Marianas tranšeja: kur aiziet tonnas ūdens?

2024 Autors: Seth Attwood | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-16 16:11

Kamēr tūkstošiem cilvēku ir apmeklējuši planētas augstāko punktu Everestu, tikai trīs ir nolaidušies Marianas tranšejas dibenā. Šī ir vismazāk izpētītā vieta uz Zemes, tai apkārt ir daudz noslēpumu. Pagājušajā nedēļā ģeologi atklāja, ka vairāk nekā miljons gadu 79 miljoni tonnu ūdens iekļuva zemes zarnās caur ieplakas apakšā esošo defektu.

Kas ar viņu notika pēc tam, nav zināms. "Hi-tech" stāsta par planētas zemākā punkta ģeoloģisko uzbūvi un dīvainajiem procesiem, kas notiek tā apakšā.

Bez saules stariem un zem kolosāla spiediena

Marianas tranšeja nav vertikāla bezdibenis. Tā ir pusmēness formas tranšeja, kas stiepjas 2500 km uz austrumiem no Filipīnām un uz rietumiem no Guamas, ASV. Ieplakas dziļākais punkts, Challenger Deep, atrodas 11 km attālumā no Klusā okeāna virsmas. Everests, ja tas būtu ieplakas apakšā, nebūtu bijis 2, 1 km līdz jūras līmenim.

Marianas tranšejas karte.

Marianas tranšeja (tā sauc arī tranšeju) ir daļa no globāla siles tīkla, kas šķērso jūras gultni un veidojās seno ģeoloģisko notikumu rezultātā. Tie rodas, saduroties divām tektoniskām plāksnēm, vienam slānim nogrimstot zem otra un nonākot Zemes apvalkā.

Zemūdens tranšeju atklāja britu pētniecības kuģis Challenger pirmās globālās okeanogrāfijas ekspedīcijas laikā. 1875. gadā zinātnieki mēģināja izmērīt dziļumu ar diplotu – virvi, kurai bija piesiets atsvars un skaitītāja marķējumi. Ar virvi pietika tikai 4475 dziļumiem (8367 m). Gandrīz simts gadus vēlāk Challenger II ar eholoti atgriezās Marianas tranšejā un uzstādīja pašreizējo dziļuma vērtību 10 994 m.

Marianas tranšejas dibens slēpjas mūžīgā tumsā – saules stari tādā dziļumā neiekļūst. Temperatūra ir tikai dažus grādus virs nulles – un tuvu sasalšanas punktam. Spiediens Challenger Abyss ir 108,6 MPa, kas ir aptuveni 1072 reizes lielāks par parasto atmosfēras spiedienu jūras līmenī. Tas ir piecas reizes lielāks par spiedienu, kas rodas, lodei trāpot pret ložu necaurlaidīgu priekšmetu, un ir aptuveni vienāds ar spiedienu polietilēna sintēzes reaktorā. Bet cilvēki atrada veidu, kā tikt līdz apakšai.

Cilvēks apakšā

Pirmie cilvēki, kas apmeklēja Challenger Abyss, bija amerikāņu militāristi Žaks Pikārs un Dons Volšs. 1960. gadā batiskafā "Trieste" piecu stundu laikā nolaidās līdz 10 918 m. Pie šīs atzīmes pētnieki pavadīja 20 minūtes un gandrīz neko neredzēja aparāta sacelto dūņu mākoņu dēļ. Izņemot plekstu zivi, kuru skārusi uzmanības centrā. Dzīve zem tik augsta spiediena bija galvenais misijas atklājums.

Pirms Pikakāra un Volša zinātnieki uzskatīja, ka Marianas tranšejā zivis nevar dzīvot. Spiediens tajā ir tik liels, ka kalcijs var pastāvēt tikai šķidrā veidā. Tas nozīmē, ka mugurkaulnieku kauliem burtiski jāizšķīst. Nav kaulu, nav zivju. Taču daba ir pierādījusi zinātniekiem, ka viņi kļūdās: dzīvie organismi spēj pielāgoties pat šādiem nepanesamiem apstākļiem.

Daudzus dzīvos organismus Challenger bezdibenī atklāja Deepsea Challenger batiskafs, uz kura 2012. gadā režisors Džeimss Kamerons nolaidās Marianas tranšejas dibenā. Aparāta paņemtajos augsnes paraugos zinātnieki atraduši 200 bezmugurkaulnieku sugas, bet ieplakas apakšā - dīvainas caurspīdīgas garneles un krabjus.

8 tūkstošu metru dziļumā batiskafs atklāja dziļāko zivi - jaunu lipāru jeb jūras gliemežu sugas pārstāvi. Zivs galva atgādina suņa galvu, un tās ķermenis ir ļoti tievs un elastīgs – kustoties tā atgādina caurspīdīgu salveti, ko nes straume.

Dažus simtus metru zemāk atrodas milzu desmit centimetru garas amēbas, ko sauc par ksenofioforiem. Šie organismi uzrāda pārsteidzošu izturību pret vairākiem elementiem un ķīmiskām vielām, piemēram, dzīvsudrabu, urānu un svinu, kas dažu minūšu laikā varētu nogalināt citus dzīvniekus vai cilvēkus.

Zinātnieki uzskata, ka dziļumā ir daudz vairāk sugu, kuras gaida atklāšanu. Turklāt joprojām nav skaidrs, kā šādi mikroorganismi - ekstremofīli - var izdzīvot tik ekstremālos apstākļos.

Atbilde uz šo jautājumu novedīs pie izrāviena biomedicīnā un biotehnoloģijās un palīdzēs saprast, kā uz Zemes sākās dzīvība. Piemēram, Havaju universitātes pētnieki uzskata, ka ieplakas tuvumā esošie termālie dubļu vulkāni, iespējams, nodrošināja apstākļus pirmo organismu izdzīvošanai uz planētas.

Vulkāni Marianas tranšejas apakšā.

Kas ir plaisa?

Ieplaka ir parādā savu dziļumu divu tektonisko plātņu lūzumam - Klusā okeāna slānis iet zem filipīniešu, veidojot dziļu tranšeju. Reģionus, kuros ir notikuši šādi ģeoloģiskie notikumi, sauc par subdukcijas zonu.

Katra plāksne ir gandrīz 100 km bieza, un defekts atrodas vismaz 700 km dziļumā no Challenger Abyss zemākā punkta. “Šis ir aisbergs. Vīrietis pat nebija augšā - 11 ir nieks, salīdzinot ar 700, kas slēpjas dziļumā. Marianas tranšeja ir robeža starp cilvēku zināšanu robežām un cilvēkiem nepieejamu realitāti,”saka ģeofiziķis Roberts Stērns no Teksasas universitātes.

Plātnes Marianas tranšejas apakšā.

Zinātnieki liek domāt, ka ūdens lielos daudzumos iekļūst Zemes apvalkā caur subdukcijas zonu - ieži, kas atrodas lūzumu robežās, darbojas kā sūkļi, absorbējot ūdeni un nogādājot to planētas zarnās. Rezultātā viela tiek atrasta 20 līdz 100 km dziļumā zem jūras dibena.

Vašingtonas Universitātes ģeologi atklāja, ka pēdējo miljonu gadu laikā caur krustojumu zemes zarnās nokļuva vairāk nekā 79 miljoni tonnu ūdens - tas ir 4,3 reizes vairāk nekā iepriekš aplēses.

Galvenais jautājums ir, kas notiek ar ūdeni zarnās. Tiek uzskatīts, ka vulkāni noslēdz ūdens ciklu, izvirdumu laikā ūdeni atgriežot atmosfērā kā ūdens tvaikus. Šo teoriju apstiprināja iepriekšējie mantijā nonākošā ūdens tilpuma mērījumi. Vulkāni, kas emitēti atmosfērā, ir aptuveni vienādi ar absorbēto tilpumu.

Jauns pētījums atspēko šo teoriju – aprēķini liecina, ka Zeme uzņem vairāk ūdens, nekā atdod. Un tas ir patiešām dīvaini – ņemot vērā, ka Pasaules okeāna līmenis pēdējos pāris simtos gados ne tikai nav pazeminājies, bet ir pieaudzis par vairākiem centimetriem.

Iespējamais risinājums ir noraidīt teoriju par vienādu joslas platumu visām subdukcijas zonām uz Zemes. Apstākļi Marianas tranšejā, visticamāk, būs ekstrēmāki nekā citās planētas daļās, un vairāk ūdens sūcas cauri plaisai Challenger bezdibenī.

“Vai ūdens daudzums ir atkarīgs no subdukcijas zonas konstrukcijas īpatnībām, piemēram, no plākšņu lieces leņķa? Mēs pieņemam, ka līdzīgas vainas pastāv Aļaskā un Latīņamerikā, taču līdz šim cilvēkam nav izdevies atrast dziļāku struktūru par Marianas tranšeju,”piebilda vadošais autors Dags Vīnss.

Zemes zarnās paslēptais ūdens nav vienīgais Marianas tranšejas noslēpums. ASV Nacionālā okeāna un atmosfēras pārvalde (NOAA) šo reģionu dēvē par ģeologu atrakciju parku.

Šī ir vienīgā vieta uz planētas, kur oglekļa dioksīds pastāv šķidrā veidā. To izgrūž vairāki zemūdens vulkāni, kas atrodas ārpus Okinavas siles netālu no Taivānas.

414 m dziļumā Marianas tranšejā atrodas Daikoku vulkāns, kas ir tīra sēra ezers šķidrā veidā, kas pastāvīgi vārās 187 ° C temperatūrā.6 km zemāk atrodas ģeotermālie avoti, kas izstaro ūdeni 450 ° C temperatūrā. Bet šis ūdens nevārās – procesu kavē spiediens, ko rada 6,5 kilometrus garš ūdens stabs.

Mūsdienās cilvēki okeāna dibenu ir pētījuši mazāk nekā Mēnesi. Iespējams, zinātnieki spēs atklāt defektus, kas ir dziļāki par Marianas tranšeju, vai vismaz izpētīt tās uzbūvi un īpatnības.