Mariana Trench: waar gaan tonne water heen?

2024 Outeur: Seth Attwood | [email protected]. Laas verander: 2023-12-16 15:56

Terwyl duisende mense die hoogste punt van die planeet, Everest, besoek het, het slegs drie na die bodem van die Mariana-sloot afgesak. Dit is die minste verkende plek op aarde, daar is baie raaisels rondom dit. Verlede week het geoloë gevind dat oor 'n miljoen jaar 79 miljoen ton water deur die breuk aan die onderkant van die depressie tot in die ingewande van die Aarde binnegedring het.

Wat daarna met haar gebeur het, is onbekend. "Hi-tech" praat oor die geologiese struktuur van die laagste punt op die planeet en die vreemde prosesse wat aan die onderkant daarvan plaasvind.

Sonder sonstrale en onder kolossale druk

Die Mariana-sloot is nie 'n vertikale afgrond nie. Dit is 'n halfmaanvormige sloot wat oor 2 500 km oos van die Filippyne en wes van Guam, VSA, strek. Die diepste punt van die depressie, die Challenger Deep, is 11 km vanaf die oppervlak van die Stille Oseaan. Everest, as dit aan die onderkant van die depressie was, sou nie 2, 1 km na seevlak gewees het nie.

Kaart van die Mariana-sloot.

Die Mariana-sloot (soos die sloot ook genoem word) is deel van 'n wêreldwye netwerk van krippe wat die seebodem kruis en gevorm is as gevolg van antieke geologiese gebeure. Hulle ontstaan wanneer twee tektoniese plate bots, wanneer een laag onder die ander insink en in die Aarde se mantel ingaan.

Die onderwatersloot is tydens die eerste wêreldwye oseanografiese ekspedisie deur die Britse navorsingskip Challenger ontdek. In 1875 het wetenskaplikes probeer om die diepte met 'n diplot te meet - 'n tou met 'n gewig daaraan vasgemaak en metermerke. Die tou was net genoeg vir 4 475 vaam (8 367 m). Byna honderd jaar later het die Challenger II teruggekeer na die Mariana-sloot met 'n eggolood en die huidige dieptewaarde van 10 994 m gestel.

Die bodem van die Mariana-sloot is weggesteek in ewige duisternis – die son se strale dring nie tot so 'n diepte deur nie. Die temperatuur is net’n paar grade bo nul – en naby die vriespunt. Die druk in die Challenger Abyss is 108,6 MPa, wat sowat 1 072 keer die normale atmosferiese druk op seevlak is. Dit is vyf keer die druk wat geskep word wanneer 'n koeël 'n koeëlvaste voorwerp tref en is ongeveer gelyk aan die druk binne 'n poliëtileensintesereaktor. Maar mense het 'n manier gevind om tot onder te kom.

Man aan die onderkant

Die eerste mense wat die Challenger Abyss besoek het, was die Amerikaanse weermag Jacques Piccard en Don Walsh. In 1960, in die badiscafe "Trieste", het hulle binne vyf uur tot 10 918 m gedaal. By hierdie punt het die navorsers 20 minute spandeer en amper niks gesien nie as gevolg van die slikwolke wat deur die apparaat opgelig is. Behalwe vir die botvis, wat deur die kollig getref is. Om lewe onder sulke hoë druk te hê, was 'n groot ontdekking vir die sending.

Voor Piccard en Walsh het wetenskaplikes geglo dat visse nie in die Mariana-sloot kon leef nie. Die druk daarin is so groot dat kalsium slegs in vloeibare vorm kan bestaan. Dit beteken dat die bene van die gewerwelde diere letterlik moet oplos. Geen bene, geen vis nie. Maar die natuur het wetenskaplikes gewys dat hulle verkeerd is: lewende organismes kan selfs by sulke ondraaglike toestande aanpas.

Baie lewende organismes in die Challenger Abyss is ontdek deur die Deepsea Challenger-badyscafe, waarop regisseur James Cameron in 2012 afgegaan het na die bodem van die Mariana-sloot. In grondmonsters wat deur die apparaat geneem is, het wetenskaplikes 200 spesies ongewerwelde diere gevind, en aan die onderkant van die depressie - vreemde deurskynende garnale en krappe.

Op 'n diepte van 8 duisend meter het die bathyscaphe die diepste vis ontdek - 'n nuwe verteenwoordiger van die spesie lipaar of seeslakke. Die vis se kop lyk soos 'n hond s'n, en sy lyf is baie dun en elasties - terwyl dit beweeg, lyk dit soos 'n deurskynende servet wat deur die stroom gedra word.

’n Paar honderd meter onder is daar reuse tien sentimeter amoebes wat xenofiofore genoem word. Hierdie organismes toon ongelooflike weerstand teen verskeie elemente en chemikalieë soos kwik, uraan en lood wat ander diere of mense binne minute sal doodmaak.

Wetenskaplikes glo dat daar baie meer spesies op die diepte is wat op ontdekking wag. Boonop is dit steeds nie duidelik hoe sulke mikroörganismes – ekstremofiele – in sulke uiterste toestande kan oorleef nie.

Die antwoord op hierdie vraag sal lei tot 'n deurbraak in biogeneeskunde en biotegnologie en sal help om te verstaan hoe lewe op Aarde begin het. Navorsers van die Universiteit van Hawaii glo byvoorbeeld dat termiese moddervulkane naby die depressie moontlik die voorwaardes verskaf het vir die oorlewing van die eerste organismes op die planeet.

Vulkane aan die onderkant van die Mariana-sloot.

Wat is die skeuring?

Die depressie het sy diepte te danke aan die breuk van twee tektoniese plate - die Stille Oseaan-laag gaan onder die Filippynse in en vorm 'n diep sloot. Die streke waarin sulke geologiese gebeurtenisse plaasgevind het, word die subduksiesone genoem.

Elke plaat is byna 100 km dik, en die fout is minstens 700 km diep vanaf die laagste punt van die Challenger Abyss. “Hierdie is 'n ysberg. Die man was nie eers bo nie – 11 is niks in vergelyking met 700 wat op die diepte wegkruip nie. Die Mariana-sloot is die grenslyn tussen die grense van menslike kennis en 'n werklikheid wat vir mense ontoeganklik is,” sê geofisikus Robert Stern van die Universiteit van Texas.

Blaaie aan die onderkant van die Mariana-sloot.

Wetenskaplikes stel voor dat water in groot volumes die Aarde se mantel binnedring deur die subduksiesone - die rotse by die grense van die verskuiwings tree op soos sponse, absorbeer water en vervoer dit na die ingewande van die planeet. Gevolglik word die stof op 'n diepte van 20 tot 100 km onder die seebodem gevind.

Geoloë van die Universiteit van Washington het gevind dat oor die afgelope miljoen jaar meer as 79 miljoen ton water deur die aansluiting in die ingewande van die aarde gekom het – dit is 4,3 keer meer as vorige skattings.

Die hoofvraag is wat gebeur met die water in die ingewande. Daar word geglo dat vulkane die watersiklus sluit en water na die atmosfeer terugstuur as waterdamp tydens uitbarstings. Hierdie teorie is ondersteun deur vorige metings van die volumes water wat die mantel binnedring. Vulkane wat in die atmosfeer vrygestel word, ongeveer gelyk aan die geabsorbeerde volume.

’n Nuwe studie weerlê hierdie teorie – berekeninge dui daarop dat die Aarde meer water absorbeer as wat dit terugbring. En dit is regtig vreemd – gegewe dat die vlak van die Wêreldoseaan oor die afgelope paar honderd jaar nie net nie afgeneem het nie, maar met etlike sentimeters gegroei het.

’n Moontlike oplossing is om die teorie van gelyke bandwydte van alle subduksiesones op Aarde te verwerp. Toestande in die Mariana-sloot sal waarskynlik meer ekstreem wees as in ander dele van die planeet, en meer water sypel deur die skeur in die Challenger Abyss.

“Hang die hoeveelheid water af van die strukturele kenmerke van die subduksiesone, byvoorbeeld van die buighoek van die plate? Ons neem aan dat soortgelyke foute in Alaska en Latyns-Amerika bestaan, maar tot dusver kon die mens nie 'n dieper struktuur as die Mariana-sloot vind nie,” het hoofskrywer Doug Vines bygevoeg.

Die water wat in die ingewande van die Aarde versteek is, is nie die enigste raaisel van die Mariana-sloot nie. Die Amerikaanse Nasionale Oseaniese en Atmosferiese Administrasie (NOAA) noem die streek 'n pretpark vir geoloë.

Dit is die enigste plek op die planeet waar koolstofdioksied in vloeibare vorm voorkom. Dit word uitgestoot deur verskeie ondersese vulkane wat buite die Okinawa-trog naby Taiwan geleë is.

Op 'n diepte van 414 m in die Mariana-sloot is daar die Daikoku-vulkaan, wat 'n meer van suiwer swael in vloeibare vorm is, wat voortdurend by 'n temperatuur van 187 ° C kook.6 km onder is daar geotermiese fonteine wat water teen 'n temperatuur van 450 ° C vrystel. Maar hierdie water kook nie - die proses word belemmer deur die druk wat deur 'n 6, 5-kilometer waterkolom uitgeoefen word.

Die seebodem is vandag minder deur die mens bestudeer as die maan. Waarskynlik sal wetenskaplikes foute dieper as die Mariana-sloot kan opspoor, of ten minste die struktuur en kenmerke daarvan kan ondersoek.