На дне мира: masterok

masterok

На дне мира

May 23, 2013 22:16

Глубоководные океанические желоба (впадины) - одни из наиболее типичных элементов рельефа переходной зоны между материком и океаном. Они представляют собой длинное узкое понижение дна океана глубиной более 6000 м. Расположены обычно с внешней, океанической, стороны хребтов островных дуг. Самые глубокие желоба находятся в Тихом океане. Наиболее глубокий -Марианский желоб - до 11022 м.

Марианский желоб - это узкая депрессия на западе Тихого океана, протянувшаяся вдоль Марианских островов почти на 1500 км, центр его приходится на 15° с.ш. и 147°30′ в.д. Имеет V-образный профиль, крутые под 7-9° склоны, плоское дно шириной 1-5 км, разделенное порогами на несколько замкнутых депрессий с глубиной 8-11 км. Максимальная глубина - 11022 м - расположена в южной части, измерена советским исследовательским судном«Витязь» в 1957 г.; она является также наибольшей глубиной Мирового океана.

Марианский желоб относится к типу периферийных желобов. Это желоба, расположенные по периферии океанов. Данный тип желобов широко распространен в Тихом океане, ограниченно в Индийском океане и сильно локализован в Атлантике и Средиземном море. Они обычно параллельны островным дугам и молодым прибрежным горам, имеют, как правило, сильно асимметричный поперечный профиль. Со стороны океана к желобам такого типа примыкает глубоководное океаническое дно, а с противоположной стороны - островная гряда или высокий горный хребет. Превышение гребней горных хребтов или островных гряд над глубоководным дном может составлять более 17 км.

Исследования Марианского желоба, были положены экспедицией (декабрь 1872 - май 1876) английского судна “Челленджер” (HMS Challenger), проводившей первые системные промеры глубин Тихого океана. Этот военный трехмачтовый корвет с парусным оснащением, был перестроен в океанографическое судно для гидрологических, геологических, химических, биологических и метеорологических работ в 1872 году.

“Витязь” в г.Калининграде на вечной стоянке

Также значительный вклад в изучение Марианского глубоководного желоба был сделан советскими исследователями. В 1958 г. экспедиция на «Витязе» установила наличие жизни на глубинах более 7000 м, тем самым опровергнув бытующее в то время представление о невозможности жизни на глубинах более 6000-7000 м. В 1960 г. было проведено погружение батискафа «Триест» на дно Марианского желоба на глубину 10915 м.

Полвека назад, 23 января 1960 года, произошло знаменательное событие в истории покорения мирового океана. Батискаф Trieste, пилотируемый французским исследователем Жаком Пикаром (Jacques Piccard, 1922-2008) и лейтенантом ВМС США (US Navy) Доном Уолшем (Don Walsh), достиг самой глубокой точки океанского дна - бездны Челленджера, расположенной в Марианской впадине и названной в честь английского судна “Челленджер”, с которого в 1951 году были получены первые данные о ней.

Погружение продолжалось 4 ч 48 мин и завершилось на отметке 10911 м относительно уровня моря. На этой страшной глубине, где чудовищное давление в 108,6 МПа (что более чем в 1100 раз больше нормального атмосферного) сплющивает все живое, исследователи сделали важнейшее океанологическое открытие: увидели, как мимо иллюминатора проплывают две 30-сантиметровые рыбки, похожие на камбалу. До этого считалось, что на глубинах, превышающих 6000 м, никакой жизни не существует.

Таким образом, был установлен абсолютный рекорд глубины погружения, превзойти который невозможно даже теоретически. Пикар и Уолш были единственными людьми, побывавшими на дне бездны Челленджера. Все последующие погружения к самой глубокой точке мирового океана, с исследовательскими целями, совершали уже беспилотные батискафы-роботы. Но и их было не так много, поскольку “посещение” бездны Челленджера - дело и трудоемкое, и дорогостоящее.

Одним из достижений этого погружения, благотворно повлиявшим на экологическое будущее планеты, стал отказ ядерных держав от захоронения радиоактивных отходов на дне Марианской впадины. Дело в том, что Жак Пикар экспериментально опроверг бытовавшее в то время мнение о том, что на глубинах свыше 6000 м не происходит восходящего перемещения водных масс.

Батискаф был назван в честь итальянского города Триест, в котором были произведены основные работы по его созданию. Согласно приборам на борту “Триеста”, Уолш и Пикар погрузились на глубину 11 521 метр, но позже эта цифра была немного подкорректирована - 10 918 метров

Погружение заняло около пяти, а подъём - около трёх часов, на дне исследователи пробыли лишь 12 минут. Но и этого времени им хватило для того, чтобы сделать сенсационное открытие - на дне они обнаружили плоских рыб размером до 30 см, похожих на камбалу!

(Пиккар Огюст, Пикар (Piccard) (1884-1962), швейцарский физик. В полётах на стратостатах собственной конструкции достиг высоты 15 780 м (1931) и 16 370 м (1932). На батискафах собственной конструкции опускался на глубину 1380 м (1948) и 3160 м (1953).)

Батискаф Триест был сконструирован швейцарским учёным Огюстом Пикаром с учётом его предыдущей разработки, первого в мире батискафа FNRS-2.

Большую помощь в постройке батискафа оказал его сын, Жак Пикар. Свое название аппарат получил в честь города Триест, Италия, в котором были произведены основные работы по его созданию. Триест был спущен на воду в августе 1953 и совершил несколько погружений в Средиземном море с 1953 по 1957 год. Основным пилотом стал Жак Пикар, а в первых погружениях также участвовал его отец, которому в то время уже исполнилось 69 лет. В одном из погружений аппарат достиг рекордной на тот момент глубины 3150 м.

В 1958 Триест был куплен ВМФ США, так как в то время Соединенные Штаты стали проявлять интерес к исследованию океанских глубин, но ещё не располагали подобными аппаратами. После покупки конструкция батискафа была доработана - на заводе Круппа в городе Эссен, Германия была изготовлена более прочная и долговечная гондола. Новая гондола оказалась несколько тяжелее, и ёмкость поплавка тоже пришлось увеличить. Основным пилотом и техником аппарата в 1958-1960 годах оставался Жак Пикар, имевший к тому времени большой опыт погружений.

Триест, подобно другим батискафам, представлял собой герметичную стальную гондолу сферической формы для экипажа, прикреплённую к большому поплавку, наполненному бензином для обеспечения плавучести. Основные технические характеристики аппарата:

Длина поплавка - 15 м.

Ёмкость поплавка - 85 мі.

Диаметр гондолы - 2,16 м.

Толщина стенок гондолы - 127 мм.

Вес гондолы в воздухе - 13 т.

Вес гондолы в воде - 8 т.

Экипаж батискафа - 2 человека.

Погружение «Триеста» доказало, что настало время, когда человек может непосредственно, визуально изучать мир придонных глубин мирового океана. Во время этой необычайной экспедиции была опровергнута одна из насущных современных гипотез о неперемещении на больших глубинах слоев воды. С батискафа на предельной глубине наблюдали двух рыб. Это свидетельствовало о существовании подводных течений в вертикальном направлении: ведь для живых существ необходим кислород, приносимый течением с поверхности. Этот вывод предостерег ученых от идеи использования глубин океана для захоронения отходов атомной промышленности.

Когда батискаф «Триест» опускался на дно самой глубокой впадины в Мировом океане - Марианской (11022), он трижды останавливался, встречая какое-то незримое препятствие. Как известно, в батискафе бензин играет ту же роль, что в дирижабле - водород или гелий. Чтобы продолжить погружение батискафа, приходилось выпускать некоторое количество бензина, это делало аппарат тяжелее.

Что же мешало батискафу опускаться?

Препятствием на пути было резкое увеличение плотности воды. В океане с глубиной, как правило, понижается температура и повышается соленость воды, в результате чего увеличивается ее плотность. На некоторых глубинах эти изменения происходят скачкообразно. Слой, в котором происходит резкое изменение температуры и плотности воды, так и называется «слоем скачка». Таких слоев в океане обычно бывает один или два. «Триест» обнаружил еще третий.

Батискаф «Триест» перед погружением, 23 января 1960 года.

Долгое время океанологи считали абсолютным безумием гипотезу о том, что на больших - более 6000 метров - глубинах, в непроницаемом мраке, под чудовищным - от 600 кг/кв. см и выше - давлением и при температурах, близких к нулю, может существовать жизнь. Однако результаты исследований французских ученых в Тихом океане показали, что и в этих «адских глубинах», намного ниже 6000-метровой отметки, существуют огромные колонии живых организмов.

А в 1994 году 10,5-тонный японский батискаф «Кайко» опустился на рекордную глубину - 11 километров! - и за время своего 35-минутного путешествия по океанскому дну заснял жизнь морских обитателей там, где давление воды на живой организм сравнимо с перегрузкой, создаваемой пятьюдесятью реактивными самолетами!

Однако в 2003 году при исследовании другой части океана, во время шторма оборвался буксировочный стальной трос, и робот был утерян.

31 мая 2009 на дно Марианской впадины погрузился автоматический подводный аппарат Nereus. Согласно замерам, он опустился на 10 902 метра ниже уровня Мирового океана

На дне Nereus снял видео, сделал несколько фотографий и даже собрал образцы отложений на дне

31 мая 2009 г. человечество вновь достигло самой глубокой точки Тихого, да и всего мирового океана - в провал Челленджера на дне Марианской впадины опустился американский глубоководный аппарат Nereus. Аппарат взял пробы грунты и провёл подводную фото- и видеосъёмку на максимальной глубине, подсвеченной лишь его светодиодным прожектором.

В руках у студентки Элеанор Борс - морской огурец, живущий в самой бездне и подобранный аппаратом Nereus.

Подробнее про морские огурцы МОЖНО ПОЧИТАТЬ ТУТ

Во время нынешнего погружения, приборы Nereus’а зафиксировали глубину в 10 902 метра. Показатель “Кайко”, впервые опустившегося сюда в 1995 году, составил 10 911 метров, а Пикар с Уолшем измерили значение в 10 912 метров. На многих же российских картах, до сих пор приводится значение 11 022 метра, полученное советским океанографическим судном “Витязь” в ходе экспедиции 1957 года. Разумеется, всё это свидетельствует о неточности измерений, а не о реальном изменении глубины: кросс-калибровку измерительной аппаратуры, давшей приведённые значения, никто не проводил.

Марианская впадина не раз пугала исследователей таящимися в её глубинах монстрами. Первый раз с непознанным столкнулась экспедиция американского научно-исследовательского судна “Гломар Челленджер”. Через некоторое время после начала спуска аппарата, регистрирующий звуки прибор стал передавать на поверхность какой-то металлический скрежет, напоминающий звук распиливаемого металла. В это время на мониторе появились какие-то неясные тени, похожие на гигантских сказочных драконов с несколькими головами и хвостами. Через час ученые забеспокоились, что уникальная аппаратура, изготовленная в лаборатории НАСА из балок сверхпрочной титаново-кобальтовой стали, имеющая шарообразную конструкцию, так называемый “ёж” диаметром около 9 м, может остаться в бездне Марианской впадины навечно - так что было принято решение немедленно поднять аппарат на борт корабля. “Ежа” извлекали из глубин более восьми часов и как только он появился на поверхности немедленно положили его на специальный плот. Телекамеру и эхолот подняли на палубу “Гломар Челленджера”. Исследователи пришли в ужас, когда увидели, насколько были деформированы прочнейшие стальные балки конструкции, что же касается стального 20-сантиметрового троса, на котором опускали “ежа”, то учёные не ошиблись в природе передаваемых из водной пучины звуков - трос был наполовину перепилен. Кто пытался оставить аппарат на глубине и зачем - так навсегда и останется загадкой. Подробности этого происшествия были опубликованы в 1996 году газете “Нью-Йорк Таймс”

Click to view

Ещё одно столкновение с необъяснимым в глубинах Марианской впадины случилось с немецким научно-исследовательским аппаратом “Хайфиш” с экипажем на борту. На глубине 7 км аппарат неожиданно прекратил движение. Для выяснения причины неполадок гидронавты включили инфракрасную камеру… То, что они увидели в последующие несколько секунд, показалось им коллективной галлюцинацией: огромный доисторический ящер, впившись зубами в батискаф, пытался разгрызть его как орех. Опомнившись от шока, экипаж привел в действие устройство, именуемое “электрической пушкой”, и чудовище, пораженное мощным разрядом, скрылось в бездне…

Британский журнал «Нью Сайентист» подробно рассказал о таинственных звуках в глубинах Тихого океана, засеченных подводными сенсорами американской системы слежения SOSUS. Она была создана в годы «холодной войны» для наблюдения за советскими подводными лодками. Специалисты, которые изучали данные, полученные с помощью высокочувствительных гидрофонов, вскоре выделили на фоне шума, представляющего собой «позывные» различных морских обитателей, некий гораздо более мощный звук, явно издаваемый каким-то существом, живущим в океане. Этот таинственный сигнал, впервые зафиксированный в 1977 году, значительно мощнее и тех инфразвуков, с помощью которых общаются между собой крупные киты, находящиеся на расстоянии сотен километров друг от друга.

На дне самой глубокой в мире Марианской впадины в центре Тихого океана японские исследователи обнаружили 13 видов неведомых науке одноклеточных, существующих в неизменном виде уже почти миллиард лет. Микроорганизмы были найдены в пробах грунта, которые осенью 2002 года взял там в т.н. разломе Челленджера японский автоматический батискаф «Кайко» на глубине 10.900 метров.

В 10 кубических сантиметрах почвы группа специалистов во главе с профессором Хироси Китадзато из японской Организации по изучению и освоению океана обнаружила 449 ранее неизвестных первобытных одноклеточных круглой или удлиненной формы размером 0,5 - 0,7 мм. После нескольких лет исследований их подразделили на 13 видов. Все эти организмы практически полностью соответствуют т.н. «неведомым биологическим окаменелостям», которые в 80-х годах были обнаружены в России, Швеции и Австрии в слоях почвы древностью от 540 млн до миллиарда лет.

На основании генетического анализа японские исследователи утверждают, что найденные на дне Марианской впадины одноклеточные существуют в неизменном виде уже более 800 млн., а то и миллиард лет. Судя по всему, это самые древние из всех известных сейчас обитателей Земли. По мнению профессора Китадзато, одноклеточные из разлома Челленджера ради выживания были вынуждены уйти на крайние глубины, поскольку в мелких слоях океана не могли конкурировать с более молодыми и агрессивными организмами.

Марианский желоб образован границами двух тектонических плит: колоссальная Тихоокеанская плита уходит под не столь крупную Филиппинскую. Это зона крайне высокой сейсмической активности, входящая в так называемое Тихоокеанское вулканическое огненное кольцо, протянувшуюся на 40 тыс. км, область с самыми частыми в мире извержениями и землетрясениями. Самой глубокой точкой желоба является Бездна Челленджера, названная в честь английского судна.

Необъяснимое и непостижимое всегда привлекало людей, поэтому ученые всего мира так хотят ответить на вопрос: “Что таит в своих глубинах Марианская впадина?”

Могут ли обитать на такой огромной глубине живые организмы, и как они должны выглядеть, учитывая то, что на них давят огромные массы океанических вод, давление которых превышает 1100 атмосфер? Сложностей, связанных с исследованием и постижением существ, обитающих на этих невообразимых глубинах, достаточно, но изобретательность человека не знает границ. Долгое время океанологи считали безумием гипотезу о том, что на глубинах более 6000 м в непроницаемом мраке, под чудовищным давлением и при температурах, близких к нулю, может существовать жизнь. Однако результаты исследований ученых в Тихом океане показали, что и в этих глубинах, намного ниже 6000-метровой отметки, существуют огромные колонии живых организмов погонофоры ((рogonophora; от греч. pogon - борода и phoros - несущий), тип морских беспозвоночных животных, обитающих в длинных хитиновых, открытых с обоих концов трубках). В последнее время завесу тайны приоткрыли пилотируемые и автоматические, сделанные из сверхпрочных материалов, подводные аппараты, оснащенные видеокамерами. В результате было открыто богатое сообщество животных, состоящее как из известных, так и менее привычных морских групп.

Таким образом, на глубинах 6000 - 11000 км обнаружены:

- барофильные бактерии (развивающиеся только при высоком давлении);

- из простейших - фораминиферы (отряд простейших подкласса корненожек с цитоплазматическим телом, одетым раковиной) и ксенофиофоры (барофильные бактерии из простейших);

- из многоклеточных - многощетинковые черви, равноногие раки, бокоплавы, голотурии, двустворчатые и брюхоногие моллюски.

На глубинах нет солнечного света, отсутствуют водоросли, соленость постоянная, температуры низкие, обилие двуокиси углерода, громадное гидростатическое давление (увеличивается на 1 атмосферу на каждые 10 метров). Чем же питаются обитатели бездны?

Источники пищи глубинных животных - бактерии, а также дождь «трупов» и органический детрит, поступающие сверху; глубинные животные или слепые, или с очень развитыми глазами, часто телескопическими; многие рыбы и головоногие моллюски с фотофторами; у других форм светится поверхность тела или ее участки. Поэтому облик этих животных так же ужасен и невероятен, как и условия, в которых они живут. В их числе - устрашающего вида черви длиной 1.5 метра, без рта и ануса, невиданные осьминоги, необыкновенные морские звезды и какие-то мягкотелые существа двухметровой длины, которых вообще пока не идентифицировали.

Время от времени океан выбрасывает на берег огромные полуразложившиеся тела неизвестных морских обитателей, достигающих в длину 70 и более метров. В наши дни высокочувствительные сенсоры и сонары неоднократно фиксировали движение на огромной глубине массивных тел неизвестных животных. Но до сих пор никто ни разу не сумел воочию увидеть этих легендарных морских чудовищ.

Но если уж они и существуют, то «четвертый полюс» - наиболее подходящий адрес их обитания. По мнению некоторых специалистов-ихтиологов, благодаря наличию активных гидротермальных источников на дне Марианской впадины могут существовать целые колонии доисторических морских животных, сохранившихся до наших дней.

В 1918 году ловцы омаров из города Порт-Стивенс (Австралия) увидели в море удивительную прозрачно-белую рыбину 35-метровой длины. Было ясно, что эта рыба всплыла с огромной глубины и что ее «родной дом» таится где-то там, в океанских безднах. Многие исследователи считают, что Марианская впадина скрывает в своих неисследованных глубинах и последних уцелевших представителей гигантской доисторической акулы вида Carcharodon megalodon. Этот чудовищных размеров хищник обитал в земных морях 2-2,5 млн. лет назад. На основании немногочисленных уцелевших останков ученые воссоздали облик мегалодона. Это было весьма внушительное создание длиной около 24 метров, весом 100 тонн, а ширина его усеянной 10-сантиметровыми зубами пасти достигала 1,8-2,0 м - мегалодон мог запросто проглотить автомобиль.

Кликабельно 10 000 рх

Недавно, исследуя дно Тихого океана, океанологи нашли отлично сохранившиеся зубы мегалодона. Одна из находок имела возраст 24 тыс. лет, а другая была еще моложе - 11 тыс. лет! Значит, не все мегалодоны вымерли 2 млн. лет назад?

Несмотря на то, что ученые сделали огромный шаг в исследованиях Марианской впадины, вопросов не уменьшилось, появились новые загадки, которые еще предстоит разгадать. А океанская бездна умеет хранить свои тайны. Удастся ли людям в ближайшее время раскрыть их?

26 марта 2012 года, спустя 50 лет после первого погружения человек вновь опустился на дно глубочайшей впадины на Земле: батискаф Deepsea Challenge с канадским режиссером Джеймсом Кэмероном опустился на дно Марианской впадины. Кэмерон стал третьим человеком, достигшим глубочайшей точки океана и первым, кто сделал это в одиночку.

Это Глубоководный батискаф Deepsea Challenge, на котором Джеймс Кэмерон погрузился на дно океана. Был разработан в австралийской лаборатории, весит 11 тонн и имеет длину более 7 метров:

Погружение началось 26 марта в 05:15 утра по местному времени. Последними словами Джеймса Кэмерона были: «Опускайте, опускайте, опускайте».

При погружении на дно океана, батискаф переворачивается и вертикально опускается вниз:

Отсек, в котором во время погружения находился Камерон, представляет собой металлическую сферу диаметром 109 см с толстыми стенками, способными выдерживать давление более 1 000 атмосфер:

Джеймс Камерон провел на дне Марианской впадины более 3 часов, в течение которых вел фото- и видеосъемку подводного мира. Итогом этого подводного путешествия станет совместный с National Geographic фильм. На фотографии видны манипуляторы с камерами:

Однако, подводная экспедиция прошла не совсем удачно. Из-за неисправности металлических «рук», управляющихся гидравликой, Джеймс Кэмерон не смог взять образцы со дна океана, которые нужны ученым для изучения геологии:

Многих мучил вопрос о животных, которые обитают на такой чудовищной глубине. «Наверное, всем, хотелось бы услышать, что я видел какое-нибудь морское чудовище, но его там не было…Не было ничего живого, более 2-2.5 см».

Спустя несколько часов после погружения, батискаф Deepsea Challenge с 57-летним режиссером успешно вернулся со дна Марианской впадины.

Посмотрим видео этого погружения:

Click to view

Вот такой проект еще существует:

Посмотрим на обитателей Марианской впадины:

Давление на дне впадины в 1100 раз больше нормального атмосферного, но и там были обнаружены живые существа. Причем ранее ученые представить не могли, что даже на более мелкой глубине в 6000 м. жизнь вообще возможна. Но она там есть, правда облик животных, которые там встречаются очень необычен по сравнению с более «цивилизованными» верхними животными.

Обитатели глубин выше 10 км. это длинные черви (до 1,5 метров), бокоплавы, равноногие раки, голотурии, двустворчатые и брюхоногие. Большинство из них имеют фотофоры, используемые для охоты и общения. Источником пищи для этих животных случит «дождь» падали и простейшие микроорганизмы. Когда было совершено погружение человека на дно впадины, экипаж батискафаТриест заметил несколько плоских рыб, похожих на камбалу, размером около 30 см.

Если это действительно обычные рыбы, то для их жизнедеятельности необходимо наличие кислорода в воде. Т.к. на такой глубине процесс фотосинтеза невозможен по причине того, что туда не проникает свет и нет растений, то ученые предполагают наличие в Марианской впадине вертикальных течений, приносящих кислород сверху.

Охотники за необъяснимым утверждают, что подводные сенсоры и сонары неоднократно фиксировали движения крупных объектов в Марианской впадине. По их словам на таких глубинах могли продолжить свое существование некоторые виды крупных доисторических животных. Однако 4 погружения на дно желоба не смогли зафиксировать никаких «чудовищ» и в настоящий момент описано 20 видов обитателей впадины, среди которых 13 видов одноклеточных, взятых из грунта япон ским плавательным аппаратом.