Eksploracja rowów głębinowych

Statek oceaniczny Deep Discoverer badający Rów Mariański. Badano cechy geologiczne podobne do skał i kanionów znalezionych w Alpach i kanionów w Kalifornii. Dokonano tego podczas Deepwater Exploration of Mariany w 2016 roku. Biuro Badań i Eksploracji Oceanów NOAA.

Głęboko pod falami oceanów naszej planety istnieją miejsca, które pozostają tajemnicze i prawie niezbadane. Niektóre są tak głębokie, że ich dna są tak daleko od nas, jak górne partie naszej atmosfery. Regiony te nazywane są głębokimi rowami oceanicznymi i gdyby znajdowały się na kontynencie, byłyby głębokimi, poszarpanymi kanionami. Te ciemne, niegdyś tajemnicze kaniony zanurzają się aż na 11 000 metrów (36 000 stóp) w skorupę naszej planety. Jest tak głęboko, że gdyby Mount Everest został umieszczony na dnie najgłębszego rowu, jego skalisty szczyt znajdowałby się 1,6 kilometra pod falami Pacyfiku.

Technicznie rzecz biorąc, liny to długie, wąskie zagłębienia na dnie morza. Port fantastyczne formy życia niewidoczne na powierzchni, zwierzęta i rośliny, które rozwijają się w ekstremalnych warunkach okopów. Dopiero w ciągu ostatnich kilku dekad ludzie mogli nawet rozważyć wyprawę tak głęboko w celu zbadania.

Widok mapy NASA rowu Mariana, w którym znajduje się Głębia Challengera. NASA

Dlaczego istnieją rowy oceaniczne?

Rowy są częścią topologii dna morskiego, która zawiera również wulkany i szczyty górskie wyższe niż jakiekolwiek na kontynentach. Powstają w wyniku ruchów płyt tektonicznych. Nauka o Nauka o Ziemi i ruchy płyt tektonicznych wyjaśnia czynniki w ich powstawaniu, a także trzęsienia ziemi i erupcje wulkaniczne które występują zarówno pod wodą, jak i na lądzie.

Głębokie warstwy skały wznoszą się po warstwie stopionego płaszcza Ziemi. Gdy unoszą się, te „talerze” przepychają się nawzajem. W wielu miejscach na świecie jedna płyta zanurza się pod drugą. Granica, na której się spotykają, jest tam, gdzie istnieją głębokie rowy oceaniczne.

Na przykład Rów Mariański, który leży pod Oceanem Spokojnym w pobliżu łańcucha wysp Mariana i niedaleko wybrzeża Japonii, jest produktem tzw. „subdukcji”. Pod rowem płyta euroazjatycka przesuwa się po mniejszej, zwanej płytą filipińską, która zapada się w płaszcz i topi się. Ta kombinacja tonięcia i topnienia utworzyła Rów Mariański.

Połączony obraz płyt Ziemi, granic płyt i mapowanie dna oceanu (tzw. batymetria). Laboratorium wizualizacji naukowych NASA/Goddard.

Znajdowanie rowów

Rowy oceaniczne istnieją we wszystkich oceanach świata. Należą do nich Rów Filipiński, Rów Tonga, Rów Sandwich Południowej, Basen Eurazji i Głębia Malloy, Rów Diamantina, Rów Portorykański i Mariana. Większość (ale nie wszystkie) jest bezpośrednio związana z akcjami subdukcji lub rozsuwaniem się płyt, które trwają miliony lat. Na przykład Rów Diamantina powstał, gdy Antarktyda i Australia rozpadły się wiele milionów lat temu. Ta akcja spowodowała pęknięcie powierzchni Ziemi, a powstała w ten sposób strefa pęknięcia stała się rowem. Większość najgłębszych rowów znajduje się w Oceanie Spokojnym, który pokrywa tak zwany „Pierścień Ognia”. Region ten otrzymuje nazwę ze względu na aktywność tektoniczną, która również powoduje powstawanie erupcji wulkanicznych głęboko pod wodą.

Głębia Challengera jest częścią Rowu Mariańskiego na południowym Pacyfiku. Ta mapa batymetryczna pokazuje głębię w kolorze ciemnoniebieskim wraz z otaczającym terenem podwodnym. Laboratorium wizualizacji NASA/Goddard

Najniższa część Rowu Mariańskiego nazywana jest Głębią Challengera i stanowi najbardziej wysuniętą na południe część rowu. Został zmapowany przez podwodne statki, a także statki nawodne za pomocą sonaru (metody, która odbija impulsy dźwiękowe od dna morskiego i mierzy czas powrotu sygnału). Nie wszystkie okopy są tak głębokie jak Mariana. Czas wydaje się wymazywać ich istnienie. Dzieje się tak, ponieważ wraz z wiekiem rowy wypełniają się osadami z dna morskiego (piaskiem, skałami, błotem i martwymi stworzeniami, które spływają z wyższych części oceanu). Starsze fragmenty dna morskiego mają głębsze rowy, co dzieje się, ponieważ cięższe skały mają tendencję do zapadania się z czasem.

Eksploracja głębin

Fakt, że te głębinowe rowy w ogóle istniały, pozostawał tajemnicą aż do XX wieku. To dlatego, że nie było statków, które mogłyby zbadać te regiony. Odwiedzenie ich wymaga specjalistycznych łodzi podwodnych. Te głębokie kaniony oceaniczne są wyjątkowo niegościnne dla ludzkiego życia. Chociaż przed połową ubiegłego stulecia ludzie wysyłali do oceanu dzwony nurkowe, żaden nie sięgał tak głęboko, jak rów. Ciśnienie wody na tych głębokościach natychmiast zabiłoby człowieka, więc nikt nie odważył się zapuścić w głębiny Rowu Mariańskiego, dopóki nie zaprojektowano i nie przetestowano bezpiecznego statku.

Zmieniło się to w 1960 roku, kiedy dwóch mężczyzn zstąpiło w batyskafie zwanym Triest . W 2012 roku (52 lata później) filmowiec i podwodny odkrywca James Cameron (z Tytaniczny sława filmowa) zaryzykował w swoim Głębinowy Challenger statek podczas pierwszej samotnej wyprawy na dno Rowu Mariańskiego. Większość innych statków do odkrywców głębinowych, takich jak Alvin (obsługiwanej przez Woods Hole Oceanographic Institution w Massachusetts), nie nurkuje prawie tak daleko, ale wciąż może zejść około 3600 metrów (około 12 000 stóp).

Dziwne życie w okopach głębokich oceanów

Co zaskakujące, pomimo wysokiego ciśnienia wody i niskich temperatur panujących na dnie wykopów, życie rozkwita w tych ekstremalnych środowiskach . Sięga od maleńkich organizmów jednokomórkowych, przez rurkoczuby i inne rośliny i zwierzęta rosnące na dnie, po bardzo dziwnie wyglądające ryby. Ponadto dna wielu okopów są wypełnione wulkanicznymi otworami, zwanymi „czarnymi palaczami”. Te nieustannie wypuszczają lawę, ciepło i chemikalia do głębin morskich. Nie są jednak niegościnne, ale dostarczają bardzo potrzebnych składników odżywczych dla rodzajów życia zwanych „ekstremofilami”, które mogą przetrwać w obcych warunkach.

Przyszła eksploracja rowów głębinowych

Ponieważ dno morskie w tych regionach pozostaje w dużej mierze niedostatecznie zbadane, naukowcy chcą dowiedzieć się, co jeszcze jest „tam na dole”. Jednak eksploracja głębin morskich jest kosztowna i trudna, mimo że korzyści naukowe i ekonomiczne są znaczne. To jedna rzecz do zbadania z robotami, która będzie kontynuowana. Ale eksploracja przez ludzi (jak głębokie nurkowanie Camerona) jest niebezpieczna i kosztowna. Przyszła eksploracja będzie nadal opierać się (przynajmniej częściowo) na robotycznych sondach, tak jak planetolodzy odpowiadają na nie w przypadku eksploracji odległych planet.

Istnieje wiele powodów, aby nadal badać głębiny oceanów; pozostają najmniej zbadanym środowiskiem na Ziemi i mogą zawierać zasoby, które pomogą ludziom w zdrowiu, a także w głębszym zrozumieniu dna morskiego. Dalsze badania pomogą również naukowcom zrozumieć działanie tektoniki płyt, a także ujawnią nowe formy życia, które zadomowią się w niektórych z najbardziej niegościnnych środowisk na naszej planecie.

Źródła

• Najgłębsza część oceanu. Geologia , geology.com/records/deepest-part-of-the-ocean.shtml.
• Funkcje na dnie oceanu. Narodowa Administracja Oceaniczna i Atmosferyczna , www.noaa.gov/resource-collections/ocean-floor-features.
• Okopy oceaniczne. Instytucja Oceanograficzna Woods Hole , WHOI, www.whoi.edu/main/topic/trenches.
• Departament Handlu Stanów Zjednoczonych oraz Narodowa Administracja Oceaniczna i Atmosferyczna. NOAA Ocean Explorer: Dźwięki otoczenia na pełnej głębokości oceanu: Podsłuchiwanie na Głębi Challengera. 2016 Głębokowodna eksploracja Marianów RSS , 7 marca 2016 r., oceanexplorer.noaa.gov/explorations/16challenger/welcome.html.