Okeāna dziļurbumu izpēte

Okeāna kuģis Deep Discoverer, kas pēta Marianas tranšeju. Tajā tika pētītas ģeoloģiskās iezīmes, kas līdzīgas klintīm un kanjoniem, kas atrodami Alpos un kanjonos Kalifornijā. Tas tika darīts 2016. gada Marianas dziļūdens izpētes laikā. NOAA okeāna izpētes un pētniecības birojs.

Ir vietas, kas atrodas dziļi zem mūsu planētas okeānu viļņiem, kas joprojām ir noslēpumainas un gandrīz neizpētītas. Daži ir tik dziļi, ka to dibens ir tikpat tālu no mums kā mūsu atmosfēras augštece. Šos reģionus sauc par dziļajām okeāna tranšejām, un, ja tie atrastos kādā kontinentā, tie būtu dziļi robaini kanjoni. Šie tumšie, kādreiz noslēpumainie kanjoni iegrimst mūsu planētas garozā pat 11 000 metru (36 000 pēdu) dziļumā. Tas ir tik dziļi, ka, ja Everests tiktu novietots dziļākās tranšejas apakšā, tā akmeņainā virsotne atrastos 1,6 kilometrus zem Klusā okeāna viļņiem.

Tehniski līņi ir garas, šauras ieplakas jūras dibenā. Ostā ir fantastiskas dzīvības formas, kuras nav redzamas virspusē, dzīvnieki un augi, kas plaukst tranšeju ekstremālos apstākļos. Tikai pēdējo desmitgažu laikā cilvēki pat varēja apsvērt iespēju doties tik dziļi izpētīt.

NASA kartēšanas skats uz Marianas tranšeju, kurā ir Challenger Deep. NASA

Kāpēc pastāv okeāna tranšejas?

Tranšejas ir daļa no jūras dibena topoloģijas, kurā ir arī vulkāni un kalnu virsotnes, kas ir augstākas nekā jebkurā kontinentā. Tie veidojas tektonisko plākšņu kustību rezultātā. Pētījums par Zemes zinātne un tektonisko plākšņu kustības , skaidro to veidošanās faktorus, kā arī zemestrīces un Vulkāniskie izvirdumi kas notiek gan zem ūdens, gan uz sauszemes.

Dziļi iežu slāņi atrodas virs izkusušās Zemes mantijas slāņa. Tiem peldot, šīs 'plāksnes' grūstās viena pret otru. Daudzās vietās uz planētas viena plāksne nirst zem otras. Robeža, kur tie satiekas, ir vieta, kur pastāv dziļas okeāna tranšejas.

Piemēram, Marianas tranšeja, kas atrodas zem Klusā okeāna netālu no Marianas salu ķēdes un netālu no Japānas krasta, ir tā sauktās “subdukcijas” rezultāts. Zem tranšejas Eirāzijas plāksne slīd pāri mazākai, ko sauc par Filipīnu plāksni, kas grimst mantijā un kūst. Šī grimšanas un kušanas kombinācija veidoja Marianas tranšeju.

Zemes plātņu, plākšņu robežu un okeāna dibena kartēšanas apvienots attēls (saukts par batimetriju). NASA/Goddarda zinātnes vizualizācijas laboratorija.

Tranšeju atrašana

Okeāna tranšejas pastāv visos pasaules okeānos. Tajos ietilpst Filipīnu tranšeja, Tongas tranšeja, Dienvidsendvičas tranšeja, Eirāzijas baseins un Malloy Deep, Diamantina tranšeja, Puertoriko tranšeja un Mariana. Lielākā daļa (bet ne visi) ir tieši saistīti ar subdukcijas darbībām vai plākšņu atdalīšanu, kas prasa miljoniem gadu. Piemēram, Diamantinas tranšeja izveidojās, kad Antarktīda un Austrālija atdalījās pirms daudziem miljoniem gadu. Šī darbība ieplaisāja Zemes virsmu, un rezultātā radusies lūzuma zona kļuva par tranšeju. Lielākā daļa dziļāko ierakumu atrodas Klusajā okeānā, kas klāj tā saukto 'uguns gredzenu'. Šis reģions ir ieguvis nosaukumu tektoniskās aktivitātes dēļ, kas arī veicina vulkānu izvirdumu veidošanos dziļi zem ūdens.

Challenger Deep ir daļa no Marianas tranšejas Klusā okeāna dienvidu daļā. Šī batimetriskā karte parāda dziļi tumši zilā krāsā kopā ar apkārtējo zemūdens reljefu. NASA/Goddarda vizualizācijas laboratorija

Marianas tranšejas zemāko daļu sauc par Challenger Deep, un tā veido tranšejas vistālāko dienvidu daļu. To kartējuši zemūdens kuģi, kā arī virszemes kuģi, izmantojot hidrolokatoru (metode, kas atstaro skaņas impulsus no jūras dibena un mēra laiku, kas nepieciešams, lai signāls atgrieztos). Ne visas tranšejas ir tik dziļas kā Mariana. Šķiet, ka laiks izdzēš viņu eksistenci. Tas ir tāpēc, ka, novecojot, tranšejas ir piepildītas ar jūras dibena nogulumiem (smiltīm, akmeņiem, dubļiem un mirušiem radījumiem, kas peld no augšas okeānā). Vecākos jūras dibena posmos ir dziļākas tranšejas, kas notiek tāpēc, ka smagākiem akmeņiem laika gaitā ir tendence nogrimt.

Dziļumu izpēte

Fakts, ka šīs dziļjūras tranšejas vispār pastāvēja, palika noslēpums līdz pat 20. gadsimtam. Tas ir tāpēc, ka nebija kuģu, kas varētu izpētīt šos reģionus. Lai tos apmeklētu, ir nepieciešams specializēts zemūdens kuģis. Šie dziļie okeāna kanjoni ir ārkārtīgi neviesmīlīgi cilvēku dzīvībai. Lai gan cilvēki pirms pagājušā gadsimta vidus okeānā sūtīja niršanas zvanus, neviens nebija tik dziļš kā tranšeja. Ūdens spiediens tajos dziļumos uzreiz nogalinātu cilvēku, tāpēc neviens neuzdrošinājās mesties Marianas tranšejas dziļumos, kamēr nav izstrādāts un pārbaudīts drošs kuģis.

Tas mainījās 1960. gadā, kad divi vīrieši nokāpa batiskafā, ko sauc par Trieste . 2012. gadā (52 gadus vēlāk) filmu veidotājs un zemūdens pētnieks Džeimss Kamerons (no Titāniks kino slava) uzdrošinājās savā Deepsea Challenger amatniecība pirmajā solo ceļojumā uz Marianas tranšejas dibenu. Lielākā daļa citu dziļjūras pētnieku kuģu, piemēram, Alvins (kuru pārvalda Masačūsetsas Vudsholas okeanogrāfijas institūcija), nenirt gandrīz tik tālu, taču joprojām var nolaisties aptuveni 3600 metru (apmēram 12 000 pēdu) augstumā.

Dīvainā dzīve dziļajos okeāna ierakumos

Pārsteidzoši, neskatoties uz augsto ūdens spiedienu un auksto temperatūru, kas pastāv tranšeju apakšā, dzīve plaukst šajās ekstremālās vidēs . Tas svārstās no sīkiem vienšūnas organismiem līdz cauruļtārpiem un citiem apakšā augošiem augiem un dzīvniekiem, līdz dažām ļoti dīvaina izskata zivīm. Turklāt daudzu tranšeju dibeni ir piepildīti ar vulkāniskām atverēm, ko sauc par “melnajiem smēķētājiem”. Tie nepārtraukti izvada lavu, siltumu un ķīmiskās vielas dziļjūrā. Tomēr šīs atveres nebūt nav neviesmīlīgas, bet nodrošina tik ļoti nepieciešamās barības vielas dzīvības veidiem, ko sauc par 'ekstremofiliem', kas var izdzīvot citplanētiešu apstākļos.

Nākotnes dziļjūras tranšeju izpēte

Tā kā jūras dibens šajos reģionos joprojām ir pārāk maz izpētīts, zinātnieki vēlas noskaidrot, kas vēl ir 'tur lejā'. Tomēr dziļjūras izpēte ir dārga un sarežģīta, lai gan zinātniskais un ekonomiskais ieguvums ir ievērojams. Viena lieta ir izpētīt ar robotiem, kas turpināsies. Taču cilvēku izpēte (tāpat kā Kamerona dziļā niršana) ir bīstama un dārga. Nākotnes izpēte turpinās (vismaz daļēji) paļauties uz robotizētām zondēm, tāpat kā planētu zinātnieki uz tām atbild, lai izpētītu tālu planētas.

Ir daudz iemeslu, lai turpinātu pētīt okeāna dziļumus; tās joprojām ir vismazāk pārbaudītās Zemes vides, un tās var saturēt resursus, kas palīdzēs cilvēku veselībai, kā arī padziļinās izpratni par jūras gultni. Turpinātie pētījumi arī palīdzēs zinātniekiem izprast plātņu tektonikas darbību, kā arī atklās jaunas dzīvības formas, kas jūtas kā mājās dažās no planētas visneviesmīlīgākajām vidēm.

Avoti

• Okeāna dziļākā daļa. Ģeoloģija , geology.com/records/deepest-part-of-the-ocean.shtml.
• Okeāna grīdas īpašības. Nacionālā okeāna un atmosfēras pārvalde , www.noaa.gov/resource-collections/ocean-floor-features.
• Okeāna tranšejas. Woods Hole okeanogrāfijas iestāde , WHOI, www.whoi.edu/main/topic/trenches.
• ASV Tirdzniecības departaments un Nacionālā okeāna un atmosfēras pārvalde. NOAA Ocean Explorer: apkārtējā skaņa pilnā okeāna dziļumā: Challenger Deep noklausīšanās. 2016. gada Marianas RSS dziļūdens izpēte , 2016. gada 7. marts, oceanexplorer.noaa.gov/explorations/16challenger/welcome.html.