Mariana Trench: πού πάνε οι τόνοι νερού;

2024 Συγγραφέας: Seth Attwood | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-16 16:02

Ενώ χιλιάδες άνθρωποι έχουν επισκεφθεί το υψηλότερο σημείο του πλανήτη, το Έβερεστ, μόνο τρεις έχουν κατέβει στον πυθμένα της τάφρου των Μαριανών. Αυτό είναι το λιγότερο εξερευνημένο μέρος στη Γη, υπάρχουν πολλά μυστήρια γύρω του. Την περασμένη εβδομάδα, οι γεωλόγοι ανακάλυψαν ότι πάνω από ένα εκατομμύριο χρόνια, 79 εκατομμύρια τόνοι νερού διείσδυσαν μέσω του ρήγματος στον πυθμένα της κοιλότητας στα έγκατα της Γης.

Το τι της συνέβη μετά από αυτό είναι άγνωστο. Η «Hi-tech» μιλά για τη γεωλογική δομή του χαμηλότερου σημείου του πλανήτη και τις περίεργες διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στον πυθμένα του.

Χωρίς ηλιακές ακτίνες και υπό κολοσσιαία πίεση

Το Mariana Trench δεν είναι μια κάθετη άβυσσος. Είναι μια τάφρο σε σχήμα ημισελήνου, που εκτείνεται σε 2.500 χλμ ανατολικά των Φιλιππίνων και δυτικά του Γκουάμ των ΗΠΑ. Το βαθύτερο σημείο της κατάθλιψης, το Challenger Deep, απέχει 11 χιλιόμετρα από την επιφάνεια του Ειρηνικού Ωκεανού. Το Έβερεστ, αν βρισκόταν στον πάτο της κατάθλιψης, δεν θα ήταν 2,1 χλμ. από την επιφάνεια της θάλασσας.

Χάρτης της τάφρου των Μαριανών.

Το Mariana Trench (όπως ονομάζεται επίσης το όρυγμα) είναι μέρος ενός παγκόσμιου δικτύου γούρνων που διασχίζουν τον βυθό της θάλασσας και σχηματίστηκαν ως αποτέλεσμα αρχαίων γεωλογικών γεγονότων. Προκύπτουν όταν δύο τεκτονικές πλάκες συγκρούονται, όταν το ένα στρώμα βυθίζεται κάτω από το άλλο και πηγαίνει στον μανδύα της Γης.

Η υποβρύχια τάφρο ανακαλύφθηκε από το βρετανικό ερευνητικό πλοίο Challenger κατά τη διάρκεια της πρώτης παγκόσμιας ωκεανογραφικής αποστολής. Το 1875, οι επιστήμονες προσπάθησαν να μετρήσουν το βάθος με ένα δίπλωμα - ένα σχοινί με ένα βάρος δεμένο πάνω του και σημάνσεις μετρητή. Το σχοινί ήταν αρκετό μόνο για 4.475 φθορές (8.367 μ.). Σχεδόν εκατό χρόνια αργότερα, το Challenger II επέστρεψε στην τάφρο Mariana με ένα ηχώ και έθεσε την τρέχουσα τιμή βάθους στα 10.994 m.

Ο πυθμένας της τάφρου των Μαριανών είναι κρυμμένος στο αιώνιο σκοτάδι - οι ακτίνες του ήλιου δεν διεισδύουν σε τέτοιο βάθος. Η θερμοκρασία είναι μόνο μερικούς βαθμούς πάνω από το μηδέν - και κοντά στο σημείο πήξης. Η πίεση στο Challenger Abyss είναι 108,6 MPa, που είναι περίπου 1.072 φορές η κανονική ατμοσφαιρική πίεση στο επίπεδο της θάλασσας. Αυτή είναι πέντε φορές η πίεση που δημιουργείται όταν μια σφαίρα χτυπά ένα αλεξίσφαιρο αντικείμενο και είναι περίπου ίση με την πίεση μέσα σε έναν αντιδραστήρα σύνθεσης πολυαιθυλενίου. Αλλά οι άνθρωποι βρήκαν έναν τρόπο να φτάσουν στον πάτο.

Άνθρωπος στο κάτω μέρος

Οι πρώτοι άνθρωποι που επισκέφτηκαν το Challenger Abyss ήταν ο Αμερικανός στρατιωτικός Jacques Piccard και ο Don Walsh. Το 1960, στο βαθύσκαφο «Τεργέστη», κατέβηκαν στα 10.918 μέτρα σε πέντε ώρες. Σε αυτό το σημείο, οι ερευνητές πέρασαν 20 λεπτά και δεν είδαν σχεδόν τίποτα εξαιτίας των νεφών λάσπης που σηκώθηκαν από τη συσκευή. Εκτός από το ψαράκι που χτυπήθηκε από τα φώτα της δημοσιότητας. Η ύπαρξη ζωής κάτω από τόσο υψηλή πίεση ήταν μια σημαντική ανακάλυψη για την αποστολή.

Πριν από τον Piccard και τον Walsh, οι επιστήμονες πίστευαν ότι τα ψάρια δεν μπορούσαν να ζήσουν στην τάφρο Mariana. Η πίεση σε αυτό είναι τόσο μεγάλη που το ασβέστιο μπορεί να υπάρχει μόνο σε υγρή μορφή. Αυτό σημαίνει ότι τα οστά των σπονδυλωτών πρέπει κυριολεκτικά να διαλυθούν. Χωρίς κόκαλα, χωρίς ψάρια. Αλλά η φύση έδειξε στους επιστήμονες ότι κάνουν λάθος: οι ζωντανοί οργανισμοί είναι σε θέση να προσαρμοστούν ακόμη και σε τέτοιες αφόρητες συνθήκες.

Πολλοί ζωντανοί οργανισμοί στην Άβυσσο του Challenger ανακαλύφθηκαν από το λουτρό Deepsea Challenger, στο οποίο, το 2012, ο σκηνοθέτης Τζέιμς Κάμερον κατέβηκε στον πυθμένα της τάφρου των Μαριάνων. Σε δείγματα εδάφους που ελήφθησαν από τη συσκευή, οι επιστήμονες βρήκαν 200 είδη ασπόνδυλων, και στο κάτω μέρος της κατάθλιψης - παράξενες ημιδιαφανείς γαρίδες και καβούρια.

Σε βάθος 8 χιλιάδων μέτρων, το βαθύσκαφο ανακάλυψε το πιο βαθύ ψάρι - έναν νέο εκπρόσωπο του είδους των lipar ή των θαλάσσιων γυμνοσάλιαγκων. Το κεφάλι του ψαριού μοιάζει με του σκύλου και το σώμα του είναι πολύ λεπτό και ελαστικό - ενώ κινείται, μοιάζει με ημιδιαφανή χαρτοπετσέτα που μεταφέρεται από το ρεύμα.

Μερικές εκατοντάδες μέτρα πιο κάτω, υπάρχουν γιγάντιες αμοιβάδες δέκα εκατοστών που ονομάζονται ξενοφυοφόροι. Αυτοί οι οργανισμοί δείχνουν εκπληκτική αντοχή σε πολλά στοιχεία και χημικές ουσίες όπως ο υδράργυρος, το ουράνιο και ο μόλυβδος που θα σκότωναν άλλα ζώα ή ανθρώπους μέσα σε λίγα λεπτά.

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι υπάρχουν πολλά περισσότερα είδη σε βάθος, εν αναμονή της ανακάλυψης. Επιπλέον, δεν είναι ακόμη σαφές πώς μπορούν να επιβιώσουν τέτοιοι μικροοργανισμοί - ακραίοφιλοι - σε τόσο ακραίες συνθήκες.

Η απάντηση σε αυτό το ερώτημα θα οδηγήσει σε μια σημαντική ανακάλυψη στη βιοϊατρική και τη βιοτεχνολογία και θα βοηθήσει να κατανοήσουμε πώς ξεκίνησε η ζωή στη Γη. Για παράδειγμα, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Χαβάης πιστεύουν ότι τα θερμικά ηφαίστεια λάσπης κοντά στην κοιλότητα μπορεί να παρείχαν τις προϋποθέσεις για την επιβίωση των πρώτων οργανισμών στον πλανήτη.

Ηφαίστεια στον πυθμένα της τάφρου των Μαριανών.

Ποιο είναι το ρήγμα;

Η κατάθλιψη οφείλει το βάθος της στο σπάσιμο δύο τεκτονικών πλακών - το στρώμα του Ειρηνικού περνά κάτω από το Φιλιππινέζικο, σχηματίζοντας μια βαθιά τάφρο. Οι περιοχές στις οποίες έχουν συμβεί τέτοια γεωλογικά γεγονότα ονομάζονται ζώνη βύθισης.

Κάθε πλάκα έχει πάχος σχεδόν 100 km και το ρήγμα βρίσκεται σε βάθος τουλάχιστον 700 km από το χαμηλότερο σημείο του Challenger Abyss. «Αυτό είναι ένα παγόβουνο. Ο άνθρωπος δεν ήταν καν στην κορυφή - 11 δεν είναι τίποτα σε σύγκριση με 700 που κρύβονται στο βάθος. Το Mariana Trench είναι το όριο μεταξύ των ορίων της ανθρώπινης γνώσης και μιας πραγματικότητας που είναι απρόσιτη για τον άνθρωπο», λέει ο γεωφυσικός Robert Stern του Πανεπιστημίου του Τέξας.

Πλάκες στο κάτω μέρος της τάφρου των Μαριανών.

Οι επιστήμονες προτείνουν ότι το νερό σε μεγάλους όγκους εισέρχεται στον μανδύα της Γης μέσω της ζώνης βύθισης - οι βράχοι στα όρια των ρηγμάτων λειτουργούν σαν σφουγγάρια, απορροφούν νερό και το μεταφέρουν στα έγκατα του πλανήτη. Ως αποτέλεσμα, η ουσία βρίσκεται σε βάθος 20 έως 100 km κάτω από τον βυθό της θάλασσας.

Γεωλόγοι από το Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον ανακάλυψαν ότι τα τελευταία εκατομμύρια χρόνια, περισσότεροι από 79 εκατομμύρια τόνοι νερού εισήλθαν στα έγκατα της γης μέσω της διασταύρωσης - αυτό είναι 4,3 φορές περισσότερο από τις προηγούμενες εκτιμήσεις.

Το κύριο ερώτημα είναι τι συμβαίνει με το νερό στα έντερα. Πιστεύεται ότι τα ηφαίστεια κλείνουν τον κύκλο του νερού, επιστρέφοντας το νερό στην ατμόσφαιρα ως υδρατμός κατά τη διάρκεια των εκρήξεων. Αυτή η θεωρία έχει υποστηριχθεί από προηγούμενες μετρήσεις των όγκων του νερού που εισέρχεται στον μανδύα. Τα ηφαίστεια εκπέμπονται στην ατμόσφαιρα περίπου ίσα με τον απορροφούμενο όγκο.

Μια νέα μελέτη διαψεύδει αυτή τη θεωρία - οι υπολογισμοί δείχνουν ότι η Γη απορροφά περισσότερο νερό από ό, τι επιστρέφει. Και αυτό είναι πραγματικά περίεργο - δεδομένου ότι το επίπεδο του Παγκόσμιου Ωκεανού τα τελευταία εκατοντάδες χρόνια όχι μόνο δεν έχει μειωθεί, αλλά έχει αυξηθεί κατά αρκετά εκατοστά.

Μια πιθανή λύση είναι να απορρίψουμε τη θεωρία του ίσου εύρους ζώνης όλων των ζωνών καταβύθισης στη Γη. Οι συνθήκες στο Mariana Trench είναι πιθανό να είναι πιο ακραίες από ό,τι σε άλλα μέρη του πλανήτη, και περισσότερο νερό διαρρέει από το ρήγμα στο Challenger Abyss.

«Η ποσότητα του νερού εξαρτάται από τα δομικά χαρακτηριστικά της ζώνης βύθισης, για παράδειγμα, από τη γωνία κάμψης των πλακών; Υποθέτουμε ότι παρόμοια ρήγματα υπάρχουν στην Αλάσκα και τη Λατινική Αμερική, αλλά μέχρι στιγμής ο άνθρωπος δεν έχει καταφέρει να βρει μια βαθύτερη δομή από την Τάφρο των Μαριανών », πρόσθεσε ο επικεφαλής συγγραφέας Doug Vines.

Το νερό που κρύβεται στα έγκατα της Γης δεν είναι το μόνο μυστήριο της Τάφρου των Μαριανών. Η Εθνική Υπηρεσία Ωκεανών και Ατμόσφαιρας των ΗΠΑ (NOAA) αποκαλεί την περιοχή ένα πάρκο ψυχαγωγίας για γεωλόγους.

Αυτό είναι το μόνο μέρος στον πλανήτη όπου το διοξείδιο του άνθρακα υπάρχει σε υγρή μορφή. Εκτοξεύεται από πολλά υποθαλάσσια ηφαίστεια που βρίσκονται έξω από την κοιλάδα της Οκινάουα κοντά στην Ταϊβάν.

Σε βάθος 414 μ. στην Τάφρο Μαριάνα, υπάρχει το ηφαίστειο Daikoku, το οποίο είναι μια λίμνη από καθαρό θείο σε υγρή μορφή, που βράζει συνεχώς σε θερμοκρασία 187 ° C.6 km πιο κάτω υπάρχουν γεωθερμικές πηγές που εκπέμπουν νερό σε θερμοκρασία 450 ° C. Αλλά αυτό το νερό δεν βράζει - η διαδικασία παρεμποδίζεται από την πίεση που ασκεί μια στήλη νερού μήκους 6, 5 χιλιομέτρων.

Ο πυθμένας του ωκεανού έχει μελετηθεί λιγότερο από τον άνθρωπο σήμερα από το φεγγάρι. Πιθανώς, οι επιστήμονες θα είναι σε θέση να ανιχνεύσουν ρήγματα βαθύτερα από την Τάφρο των Μαριανών, ή τουλάχιστον να διερευνήσουν τη δομή και τα χαρακτηριστικά της.