźli sposób, aby dostać się na dno.
Film promocyjny:
Mężczyzna na dole
Pierwszymi osobami, które odwiedziły Challenger Abyss, byli amerykańscy wojskowi Jacques Piccard i Don Walsh. W 1960 roku w batyskafie „Trieste” zeszli w pięć godzin na 10918 m. W tym miejscu badacze spędzili 20 minut i prawie nic nie widzieli z powodu chmur mułu wzniesionych przez aparat. Z wyjątkiem flądry, na którą padło światło reflektorów. Życie pod tak dużą presją było wielkim odkryciem dla misji.
Przed Piccardem i Walshem naukowcy uważali, że ryby nie mogą żyć w Rowie Mariana. Ciśnienie w nim jest tak duże, że wapń może istnieć tylko w postaci płynnej. Oznacza to, że kości kręgowców muszą się dosłownie rozpuścić. Żadnych kości, żadnych ryb. Ale natura pokazała naukowcom, że się mylą: żywe organizmy potrafią przystosować się nawet do tak nieznośnych warunków.
Wiele żywych organizmów w Otchłani Challengera zostało odkrytych przez batyskafę Deepsea Challenger, na którym w 2012 roku reżyser James Cameron zszedł na dno Rowu Mariańskiego. W próbkach gleby pobranych przez aparat naukowcy znaleźli 200 gatunków bezkręgowców, a na dnie zagłębienia dziwne półprzezroczyste krewetki i kraby.
Na głębokości 8 tys. Metrów batyskaf odkrył najgłębszą rybę - nowego przedstawiciela gatunku ślimaków liparskich lub morskich. Ryba przypomina głowę psa, a jej ciało jest bardzo cienkie i elastyczne - w ruchu przypomina półprzezroczystą serwetkę niesioną przez prąd.
Kilkaset metrów poniżej znajdują się gigantyczne dziesięciocentymetrowe ameby zwane ksenofioforami. Organizmy te wykazują niesamowitą odporność na kilka pierwiastków i chemikaliów, takich jak rtęć, uran i ołów, które zabiłyby inne zwierzęta lub ludzi w ciągu kilku minut.
Naukowcy uważają, że na głębokościach jest znacznie więcej gatunków, które czekają na odkrycie. Ponadto nadal nie jest jasne, w jaki sposób takie mikroorganizmy - ekstremofile - mogą przetrwać w tak ekstremalnych warunkach.
Odpowiedź na to pytanie doprowadzi do przełomu w biomedycynie i biotechnologii oraz pomoże zrozumieć, jak zaczęło się życie na Ziemi. Na przykład naukowcy z University of Hawaii uważają, że termalne wulkany błotne w pobliżu depresji mogły zapewnić warunki do przetrwania pierwszych organizmów na planecie.
Wulkany na dnie Rowu Mariańskiego.
Jaka jest szczelina?
Zagłębienie swoją głębokość zawdzięcza pęknięciu dwóch płyt tektonicznych - warstwa Pacyfiku przechodzi pod filipińską, tworząc głęboki rów. Regiony, w których miały miejsce takie zdarzenia geologiczne, nazywane są strefą subdukcji.
Każda płyta ma prawie 100 km grubości, a uskok jest głęboki na co najmniej 700 km od najniższego punktu Głębiny Challenger. „To jest góra lodowa. Mężczyzna nie był nawet na szczycie - 11 to nic w porównaniu z 700 ukrywającymi się na głębokości. Rów Mariana to granica między ograniczeniami ludzkiej wiedzy a rzeczywistością niedostępną dla człowieka”- mówi geofizyk Robert Stern z University of Texas.
Płyty na dnie rowu Mariana.
Naukowcy sugerują, że duże ilości wody wpływają do płaszcza Ziemi przez strefę subdukcji - skały na granicach uskoków działają jak gąbki, pochłaniając wodę i transportując ją do trzewi planety. W rezultacie substancja znajduje się na głębokości od 20 do 100 km poniżej dna morskiego.
Geolodzy z University of Washington odkryli, że w ciągu ostatnich milionów lat ponad 79 milionów ton wody dostało się do wnętrza ziemi przez to połączenie - to 4,3 razy więcej niż poprzednie szacunki.
Głównym pytaniem jest to, co dzieje się z wodą w jelitach. Uważa się, że wulkany zamykają cykl wodny, zwracając wodę do atmosfery w postaci pary wodnej podczas erupcji. Teoria ta została poparta wcześniejszymi pomiarami objętości wody wpływającej do płaszcza. Wulkany emitowane do atmosfery w przybliżeniu równe pochłoniętej objętości.
Nowe badania obalają tę teorię - z obliczeń wynika, że Ziemia pochłania więcej wody niż zwraca. I to jest naprawdę dziwne - biorąc pod uwagę, że poziom Oceanu Światowego w ciągu ostatnich kilkuset lat nie tylko nie spadł, ale wzrósł o kilka centymetrów.
Możliwym rozwiązaniem jest odejście od teorii równej szerokości pasma wszystkich stref subdukcji na Ziemi. Warunki w Rowie Mariany będą prawdopodobnie bardziej ekstremalne niż w innych częściach planety, a przez szczelinę w Głębi Challenger do wnętrza przedostaje się więcej wody.
„Czy ilość wody zależy od cech strukturalnych strefy subdukcji, na przykład od kąta zgięcia płyt? Zakładamy, że podobne uskoki istnieją na Alasce i Ameryce Łacińskiej, ale jak dotąd człowiek nie był w stanie znaleźć głębszej struktury niż Rów Mariana”- dodał główny autor Doug Vines.
Woda ukryta w trzewiach Ziemi to nie jedyna tajemnica Rowu Mariańskiego. Amerykańska National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) nazywa ten region parkiem rozrywki dla geologów.
To jedyne miejsce na planecie, w którym dwutlenek węgla występuje w postaci płynnej. Jest wyrzucany przez kilka podwodnych wulkanów znajdujących się poza rynną Okinawy w pobliżu Tajwanu.
Na głębokości 414 mw Rowie Mariany znajduje się wulkan Daikoku, czyli jezioro czystej siarki w postaci płynnej, które stale wrze w temperaturze 187 ° C. 6 km poniżej znajdują się źródła geotermalne, które wydzielają wodę o temperaturze 450 ° C. Ale ta woda nie wrze - proces ten utrudnia ciśnienie wywierane przez 6,5-kilometrowy słup wody.
Dno oceanu było dziś mniej badane przez człowieka niż księżyc. Prawdopodobnie naukowcy będą w stanie wykryć uskoki głębsze niż Rów Mariana lub przynajmniej zbadać jego strukturę i cechy.