Мини-исследование "Марианская впадина. Тайна её глубин"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа с.Алексеевка Базарно-Карабулакского муниципального района Саратовской области»

Мини-исследование на тему:

 «Марианская впадина. Тайна её глубин»

                                                                       Выполнила: ученица 9 «А» класса

                                             Дашкова Александра

                                                             Руководитель: Агафонова Е.С.

2014 год

Содержание

1.Введение………………………………………………………………………...3

2.Основная часть………………………………………………………………...4

3.Заключение……………………………………………………………………11

4.Словарь терминов и понятий………………………………………………12

5.Список использованной литературы и интернет-ресурсов…………….13

Введение.

Марианская впадина, или Марианский жёлоб — океаническая впадина на западе Тихого океана, являющаяся глубочайшим из известных на Земле географических объектов.

Все мы хорошо знаем из школьного курса географии, что самой высокой точкой планеты является Эверест, самой глубокой – Марианский желоб. В то время как об Эвересте известно достаточно много интересных фактов, о самой глубокой точке Земли мы практически ничего не знаем, кроме ее глубины. Поэтому целью нашей работы является анализ ряда особенностей Марианской впадины. Задачами данной работы являются:

- рассмотреть местоположение Марианского желоба;

- осветить историю ее исследования;

- изучить особенности рельефа и животного мира.

Основная часть.

Марианская впадина (другое ее название - Утроба Геи) представляет собой один из самых таинственных и интересных уголков земного шара. Образовалась впадина миллионы лет назад по причине сдвига тектонических плит. Название своё эта абсолютная глубина получила благодаря находящимся рядом Марианским островам. Вся впадина растянулась вдоль островов на полторы тысячи километров и имеет характерный V-образный профиль. По сути это обычный тектонический разлом. Склоны её крутые, в среднем около 7—9°, а дно — плоское, шириной от 1 до 5 километров, и разделённое порогами на несколько замкнутых участков. Давление на дне Марианской впадины достигает 108,6 МПа — это более чем в 1100 раз больше обычного атмосферного давления!

Исследования Марианского желоба были положены английской экспедицией судна «Челленджер», 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 г. 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.

23 января 1960 года было осуществлено первое и единственное погружение человека на дно Марианского глубоководного желоба. Таким образом, единственными людьми, побывавшими “на дне Земли”, стали лейтенант ВМС США Дон Уолш и исследователь Жак Пикар. Во время погружения их защищали бронированные, толщиной в 127 миллиметров, стенки батискафа под названием “Триест”.

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.

Дальнейшие исследования проходили с августа по октябрь 2010 года, когда при помощи многолучевого эхолота была детально изучена площадь дна, равная 400 000 квадратных километров. В это время на дно Марианской впадины погрузился автоматический подводный аппарат Nereus. Согласно замерам, он опустился на 10 902 метра ниже уровня Мирового океана. В результате и были обнаружены, по меньшей мере, 4 океанических горных хребта высотой в 2,5 километра, пересекающих поверхность Марианского жёлоба в месте соприкосновения Тихоокеанской и Филиппинской литосферных плит.

Согласно последним исследованиям 2011 года глубина самой глубокой точки Марианской впадины составляет около 10 994 метра ± 40 метров. Для сравнения высота самой высокой вершины мира - Эвереста составляет 8 848 метров. Это значит, что если бы Эверест оказался в Марианской впадине, то он был бы покрыт еще 2,1 км воды.

Спускаясь на такую глубину, мы ожидаем, что там будет очень холодно. Температура здесь достигает чуть выше нуля, варьируя от 1 до 4 градусов по Цельсию.

Однако на глубине около 1,6 км от поверхности Тихого океана находятся гидротермальные источники, называемые "черные курильщики". Они выстреливают воду, которая нагревается до 450 градусов по Цельсию.

Эта вода богата минералами, которые помогают поддерживать жизнь в этой области. Несмотря на температуру воды, которая на сотни градусов выше точки кипения, вода здесь не закипает из-за невероятного давления воды, в 155 раз выше, чем на поверхности.

Рельеф Марианской впадины имеет ряд особенностей. Одной из них является гидротермальный источник Шампань Марианской впадины, который находится за пределами желоба Окинава возле Тайваня, является единственной известной подводной областью, где можно обнаружить жидкий углекислый газ. Источник, открытый в 2005 году, получил свое название в честь пузырьков, которые оказались диоксидом углерода.

Многие считают, что эти источники, названные "белыми курильщиками" из-за более низкой температуры, могут быть источником жизни. Именно в глубине океанов с низкой температурой и обилием химических веществ и энергии могла зародиться жизнь.

Если бы у нас была возможность проплыть на самую глубину Марианской впадины, то мы почувствовали бы, что она покрыта слоем вязкой слизи. Песок, в привычном нам виде, там не существует.

Дно впадины в основном состоит из измельчённых раковин и остатков планктона, которые скапливались на дне впадины в течение многих лет. Из-за невероятного давления воды, практически все там превращается в мелкую серовато-желтую густую грязь.

Другая особенность - Вулкан Дайкоку, который находится на глубине около 414 метров на пути к Марианской впадине, является источником одного из самых редких явлений на нашей планете. Тут находится озеро чистой расплавленной серы. Единственным местом, где можно обнаружить жидкую серу, является спутник Юпитера – Ио.

В этой яме, названной "котлом", бурлящая черная эмульсия кипит при 187 градусов по Цельсию. Хотя ученым не удалось исследовать это место детально, возможно глубже содержится еще больше жидкой серы. Это может раскрыть секрет происхождения жизни на Земле.

Согласно гипотезе Геи, наша планета является одним самоуправляемым организмом, в котором все живое и неживое соединено для поддержания ее жизни. Если эта гипотеза верна, то ряд сигналов можно наблюдать в естественных циклах и системах Земли. Так соединения серы, созданные организмами в океане, должны быть достаточно стабильны в воде, чтобы позволить им перейти в воздух, и вновь вернуться на сушу.

И, наконец, третья особенность – каменные мосты. В конце 2011 года в Марианской впадине было обнаружено четыре каменных моста, которые простирались с одного до другого конца на 69 км. Похоже, что они сформировались на стыке Тихоокеанских и Филиппинских тектонических плит.

Один из мостов Dutton Ridge, который был открыт еще 1980-х годах, оказался невероятно высоким, как небольшая гора. В самой высокой точке, хребет достигает 2,5 км над "Бездной Челленджера".

Как и многие аспекты Марианской впадины, предназначение этих мостов остается неясным. Однако сам факт того, что в одном из самых загадочных и неизведанных мест, обнаружили эти формирования, является удивительным.

В настоящее время точно изучено лишь некоторые из видов, обитающие на такой глубине. Эти животные или полностью слепые, или имеют мощные глаза, в основном телескопические. Большинство глубоководных обитателей имеют ужасающий внешний вид. Во время экспедиции английского судна «Челенджер», регистрирующий звуки прибор стал передавать на поверхность шумы, напоминающие скрежет зубьев пилы по металлу. В то же время на мониторе телевизора появились неясные тени, похожие на гигантских сказочных драконов. У этих существ было по несколько голов и хвостов. Через час ученые американского научно-исследовательского судна «Гломар Челленджер» забеспокоились, что уникальная аппаратура, изготовленная из балок сверхпрочной титаново-кобальтовой стали в лаборатории НАСА, имеющая шарообразную конструкцию, так называемый «еж» диаметром около 9 м, может остаться в бездне навечно. Было принято решение поднять ее немедленно. «Ежа» извлекали из глубин более восьми часов. Как только он появился на поверхности, его немедленно положили на специальный плот. Телекамеру и эхолот подняли на палубу «Гломар Челленджера». Выяснилось, что прочнейшие стальные балки конструкции были деформированы, а стальной 20-сантиметровый трос, на котором ее опускали, оказался наполовину перепиленным. Кто пытался оставить «ежа» на глубине и зачем – абсолютная загадка. Подробности этого интереснейшего эксперимента, проведенного американскими океанологами в Марианской впадине, были опубликованы в 1996 году газете «Нью-Йорк Таймс» (США).

Это не единственный случай столкновения с необъяснимым в глубинах Марианской впадины. Нечто подобное случилось с немецким научно-исследовательским аппаратом «Хайфиш» с экипажем на борту. Оказавшись на глубине 7 км, аппарат неожиданно отказался всплывать. Выясняя причину 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, экипаж привел в действие устройство именуемое «электрической пушкой». Чудовище, пораженное мощным разрядом, скрылось в бездне.

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.

Несколько лет назад на дне Марианской впадины обнаружили гигантских 10-ти сантиметровых амеб, называемых ксенофиофоры.

Эти одноклеточные организмы, вероятно, стали такими большими из-за среды, в которой они обитают на глубине 10,6 км. Холодная температура, высокое давление и отсутствие солнечного света, скорее всего, способствовали тому, что эти амебы приобрели огромные размеры.

Кроме того, ксенофиофоры обладают невероятными способностями. Они устойчивы к воздействию множества элементов и химических веществ, включая уран, ртуть и свинец, которые убили бы других животных и людей.

Сильное давление воды в Марианской впадине не дает шанса на выживание ни одному животному с раковиной или костями. Однако в 2012 году в желобе возле серпентиновых гидротермальных источников были обнаружены моллюски. Серпентин содержит водород и метан, который позволяет формироваться живым организмам.

Каким образом моллюски сохранили свою раковину при таком давлении, остается неизвестным.

Кроме того, гидротермальные источники выделяют другой газ – сероводород, который смертелен для моллюсков. Однако они научились связывать сернистое соединение в безопасный белок, что позволило популяции этих моллюсков выжить.

Как выяснилось, на дне впадины обитают самые разнообразные виды живых организмов. Кроме бактерий, там водятся беспозвоночные с хитиновым панцирем, корненожки, раки, брюхоногие моллюски, а также рыбы… Правда, последние поражают зрителя своим ужасающим внешним видом: у них огромные зубы, глаза, вращающиеся в разные стороны, а вместо плавников — острые шипы… А еще здесь обитают двухметровые черви.
В пределах желоба также найдены 10-сантиметровые зубы гигантской акулы — мегалодона. Считается, что эти доисторические чудовища имели 24 метра в длину, ширину пасти 2 метра, а вес — около 100 тонн… Хотя они должны были вымереть еще 2-2,5 миллиона лет назад, возраст найденных зубов составляет от 11 до 24 тысяч 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.

Заключение

В настоящее время исследования Марианской впадины продолжаются. Возможно не так много времени осталось до момента, когда технологии позволят во всём разнообразии познакомиться с обитателями Марианской впадины и других океанских глубин, но пока имеем то, что имеем.

Кроме того, Марианская впадина является национальным памятником США и самым крупным морским заповедником в мире. 

Так как он является памятником, существует ряд правил для тех, кто хочет посетить это место. В пределах ее границ, рыболовство и добыча полезных ископаемых здесь строго запрещена. Однако плавать здесь разрешено, так что вы можете стать следующим, кто решится отправиться в самое глубокое место в океане.

Словарь терминов и понятий.

Гипотеза Геи (англ. Gaia hypothesis) — теория о Земле как суперорганизме, который в результате саморегуляции способен поддерживать основные параметры среды на постоянном уровне. Так, при различных уровнях энергии, поступающей от Солнца, температура поверхности планеты может оставаться приблизительно на одном уровне. Предложена в 1970-х годах британским экологом Джеймсом Лавлоком .

Ксенофиофоры - гигантские 10-ти сантиметровые амебы.

Планктон — разнородные, в основном мелкие организмы, свободно дрейфующие в толще воды и неспособные — в отличие от нектона — сопротивляться течению. Такими организмами могут быть бактерии, диатомовые и некоторые другие водоросли (фитопланктон), простейшие, некоторые кишечнополостные, моллюски, ракообразные, яйца и личинки рыб, личинки различных беспозвоночных животных (зоопланктон). 

Погонофоры -  группа морских беспозвоночных животных, обитающих в хитиновых трубках. 

Серпентин (от лат. serpens — змея), змеевик (устар.) — группа минералов, магниево-железистые гидросиликаты

Хитин -  природное соединение из группы азотсодержащих полисахаридов. Основной компонент экзоскелета (кутикулы) членистоногих и ряда др. беспозвоночных, входит в составклеточной стенки грибов и бактерий.

Список использованной литературы и интернет-ресурсов

1. Гурьянова У.Ф. Глубоководные животные. Большая советская энциклопедия. Т. 6. 3-е изд. М.: Изд-во “Советская энциклопедия”, 1971 г.
2. Наука об океане. Под ред. Менард Г. Пер. с англ. М.: Прогресс. 1981. - 392 с.
3. Зенкевич Л.А. Глубоководные впадины Тихого океана. “Вестн. АН СССР”, 1953. № 12.
4. Расс Т. С. Рыбы самых больших глубин. “Природа”, 1998, № 7.
5. Тарасов Н.И. Море живет. 3-е изд. М., 1956.
6. Итоги науки. Достижения океанологии, фауна наибольших глубин (ультраабиссали) мирового океана. М.: 1966.
7. Беляев Г.М. Донная фауна больших глубин (ультраабиссали) Мирового океана. М.: Наука, 1966.
8.  Энциклопедия «Чудеса света» издательство «Белый город» ,Москва 2008.
9. http://www.e-reading.mobi/book.php?book=100531
10.  http://ru.wikipedia.org
11.  http://ria.ru/titanic_history/20120106/530039501.html