Марианската падина: къде отиват тонове вода?

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 15:58

Докато хиляди хора са посетили най-високата точка на планетата Еверест, само трима са се спуснали до дъното на Марианската падина. Това е най-малко проучваното място на Земята, около него има много мистерии. Миналата седмица геолозите установиха, че в продължение на милион години 79 милиона тона вода са проникнали през разлома на дъното на депресията в недрата на Земята.

Какво се е случило с нея след това не е известно. „Хай-тек” разказва за геоложката структура на най-ниската точка на планетата и странните процеси, които протичат на нейното дъно.

Без слънчеви лъчи и под колосален натиск

Марианската падина не е вертикална пропаст. Това е окоп с форма на полумесец, простиращ се на 2500 км източно от Филипините и западно от Гуам, САЩ. Най-дълбоката точка на депресията, Challenger Deep, е на 11 км от повърхността на Тихия океан. Еверест, ако беше на дъното на депресията, нямаше да е на 2,1 км до морското равнище.

Карта на Марианската падина.

Марианската падина (както още се нарича траншеята) е част от глобална мрежа от улеи, които пресичат морското дъно и са се образували в резултат на древни геоложки събития. Те възникват при сблъсък на две тектонски плочи, когато единият слой потъва под другия и отива в мантията на Земята.

Подводната траншея е открита от британския изследователски кораб Challenger по време на първата глобална океанографска експедиция. През 1875 г. учените се опитват да измерят дълбочината с диплот - въже с вързана за него тежест и маркировка на метър. Въжето стига само за 4475 сажена (8367 м). Почти сто години по-късно Challenger II се завърна в Марианската падина с ехолот и определи текущата стойност на дълбочината от 10 994 m.

Дъното на Марианската падина е скрито във вечен мрак – слънчевите лъчи не проникват до такава дълбочина. Температурата е само няколко градуса над нулата - и близо до точката на замръзване. Налягането в бездната на Challenger Abyss е 108,6 MPa, което е около 1072 пъти нормалното атмосферно налягане на морското равнище. Това е пет пъти по-голямо от налягането, което се създава, когато куршум удари бронеустойчив обект и е приблизително равно на налягането в реактор за синтез на полиетилен. Но хората намериха начин да стигнат до дъното.

Човек на дъното

Първите хора, посетили Бездната на Челънджър, са американските военни Жак Пикард и Дон Уолш. През 1960 г. в батискафа "Триест" те се спускат на 10 918 м за пет часа. На тази точка изследователите прекарват 20 минути и не виждат почти нищо заради облаците тиня, вдигнати от апарата. С изключение на рибата писия, която беше ударена от прожекторите. Животът под такъв висок натиск беше голямо откритие за мисията.

Преди Пикард и Уолш учените вярваха, че рибите не могат да живеят в Марианската падина. Налягането в него е толкова голямо, че калцият може да съществува само в течна форма. Това означава, че костите на гръбначните трябва буквално да се разтворят. Без кости, без риба. Но природата показа на учените, че грешат: живите организми са в състояние да се адаптират дори към такива непоносими условия.

Много живи организми в бездната Challenger Abyss бяха открити от батискафа Deepsea Challenger, на който през 2012 г. режисьорът Джеймс Камерън слезе на дъното на Марианската падина. В почвените проби, взети от апарата, учените са открили 200 вида безгръбначни, а на дъното на депресията – странни полупрозрачни скариди и раци.

На дълбочина от 8 хиляди метра батискафът открива най-дълбоката риба - нов представител на вида липар или морски охлюв. Главата на рибата прилича на кучешка, а тялото й е много тънко и еластично – докато се движи, прилича на полупрозрачна салфетка, която се носи от течението.

На няколкостотин метра по-долу има гигантски десетсантиметрови амеби, наречени ксенофиофори. Тези организми показват невероятна устойчивост на няколко елемента и химикали като живак, уран и олово, които биха убили други животни или хора за минути.

Учените смятат, че има много повече видове в дълбочина, които очакват откритие. Освен това все още не е ясно как такива микроорганизми – екстремофили – могат да оцелеят в такива екстремни условия.

Отговорът на този въпрос ще доведе до пробив в биомедицината и биотехнологиите и ще помогне да се разбере как е започнал животът на Земята. Например изследователи от Хавайския университет смятат, че термалните кални вулкани в близост до депресията може да са осигурили условията за оцеляване на първите организми на планетата.

Вулкани на дъното на Марианската падина.

Какъв е разривът?

Депресията дължи дълбочината си на счупването на две тектонски плочи - тихоокеанският слой преминава под филипинския, образувайки дълбок ров. Регионите, в които са се случили подобни геоложки събития, се наричат зона на субдукция.

Всяка плоча е с дебелина близо 100 км, а разломът е на дълбочина най-малко 700 км от най-ниската точка на Бездната на Челънджър. „Това е айсберг. Човекът дори не беше на върха - 11 са нищо в сравнение със 700, които се крият на дълбочина. Марианската падина е границата между границите на човешкото познание и реалността, която е недостъпна за хората “, казва геофизикът Робърт Стърн от Тексаския университет.

Плочи на дъното на Марианската падина.

Учените предполагат, че водата в големи обеми навлиза в мантията на Земята през зоната на субдукция – скалите по границите на разломите действат като гъби, абсорбират вода и я пренасят в недрата на планетата. В резултат на това веществото се намира на дълбочина от 20 до 100 км под морското дъно.

Геолози от Вашингтонския университет установиха, че през последните милиони години повече от 79 милиона тона вода са попаднали в недрата на земята през кръстовището - това е 4,3 пъти повече от предишните оценки.

Основният въпрос е какво се случва с водата в червата. Смята се, че вулканите затварят водния цикъл, връщайки водата в атмосферата като водна пара по време на изригвания. Тази теория е подкрепена от предишни измервания на обемите вода, влизаща в мантията. Вулкани, излъчени в атмосферата, приблизително равни на погълнатия обем.

Ново проучване опровергава тази теория – изчисленията показват, че Земята поглъща повече вода, отколкото връща. И това е наистина странно - като се има предвид, че нивото на Световния океан през последните няколкостотин години не само не е намаляло, но е нараснало с няколко сантиметра.

Възможно решение е да се отхвърли теорията за еднаква честотна лента на всички зони на субдукция на Земята. Условията в Марианската падина вероятно ще бъдат по-екстремни, отколкото в други части на планетата, и повече вода се просмуква през разлома в бездната на Чалънджър.

„Зависи ли количеството вода от структурните характеристики на зоната на субдукция, например от ъгъла на огъване на плочите? Предполагаме, че подобни разломи съществуват в Аляска и Латинска Америка, но досега човекът не е успял да намери по-дълбока структура от Марианската падина “, добави водещият автор Дъг Вайнс.

Водата, скрита в недрата на Земята, не е единствената загадка на Марианската падина. Националната администрация за океани и атмосфера на САЩ (NOAA) нарича региона увеселителен парк за геолози.

Това е единственото място на планетата, където въглеродният диоксид съществува в течна форма. Той е изхвърлен от няколко подводни вулкана, разположени извън коритото на Окинава близо до Тайван.

На дълбочина от 414 м в Марианската падина се намира вулканът Дайкоку, който е езеро от чиста сяра в течна форма, което постоянно кипи при температура от 187 ° C. На 6 км по-долу има геотермални извори, които отделят вода с температура 450 ° C. Но тази вода не кипи - процесът се възпрепятства от налягането, упражнявано от 6, 5-километров воден стълб.

Днес океанското дъно е по-малко проучено от човека, отколкото луната. Вероятно учените ще могат да открият разломи по-дълбоки от Марианската падина или поне да проучат нейната структура и характеристики.