Mis on ookeani kaevandused?

The ookeani kaevikud need on merepõhja kurnad, mis on moodustunud Maa tektooniliste plaatide tegevuse tulemusena, et kui üks läheneb, lükatakse see teise alla.

Need pikad ja kitsad V-kujulised depressioonid on ookeani kõige sügavamad osad ja neid leidub kogu maailmas, mis ulatub merepinnast umbes 10 km sügavusele..

Vaikse ookeani on kõige sügavamad šahtid ja on osa niinimetatud "tule ringist", mis hõlmab ka aktiivseid vulkaane ja maavärinaid.

Kõige sügavam ookeani pit on Marina saarte lähedal asuv Mariana Trench, mille pikkus on üle 1580 miili või 2,542 kilomeetrit, 5 korda kauem kui Ameerika Ühendriikide Colorado Grand Canyon ja keskmiselt ainult 43 miili ( 69 kilomeetrit).

Seal asub Challenger Abyss, mis 10,911 meetri kaugusel on ookeani kõige sügavam osa. Samamoodi on Tonga, Kurilese, Kermadeci ja Filipiinide hauad üle 10 000 meetri sügavused.

Võrdluseks, Mount Everest on 8 848 meetri kõrgusel merepinnast, mis tähendab, et Mariana Trench on selle sügavaimas osas üle 2000 meetri sügav..

Ookeani kaevud asuvad ookeani sügavaima kihina. Selle koha intensiivne surve, päikesevalguse puudumine ja külmad temperatuurid muudavad selle üheks kõige ainulaadsemaks elupaikaks Maal.

Kuidas moodustuvad ookeani kaevikud?

Kaevandused on moodustatud subduktsioonist, geofüüsilisest protsessist, milles kaks või enam Maa tektoonilist plaati lähenevad ja vanim ja tihedam surutakse kergema plaadi alla, põhjustades merepõhja ja väliskoorme (litosfääri) Kõverad ja moodustavad nõlva, V-kujulise depressiooni.  

Subduktsiooni tsoonid

Teisisõnu, kui tiheda tektoonilise plaadi serv vastab väiksema tihedusega tektoonilise plaadi servale, painub tihedam plaat allapoole. Seda tüüpi liidet litosfääri kihtide vahel nimetatakse konvergentseks. Kohta, kus tihedam plaat on allutatud, nimetatakse subduktsioonitsooniks.

Subduktsiooniprotsess muudab kaevandused dünaamilisteks geoloogilisteks elementideks, vastutades olulise osa Maa seismilisest aktiivsusest ja on sageli suurte maavärinate epitsentriks, kaasa arvatud mõned suurema ulatusega maavärinad..

Mõningaid ookeanikaevandusi moodustavad mandrikujulise plaadi ja ookeani koorikuga plaadi vaheline alamõõtmine. Mandri koorik ujub alati üle ookeani kooriku ja viimane on alati allutatud.

Kõige tuntumad ookeani kaevikud on konvergentse plaadi vahelise piiri tulemus. Lõuna-Ameerika lääneranniku Peruu-Tšiili kraavi moodustavad Nazca plaadi ookeani koorik, mis allub Lõuna-Ameerika taldrikule..

Lõuna-Jaapanist ulatuv Ryukyu kaevik on moodustatud nii, et Filipiinide taldriku ookeani koorik toimub Euraasia plaadi mandri kooriku all..

Kui kontinentaalse koorikuga kaks plaati kokku puutuvad, võib harva tekkida ookeani kaevandusi. Vaikse ookeani lõunaosas asuv Marianas Trench on moodustatud siis, kui Vaikse ookeani plaadi alampiirid alluvad Filipiinide väikseima ja kõige väiksema tihedusega plaadile..

Subduktsioonitsoonis tõuseb osa sulatatud materjalist, mis varem oli merepõhja, tavaliselt kaevu läheduses asuvate vulkaanide kaudu. Vulkaanid loovad tihti vulkaanilisi kaared, mägikettide saar, mis asub süvendiga paralleelselt.

Aleutia kaevik moodustatakse, kui Vaikse ookeani plaadi alamdetailid jäävad Põhja-Ameerika plaadi alla Arktika piirkonnas Ameerika Ühendriikide Alaska piirkonna ja Venemaa Siberi piirkonna vahel. Aleutide saared moodustavad vulkaanilise kaare, mis väljub Alaska poolsaarest ja Aleutsi kraavi põhja pool..

Mitte kõik ookeani kaevikud ei ole Vaikse ookeani piirkonnas. Puerto Rico kaevik on keeruline tektooniline depressioon, mis on osaliselt moodustatud Väikesed Antillid. Siin allub Põhja-Ameerika tohutu plaadi ookeani koorik väikseima Kariibi taldrikuga ookeani kooriku alla..

Miks ookeani kaevikud on olulised?

Teadmised ookeani kaevikutest on piiratud selle sügavuse ja kauguse tõttu oma asukohast, kuid teadlased teavad, et neil on meie elus maal oluline roll..

Suur osa maailma seismilisest tegevusest toimub subduktsioonitsoonides, millel võib olla laastav mõju rannikualadele ja veelgi enam maailmamajandusele..

Alamrünnakutsoonides tekkinud merepõhjas toimunud maavärinad olid 2004. aastal India ookeani tsunami ja 2011. aastal Jaapanis toimunud Tohoku ja tsunami maavärina eest vastutavad..

Uurides ookeani kaevikuid, saavad teadlased aru, milline on füüsiline subduktsiooni protsess ja nende laastavate loodusõnnetuste põhjused..

Kaevanduste uurimine annab teadlastele arusaama organismide sobilikust kohandumiseks mere sügavamast keskkonnale, mis võib sisaldada bioloogiliste ja biomeditsiiniliste edusammude võtit.

Õppimine, kuidas süvamereorganismid on oma karmides keskkondades eluga kohanenud, võivad aidata mõista teadustööd paljudes erinevates valdkondades, alates diabeedi ravist kuni detergentide täiustamiseni.

Teadlased on juba avastanud mikroobid, mis elavad mere kuristikku hüdrotermilistes tuulutusavades, millel on potentsiaal uute antibiootikumide ja vähktõve ravimite kujul..

Sellised kohandused võivad omada ka võtet, et mõista ookeani elu päritolu, kuna teadlased uurivad nende organismide geneetikat, et panna kokku lugu sellest, kuidas elu laieneb isoleeritud ökosüsteemide vahel ja lõpuks läbi maailma ookeanidele.

Hiljutised uuringud on näidanud ka ootamatuid ja suuri koguseid kaevandustes kogunenud süsiniku materjali, mis võib viidata sellele, et need piirkonnad mängivad Maa kliimas olulist rolli.

See süsinik konfiskeeritakse Maa mantlis subduktsiooni või bakterite poolt kaevandusest tarbimise teel.

See avastus annab võimaluse uurida ka kaevandite rolli nii allikana (vulkaanide ja muude protsesside kaudu) kui ka planeedi süsinikutsükli reservuaarina, mis võib mõjutada seda, kuidas teadlased lõpuks aru saavad ja ennustavad inimeste ja kasvuhoonegaaside mõju kliimamuutustele.

Uue tehnoloogia arendamine mere sügavusest, sukeldumisest kaamerateni, anduritele ja proovivõtjatele, annab teadlastele suurepärased võimalused süsteemselt uurida kaevanduste ökosüsteeme pikka aega..

See annab meile lõpuks parema arusaama maavärinatest ja geofüüsikalistest protsessidest, vaatab läbi, kuidas teadlased mõistavad ülemaailmset süsinikutsüklit, pakuvad võimalusi biomeditsiiniliseks uurimistööks ja võivad potentsiaalselt kaasa aidata uutele teadmistele elu arengust Maal..

Need samad tehnoloogilised edusammud loovad teadlastele uusi võimalusi ookeani kui terviku uurimiseks, kaugematest rannajoonetest jääga kaetud Arktika ookeani..

Elu ookeani kaevikus

Ookeani kaevikud on maa vaenulike elupaikade seas. Rõhk on üle 1000 korra pinna suhtes ja vee temperatuur on veidi kõrgem kui külmumispunkt. Veelgi olulisem on see, et päikesevalgus ei tungi sügavamatesse ookeani kaevikutesse, muutes fotosünteesi võimatuks.

Ookeanikaevandustes elavad organismid on arenenud ebatavaliste kohandustega, et areneda nendes külmades ja pimedas kanjonites.

Selle käitumine on nn "visuaalse interaktsiooni hüpoteesi" test, mis ütleb, et mida suurem on organismi nähtavus, seda suurem on energia, mida ta peab kulutama saagiks või kiskjate tõrjumiseks. Üldiselt on elu pimedas ookeani kaevikus isoleeritud ja aeglane.

Rõhk

Surve Challenger Abyssi, sügavaima koha maa peal, on 703 kilogrammi ruutmeetri kohta (8 tonni ruuttolli kohta). Selles purustussügavuses ei saa elada suured mereloomad, nagu haid ja vaalad.

Paljudes nendes kõrgsurvekeskkondades arenevatel organismidel ei ole elundeid, mis täidavad gaase, näiteks kopse. Need organismid, mis on seotud meritähtede või meduusidega, on valmistatud peamiselt veest ja želatiinist materjalist, mida ei saa nii kergesti purustada kui kopsud või luud.

Paljud neist olenditest liiguvad sügavusel piisavalt hästi, et teha iga päev vertikaalset rännet üle 1000 meetri kaugusest kaevu põhjast..

Isegi sügavates kaevudes olevad kalad on želatiinsed. Mariana Trenchi põhjas elavad paljud lambipeaga tigude kalaliigid. Nende kalade kehasid on võrreldud ühekordselt kasutatavate taskurätikutega.

Tume ja sügav

Madalate ookeani kraavide rõhk on väiksem, kuid võib siiski jääda väljaspool päikesevalgust, kus valgus tungib vette.

Nendes tumedates ookeani kaevandustes on paljud kalad kohanenud eluga. Mõned kasutavad bioluminestsentsi, mis tähendab, et nad toodavad oma valguse, et meelitada oma saaki, leida kaaslane või tõrjuda kiskja.

Toiduvõrgud

Ilma fotosünteesita sõltuvad merekogukonnad peamiselt kahest ebatavalisest toitainete allikast.

Esimene on "mere lumi". Mere lumi on orgaanilise materjali pidev langus veesamba kõrgustest. Mere lumi on peamiselt jäätmed, sealhulgas väljaheited ja surnud organismide jäägid, nagu kala või merevetikad. See toitainerikas mere lumi toidab selliseid loomi nagu merikurgid või kalmaarid.

Veel üks toitainete allikas ookeanikaevandustest pärit toiduvõrkudele ei tulene fotosünteesist, vaid kemosünteesist. Kemosünteesiks on protsess, kus ookeani kaevikus olevad organismid, näiteks bakterid, muundavad keemilisi ühendeid orgaanilisteks toitaineteks.

Kemosünteesiks kasutatavad keemilised ühendid on hüdrotermilistest tuulutusavadest välja viidud metaan või süsinikdioksiid, mis vabastavad oma gaasid ja kuumad toksilised vedelikud külmaks ookeaniks. Tavaline loom, kes sõltub kemosünteesi bakteritest toidu saamiseks, on hiiglaslik toru uss.

Haudade uurimine

Ookeani kaevandused jäävad üheks kõige raskemini tuntud ja vähetuntud mereelupaikaks. Kuni 1950. aastani arvasid paljud okeanograafid, et need šahtid olid muutumatuks keskkonnaks, kus elasid peaaegu elutu. Isegi tänapäeval põhineb suur osa ookeanikaevanduste uuringutest merepõhja proovidest ja fotograafilistest ekspeditsioonidest.

See on aeglaselt muutumas, kui uurijad sügavalt, sõna otseses mõttes kaevavad. Marianase kraavi allosas asuv Challenger Abyss asub Vaikse ookeani lähedal Guami saare lähedal.

Ainult kolm inimest on külastanud Challenger Abyssi, maailma kõige sügavamat ookeani kaevu: ühine prantsuse-ameerika meeskond (Jacques Piccard ja Don Walsh) 1960. aastal, jõudes 10 966 meetri sügavusele ja National Geographici elukohta kuuluva uurija James Cameroni 2012. aastal jõudnud 10 984 meetri kaugusele (kaks teist mehitamata ekspeditsiooni on uurinud ka Challenger Abyss).

Merevee uurimiseks mõeldud veealused insenerid kujutavad endast suurt hulka unikaalseid väljakutseid.

Allveelaevad peavad olema uskumatult tugevad ja vastupidavad võitlusele tugeva ookeani voolu, null-nähtavuse ja suure surve tõttu Marianas Trenchist.

Inimeste ohutu transportimise ja delikaatsete seadmete arendamine on endiselt suur väljakutse. Allveelaev, mis võttis Piccardi ja Walshi Challenger Abyssile, erakorralisele Triestele, oli ebatavaline laev, mida tuntakse kui vannituba (allveelaev, et uurida ookeani sügavust).

Cameroni sukeldatav Deepsea Challenger lahendas edukalt inseneri väljakutseid uuenduslikult. Süvamere voolude vastu võitlemiseks püstitati allveelaev aeglaselt pööramiseks aeglaselt.

Allveelaeva tuled ei olnud hõõglambid või luminofoorlampid, vaid väikesed LED-massiivid, mis valgustasid umbes 30 meetri pinda.

Võib-olla hämmastavam, et Deepsea Challenger ise oli mõeldud kokkusurumiseks. Cameron ja tema meeskond lõid sünteetilise klaasipõhise vahu, mis võimaldas sõiduki survet ookeani surve all. Deepsea Challenger pöördus 7,6 sentimeetri võrra väiksemale pinnale kui laskus.

Viited

1. n.d.Trenches. Woods Hole Okeanograafia Instituut. Välja otsitud 9. jaanuaril 2017.
2. (2015, 13. juuli). Ookeani kaevik. National Geographic Society. Välja otsitud 9. jaanuaril 2017.
3. n.d.Oceanic kraavi. ScienceDaily Välja otsitud 9. jaanuaril 2017.
4. (2016, juuli). OCEANIC TRENCH. Maa geoloogiline. Välja otsitud 9. jaanuaril 2017.
5. n.d.Deepest Oceani osa. Geology.com Välja otsitud 9. jaanuaril 2017.
6. Oskin, B. (2014, 8. oktoober). Mariana Trench: sügavad sügavused. Live Science Välja otsitud 9. jaanuaril 2017.
7. n.d.Ocean kraavid. Encyclopedia.com. Välja otsitud 9. jaanuaril 2017.