خندق ماريانا الخصائص ، مجسات والنسب

ال حفرة ماريانا إنها أعمق منطقة في محيطات العالم. تقع في غرب المحيط الهادئ وشرق جزر ماريانا.

هذه الجزر هي جزء من الحفر التي تتزامن مع منطقة الاندساس ، وهي نقطة تصطدم فيها صفيحتان تكتونيتان متجاورتان.

يبلغ طول الحفرة حوالي 2،550 كم ، ويبلغ متوسط ​​عرضها 69 كم. تُعرف أقصى نقطة عمق لها باسم الهاوية تشالنجر ، والتي تقدر ب 10،994 متر.

تم تصنيف خندق ماريانا ، الذي يقع داخل أراضي الولايات المتحدة التابعة لجزر ماريانا الشمالية وغوام ، كنصب تذكاري وطني للولايات المتحدة في عام 2009..

الحفرة ليست جزء من قاع البحر الأقرب إلى مركز الأرض. هذا لأن الأرض ليست كرة مثالية ؛ يبلغ نصف قطرها حوالي 25 كيلومترًا عند القطبين عن خط الاستواء. ونتيجة لذلك ، فإن أجزاء من قاع المحيط المتجمد الشمالي تبعد 13 كيلومترًا على الأقل عن مركز الأرض عن الهاوية المتحديّة..

قد تكون مهتمًا أيضًا بمعرفة ما هي خنادق المحيط؟ هذا سوف يسمح لك لفهم هذه الظاهرة الجيولوجية بشكل أفضل.

خصائص خندق ماريانا

تقع حفرة ماريانا في ظلام دائم ، نظرًا لعمقها الشديد ، وتعتمد أيضًا على درجات حرارة تزيد بضع درجات عن نقطة التجمد.

تمتد المياه السطحية الدافئة نسبيًا للمحيطات مثل المحيط الهادئ إلى أعماق تتراوح بين 500 و 1000 قدم. تحت المياه السطحية ، تنخفض درجة الحرارة بسرعة ، وتشكل طبقة تسمى الخط الحراري.

يتفاوت سماكة الخط الحراري من حوالي 1000 قدم إلى 3000 قدم. تحت هذه النقطة ، يبرد الماء ببطء أكثر. في مناطق مثل خندق ماريانا ، تتراوح درجة حرارة الماء بين 1-4 درجة مئوية.

ضغط الماء في أسفل الخندق هو سحق ثمانية أطنان لكل بوصة مربعة ، أو حوالي ألف مرة من الضغط الجوي القياسي عند مستوى سطح البحر. يزيد الضغط مع العمق.

السبر

تم مسح خندق ماريانا وعمقه لأول مرة في عام 1875 من قبل السفينة البريطانية H.M.S. تشالنجر ، كونه جزءًا من أول رحلة بحرية عالمية في المحيطات.

سجل العلماء عمقًا يصل إلى 4،475 قتيلًا (حوالي خمسة أميال أو ثمانية كيلومترات) باستخدام وتر صدى ثقيل.

في نوفمبر من عام 1899 ، قامت السفينة يو إس إس نيرو ، وهي سفينة بحرية محولة ، بالتحقيق في 5269 قبة (9636 مترًا). كان هذا أعمق عمق تم ملاحظته في ذلك الوقت وتم الاحتفاظ بسجل لعدة سنوات حتى قامت سفينة الأبحاث الألمانية بلانيتا بالتحقيق في قبر الفلبين.

دخل قارب الباتروس البخاري من هيئة الأسماك الأمريكية إلى خندق ماريانا وعثر على 8802 متر في فبراير 1900 جنوب شرق غوام. بحثت سفينة الكابلات Colonia عن طريق عبر الطرف الشمالي للخندق في عام 1902.

بعد مرور ثلاثين عامًا تقريبًا على أول مسح أشار إلى وجود أعماق غير عادية في محيط جزر ماريانا ، تم تحديد الخندق أخيرًا. نشر العالم الجغرافي أوتو كروميل ما يمكن أن يكون أول خريطة ذاتية للخندق في طبعة عام 1907 من Handbuch دير Ozeanographie.

سوف يستغرق الأمر أربعين سنة أخرى قبل الاعتراف بأن خندق ماريانا كان له أعمق أعماق المحيط العالمي.

في عام 1951 تفقد تشالنجر 2 الخندق باستخدام مسح الصدى ، وهو طريقة أكثر دقة وأسهل بكثير لقياس العمق من فريق المسح وخطوط الجر التي استخدمت في الرحلة الأصلية.

خلال هذا المسح ، تم تسجيل أعمق جزء من الخندق عندما قاس تشالنجر 2 عمق 5960 قبة (10،900 متر) إلى 11 ° 19'N 142 ° 15'E ، والمعروفة باسم الهاوية تشالنجر..

أعطت حملة تشالنجر لمحة أولى عن أحواض المحيطات العميقة وغيرها من الميزات في قاع المحيط.

بالإضافة إلى استكشاف خندق ماريانا ، قام تشالنجر أيضًا بجمع بيانات مهمة عن خصائص وأنواع المحيط الهادئ والمحيط الأطلسي والهندي ، التي تغطي حوالي 130،000 كيلومتر ، أي ما يقرب من 71000 ميل بحري.

تم اكتشاف حوالي 5000 نوع جديد من الكائنات البحرية خلال الحملة التي استغرقت 4 سنوات.

في مارس 1995 ، استخدمت الغواصة اليابانية بدون طيار كايكو لإجراء تحقيقات أعمق في خندق ماريانا.

كايكو عبارة عن سفينة متطورة ذات نظام تحديد موقع دقيق للغاية ، مما يسمح للعلماء بجمع بيانات مهمة دون الحاجة إلى تعريض غواص بشري للخطر.

Marianas Trench هو موقع تم اختياره من قبل باحثين من جامعة واشنطن ومؤسسة Woods Hole لعلوم المحيطات في عام 2012 لإجراء تحقيق زلزالي في دورة المياه الجوفية.

باستخدام كل من مقاييس الزلازل والقاع المائية في قاع المحيط ، يمكن للعلماء رسم خرائط للهياكل التي يصل عمقها إلى 97 كم (60 ميلاً) تحت سطح الأرض.

خفضه

كانت المرة الأولى التي ينحدر فيها البشر إلى هاوية تشالنجر منذ أكثر من 50 عامًا. في 23 يناير 1960 ، حقق العالم السويسري جاك بيكارد والملازم دون والش من البحرية الأمريكية هذا الهدف.

كان في غواصة تابعة للبحرية الأمريكية ، وهي عبارة عن حوض استحمام يسمى تريست ، سجل رقما قياسيا للغوص على عمق 10 ، 900 متر.

كان لدى العالم فكرة استخدام 70 طنًا من البنزين لملء عوامات الغواصات التي يبلغ طولها 50 قدمًا ، مع العلم أن البنزين أخف من الماء ، والذي تم استخدامه بدوره لإغراق خزانات الهواء الغاطسة ، مما يسمح نزولها.

مع زيادة العمق ، ضغط البنزين ، مما قلل من طفو الغواصة وسرع من تقدمه حتى حوالي 5 ساعات بعد ذلك ، وصلت تريست إلى قاع المحيط ، تحمل أكثر من 16000 رطل لكل بوصة مربعة..

بعد عامين من التعديلات واختبارات الانغماس بالقرب من سان دييغو وغوام ، كان حوض الاستحمام تريست جاهزًا للغطس الرائع في أسفل خندق ماريانا.

في 20 كانون الثاني (يناير) 1960 ، غادرت سفينة قيادة وزورق قطر وسفينة للحمام غوام. كانت المهمة الأولى لسفينة القيادة هي إيجاد أعمق جزء من فجوة تشالنجر لضمان حقوق التفاخر المناسبة للمستكشفين.

ولكن نظرًا لأن مسبار العمق على متن السفينة لم يستطع قياس هذه الأعماق المتطرفة ، استخدم الطاقم طريقةً خامًا. أشعلوا الفتيلات في كتل من مادة تي إن تي وألقوا بهم بجانبها لتنفجر تحت الماء.

ثم استخدموا أجهزة ضبط الوقت لحساب الثواني حتى ارتدت الموجات الصوتية للانفجار من قاع البحر البعيد وانحسرت إلى مكبر صوت السفينة. وسرعان ما حددوا المنطقة المستهدفة بعرض 1.6 كيلومتر وطول 11 كيلومتر.

بعد نزول خمس ساعات ، أمضى الزوجان حوالي 20 دقيقة فقط في القاع ولم يتمكنوا من التقاط أي صور بسبب غيوم الطمي التي حركها مرورهم.

في نهاية الستينيات من القرن الماضي ، تخلت البحرية الأمريكية عن الاستكشاف المأهول لأعمق الهاوية في العالم..

توقع فريق تريست القيام بالعديد من الغطس العميق بسيارتهم ، لكن البحرية ، مشيرة إلى مخاوف تتعلق بالسلامة ، قررت قصر الفن على أعماق تزيد عن 6000 متر..

كما ظلت الغواصات البحثية من الجيل التالي التي بنتها مؤسسات علم المحيطات في جميع أنحاء العالم في أعماق ضحلة. من خلال بناء السفن التي يمكن أن تصل إلى 6000 متر ، يمكنهم استكشاف 98 في المئة من المحيط ، كما جادلوا ، كل شيء ما عدا الخنادق الغامضة.

علم علماء المحيطات أن يثقوا في المركبات الآلية للتحقق من الأماكن التي لا يستطيع البشر الذهاب إليها.

في 26 مارس 2012 ، تمكن المخرج جيمس كاميرون من ملامسة قبر ماريانا في ديبسي تشالنجر الغاطسة ، بعد هبوط دام ساعتين و 36 دقيقة.

أمضى كاميرون عدة ساعات في استكشاف قاع المحيط ، وجمع المعلومات والبيانات العلمية ، ومعلومات العينة ، قبل أن يبدأ صعوده الذي دام 70 دقيقة.

في يوليو 2015 ، قام أعضاء الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي وجامعة ولاية أوريغون وخفر السواحل بإلقاء ميكروفون في أعمق جزء من خندق ماريانا ، الهاوية تشالنجر.

بعد عدم نشر واحدة تتجاوز ميلًا واحدًا ، تم تصميم مكبر صوت التيتانيوم المصنوع من التيتانيوم لتحمل الضغط الهائل الذي يقع على بعد 7 أميال. على الرغم من أن الباحثين لم يتمكنوا من استعادة الميكروفون حتى نوفمبر ، إلا أن سعة البيانات كانت كاملة في أول 23 يومًا.

بعد أشهر من تحليل الصوت ، فوجئ الخبراء بالتقاط الأصوات الطبيعية والاصطناعية مثل القوارب والزلازل والأعاصير والحوت. بسبب نجاح المهمة ، أعلن الباحثون عن خطط لنشر مكب صوت ثانٍ في عام 2017 لفترة ممتدة من الوقت.

علم البيئة

حتى الغمر التاريخي لبيكارد والش ، كان العلماء قد ناقشوا ما إذا كانت الحياة يمكن أن توجد تحت هذا الضغط الشديد. ولكن في الجزء السفلي ، قام عاكس تريست بإلقاء الضوء على مخلوق اعتقد بيكارد أنه سمكة ناعمة ، وهي اللحظة التي وصفها بيكارد لاحقًا بحماس في كتاب عن رحلته.

زعمت البعثة الاستكشافية التي أجرتها Piccard و Walsh أنها لاحظت (بمفاجأة كبيرة بسبب الضغط العالي) كائنات كبيرة تعيش في الخلفية ، مثل سمكة مسطحة طولها حوالي 30 سم والروبيان. وفقًا لـ Piccard ، بدا أن الصندوق واضح وواضح.

كثير من علماء الأحياء البحرية الآن يشككون في الرؤية المزعومة للسمك المسطح ، ويقترح أن المخلوق ربما كان خيارًا بحريًا.

خلال الرحلة الثانية ، جمعت مركبة كايكو غير المأهولة عينات من الطين من قاع البحر. وقد وجد أن الكائنات الصغيرة تعيش في تلك العينات.

لقد وجد العلماء في معهد سكريبس لعلوم المحيطات الأميبات العملاقة على بعد 10.6 كيلومترات تحت سطح المحيط ، في خندق ماريانا..

لوضع ذلك في منظوره الصحيح: تعيش هذه الأميبا ، المعروفة أيضًا باسم إكسينوفوريز ، في خندق على عمق 1.6 كيلومتر من ارتفاع جبل إفرست. وكان سجل العمق السابق ل xenophores حوالي 7.5 كيلومترات.

أوضح كيفن هاردي ، مهندس المحيطات في سكريبس ، الذي نظم الرحلة ، أن خندق ماريانا ، الواقع شرق جزر ماريانا ، لم يتم استكشافه إلا قليلاً حتى وقت قريب لأن التكنولوجيا لم تسمح بذلك.

يبلغ الضغط في أسفل الخندق حوالي 16500 رطل لكل بوصة مربعة. الضغط عند مستوى سطح البحر هو 14.7 رطل.

وقال هاردي إن الضغط على ارتفاع 35000 قدم تحت مستوى سطح البحر شديد للغاية لدرجة أن العظام البشرية سيتم سحقها بالكامل.

لحماية الكاميرات والأضواء من التكسير ، بنى هاردي وفريقه كرة بقطر 17 بوصة ، مصنوعة من الزجاج السميك 1 بوصة. قال هاردي إن سمك الزجاج وقوته يسمحان للكرة بأن تصمد أمام ضغوط البحر العميق.

وبصرف النظر عن هذا ، فإن أعمق حفرة محيطية على الأرض هي موطن لمجتمع نشط بشكل مفاجئ من البكتيريا ، مما يشير إلى أن الخنادق الأخرى قد تكون نقطة التقاء للحياة الميكروبية ، كما يقول الباحثون..

قام الباحثون بتحليل مستويات استهلاك الأكسجين داخل الرواسب ، والتي كشفت عن نشاط الميكروبات في أعماق البحار.

اكتشفوا معدلات عالية غير متوقعة لاستهلاك الأكسجين في قاع البحر ، مما يشير إلى وجود مجتمع ميكروبي نشط مرتين في موقع قريب من 6000 متر (6900 متر) إلى حوالي 35 كم (60 كم) إلى الجنوب.

كان لدى رواسب Challenger Abyss أيضًا مستويات أعلى بكثير من الميكروبات والمركبات العضوية من الموقع الأعلى القريب.

ويشير الباحثون إلى أن خندق ماريانا بمثابة فخ طبيعي للرواسب من الأعلى. شوهدت تأثيرات مماثلة في الأخاديد المغمورة الأخرى.

مجموعة أخرى من الباحثين لمحة مؤخرا عن وجود مجتمعات من الميكروبات التي تزدهر في القشرة المحيطية.

ركز هذا الاكتشاف على الصخور التي يصل ارتفاعها إلى حوالي 1150 إلى 1900 قدم (350 إلى 580 متر) تحت قاع البحر. تحت حوالي 8500 قدم (2600 متر) من المياه من الساحل الشمالي الغربي للولايات المتحدة.

يبدو أن هذه الميكروبات تعيش على الطاقة من التفاعلات الكيميائية بين الماء والصخور بدلاً من تساقط المواد الغذائية من الأعلى.

مراجع

1. محرري الموسوعة البريطانية. (2017). ماريانا خندق عام 2017 ، من موسوعة بريتانيكا. تم الاسترجاع من: britannica.com.
2. تشارلز ك. (2013). الميكروبات تزدهر في أعمق بقعة على الأرض. 2017 ، من Amazing Planet. تم الاسترجاع من: livescience.com.
3. ديبورا نيتبورن (2011). الأميبا العملاقة وجدت في خندق ماريانا 6.6 كيلومتر تحت البحر. عام 2017 ، بواسطة L. A. Times تم استرجاعه من: latimesblogs.latimes.com.
4. ألبرت إي ثيبير. (2009). ثلاثون عاما من اكتشاف خندق ماريانا. 2017 ، بواسطة Hydro International تم الاسترجاع من: hydro-international.com.
5. تحدي أعماق البحار. (2012). ماريانا خندق. عام 2017 ، من تحدي أعماق البحار. تم الاسترجاع من: deepseachallenge.com.
6. كير ثان. (2012). جيمس كاميرون استكمال كسر ماريانا خندق الغوص. عام 2017 ، من National Geographic News. تم الاسترجاع من: news.nationalgeographic.com.
7. إليزا ستريكلاند. (2012). دون والش وصف الرحلة إلى أسفل خندق ماريانا. 2017 ، من IEEE Spectrum. تم الاسترجاع من: spectrum.ieee.org.