MITÄ OVAT VALTAMEREN KAIVOKSET? - YMPÄRISTÖ - 2025

Ocean trenches ovat syvyydessä merenpohjassa, joka on muodostettu seurauksena aktiivisuuden mannerlaatat maapallon, joka työnnetään yhtenevän allekkain.

Nämä pitkät, kapeat V-muotoiset syvennykset ovat valtameren syvimpiä osia, ja niitä esiintyy ympäri maailmaa saavuttaen noin 10 kilometrin syvyyteen merenpinnan alapuolelle.

Syvimmät kaivokset sijaitsevat Tyynellämerellä ja ovat osa ns. Tulenrengasta, joka sisältää myös aktiivisia tulivuoria ja maanjäristysvyöhykkeitä.

Syvin valtameren kaivo on Mariana-kaivo, joka sijaitsee lähellä Merisaaret ja sen pituus on yli 1 580 mailia tai 2 542 kilometriä, viisi kertaa pidempi kuin Yhdysvaltojen Coloradon Grand Canyonissa ja keskimäärin vain 43 mailia (69 km) leveä.

Siellä sijaitsee Challenger Abyss, joka on 10 911 metriä meren syvin osa. Samoin Tongan, Kurilin, Kermadecin ja Filippiinien haudat ovat yli 10 000 metriä syviä.

Vertailun vuoksi Everest-vuori on 8848 metriä merenpinnan yläpuolella, mikä tarkoittaa, että Mariana-kaivo on sen syvimmässä kohdassa yli 2000 metriä syvä.

Valtamerikaukaloiden miehitys on meren syvin. Tämän paikan voimakas paine, auringonvalon puute ja kylmät lämpötilat tekevät siitä yhden maapallon ainutlaatuisimmista elinympäristöistä.

Kuinka valtameren kaivokset muodostuvat?

Kuopat muodostetaan subduktiolla, geofysikaalisella prosessilla, jossa kaksi tai useampia maapallon tektonisia levyjä lähentyvät ja vanhin ja tihein levy työnnetään vaaleamman levyn alle, aiheuttaen merenpohjan ja ulkokuoren (litosfääri) käyrät ja muodostaa kaltevuuden, V-muotoisen masennuksen.

Subduktioalueet

Toisin sanoen, kun tiheän tektonisen levyn reuna kohtaa vähemmän tiheän tektonisen levyn reunan, tiheämpi levy kaareutuu alaspäin. Tämän tyyppistä rajaa litosfäärin kerrosten välillä kutsutaan konvergenssiksi. Paikka, jossa tihein levy subduktuu, kutsutaan subduktiovyöhykkeeksi.

Subduktioprosessi tekee kaivoista dynaamisia geologisia elementtejä, jotka ovat vastuussa merkittävästä osasta maan maan seisismistä aktiivisuutta, ja ne ovat usein suurten maanjäristysten keskuksessa, mukaan lukien eräät suurimmista rekisteröidyistä maanjäristyksistä.

Jotkut valtameren kaivokset muodostuvat subduktiolla mantereen kuorea kantavan levyn ja valtameren kuorea kantavan levyn välillä. Mannerkuori kelluu aina enemmän kuin valtameri kuori ja jälkimmäinen alistaa aina.

Tunnetuimmat valtamerten kaivokset ovat seurausta tästä yhtyvien levyjen välisestä rajasta. Etelä-Amerikan länsirannikon edustalla sijaitseva Peru-Chile-kaivo muodostuu Nazca-levyn valtamerenkuoresta, joka alistuu Etelä-Amerikan levyn mantereenkuoreen.

Etelä-Japanista ulottuva Ryukyu-kaivo on muodostettu siten, että Filippiinien levyn valtamerenkuori alistuu Euraasian lautasen mannerkuoreen.

Valtamerikaukoja voi muodostua harvoin, kun kaksi mantereenkuorea kantavaa levyä kohtaavat. Mariana-kaivo Etelä-Tyynellä valtamerellä muodostuu, kun mahtava Tyynenmeren levy alistuu Filippiinien pienemmän ja vähemmän tiheän levyn alle.

Subduktiovyöhykkeellä osa sulasta materiaalista, joka aikaisemmin oli merenpohja, nostetaan yleensä ylös kuopan lähellä sijaitsevien tulivuorten kautta. Tulivuoret luovat usein vulkaanisia kaaria, vuoristoketjusaarten, joka sijaitsee ojan suuntainen.

Aleutialainen kaivo muodostuu, missä Tyynenmeren lautakunta alistuu Pohjois-Amerikan lautaselle arktisella alueella Yhdysvaltojen Alaskan osavaltion ja Siperian Venäjän alueen välillä. Aleutialaiset saaret muodostavat tulivuorenkaarin, joka kulkee Alaskan niemimaalta ja hieman Aleutian kaivannon pohjoispuolella.

Kaikki valtamerikaukot eivät ole Tyynellämerellä. Puerto Ricon kaivo on monimutkainen tektoninen masennus, jonka muodostaa osittain Pienten Antillien subduktiovyöhyke. Täällä valtavan Pohjois-Amerikan levyn valtamerenkuori alistuu pienemmän Karibian lautan valtamerenkuoreen.

Miksi valtameren kaivokset ovat tärkeitä?

Tietoja valtamereistä on rajoitettu niiden syvyyden ja etäisyyden vuoksi, mutta tutkijat tietävät, että niillä on merkittävä rooli elämässämme maalla.

Suuri osa maailman seismisestä toiminnasta tapahtuu subduktioalueilla, joilla voi olla tuhoisia vaikutuksia rannikkoyhteisöihin ja vielä enemmän maailmantalouteen.

Subduktiovyöhykkeillä syntyneet merenpohjan maanjäristykset aiheuttivat Intian valtameren tsunamin vuonna 2004 ja Tohokun maanjäristyksen ja tsunamin Japanissa vuonna 2011.

Tutkimalla valtamerten kaivoksia, tutkijat ymmärtävät altistumisen fyysisen prosessin ja näiden tuhoisten luonnonkatastrofien syyt.

Kaivojen tutkimus antaa tutkijoille myös ymmärtää uusien ja monimuotoisten organismien sopeutumisesta syvänmerestä ympäristöönsä, jolla voi olla avain biologiseen ja biolääketieteelliseen kehitykseen.

Tutkiminen siitä, kuinka syvänmeren organismit ovat sopeutuneet elämään vaikeissa olosuhteissa, voivat auttaa ymmärtämään monia eri tutkimusalueita, diabeteshoitoista parannettuihin pesuaineisiin.

Tutkijat ovat jo löytäneet syvänmeren hydrotermisissä tuuletusaukkoissa asuvat mikrobit, jotka voivat olla uusia antibioottien ja syöpälääkkeiden muotoja.

Tällaisilla mukautuksilla voi olla myös avain meren elämän alkuperän ymmärtämiseen, koska tutkijat tutkivat näiden organismien genetiikkaa saadakseen palapelin kertomuksesta siitä, kuinka elämä laajenee eristyneiden ekosysteemien välillä ja lopulta läpi maailman valtameret.

Viimeaikaiset tutkimukset ovat myös paljastaneet kaivoihin kertyviä suuria ja odottamattomia määriä hiiltä, ​​mikä voi viitata siihen, että näillä alueilla on merkittävä rooli maan ilmastossa.

Tämä hiili takavarikoidaan maan vaipassa subduktioiden kautta tai bakteerit kuluttavat sen kuopasta.

Tämä löytö tarjoaa mahdollisuuksia tutkia edelleen kaivoksen roolia sekä lähteenä (tulivuorten että muiden prosessien kautta) että talletuksena planeetan hiilisyklissä, mikä voi vaikuttaa siihen, kuinka tutkijat lopulta ymmärtävät ja ennustavat. ihmisen aiheuttamien kasvihuonekaasujen ja ilmastonmuutoksen vaikutukset.

Uuden syvänmeren tekniikan kehittäminen, vedenalaisista kameroihin, antureihin ja näytteenottajiin, tarjoaa tutkijoille hyvät mahdollisuudet tutkia systemaattisesti kaivojen ekosysteemejä pitkän ajanjakson ajan.

Tämä antaa meille lopulta paremman ymmärryksen maanjäristyksistä ja geofysikaalisista prosesseista, arvioi, kuinka tutkijat ymmärtävät globaalin hiilisyklin, tarjoavat keinoja lääketieteelliseen tutkimukseen ja voivat mahdollisesti antaa uusia käsityksiä maan elämän kehityksestä.

Nämä samat teknologiset edistysaskeleet luovat uusia mahdollisuuksia tutkijoille tutkia koko merta, etäisistä rantaviivoista jäällä varustettuun Jäämereen.

Elämä meressä kaivoksissa

Valtamerikaukot ovat joitain maapallon vihamielisimmistä luontotyypeistä. Paine on yli 1000 kertaa pinta-ala ja veden lämpötila on hiukan yli jäätymisen. Ehkä tärkeämpää on, että auringonvalo ei tunkeudu syvimpiin valtamereihin, mikä tekee fotosynteesin mahdottomaksi.

Organismit, jotka elävät valtamerellä, ovat kehittyneet epätavallisilla mukautuksilla menestyäkseen näissä kylmissä, tummissa kanjoneissa.

Heidän käyttäytymisensä on testi nk. "Visuaalisen vuorovaikutuksen hypoteesille", joka sanoo, että mitä suurempi organismin näkyvyys on, sitä enemmän energiaa sen on käytettävä saalistajien metsästykseen tai torjumiseksi. Elämä pimeässä valtameressä on yleensä eristetty ja hitaasti kulkeva.

Paine

Paine Challenger Abyss -sivustolla, maan syvimmässä paikassa, on 703 kilogrammaa neliömetriltä (8 tonnia neliötuumaa). Suuret merieläimet, kuten hait ja valaat, eivät voi elää tässä murskaussyvyydessä.

Monissa näissä korkeapaineympäristössä menestyvissä organismeissa ei ole kaasuja täyttäviä elimiä, kuten keuhkoja. Nämä organismit, monet liittyvät meritähtiin tai meduusoihin, on valmistettu pääasiassa vedestä ja hyytelömäisestä materiaalista, jota ei voida murskata yhtä helposti kuin keuhkoja tai luita.

Monet näistä olennoista navigoivat syvyydessä riittävän hyvin, jotta yli 1000 metrin pystysuuntainen muutto tapahtuu kaivojen pohjasta päivittäin.

Jopa kalat syvässä kuopassa ovat hyytelömäisiä. Esimerkiksi monet sipulipäiset etanakalalajit elävät Marianan kaivannon pohjassa. Näiden kalojen elimiä on verrattu kertakäyttöisiin kudoksiin.

Tumma ja syvä

Matalassa valtameressä on vähemmän painetta, mutta se voi silti olla auringonvalovyöhykkeen ulkopuolella, missä valo tunkeutuu veteen.

Monet kalat ovat sopeutuneet elämään näissä pimeissä valtamereissä. Jotkut käyttävät bioluminesenssia, mikä tarkoittaa, että he tuottavat oman valonsa elääkseen houkutellakseen saalistaan, löytää parikartan tai torjua saalistajan.

Ruokaverkot

Ilman fotosynteesiä meren yhteisöt ovat riippuvaisia ​​ensisijaisesti kahdesta epätavallisesta ravinteiden lähteestä.

Ensimmäinen on "merilumi". Merilumi on orgaanisen materiaalin jatkuva pudotus vesipylvään korkeuksista. Merilumi on pääasiassa jätettä, mukaan lukien ulosteet ja kuolleiden organismien, kuten kalojen tai merilevien, jäänteet. Tämä ravinnepitoinen merilumi ruokkii eläimiä, kuten merikurkkeja tai vampyyri-kalmaria.

Toinen ravinteiden lähde valtamerten kaivojen ravintoverkoille ei ole peräisin fotosynteesistä, vaan kemosynteesistä. Kemosynteesi on prosessi, jossa valtameren kaivoksen organismit, kuten bakteerit, muuntavat kemialliset yhdisteet orgaanisiksi ravinteiksi.

Kemosynteesissä käytetyt kemialliset yhdisteet ovat hydrotermisissä tuuletusaukkoissa karkotettua metaania tai hiilidioksidia, jotka vapauttavat kuumat ja myrkylliset kaasunsa ja nesteensä jähmeään meriveteen. Tavallinen eläin, joka riippuu ruoan kemosynteesibakteereista, on jättiläinen putkimato.

Hautojen tutkiminen

Valtamerikaukot ovat edelleen yksi vaikeimmista ja tunnetuimmista meren elinympäristöistä. Vuoteen 1950 saakka monet meritieteilijät ajattelivat, että nämä kaivokset olivat muuttumattomia ympäristöjä, joilta puuttui elämä. Vielä nykyäänkin suuri osa valtamerten kaivoksista tehdyistä tutkimuksista perustuu valtamerenpohjanäytteisiin ja valokuvausmatkoihin.

Se muuttuu hitaasti, kun tutkijat kaivaa syvää, kirjaimellisesti. Challengerin syvä, Mariana-kaivannon alaosassa, sijaitsee syvällä Tyynellämerellä lähellä Guamin saarta.

Vain kolme ihmistä on käynyt Challenger Abyssissa, maailman syvimmässä valtameressä: yhteisessä ranskalais-amerikkalaisessa miehistössä (Jacques Piccard ja Don Walsh), joka saavutti 10 916 metrin syvyyden, ja National Geographic -kysymyksessä olevassa James Cameronissa vuonna 2012. saavuttaa 10 984 metriä (Kaksi muuta miehittämätöntä tutkimusmatkaa on myös tutkinut Challenger Abyssia).

Sukelluskykyiset meriesineet tutkimaan valtamerten kaivoksia esittävät suuren joukon ainutlaatuisia haasteita.

Vedenalaisten tulee olla uskomattoman vahvoja ja kestäviä torjumaan voimakkaita merivirtoja, näkyvyyttä nollaan ja Mariana-kaivannon korkeaa painetta.

Vielä suurempi haaste on ihmisten turvallista kuljetusta koskevan tekniikan ja herkkien laitteiden kehittäminen. Sukellusvene, joka vei Piccardin ja Walshin Challenger Abyssiin, ylimääräiseen Triesteeseen, oli epätavallinen alus, joka tunnetaan nimellä bathyscaphe (sukellusvene merialueen tutkimiseen).

Cameronin upotettava Deepsea Challenger vastasi onnistuneesti tekniikan haasteisiin innovatiivisilla tavoilla. Syvän valtameren virtausten torjumiseksi sukellusvene suunniteltiin kääntymään hitaasti laskeutuessa.

Sukellusveneen valot eivät olleet tehty hehkulampuista tai loistelampuista, vaan pikemminkin pienten LED-valojen ryhmiä, jotka valaisivat noin 100 jalkaa.

Ehkä yllättävämmin, itse Deepsea Challenger suunniteltiin puristettavaksi. Cameron ja hänen tiiminsä loivat lasipohjaisen synteettisen vaahdon, joka antoi ajoneuvon puristua valtameren paineessa. Deepsea Challenger palasi pintaan 7,6 senttimetriä pienemmäksi kuin laskeutuessaan.

Viitteet

1. ndTrenches. Woods Hole Oceanographic Institution. Haettu 9. tammikuuta 2017.
2. (2015, heinäkuu13). Valtameren kaivo. Kansallinen maantieteellinen yhdistys. Haettu 9. tammikuuta 2017.
3. ndOokeaninen kaivo. ScienceDaily. Haettu 9. tammikuuta 2017.
4. (2016, heinäkuu). OCEANIC TRENCH. Maan geologinen. Haettu 9. tammikuuta 2017.
5. ndDeepest osa merta. Geology.com. Haettu 9. tammikuuta 2017.
6. Oskin, B. (2014, 8. lokakuuta). Mariana Trench: Syvin syvyys. Elävä tiede. Haettu 9. tammikuuta 2017.
7. ndOcean kaivot. Encyclopedia.com. Haettu 9. tammikuuta 2017.