Kaj so oceanske jame?

The oceanske jarke to so brezna v morskem dnu, ki so nastala kot posledica delovanja tektonskih plošč na Zemlji, da se ob zbliževanju potiska pod drugo..

Te dolge in ozke depresije v obliki črke V so najgloblji deli oceana in se nahajajo po vsem svetu, dosežejo globine približno 10 kilometrov pod morsko gladino..

V Tihem oceanu so najgloblje jame in so del tako imenovanega ognjenega obroča, ki vključuje tudi aktivne vulkane in potresne cone..

Najgloblja oceanska jama je Marianski rov, ki se nahaja v bližini marinskih otokov, dolžine več kot 1.580 kilometrov ali 2.542 kilometrov, 5-krat dlje kot Grand Canyon v Koloradu, ZDA in povprečno le 43 milj ( 69 kilometrov.

Tam se nahaja Challengerova brezna, ki je na 10.911 metrih najgloblji del oceana. Tudi grobovi Tonge, Kurilov, Kermadec in Filipinov so globoki več kot 10.000 metrov.

Za primerjavo, Mount Everest na nadmorski višini 8.848 metrov nad morsko gladino, kar pomeni, da je Marianski jarek v svojem najglobljem delu globoka več kot 2.000 metrov.

Oceanske jame zavzemajo najgloblji sloj oceana. Zaradi intenzivnega pritiska, pomanjkanja sončne svetlobe in ledenih temperatur tega kraja je eden najbolj edinstvenih habitatov na Zemlji.

Kako se oblikujejo oceanske jame?

Jame nastanejo s subdukcijo, ki je geofizikalni proces, v katerem se dve ali več tektonskih plošč Zemlje zbližata, najstarejši in najgostejši pa se potiska pod svetlejšo ploščo, kar povzroča morsko dno in zunanjo skorjo (litosfero). Krivulje in oblikuje naklon, v obliki črke V depresijo.  

Podvodne cone

Z drugimi besedami, ko je rob gosto tektonske plošče ustreza rob manj gosto tektonske plošče, debelejša plošča ukrivljena navzdol. Ta vrsta meje med plasti litosfere se imenuje zbližujejo. Kadar je gostejša subducting plošča imenuje podrivanja cona.

Postopek subdukcije naredi jame dinamične geološke elemente, ki so odgovorni za pomemben del potresne aktivnosti Zemlje in so pogosto epicenter velikih potresov, vključno z nekaterimi potresi z večjo magnitudo..

Nekatere oceanske jarke tvorijo subdukcije med ploščo, ki nosi kontinentalno skorjo in ploščo, ki nosi oceansko skorjo. Kontinentalna skorja vedno plava več kot oceanska skorja in slednja bo vedno pod nadzorom.

Najbolj znani oceanske jarki posledica meje med konvergenčnimi plošč. Peru, Čile jarek ob zahodni obali Južne Amerike je nastala z oceansko skorjo Nazca plošče je subducted pod tem crust kontinentalni plošči Južne Amerike.

Ryukyu Trench, ki se razteza od južne Japonske, je oblikovan tako, da oceanska skorja filipinske plošče podzemlja pod kontinentalno skorjo evrazijske plošče.

Redko se lahko oblikujejo oceanske jame, ko se srečata dve ploščici s kontinentalno skorjo. Marianas Trench, v južnem Tihem oceanu, nastane, ko se pacifiška plošča podvoji pod najmanjšo in najmanj gosto ploščo Filipinov..

V coni subdukcije je del staljenega materiala, ki je bil prej morsko dno, običajno dvignjen skozi vulkane, ki se nahajajo v bližini jame. Vulkani pogosto ustvarjajo vulkanske loke, gorski verigi, ki leži vzporedno z jamo.

Aleutski jarek se oblikuje, če je Pacific plošča subducting pod severnoameriški ploščo v arktični regiji, med stanjem Aljaske v Združenih državah Amerike in v ruski regiji Sibiriji. Aleutščina tvori vulkanskega loka, ki prihajajo iz Aljaski in severno od aleutski jarek.

Ni vse oceanske jarke na Pacifiku. Puerto Rico Trench je kompleksna tektonska depresija, ki jo delno tvori območje subdukcije manjših Antilov. Tu je oceanska skorja ogromne plošče Severne Amerike pod oceansko skorjo najmanjše karibske plošče..

Zakaj so oceani pomembni?

Poznavanje oceanskih jarkov je omejeno zaradi njegove globine in oddaljenosti od njegove lokacije, vendar znanstveniki vedo, da igrajo pomembno vlogo v našem življenju na kopnem..

Velik del seizmične aktivnosti na svetu se odvija v conah subdukcije, kar lahko ima uničujoč učinek na obalne skupnosti in še bolj na svetovno gospodarstvo..

Potresi na morskem dnu, ki so nastali v conah subdukcije, so bili odgovorni za cunami v Indijskem oceanu leta 2004 in potres v Tohoku in cunami na Japonskem leta 2011.

S proučevanjem oceanskih jarkov lahko znanstveniki razumejo fizični proces subdukcije in vzroke teh uničujočih naravnih nesreč.

Raziskava jame raziskovalcem omogoča tudi razumevanje novih in raznolikih oblik prilagajanja organizmov iz morskih globin v njihovo okolje, ki lahko vsebujejo ključ do bioloških in biomedicinskih napredkov..

Preučevanje, kako so se globokomorski organizmi prilagodili življenju v težkih okoljih, lahko pripomore k boljšemu razumevanju na različnih področjih raziskav, od zdravljenja sladkorne bolezni do izboljšanja detergentov.

Raziskovalci so že odkrili mikrobe, ki naseljujejo hidrotermalne odprtine v morski brezni, ki imajo potencial kot nove oblike antibiotikov in zdravil za raka.

Takšne prilagoditve so lahko tudi ključ do razumevanja izvora življenja v oceanu, saj znanstveniki preučujejo genetiko teh organizmov, da sestavijo sestavljanko zgodbe o tem, kako se življenje širi med izoliranimi ekosistemi in sčasoma skozi. svetovnih oceanov.

Nedavne raziskave so pokazale tudi nepričakovane in velike količine materiala, ustvarjenih v jamah premoga, kar bi lahko pomenilo, da te regije pomembno vlogo v Zemljino podnebje.

Ta ogljik je zaplenjen v plašču Zemlje s pomočjo subdukcije ali pa ga bakterije iz jame.

To odkritje predstavlja priložnosti za nadaljnje raziskovanje vloge jam kot vira (skozi vulkane in druge procese) in kot rezervoar v krožnem procesu ogljika, ki lahko vpliva na način, kako znanstveniki na koncu razumejo in napovedujejo. vpliv toplogrednih plinov, ki jih povzročajo ljudje in podnebne spremembe.

Razvoj novih tehnologij iz morskih globin, od potopnih do kamer in senzorjev ter vzorčevalnikov, bo znanstvenikom omogočil, da sistematično raziskujejo ekosisteme jam v daljšem časovnem obdobju..

To nam bo sčasoma omogočilo boljše razumevanje potresov in geofizikalnih procesov, pregledalo, kako znanstveniki razumejo globalni ogljikov cikel, zagotovili možnosti za biomedicinske raziskave in potencialno prispevali k novim spoznanjem o evoluciji življenja na Zemlji..

Isti tehnološki napredek bo ustvaril nove zmožnosti za znanstvenike, da preučijo ocean kot celoto, od oddaljenih obal do ledu prekritega Arktičnega oceana..

Življenje v oceanskih jarkih

Oceanski jarki so med najbolj sovražnimi habitati na Zemlji. Tlak je več kot 1000-krat večji od površine in temperatura vode je nekoliko nad zmrzovalno točko. Morda je še bolj pomembno, da sončna svetloba ne prodre v globlje oceanske jarke, zaradi česar fotosinteza ni mogoča.

Organizmi, ki živijo v morskih jarkih, so se razvili z nenavadnimi prilagoditvami, ki so se razvile v teh hladnih in temnih kanjonih.

Njegovo obnašanje je preizkus tako imenovane "hipoteze vizualne interakcije", ki pravi, da večja kot je vidljivost organizma, večja je energija, ki jo mora porabiti za lov na plen ali odganjanje plenilcev. Na splošno je življenje v temnih oceanskih jarkih izolirano in počasno.

Pritisk

Tlak na dnu brezna Challenger, najglobljega mesta na zemlji, je 703 kilogramov na kvadratni meter (8 ton na kvadratni palec). Velike morske živali, kot so morski psi in kiti, ne morejo živeti v tej drobilni globini.

Mnogi organizmi, ki se razvijajo v teh visokotlačnih okoljih imajo organe, ki so napolnjene s plini, kot so pljuča. Te organizacije, mnoge sorodne, da zvezda ali meduz, so narejeni večinoma iz vode in želatinasto materiala, ki jih ni mogoče zdrobljenega tako preprosto, kot pljuča in kosti.

Mnoga od teh bitij premikajo globine dovolj dobro, da naredijo navpično migracijo več kot 1000 metrov od dna jame vsak dan.

Tudi ribe v globokih jamah so želatinaste. Na dnu Marianskega jarka živijo na primer številne vrste polžev z glavicami čebulic. Tela teh rib so primerjali z robčki za enkratno uporabo.

Temno in globoko

Plitki morski jarki imajo manjši pritisk, vendar so lahko še vedno zunaj območja sončne svetlobe, kjer svetloba prodira v vodo.

Mnoge ribe so se prilagodile življenju v teh temnih morskih jamah. Nekateri uporabljajo bioluminiscenco, kar pomeni, da proizvajajo svojo lastno svetlobo, da bi lahko privabili svoj plen, našli partnerja ali odganjali plenilca.

Omrežja s hrano

Brez fotosinteze so morske skupnosti odvisne predvsem od dveh nenavadnih virov hranil.

Prvi je "morski sneg". Morski sneg je stalen padec organskih snovi z višin v vodnem stolpcu. Morski sneg je večinoma odpadki, vključno z iztrebki in ostanki mrtvih organizmov, kot so ribe ali morske alge. Ta hranilno bogat morski sneg hrani živali, kot so morske kumare ali vampirji iz lignjev.

Še en vir hranil za prehrambene mreže iz oceanskih jarkov ne izvira iz fotosinteze, ampak iz kemosinteze. Kemosinteza je proces, pri katerem organizmi v oceanskih jarkih, kot so bakterije, pretvorijo kemijske spojine v organske hranilne snovi..

Kemične spojine, ki se uporabljajo pri kemosintezi, so metan ali ogljikov dioksid, izločen iz hidrotermalnih odprtin, ki sproščajo svoje pline in vroče, strupene tekočine v ledeno oceansko vodo. Običajna žival, ki je odvisna od bakterije, ki je pridobila kemosintezo, je ogromen cevni črv.

Raziskovanje grobov

Oceanske jame ostajajo eden najbolj neulovljivih in malo znanih morskih habitatov. Do leta 1950 so mnogi oceanografi mislili, da so te jame nespremenjene okolice, ki so blizu življenju. Tudi danes je večina raziskav oceanskih jarkov zasnovana na vzorcih morskih tal in fotografskih odprav.

To se počasi spreminja, ko raziskovalci kopljejo globoko, dobesedno. Challengerova brezna, na dnu Marianske jarke, leži globoko v Tihem oceanu blizu otoka Guam.

Samo trije ljudje so obiskali Challengersko brezno, najglobljo oceansko jamo na svetu: skupno francosko-ameriško ekipo (Jacques Piccard in Don Walsh) leta 1960, ki je dosegla globino 10.916 metrov in raziskovalec v rezidenci National Geographic Jamesa Camerona leta 2012 doseže 10.984 metrov (Dve drugi ekspediciji brez posadke sta raziskali tudi Challengerjevo brezno).

Potopna tehnika za raziskovanje oceanskih jarkov predstavlja velik niz edinstvenih izzivov.

Podmornice morajo biti izjemno močne in odporne na boj z močnimi oceanskimi tokovi, ničelno vidljivostjo in velikim pritiskom Marianske jarke..

Razvoj inženiringa za varno prevažanje ljudi in občutljiva oprema je še vedno velik izziv. Podmornica, ki je peljala Piccard in Walsh do izziva Challengerja, izrednega Trsta, je bila nenavadna ladja, znana kot kopališče (podmornica za raziskovanje globin oceana)..

Cameronov podvodni motor, Deepsea Challenger, je uspešno obravnaval inženirske izzive na inovativne načine. Za premagovanje globokomorskih tokov je bila podmornica zasnovana tako, da se med spuščanjem počasi vrti.

Luči v podmornici niso bile žarnice ali fluorescenčne žarnice, ampak majhne LED lučke, ki so osvetlile območje približno 30 metrov..

Morda še bolj presenetljivo, da je bil sam Deepsea Challenger zasnovan za stiskanje. Cameron in njegova ekipa sta ustvarila sintetično peno na osnovi stekla, ki je omogočila, da se vozilo stisne pod pritiskom oceana. Deepsea Challenger se je vrnil na površino 7,6 centimetrov manj, kot ko se je spustil.

Reference

1. n.d. Oceanografska ustanova Woods Hole. Pridobljeno 9. januar 2017.
2. (2015, julij13). Oceanski jarek. Društvo National Geographic. Pridobljeno 9. januar 2017.
3. oceanski jarek. ScienceDaily Pridobljeno 9. januar 2017.
4. (2016, julij). OCEANSKI TRENCH. Zemeljska geologija. Pridobljeno 9. januar 2017.
5. Najdaljši del oceana. Geology.com Pridobljeno 9. januar 2017.
6. Oskin, B. (2014, 8. oktober). Mariana Trench: Najgloblje globine. Live Science Pridobljeno 9. januar 2017.
7. n.d.Oceanski jarki. Encyclopedia.com. Pridobljeno 9. januar 2017.