ماریانا ترنچ: تن ها آب کجا می رود؟

2024 نویسنده: Seth Attwood | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-16 16:03

در حالی که هزاران نفر از مرتفع ترین نقطه سیاره یعنی اورست بازدید کرده اند، تنها سه نفر به پایین ترانشه ماریانا فرود آمده اند. این کمترین مکان کشف شده روی زمین است، اسرار زیادی در اطراف آن وجود دارد. هفته گذشته، زمین شناسان دریافتند که طی یک میلیون سال، 79 میلیون تن آب از طریق گسل در پایین فرورفتگی به داخل روده های زمین نفوذ کرده است.

بعد از آن چه اتفاقی برای او افتاد معلوم نیست. "Hi-Tech" در مورد ساختار زمین شناسی پایین ترین نقطه سیاره و فرآیندهای عجیبی که در پایین آن رخ می دهد صحبت می کند.

بدون اشعه خورشید و تحت فشار عظیم

سنگر ماریانا یک پرتگاه عمودی نیست. این سنگر هلالی شکل است که به طول 2500 کیلومتر در شرق فیلیپین و غرب گوام، ایالات متحده آمریکا امتداد دارد. عمیق ترین نقطه فرورفتگی، چلنجر دیپ، در 11 کیلومتری سطح اقیانوس آرام است. اورست، اگر در پایین فرورفتگی بود، 2،1 کیلومتر تا سطح دریا فاصله نداشت.

نقشه سنگر ماریانا.

گودال ماریانا (به عنوان سنگر نیز نامیده می شود) بخشی از یک شبکه جهانی از فرورفتگی است که از بستر دریا می گذرد و در نتیجه رویدادهای زمین شناسی باستانی شکل گرفته است. آنها هنگام برخورد دو صفحه تکتونیکی، زمانی که یک لایه زیر لایه دیگر فرو می رود و به گوشته زمین می رود، به وجود می آیند.

این سنگر زیر آب توسط کشتی تحقیقاتی چلنجر بریتانیا در طی اولین سفر اقیانوس شناسی جهانی کشف شد. در سال 1875، دانشمندان سعی کردند عمق را با دیپلات اندازه گیری کنند - طناب با وزنه ای که به آن بسته شده بود و علامت های متر. طناب فقط برای 4475 فتوم (8367 متر) کافی بود. تقریباً صد سال بعد، چلنجر II با یک اکو صدا به گودال ماریانا بازگشت و مقدار عمق فعلی را 10994 متر تعیین کرد.

پایین ترانشه ماریانا در تاریکی ابدی پنهان است - پرتوهای خورشید به چنین عمقی نفوذ نمی کنند. دما فقط چند درجه بالای صفر است - و نزدیک به نقطه انجماد. فشار در Challenger Abyss 108.6 مگاپاسکال است که حدود 1072 برابر فشار معمولی اتمسفر در سطح دریا است. این فشار پنج برابر فشاری است که هنگام برخورد گلوله به جسم ضد گلوله ایجاد می شود و تقریباً برابر با فشار داخل یک راکتور سنتز پلی اتیلن است. اما مردم راهی پیدا کردند تا به آخر برسند.

مرد در پایین

اولین افرادی که از Challenger Abyss بازدید کردند، نظامیان آمریکایی ژاک پیکارد و دان والش بودند. در سال 1960، در حمام «تریست»، آنها در عرض 5 ساعت به ارتفاع 10918 متری فرود آمدند. در این نقطه، محققان 20 دقیقه وقت گذاشتند و به دلیل ابرهای گل و لای که توسط دستگاه برآمده بود تقریباً چیزی ندیدند. به جز ماهی دست و پا کردن که در کانون توجه قرار گرفت. داشتن زندگی تحت چنین فشار بالایی یک کشف بزرگ برای این ماموریت بود.

قبل از پیکارد و والش، دانشمندان معتقد بودند که ماهی ها نمی توانند در سنگر ماریانا زندگی کنند. فشار موجود در آن به حدی است که کلسیم فقط به صورت مایع وجود دارد. این بدان معنی است که استخوان های مهره داران باید به معنای واقعی کلمه حل شوند. بدون استخوان، بدون ماهی. اما طبیعت به دانشمندان نشان داده است که اشتباه می کنند: موجودات زنده قادرند حتی با چنین شرایط غیر قابل تحملی سازگار شوند.

بسیاری از موجودات زنده در Challenger Abyss توسط حمام Deepsea Challenger کشف شدند، که در سال 2012، کارگردان جیمز کامرون به پایین ترانشه ماریانا رفت. در نمونه های خاک گرفته شده توسط این دستگاه، دانشمندان 200 گونه از بی مهرگان و در پایین فرورفتگی - میگوهای نیمه شفاف و خرچنگ های عجیب و غریب پیدا کردند.

در عمق 8 هزار متری، حمام عمیق ترین ماهی را کشف کرد - نماینده جدیدی از گونه های لیپار یا راب های دریایی.سر ماهی شبیه به سگ است و بدن آن بسیار نازک و کشسان است - در حالی که حرکت می کند، شبیه یک دستمال شفاف است که توسط جریان حمل می شود.

چند صد متر پایین تر، آمیب های غول پیکر ده سانتی متری به نام زنوفیوفور وجود دارد. این موجودات در برابر چندین عنصر و مواد شیمیایی مانند جیوه، اورانیوم و سرب مقاومت شگفت انگیزی از خود نشان می دهند که در عرض چند دقیقه جانوران یا انسان ها را می کشند.

دانشمندان بر این باورند که گونه های بیشتری در عمق وجود دارند که در انتظار کشف هستند. علاوه بر این، هنوز مشخص نیست که چگونه چنین میکروارگانیسم هایی - اکستروموفیل ها - می توانند در چنین شرایط شدید زنده بمانند.

پاسخ به این سوال منجر به پیشرفتی در زیست پزشکی و بیوتکنولوژی خواهد شد و به درک چگونگی شروع زندگی بر روی زمین کمک خواهد کرد. برای مثال، محققان دانشگاه هاوایی معتقدند که آتشفشان‌های گلی حرارتی در نزدیکی فرورفتگی ممکن است شرایط را برای بقای اولین موجودات روی این سیاره فراهم کرده باشند.

آتشفشان ها در پایین ترانشه ماریانا.

شکاف چیست؟

فرورفتگی عمق خود را مدیون شکستگی دو صفحه تکتونیکی است - لایه اقیانوس آرام به زیر فیلیپینی می رود و یک خندق عمیق را تشکیل می دهد. مناطقی که چنین رویدادهای زمین شناسی در آنها رخ داده است، منطقه فرورانش نامیده می شود.

هر صفحه نزدیک به 100 کیلومتر ضخامت دارد و عمق گسل حداقل 700 کیلومتر از پایین ترین نقطه Challenger Abyss است. این یک کوه یخ است. این مرد حتی در اوج هم نبود - 11 در مقایسه با 700 موردی که در عمق پنهان شده بودند، چیزی نیست. رابرت استرن، ژئوفیزیکدان از دانشگاه تگزاس، می گوید: سنگر ماریانا مرز بین محدودیت های دانش بشری و واقعیتی است که برای انسان غیرقابل دسترس است.

اسلب در پایین ترانشه ماریانا.

دانشمندان پیشنهاد می کنند که آب در حجم زیاد از طریق منطقه فرورانش وارد گوشته زمین می شود - سنگ های مرزی گسل ها مانند اسفنج عمل می کنند و آب را جذب می کنند و آن را به روده های سیاره منتقل می کنند. در نتیجه این ماده در عمق 20 تا 100 کیلومتری زیر بستر دریا یافت می شود.

زمین شناسان دانشگاه واشنگتن دریافتند که در طول میلیون سال گذشته، بیش از 79 میلیون تن آب از طریق اتصال به روده های زمین وارد شده است - این 4.3 برابر بیشتر از تخمین های قبلی است.

سوال اصلی این است که چه اتفاقی برای آب موجود در روده می افتد. اعتقاد بر این است که آتشفشان ها چرخه آب را می بندند و در طول فوران آب را به صورت بخار آب به جو باز می گرداند. این نظریه توسط اندازه گیری های قبلی حجم آب ورودی به گوشته تایید شده است. آتشفشان ها تقریباً برابر با حجم جذب شده در جو منتشر می شوند.

یک مطالعه جدید این نظریه را رد می کند - محاسبات نشان می دهد که زمین بیشتر از آنچه که برمی گرداند، آب جذب می کند. و این واقعاً عجیب است - با توجه به اینکه سطح اقیانوس جهانی در چند صد سال گذشته نه تنها کاهش نیافته است، بلکه چندین سانتی متر رشد کرده است.

یک راه حل ممکن، رد نظریه پهنای باند برابر همه مناطق فرورانش روی زمین است. شرایط در گودال ماریانا احتمالاً شدیدتر از سایر نقاط سیاره است و آب بیشتری از شکاف Challenger Abyss تراوش می کند.

«آیا مقدار آب به ویژگی‌های ساختاری ناحیه فرورانش، به عنوان مثال، به زاویه خمش صفحات بستگی دارد؟ ما فرض می‌کنیم که گسل‌های مشابهی در آلاسکا و آمریکای لاتین وجود دارد، اما تاکنون انسان نتوانسته ساختاری عمیق‌تر از خندق ماریانا پیدا کند.

آب پنهان در روده های زمین تنها معمای سنگر ماریانا نیست. اداره ملی اقیانوسی و جوی ایالات متحده (NOAA) این منطقه را یک پارک تفریحی برای زمین شناسان می نامد.

این تنها مکان روی کره زمین است که دی اکسید کربن به شکل مایع وجود دارد. این آتشفشان توسط چندین آتشفشان زیردریایی واقع در خارج از تغار اوکیناوا در نزدیکی تایوان به بیرون پرتاب می شود.

در عمق 414 متری در گودال ماریانا، آتشفشان دایکوکو وجود دارد که دریاچه ای از گوگرد خالص به شکل مایع است که در دمای 187 درجه سانتیگراد دائما می جوشد.در 6 کیلومتری پایین تر، چشمه های زمین گرمایی وجود دارد که در دمای 450 درجه سانتیگراد آب ساطع می کنند. اما این آب نمی‌جوشد - این فرآیند با فشاری که توسط یک ستون آب 6، 5 کیلومتری اعمال می‌شود، مانع می‌شود.

کف اقیانوس کمتر از ماه توسط انسان امروزی مورد مطالعه قرار گرفته است. احتمالاً دانشمندان می توانند گسل های عمیق تر از خندق ماریانا را تشخیص دهند یا حداقل ساختار و ویژگی های آن را بررسی کنند.