Aké sú oceánske jamy?

oceánske zákopy sú to priepasti v morskom dne, ktoré vznikajú v dôsledku aktivity tektonických dosiek Zeme, že keď sa zbiehajú, je tlačená pod druhou.

Tieto dlhé a úzke priehlbiny v tvare písmena V sú najhlbšími časťami oceánu a nachádzajú sa na celom svete a dosahujú hĺbky približne 10 kilometrov pod hladinou mora..

V Tichom oceáne sú najhlbšie jámy a sú súčasťou tzv. "Ring of Fire", ktorý zahŕňa aj aktívne sopky a zóny zemetrasenia..

Najhlbšia oceánska jama je Mariana Trench nachádzajúca sa v blízkosti Marinas Islands s dĺžkou viac ako 1 580 míľ alebo 2 542 kilometrov, 5 krát dlhšou ako Grand Canyon v Colorade, v Spojených štátoch av priemere len 43 míľ ( 69 kilometrov).

Nachádza sa tu Challengerova priepasť, ktorá je na 10 911 m najhlbšia časť oceánu. Hroby Tonga, Kuril, Kermadec a Filipíny sú viac ako 10 000 metrov hlboké.

Pre porovnanie, Mount Everest má výšku 8 848 metrov nad morom, čo znamená, že priekopa Mariana v jej najhlbšej časti je viac ako 2000 metrov hlboká..

Oceánske jamy zaberajú najhlbšiu vrstvu oceánu. Intenzívny tlak, nedostatok slnečného svetla a mrazivé teploty tohto miesta ho robia jedným z najunikátnejších biotopov na Zemi..

Ako sa tvoria oceánske jamy?

Doly sú tvorené subdukciou, geofyzikálnym procesom, v ktorom sa dva alebo viac tektonických dosiek Zeme zbieha a najstaršie a najhustejšie sa tlačia pod zapaľovaciu dosku, čo spôsobuje morské dno a vonkajšiu kôru (litosféra). Krivky a tvoria svah, v tvare V depresie.  

Subdukčné zóny

Inými slovami, keď sa okraj hustej tektonickej dosky stretne s okrajom menej hustej tektonickej dosky, hustejšia doska sa ohne nadol. Tento typ hranice medzi vrstvami litosféry sa nazýva konvergentný. Miesto, kde je najhustejšia doska odvedená, sa nazýva subdukčná zóna.

Subdukčný proces robí dynamické geologické prvky jamy, ktoré sú zodpovedné za významnú časť seizmickej aktivity Zeme a sú často epicentrom veľkých zemetrasení, vrátane niektorých zemetrasení s väčšou veľkosťou registrovanou..

Niektoré oceánske zákopy sú tvorené subdukciou medzi doskou nesúcou kontinentálnu kôru a doskou nesúcou oceánsku kôru. Kontinentálna kôra sa vždy vznáša viac ako oceánska kôra a tá bude vždy tlmená.

Najznámejšie oceánske zákopy sú výsledkom tejto hranice medzi konvergentnými platňami. Peru-Čile priekopa západného pobrežia Južnej Ameriky je tvorená oceánskou kôrou na tanieri Nazca, ktorá sa rozkladá pod kontinentálnou kôrou taniera Južnej Ameriky..

Ryukyuvý príkop, ktorý siaha od južného Japonska, je formovaný takým spôsobom, že oceánska kôra filipínskych tanierových subduktov pod kontinentálnou kôrou eurázijskej dosky.

Zriedkavo oceánske jamy môžu byť vytvorené, keď sa stretnú dve dosky nesúce kontinentálnu kôru. Príkop Marianas, v južnom Tichom oceáne, je tvorený, keď impozantný tanier Tichomoria tančí pod najmenší a najmenej hustý tanier Filipín.

V subdukčnej zóne sa časť roztaveného materiálu, ktorá bola predtým morským dnom, zvyčajne zdvíha cez sopky nachádzajúce sa v blízkosti jamy. Sopky často vytvárajú sopečné oblúky, ostrov horského reťazca, ktorý leží paralelne s jamou.

Aleutský príkop je tvorený tam, kde tichomorský tanier subdukty pod severoamerickým tanierom v arktickej oblasti medzi štátom Aljašky v Spojených štátoch a ruskej oblasti Sibíri. Aleutské ostrovy tvoria sopečný oblúk, ktorý opúšťa polostrov na Aljaške a severne od Aleutského príkopu..

Nie všetky oceánske zákopy sú v Pacifiku. Puerto Rico Trench je komplexná tektonická depresia, ktorá je čiastočne tvorená zónou subdukcie Malých Antíl. Tu je oceánska kôra obrovského taniera Severnej Ameriky tlmená pod oceánskou kôrou najmenšieho karibského taniera..

Prečo sú dôležité oceánske zákopy?

Znalosť oceánskych zákopov je obmedzená vzhľadom na jej hĺbku a odľahlosť od jej umiestnenia, ale vedci vedia, že zohrávajú významnú úlohu v našom živote na zemi..

Veľká časť seizmickej aktivity na svete sa uskutočňuje v subdukčných zónach, čo môže mať zničujúci účinok na pobrežné spoločenstvá a ešte viac na globálnu ekonomiku..

Zemetrasenia na morskom dne vytvorené v podmorských zónach boli zodpovedné za tsunami v Indickom oceáne v roku 2004 a zemetrasenie Tohoku a tsunami v Japonsku v roku 2011.

Študovaním oceánskych zákopov vedci vedia pochopiť fyzický proces subdukcie a príčiny týchto zničujúcich prírodných katastrof..

Štúdium jamy tiež umožňuje výskumníkom pochopiť nové a rozmanité formy adaptácie organizmov z hlbín mora do ich prostredia, ktoré môžu obsahovať kľúč k biologickým a biomedicínskym pokrokom..

Štúdium toho, ako hlbokomorské organizmy sa prispôsobili životu v ich drsnom prostredí, môže pomôcť k lepšiemu pochopeniu v mnohých rôznych oblastiach výskumu, od liečby cukrovky až po zlepšenie detergentov..

Výskumníci už objavili mikróby, ktoré obývajú hydrotermálne prieduchy v morskej priepasti, ktoré majú potenciál ako nové formy antibiotík a liekov na rakovinu..

Takéto adaptácie môžu tiež byť kľúčom k pochopeniu pôvodu života v oceáne, ako vedci skúmajú genetiku týchto organizmov, aby vytvorili puzzle príbehu o tom, ako sa život rozširuje medzi izolovanými ekosystémami a nakoniec cez oceánov sveta.

Nedávny výskum tiež odhalil neočakávané a veľké množstvo uhlíkového materiálu nahromadeného v jamách, čo by mohlo naznačovať, že tieto regióny zohrávajú významnú úlohu v klíme Zeme..

Tento uhlík je zabavený v plášti Zeme subdukciou alebo spotrebovaný baktériami z jamy.

Tento objav predstavuje príležitosti na ďalšie skúmanie úlohy jamiek ako zdroja (prostredníctvom sopiek a iných procesov) a ako rezervoáru kolobehu uhlíka na planéte, ktorý môže ovplyvniť spôsob, akým vedci nakoniec chápu a predpovedajú. vplyv skleníkových plynov spôsobených ľuďmi a klimatické zmeny.

Vývoj nových technológií z hlbín mora, od ponorných k kamerám a snímačom a vzorkovačom, poskytne vedcom veľké príležitosti na systematické skúmanie ekosystémov jám po dlhé časové obdobia..

To nám nakoniec umožní lepšie porozumieť zemetraseniam a geofyzikálnym procesom, preskúmať, ako vedci chápu globálny uhlíkový cyklus, poskytujú cesty pre biomedicínsky výskum a potenciálne prispievajú k novým poznatkom o vývoji života na Zemi..

Tieto isté technologické pokroky vytvoria vedcom nové možnosti študovať oceán ako celok, od vzdialených brehov po ľadom pokrytý Severný ľadový oceán..

Život v oceánskych zákopoch

Oceánske zákopy patria medzi najviac nepriateľské biotopy na Zemi. Tlak je viac ako 1 000-krát vzhľadom na povrch a teplota vody je mierne nad bodom mrazu. Možno ešte dôležitejšie je, že slnečné svetlo neprenikne hlbšie do oceánskych zákopov, čo znemožňuje fotosyntézu.

Organizmy, ktoré žijú v oceánskych zákopoch, sa vyvinuli s neobvyklými úpravami, ktoré sa vyvinuli v týchto studených a tmavých kaňonoch.

Jeho správanie je testom takzvanej „hypotézy vizuálnej interakcie“, ktorá hovorí, že čím väčšia je viditeľnosť organizmu, tým väčšia je energia, ktorú musí vynaložiť na lov koristi alebo odpudzovanie predátorov. Vo všeobecnosti je život v tmavých zákopoch oceánu izolovaný a spomalený.

tlak

Tlak na dne priepasti Challenger, najhlbšieho miesta na zemi, je 703 kilogramov na meter štvorcový (8 ton na štvorcový palec). Veľké morské živočíchy ako žraloky a veľryby nemôžu žiť v tejto drvivej hĺbke.

Mnohé organizmy, ktoré v týchto vysokotlakových prostrediach prosperujú, nemajú orgány, ktoré by sa naplnili plynmi, napríklad pľúcami. Tieto organizmy, mnohé súvisiace s hviezdice alebo medúzy, sú vyrobené prevažne z vody a želatínového materiálu, ktorý sa nedá rozdrviť tak ľahko ako pľúca alebo kosti..

Mnohé z týchto tvorov sa pohybujú v hĺbke dosť dobre, aby sa každý deň dala vertikálna migrácia viac ako 1 000 metrov od dna jamy..

Dokonca aj ryby v hlbokých jamách sú želatínové. Veľa druhov slimákov s hlavami žiaroviek žije napríklad v spodnej časti príkopu Mariana. Telo týchto rýb bolo porovnané s vreckovkami na jedno použitie.

Tmavé a hlboké

Plytké zákopy oceánu majú menší tlak, ale stále môžu byť mimo oblasti slnečného žiarenia, kde svetlo preniká vodou.

Mnohé ryby sa prispôsobili životu v týchto temných morských jamách. Niektorí používajú bioluminiscenciu, čo znamená, že produkujú svoje vlastné svetlo, aby žili, aby pritiahli svoju korisť, našli partnera alebo odpudili dravca..

Potravinové siete

Bez fotosyntézy morské spoločenstvá závisia predovšetkým od dvoch neobvyklých zdrojov živín.

Prvým z nich je "morský sneh". Morský sneh je plynulý pád organického materiálu z výšok vo vodnom stĺpci. Morský sneh je hlavne odpad, vrátane výkalov a zvyškov mŕtvych organizmov, ako sú ryby alebo morské riasy. Tento morský sneh bohatý na živiny živí zvieratá, ako sú morské uhorky alebo olihní upíri.

Ďalší zdroj živín pre potravinové siete z oceánskych zákopov nepochádza z fotosyntézy, ale z chemosyntézy. Chemosyntéza je proces, pri ktorom organizmy v zátoke oceánu, ako sú baktérie, konvertujú chemické zlúčeniny na organické živiny.

Chemickými zlúčeninami používanými pri chemosyntéze sú metán alebo oxid uhličitý vypustený z hydrotermálnych prieduchov, ktoré uvoľňujú svoje plyny a horúce, toxické tekutiny do chladnej morskej vody. Bežné zviera, ktoré závisí od chemosyntetických baktérií na získanie potravy, je obrovský trubicový červ.

Prieskum hrobov

Oceánske jamy zostávajú ako jeden z najviac nepolapiteľných a málo známych morských biotopov. Až do roku 1950 si mnohí oceánografi mysleli, že tieto jamy sú nemenné prostredie, ktoré je takmer bez života. Dokonca aj dnes, väčšina výskumu v oceánskych zákopoch je založená na morských podlahových vzorkách a fotografických výpravách.

To sa pomaly mení, keď prieskumníci hĺbajú, doslova. Priepasť Challenger, na spodnej strane príkopu Marianas, leží hlboko v Tichom oceáne v blízkosti ostrova Guam.

Iba traja ľudia navštívili priepasť Challenger, najhlbšiu oceánsku jamu na svete: spoločnú francúzsko-americkú posádku (Jacques Piccard a Don Walsh) v roku 1960 s hĺbkou 10 916 metrov a prieskumník v rezidencii National Geographic James Cameron v roku 2012 dosiahla 10 984 metrov (dve ďalšie bezpilotné výpravy tiež preskúmali priepasť Challenger).

Ponorné inžinierstvo na preskúmanie zákopov oceánu predstavuje veľký súbor jedinečných výziev.

Ponorky musia byť neuveriteľne pevné a odolné proti silným prúdom oceánu, bez viditeľnosti a veľkému tlaku zo strany Marianas Trench.

Hlavnou výzvou je aj naďalej rozvíjať inžinierstvo, aby sa ľudia mohli bezpečne prepravovať, ako aj jemné zariadenia. Ponorka, ktorá vzala Piccarda a Walsha do priepasti Challenger, mimoriadneho Terstu, bola nezvyčajnou loďou známou ako bathyscaphe (ponorka na skúmanie hlbín oceánu)..

Ponorné zariadenie Cameron, Deepsea Challenger, úspešne riešilo technické výzvy inovatívnymi spôsobmi. Na boj proti hlbokým morským prúdom bola ponorka navrhnutá tak, aby sa pomaly otáčala a klesala.

Svetlá v ponorke neboli žiarovky alebo žiarivky, ale malé LED svetlá, ktoré osvetľovali plochu asi 30 metrov..

Možno ešte viac prekvapivo, že samotný Deepsea Challenger bol navrhnutý tak, aby bol komprimovaný. Cameron a jeho tím vytvorili syntetickú penu na báze skla, ktorá umožnila stlačiť vozidlo pod tlakom oceánu. Deepsea Challenger sa vrátila na povrch o 7,6 cm menšia, než keď zostúpila.

referencie

1. n.d.Trenches. Oceánografická inštitúcia Woods Hole. Získané dňa 9. januára 2017.
2. (2015, 13. júl). Oceán výkop. Národná geografická spoločnosť. Získané dňa 9. januára 2017.
3. n.d.Oceanic výkop. ScienceDaily. Získané dňa 9. januára 2017.
4. (2016, júl). OCEANICKÝ TRENCH. Zem Geologic. Získané dňa 9. januára 2017.
5. Najnižšia časť oceánu. Geology.com. Získané dňa 9. januára 2017.
6. Oskin, B. (2014, 8. októbra). Mariana Trench: najhlbšie hĺbky. Živá veda Získané dňa 9. januára 2017.
7. n.d.Okolové zákopy. Encyclopedia.com. Získané dňa 9. januára 2017.