Марианская впадина, также известная как Марианский желоб, является самой глубокой точкой на Земле и представляет собой уникальный объект для изучения океанографии и геологии. В этой статье мы подробно рассмотрим глубину и дно Марианской впадины, её расположение на карте, а также выясним, в каком океане она находится. Кроме того, мы обсудим размеры впадины, включая её длину и ширину, и поделимся интересными фактами, которые помогут лучше понять значение этого природного образования. Эта информация будет полезна как для студентов, так и для всех, кто интересуется загадками нашей планеты.

Высота Марианской впадины

Западный берег Марианской впадины, обращенный к Марианским островам, более крутой и высокий, чем восточный. Это связано с тем, что восточная сторона формируется Тихоокеанской литосферной плитой, которая «подныривает» под Филлипинскую плиту, поднимая её. Особенно это заметно в местах, где на восточном берегу расположены подводные горы. Угол наклона склонов достигает примерно 60 градусов. V-образный профиль впадины создает мрачный и уникальный ландшафт, не имеющий аналогов в мире.

Тихий океан: Марианская впадина | На дне океана | Discovery

Давление

На дне океана давление воды достигает 1 086 бар, что в 1100 раз превышает стандартное атмосферное давление на поверхности. В таких условиях плотность воды увеличивается на 4,96%, а жидкости, выбрасываемые «черными курильщиками», не кипят даже при температуре до 300 градусов Цельсия.

Марианская впадина известна своими уникальными геологическими и физическими свойствами. Здесь наблюдается особая модель формирования донных отложений, обусловленная огромной глубиной и крутыми склонами. Полное отсутствие солнечного света и нехватка органического материала приводят к крайне медленным темпам образования отложений, состоящих из глины, ила, вулканического пепла и органических веществ.

Основные осадки в Марианской впадине имеют мелкозернистую структуру, что позволяет им легко перемещаться на большие расстояния с океанскими течениями. На дне впадины также находятся органические остатки морских организмов, такие как мертвый планктон и водоросли, которые составляют часть донных отложений.

По словам Пиккара, «дно выглядело светлым и прозрачным, напоминая пустыню цвета слоновой кости». Однако позже выяснилось, что дно покрыто вязкой слизью из постоянно оседающих органических и неорганических остатков.

Американские ученые обнаружили как минимум четыре «моста», соединяющих берега Марианской впадины в разных местах. Эти «мосты» поднимаются над дном впадины на высоту не менее двух километров и могут оказывать влияние на экосистему региона.

В 1977 году было открыто явление «черных курильщиков» — геотермальных источников на значительной глубине. Эти источники выбрасывают воду, насыщенную серно-железистыми соединениями, которая приобретает черный цвет. Температура воды в «черных курильщиках» достигает 450 градусов по Цельсию, и хотя они расположены на глубине около четырех километров, температура на дне остается значительно выше ожидаемой — от 1 до 4 °C благодаря высокому содержанию минералов.

Марианская впадина расположена в Тихоокеанском огненном кольце, что делает её областью с частыми землетрясениями и вулканической активностью. Ее образование произошло в Юрском периоде, примерно 180 миллионов лет назад, в результате субдукции Тихоокеанской плиты под Филиппинскую плиту.

Хотя Марианская впадина не единственный глубоководный желоб в зоне субдукции, большинство самых глубоких желобов мира находятся именно в таких местах, как желоба Тонга и Кермадек. Глубоководный желоб формируется, когда одна тектоническая плита накладывается на другую. Погружающаяся плита уходит в мантию Земли, образуя желоб на границе между ними.

В отличие от других субдукционных плит, которые погружаются под углом, Тихоокеанская плита в Марианской впадине опускается почти вертикально. Ученые долго искали объяснение этому явлению и тому, почему в этой области не фиксируются мощные землетрясения, способные вызвать цунами. Одно из возможных объяснений — разрыв Тихоокеанской плиты, что сделало её более податливой и наклонной. Это подтверждается сейсмической активностью, наблюдаемой с помощью удаленных сейсмометрических станций.

На карте Марианская впадина имеет изогнутую форму, напоминающую банан. Это связано с движением плит. На протяжении миллионов лет Тихоокеанская литосферная плита, уходя в мантию, одновременно перемещалась на восток, что привело к миграции Марианской впадины. Марианская вулканическая дуга включает более 60 действующих вулканов, расположенных в цепочке на 1000 км к западу от впадины.

Когда напряжение между плитами достигает критической отметки, они соскальзывают по разлому, вызывая землетрясение. Одно из таких землетрясений в 2011 году привело к затоплению четырех блоков атомной электростанции Фукусима, что стало причиной крупнейшей ядерной аварии в истории. Разломы могут проходить на глубину до 18 километров.

Однако под центральной частью Марианской впадины на глубине 21 км был найден серпентинит — минерал, образующийся в результате реакции воды с породами мантии. Серпентинит обеспечивает хорошее скольжение, что может объяснять отсутствие землетрясений в впадине. Кроме того, он имеет меньшую плотность, что приводит к образованию грязевых вулканов диаметром до 2000 метров. Подводный серпентиновый вулкан Южный Чаморро расположен к востоку от острова Гуам и поднимается с глубины 4250 м до 2930 м.

Ближе всего к активной вулканической дуге находятся большие Марианские острова: Гуам, Рота, Тиниан и Сайпан. Эти острова представляют собой поднявшиеся над уровнем океана участки Марианской дуги, известные как «подъем подножия».

Когда погружающаяся плита достигает определенной глубины, содержащиеся в ней жидкости вызывают плавление окружающей горячей материи на глубине от 70 до 100 километров, образуя магму, которая поднимается к поверхности и питает вулканы на расстоянии около 200 километров к западу от впадины.

В Марианской дуге действующие вулканы в основном находятся под водой, и их вершины лишь немного не достигают поверхности океана. Немногие из них достаточно высоки, чтобы образовать острова. Марианская вулканическая дуга названа так, потому что вулканы выстроены в цепь, образуя вулканический «фронт».

Между открытием Марианской впадины и первым погружением на ее дно прошло 85 лет. В 1875 году исследовательское судно британского королевского флота Challenger отправилось в экспедицию для изучения Мирового океана. Во время своего путешествия корабль обследовал район Марианской впадины и с помощью глубоководного лота установил, что ее глубина превышает 8000 метров (по разным данным, 8145 или 8367 метров), что указывает на наличие невероятно глубокой впадины. Лот принес пробу донного грунта, содержащую вулканический песок.

Впервые дно Марианской впадины коснулся батискаф «Триест», итальянской сборки, принадлежащий ВМС США. Он весил 150 тонн и состоял из большого поплавка, подвешенного над толстой металлической сферой, в которой находился экипаж. В поплавок закачали 83,3 тыс. литров бензина, который несжимаем и легче воды. Аппарат мог принимать морскую воду в поплавок по мере необходимости. Его пилотировали Дон Уолш и Жак Пикар. Скорость погружения на последнем этапе составила 0,3 метра в секунду, и батискаф мягко приземлился на дно в 13:06 23 января 1960 года. По данным приборов на борту, глубина составила 11 521 метр, но позже была откорректирована до 10 916 метров на основе пересчета давления и плотности воды от поверхности до дна океана.

Первопроходцы пробыли на дне 20 минут.

В 1996 и 2009 годах спуски повторили дистанционно управляемые подводные аппараты (ДУПА) Kaik (Япония) и Nereus (США) соответственно. Их приборы показали аналогичные значения максимальной глубины — 10 902 и 10 916 метров.

Режиссер Джеймс Кэмерон, известный по фильмам «Аватар», «Титаник» и первым двум частям «Терминатора», стал третьим человеком, достигшим самой глубокой точки в мире. Он также стал первым, кто сделал это в одиночку, погрузившись в Бездну Челленджера. В отличие от Уолша и Пиккара, Кэмерон провел в Марианской впадине 3 часа. 26 марта 2012 года на канале National Geographic вышел документальный фильм, основанный на его съемках. Его батискаф, названный Deepsea Challenger, погрузился на максимальную глубину 10 908 метров.

28 апреля 2019 года Виктор Весково на подводном аппарате DSV Limiting Factor достиг дна Бездны Челленджера на глубине около 10 928 метров. Он стал первым человеком, который несколько раз посетил дно Марианской впадины, совершив четыре погружения на глубоководных аппаратах.

Первой женщиной, побывавшей на дне Бездны Челленджера, стала Кэти Салливан, которая 7 июня 2020 года достигла глубины примерно 10 925 метров.

Если вспомнить, что еще в 2012 году после спуска Кэмерона активно обсуждалось, что на Луне побывало больше людей, чем в Марианской впадине, то интенсивность исследований последних лет опровергла это утверждение. По состоянию на январь 2023 года более сорока человек побывали в Бездне Челленджера. Однако трудности путешествий в Марианскую впадину сопоставимы с теми, с которыми сталкиваются астронавты. Глубоководные аппараты сталкиваются с теми же проблемами, что и подводные лодки: возможность возгорания проводки, потеря энергии или механические поломки могут оставить пилота в ловушке на дне океана без света и кислорода. Однако наибольшей проблемой для глубоководных аппаратов является колоссальное давление воды на дне океана. Противостоять ему могут лишь специально сконструированные аппараты, которых не так много. О шансах на успешную спасательную операцию в такой ситуации можно только догадываться.

Жизнь в ее высшей организованной форме возможна в море на любой глубине.

Уолш и Пиккар были удивлены, обнаружив крупных существ на дне Марианской впадины, например, костистую рыбу, напоминающую ската, длиной около 30 см с выпуклыми глазами. Хотя они не были уверены, что глаза зрячие, если бы это было так, то это помогало бы ловить фосфоресцирующий планктон. Также они заметили красивую креветку ярко-красного цвета. Они сожалели, что пробыли на дне всего 20 минут и не успели ближе познакомиться с обитателями впадины.

Многие морские биологи скептически относятся к возможности встречи со скатом или камбалой на дне Марианской впадины и считают, что это, скорее всего, был морской огурец. Во время второй экспедиции беспилотный аппарат Kaikō взял пробы донных отложений, которые оказались полны микроорганизмов.

В июле 2011 года исследователи из Института океанографии Скриппса использовали автономные аппараты с цифровыми видеокамерами и осветительным оборудованием для исследования впадины. На рекордной глубине 10,6 километра были замечены колоссальные одноклеточные ксенофиофоры длиной более 10 см. Эти организмы примечательны своими размерами и служат приютом для других микроорганизмов, однако нигде больше они не достигают таких размеров.

В декабре 2014 года на глубине 8 145 м был обнаружен новый вид рыбы-улитки, который побил рекорд самой глубокой живой рыбы, запечатленной на видео. Исследователи из Гавайского университета, совместно со студентами Вашингтонского университета и Университета Ньюкасла, обнаружили рыбу, получившую название «Марианская рыба-улитка» (Pseudoliparis Swire). Она не похожа на гигантского монстра с острыми зубами, а напротив, имеет мягкое тело без чешуи и является активным хищником Марианской впадины.

Во время экспедиции 2014 года были сняты несколько новых видов живых существ, включая крупных бокоплавов (амфиподов).

Осьминог Дамбо (Grimpoteuthi), названный в честь диснеевского персонажа, стал одним из самых приятных на вид существ, обнаруженных на глубине 9 800 метров в Марианской впадине. Эти очаровательные 8-12-дюймовые существа перемещаются по океану, хлопая ушами. Несмотря на свою привлекательность, осьминог-тупица является хищником, способным проглотить свою добычу целиком.

Макропинна малоротая из семейства опистопроктовых (лат. Opisthoproctidae) была обнаружена в батипелагических и абиссальных слоях Марианской впадины на глубинах до шести тысяч метров. Это необычная рыба с прозрачной головой, показывающей все свое содержимое, как прозрачный пакет. Эта мембрана защищает рыбу от укусов, когда она охотится на медуз. Плоские плавники помогают ей оставаться на месте и обеспечивают точность движений в темной воде.

Вышеупомянутые глубоководные обитатели были обнаружены в Марианской впадине. Однако есть и другие яркие представители животного мира, которые могли бы там обитать, если не на самом дне, то в абиссальных и батипелагических слоях. К ним относятся плащеносная акула, морской черт или рыба-удильщик, а также рыба-топорик. Плащеносная акула отличается от других своим жабо, образованным шестью или семью жабрами. Обладая стройным змееподобным телом, акула больше напоминает угря. Однако самой жуткой особенностью этой акулы является набор из 300 зубов! Несмотря на то, что эта акула обитает на глубине не менее 5 000 метров, она стала одной из первых глубоководных животных, обнаруженных в XIX веке. Не менее интересна глубоководная рыба морской дьявол или удильщик. Острые зубы, зияющая пасть и глаза, вываливающиеся из глазниц. Эта рыба-удильщик известна светящейся мышцей, похожей на антенну, которая привлекает добычу в зону досягаемости зубов морского черта. Интересный и потенциально опасный факт: самец черного морского дьявола прикрепляется к самке, прокусывает ее плоть до кровеносного сосуда и живет за счет ее ресурсов, пока не сможет производить сперму.

Глубоководная рыба-топорик неказиста на вид — это довольно маленькое существо, обычно от 2,8 см до 12 см. Хотя маленький размер делает его легкой добычей, рыба-топорик компенсирует это гениальной техникой маскировки. Как и большинство других глубоководных животных, эти рыбы обладают биолюминесцентной способностью вырабатывать свет из своего желудка. Обнаруживать свой силуэт в океане опасно — никогда не знаешь, кто притаился поблизости. Поэтому рыба-топорик освоила искусство управления свечением, адаптируя его к уровню света в воде, что делает ее практически невидимой для хищников.

• Если поместить Эверест в Марианскую впадину, его вершина окажется под водой. Сравнив высоту Эвереста (8 848 м над уровнем моря) и глубину Марианской впадины (10 994 м), можно убедиться в этом;
• О Северном и Южном полюсах знают все. Однако ученые называют Марианскую впадину четвертым полюсом Земли. Таким образом, Северный и Южный полюса — это географические полюса, Эверест и Марианская впадина — геоморфологические полюса;
• Черные курильщики — это гидротермальные источники, образующиеся на дне океана вблизи глубоководных границ столкновения литосферных плит, в том числе и в Марианской впадине. Они получили свое название из-за черного цвета извергаемой горячей жидкости, который образуется в результате вулканической активности и высокотемпературных химических реакций внутри Земли. Вода, выбрасываемая черными курильщиками, содержит различные растворенные минералы, включая серу, железо и марганец, что придает ей темный цвет. Черные курильщики — это уникальные экосистемы, где обитают специально адаптированные микроорганизмы (термофильные бактерии и археи). Они питаются химическими веществами из источников в процессе хемосинтеза, а не фотосинтеза, как это делают растения. Эти экосистемы представляют научный интерес, поскольку могут давать представление о возможной жизни на других планетах или спутниках, где также могут существовать гидротермальные источники;
• Жак Пиккар впоследствии вспоминал, что при погружении на дно Бездны Челленджера на «Триесте» не было никакого флага, зато в гондоле их было пятьдесят один: пятьдесят американских (по числу штатов?) и на самом донышке один швейцарский. Италия тоже приняла участие в увековечении события: когда на обратном пути «Триест» показался на поверхности моря, капитан судна-буксира Джузеппе Буоно швырнул в море фуражку, выкрашенную в цвета итальянского флага, а также свисток, которым он сигналил с батискафа на буксир;
• Американский писатель Стив Альтен создал целый затерянный мир чудом сохранившихся доисторических животных вокруг зоны черных курильщиков Марианской впадины — его тетралогия «Мег», «Мег: Адская бездна», «Мег: Первобытные воды» и «Мег: Дьявольский аквариум» посвящена гигантскому мегалодону, вырвавшемуся из горячих термальных вод и наводящему ужас на обитателей океанов и жителей прибрежной полосы. Возможно, эти увлекательные книги подогрели дискуссию на тему о том, могли ли мегалодоны выжить в Бездне Челленджера до наших дней. Широко распространился слух о том, что один из найденных в Марианской впадине зубов мегалодона насчитывал около 11 тысяч лет, хотя серьезные источники этого не подтверждали. В результате появилась масса публикаций о том, что существование мегалодонов в наше время вполне реально.

Тихий океан: Марианская впадина | На дне океана | Discovery

Путешествие в самое глубокое место на планете: что скрывает Марианская впадина? | WAS

Интересные факты

Вот несколько интересных фактов о Марианской впадине:

1. Глубина: Марианская впадина является самой глубокой точкой на Земле, достигая глубины около 11 034 метров (36 201 футов) в районе, известном как «Челленджер Дип». Это глубже, чем высота самой высокой горы на Земле — Эвереста, если бы его опустить в эту впадину.

2. Экстремальные условия: Давление на дне Марианской впадины составляет около 1100 атмосфер, что эквивалентно весу 50 самолетов, стоящих на одном квадратном сантиметре. Эти экстремальные условия делают жизнь в таких глубинах крайне сложной, но тем не менее, ученые обнаружили множество уникальных организмов, адаптировавшихся к этим условиям.

3. Исследования и открытия: Марианская впадина была исследована только несколькими экспедициями. Одним из самых известных погружений было совершено в 2012 году режиссером Джеймсом Кэмероном на специальном подводном аппарате «Deepsea Challenger». Он стал первым человеком, который достиг дна впадины после более чем 50 лет с момента последнего успешного погружения.

Экосистема Марианской впадины

Экосистема Марианской впадины представляет собой одну из самых загадочных и малоизученных экосистем на планете. Она находится на глубине более 10 000 метров, что делает её самой глубокой точкой океана. Условия, царящие в этой области, крайне экстремальны: высокое давление, низкие температуры и полное отсутствие солнечного света. Тем не менее, жизнь в Марианской впадине существует и адаптировалась к этим суровым условиям.

Одной из ключевых особенностей экосистемы Марианской впадины является её биологическое разнообразие. Исследования показывают, что в этой области обитают уникальные виды организмов, многие из которых не встречаются нигде больше. Например, были обнаружены такие существа, как амфиподы, морские черви и различные виды бактерий, которые способны выживать в условиях высокой кислотности и давления.

Микробиологические сообщества играют важную роль в экосистеме Марианской впадины. Бактерии, обитающие на дне, участвуют в процессах разложения органического вещества, что способствует круговороту питательных веществ. Эти микроорганизмы могут использовать химические реакции, такие как хемосинтез, для получения энергии, что позволяет им существовать в условиях, где фотосинтез невозможен.

Кроме того, в Марианской впадине обитают и более крупные организмы. Например, были зафиксированы случаи наблюдения гигантских амфиподов, которые достигают размеров до 30 см. Эти существа являются хищниками и питаются падалью, которая опускается на дно океана. Также в этой области были обнаружены различные виды рыб, моллюсков и других морских животных, которые адаптировались к жизни в условиях высокой давления и низких температур.

Экосистема Марианской впадины также подвержена влиянию человеческой деятельности. Загрязнение океанов, изменение климата и глубоководный рыболовный промысел могут оказывать негативное воздействие на эту уникальную экосистему. Исследования показывают, что даже на таких глубинах, как Марианская впадина, можно обнаружить следы пластиковых отходов и других загрязнителей, что вызывает серьезные опасения по поводу будущего этой экосистемы.

В заключение, экосистема Марианской впадины является уникальным и важным объектом для изучения. Она демонстрирует, как жизнь может адаптироваться к самым экстремальным условиям, и подчеркивает необходимость защиты этих хрупких экосистем от воздействия человека. Исследования в этой области продолжаются, и, возможно, в будущем мы сможем узнать еще больше о жизни на дне океана и о том, как сохранить это удивительное богатство природы.

История исследований

Марианская впадина, расположенная в западной части Тихого океана, является самой глубокой точкой на Земле, достигая глубины около 11 034 метров. Исследования этой уникальной географической формации начались в конце XIX века, когда учёные начали осваивать технологии глубоководных исследований.

Первое упоминание о Марианской впадине произошло в 1875 году, когда британский корабль «Челленджер» провёл научную экспедицию, целью которой было изучение океанских глубин. Во время этой экспедиции были получены первые измерения глубины впадины, что стало важным шагом в понимании её масштаба.

В 1951 году была проведена первая глубоководная экспедиция на подводном аппарате «Триест», который достиг дна впадины в 1960 году. На борту аппарата находились исследователи Жак Пикар и Дон Уолш, которые стали первыми людьми, достигшими дна Марианской впадины. Их погружение открыло новые горизонты для изучения глубоководной экосистемы и её обитателей.

С тех пор Марианская впадина стала объектом многочисленных исследований. В 1995 году была проведена экспедиция, организованная Национальным географическим обществом, в ходе которой были собраны образцы донных отложений и изучены микроорганизмы, обитающие на дне впадины.

В 2012 году кинорежиссёр Джеймс Кэмерон совершил одиночное погружение на глубину 10 908 метров на аппарате «Deepsea Challenger». Это событие привлекло внимание общественности и вновь подняло вопросы о возможностях глубоководных исследований.

Совсем недавно, в 2020 году, международная команда учёных провела экспедицию, в ходе которой были использованы современные технологии, такие как автономные подводные аппараты и роботизированные системы. Эти исследования позволили получить новые данные о геологии, биологии и экологии Марианской впадины, а также о влиянии человеческой деятельности на её экосистему.

Таким образом, история исследований Марианской впадины охватывает более 150 лет и включает в себя множество значительных открытий и достижений. Каждый новый этап исследований открывает новые горизонты для понимания этой загадочной и малоизученной части нашей планеты.

Будущее исследований и технологий

Исследования Марианской впадины продолжают оставаться в центре внимания ученых и инженеров, стремящихся раскрыть тайны глубин океана. С каждым годом технологии, используемые для изучения этой загадочной области, становятся все более совершенными, открывая новые горизонты для научных открытий.

Одним из ключевых направлений будущих исследований является развитие автономных подводных аппаратов (АПА). Эти устройства способны погружаться на значительные глубины, собирая данные о физических, химических и биологических характеристиках воды и донных отложений. Современные АПА, такие как «Нерей» и «Тритон», оснащены высокотехнологичными датчиками и камерами, что позволяет им проводить исследования в условиях, которые ранее были недоступны для человека.

Кроме того, использование робототехники и искусственного интеллекта в подводных исследованиях открывает новые возможности для анализа собранных данных. Алгоритмы машинного обучения могут обрабатывать огромные объемы информации, выявляя закономерности и аномалии, которые могут быть незаметны для человеческого глаза. Это особенно важно в контексте изучения экосистем Марианской впадины, где разнообразие жизни и сложные взаимодействия между организмами требуют глубокого анализа.

Также стоит отметить, что международное сотрудничество в области океанографии становится все более актуальным. Ученые из разных стран объединяют усилия для проведения совместных экспедиций и обмена данными. Это позволяет не только ускорить процесс исследований, но и создать более полное представление о состоянии экосистемы Марианской впадины, а также о влиянии человеческой деятельности на нее.

Важным аспектом будущих исследований является также изучение воздействия изменения климата на глубоководные экосистемы. Увеличение температуры океанов и изменение химического состава воды могут оказывать значительное влияние на жизнь в Марианской впадине. Исследования в этой области помогут понять, как адаптируются организмы к новым условиям и какие меры можно предпринять для их защиты.

Наконец, стоит упомянуть о необходимости разработки новых технологий для глубоководной добычи ресурсов. Марианская впадина, как и другие глубоководные районы, содержит значительные запасы полезных ископаемых, таких как металлы и минералы. Однако добыча этих ресурсов должна проводиться с учетом экологических последствий, чтобы не нанести вред уникальным экосистемам.

Таким образом, будущее исследований Марианской впадины обещает быть захватывающим и многогранным. С развитием технологий и международного сотрудничества ученые смогут глубже понять эту загадочную область и, возможно, найти пути для ее сохранения в условиях глобальных изменений.