Марианская впадина, или Марианский жёлоб - океаническая впадина на западе Тихого океана, являющаяся глубочайшим из известных на Земле географических объектов.
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.
Также, значительный вклад в изучение Марианского глубоководного желоба, был сделан советскими исследователями. В 1958 году, 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.
“Витязь” в г.Калининграде на вечной стоянке
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.
В 90-е годы три погружения совершил японский аппарат Kaiko, управлявшийся дистанционно с “материнского” судна по волоконно-оптическому кабелю. Однако в 2003 году при исследовании другой части океана, во время шторма оборвался буксировочный стальной трос, и робот был утерян.
Подводный катамаран Nereus, стал третьим глубоководным аппаратом, достигшим дна Марианской впадины.
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.
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.
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.
Впадина протянулась вдоль Марианских островов на 1500 км; она имеет V-образный профиль, крутые (7-9°) склоны, плоское дно шириной 1-5 км, которое разделено порогами на несколько замкнутых депрессий. У дна давление воды достигает 108,6 МПа, что более чем в 1100 раз больше нормального атмосферного давления на уровне Мирового океана. Впадина находится на границе стыковки двух тектонических плит, в зоне движения по разломам, где Тихоокеанская плита уходит под Филиппинскую плиту.
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, осьминоги-мутанты, необыкновенные морские звезды и какие-то мягкотелые существа двухметровой длины, которых вообще пока не идентифицировали.
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?
—> Вид на впадину со спутника <—
На Земле находится 5 океанов, которые занимают значительную часть суши. Покорив космос и совершив высадку человека на Луне, отправив автономные космические аппараты к самым дальним планетам Солнечной системы, люди знают ничтожно мало о том, что скрывается в морских глубинах на родной планете.
Что такое Марианская впадина?
Такое название носит самое глубокое из известных на сегодня мест Тихого океана. Оно представляет собой желоб, образованный путем схождения тектонических плит. Максимальная глубина Марианской впадины составляет приблизительно 10 994 метров (данные на 2011 год). Существуют и другие желоба во всех остальных океанах, но не такие глубокие. Сравниться с Марианской впадиной может разве что Яванская (7729 метров).
Месторасположение
Самое глубоководное место на Земле находится на западе Тихого океана, у Марианских островов. Желоб тянется вдоль них на полторы тысячи километров. Дно у впадины плоское, его ширина составляет от 1 до 5 километров. Свое название желоб получил в честь островов, рядом с которыми он находится.
"Бездна Челленджера"
Такое название имеет самое глубокое место (10 994 метра) Марианской впадины. Здесь нужно пояснить, что получить точные размеры этого гигантского прогиба океанского дна пока невозможно. Скорость звука на разных глубинах сильно отличается, а Марианский желоб имеет очень сложную структуру, поэтому данные, полученные при помощи эхолота, всегда немного отличаются.
История открытия
Люди давно знали, что в морях и океанах существуют глубоководные места. В 1875 году английский корвет «Челленджер» открыл одну из подобных точек. Какая глубина Марианской впадины была зафиксирована тогда? Она составила 8367 метров. Орудия измерения в то время были далеки от идеала, но даже этот результат произвел ошеломляющее впечатление - стало понятно, что найдена самая глубокая точка океанского дна на планете.
Исследования желоба
В XIX веке исследовать дно Марианской впадины было просто невозможно. В то время не существовало технологий, позволяющих спуститься на такую глубину. Без современных средств погружения это было равносильно самоубийству.
Повторное исследование желоба состоялось спустя много лет, в следующем столетии. Произведенные в 1951 году замеры показали глубину 10 863 метра. Затем в 1957 году изучением впадины занимались члены советского научного судна «Витязь». По их замерам глубина Марианской впадины составила 11 023 метра.
Последнее исследование желоба осуществлялось в 2011 году.
Великое путешествие Кэмерона
Канадский режиссер стал третьим в истории исследований Марианской впадины человеком, спустившимся на ее дно. Он первым в мире сделал это в одиночку. До его погружения желоб исследовали Дон Уолш и Жак Пикар в 1960 году при помощи батискафа «Триест». Кроме того, узнать, какова глубина Марианской впадины, пытались японские ученые, используя для этого зонд «Кайко». А в 2009 году на дно желоба спускался аппарат Nereus.
Спуск на такую невероятную глубину связан с огромным количеством рисков. В первую очередь человеку угрожает чудовищное давление в 1100 атмосфер. Оно может повредить корпус аппарата, что приведет к гибели пилота. Еще одна серьезная опасность, подстерегающая при спуске на глубину, - царящий там холод. Он способен не только привести к сбою работы оборудования, но и убить человека. Батискаф может столкнуться со скалами и получить повреждение.
Джеймс Кэмерон много лет мечтал побывать в самой глубокой точке Марианской впадины - "бездне Челленджера". Для того чтобы осуществить задуманное, он снарядил собственную экспедицию. Специально для этого в Сиднее был разработан и построен подводный аппарат - одноместный батискаф Deepsea Challenger, оснащенный научным оборудованием, а также фото- и видеокамерами. В нем Кэмерон опустился на дно Марианской впадины. Произошло это событие 26 марта 2012 года.
Кроме фотографий и видеосъемки, батискаф Deepsea Challenger должен был сделать новые замеры желоба и попытаться дать точные данные по его размерам. Всех волновал один вопрос: "Сколько?" Глубина Марианской впадины, по показаниям аппарата, составила 10 908 метров.
Режиссер был впечатлен тем, что увидел внизу. Больше всего дно впадины напомнило ему безжизненный лунный пейзаж. Страшных обитателей бездны он не встретил. Единственным существом, увиденным им в иллюминатор батискафа, была небольшая креветка.
После успешного путешествия Джеймс Кэмерон решил подарить свой батискаф океанографическому институту, чтобы он мог и дальше использоваться для исследования морских глубин.
Жуткие обитатели глубин
Чем ниже дно океана, тем меньше солнечных лучей проникает сквозь толщу воды. Глубина Марианской впадины является причиной того, что в ней всегда царит непроглядный мрак. Но даже отсутствие света не может стать помехой для зарождения жизни. Темнота рождает существ, которые никогда не видели солнца. А их, в свою очередь, только совсем недавно смогли увидеть морские биологи.
Зрелище это не для слабонервных. Практически все обитатели Марианской впадины словно рождены фантазией художника, создающего чудовищ для фильмов ужасов. Увидев их впервые, можно подумать, что они не живут рядом с человеком на одной планете, а являются инопланетными существами, настолько чужеродными они выглядят.
В какой-то мере это действительно так - об океанах и их обитателях известно ничтожно мало. Дно Марианской впадины исследовано на сегодняшний день меньше, чем поверхность Марса. Поэтому долгое время считалось, что на такой глубине без солнечного света жизнь невозможна. Оказалось, что это не так. Глубина Марианской впадины, гигантское давление и холод - не помеха для зарождения удивительных существ, живущих в полном мраке.
Безобразную внешность большинство из них имеют из-за ужасных условий обитания. Кромешный мрак, царящий на глубине, сделал морских обитателей этих мест совершенно слепыми. Многие рыбы имеют зубы огромных размеров, как, например, хаулиоды, которые заглатывают свою жертву целиком.
Чем могут питаться живые существа, находящиеся так далеко от поверхности океана? На дне впадины скапливаются останки живых организмов, образуя многометровый слой донного ила. Этими отложениями и питаются обитатели глубин. Хищные рыбы имеют светящиеся участки тела, которыми они привлекают мелких рыбешек.
Населяют желоб бактерии, которые могут развиваться только при высоком давлении, одноклеточные организмы, медузы, черви, моллюски, голотурии. Глубина Марианской впадины дает им возможность достигать очень крупных размеров. Например, бокоплавы, найденные на дне желоба, имеют длину 17 сантиметров.
Амебы
Ксенофиофоры (амебы) - одноклеточные организмы, которых можно рассмотреть только при помощи микроскопа. Но на глубине эти обитатели Марианской впадины достигают гигантских размеров - до 10 сантиметров. Раньше их находили на глубине 7500 метров. Интересной особенностью этих организмов, помимо их размеров, является способность накапливать уран, свинец и ртуть. Внешне глубоководные амебы выглядят по-разному. Некоторые имеют форму диска или тетраэдра. Питаются ксенофиофоры донными отложениями.
Hirondellea gigas
Амфиподы (бокоплавы) больших размеров были обнаружены в Марианском желобе. Эти глубоководные раки питаются мертвой органикой, скапливающейся на дне впадины, и обладают острым обонянием. Самый большой найденный экземпляр имел 17 сантиметров в длину.
Голотурии
Морские огурцы - еще одни представители организмов, обитающих на дне Марианской впадины. Этот класс беспозвоночных питается планктоном и донными отложениями.
Заключение
Марианский желоб еще не исследован должным образом. Никто не знает, какие существа населяют его и сколько тайн он хранит.
Недалеко от восточного побережья Филиппинских островов находится подводный каньон. Он настолько глубок, что вы можете разместить в нем гору Эверест, и при этом у вас останется еще около трех километров. Там царит непроницаемая тьма и действует невероятная сила давления, так что легко можно себе представить Марианскую впадину как одно из самых недружелюбных мест в мире. Однако, несмотря на все это, жизнь все равно продолжает каким-то образом там существовать – причем не просто с трудом выживать, а на самом деле процветать, благодаря чему там появилась полноценная экосистема.
Жизнь на такой глубине является крайне непростой – вечный холод, непроницаемый мрак и огромное давление не дадут вам спокойно существовать. Некоторые существа, такие как, например, удильщик, создают собственный свет, чтобы привлекать добычу или партнеров. Другие, такие как рыба-молот, развили огромные глаза, чтобы уловить так много света, доходящего до невероятных глубин, как это возможно. Другие существа просто пытаются скрыться от всех, и чтобы добиться этого, они становятся полупрозрачными или красными (красный цвет поглощает весь голубой свет, которому удается пробиться на дно впадины).
Защита от холода
Также стоит отметить, что всем существам, обитающим на дне Марианской впадины, необходимо справляться с холодом и давлением. Защита от холода обеспечивается жирами, которые формируют оболочку клеток тела существа. Если за этим процессом не следить, то мембраны могут потрескаться и перестать защищать тело. Чтобы бороться с этим, данные существа обзавелись внушительным запасом ненасыщенных жиров в мембранах. С помощью этих жиров мембраны всегда остаются в жидком состоянии и не трескаются. Но достаточно ли этого, чтобы выжить в одном из глубочайших мест на планете?
Какова Марианская впадина?
Марианская впадина имеет форму подковы, а ее протяженность составляет 2550 километров. Она расположена на востоке Тихого океана, и ее ширина составляет около 69 километров. Самая глубокая точка впадины была обнаружена недалеко от южной оконечности каньона в 1875 году – глубина там составила 8184 метра. С тех пор прошло уже немало времени, и с помощью эхолота были получены более точные данные: оказывается, самая глубокая точка имеет еще большую глубину, 10994 метра. Она получила название «Глубина Челленджера» в честь судна, которое произвело тот самый первый замер.
Погружение человека
Однако с того момента прошло около 100 лет – и только тогда впервые человек погрузился на такую глубину. В 1960 году Жак Пикар и Дон Уолш отправились в батискафе «Триест» покорять глубины Марианской впадины. «Триест» использовал бензин в качестве горючего и железные конструкции в качестве балласта. Батискафу при этом потребовалось 4 часа и 47 минут, чтобы достигнуть глубины 10916 метров. Именно тогда впервые был подтвержден факт того, что на такой глубине все же существует жизнь. Пикар сообщил, что видел тогда «плоскую рыбу», хотя на самом деле оказалось, что он заметил лишь морской огурец.
Кто проживает на дне океана?
Однако не только морские огурцы находятся на дне впадины. Вместе с ними там обитают большие одноклеточные организмы, известные как фораминиферы – они представляют собой гигантские амебы, которые могут вырастать до 10 сантиметров в длину. В нормальных условиях данные организмы создают оболочки из карбоната кальция, но на дне Марианской впадины, где давление в тысячу раз больше, чем на поверхности, карбонат кальция растворяется. Это означает, что данным организмам приходится использовать белки, органические полимеры и песок, чтобы создавать оболочки. Также на дне Марианской впадины живут креветки и другие ракообразные, известные как бокоплавы. Крупнейшие из бокоплавов похожи на гигантских мокриц-альбиносов – их можно обнаружить на глубине Челленджера.
Питание на дне
Учитывая то, что солнечный свет не достигает дна Марианской впадины, возникает очередной вопрос: чем питаются данные организмы? Бактериям удается выживать на такой глубине благодаря тому, что они питаются метаном и серой, которые появляются из земной коры, а некоторые организмы питаются этими бактериями. Но многие полагаются на то, что называется «морским снегом» — это крошечные кусочки детрита, которые достигают дна с поверхности. Одним из самых ярких примеров и богатейших источников питания являются туши погибших китов, которые в результате оказываются на дне океана.
Рыбы во впадине
Но что насчет рыб? Самая глубоководная рыба Марианской впадины была обнаружена только в 2014 году на глубине 8143 метров. Неизвестный призрачно-белый подвид липаровых с широкими крыловидными плавниками и хвостом как у угря был несколько раз записан камерами, которые погружались в глубины впадины. Однако ученые полагают, что эта глубина, скорее всего, является пределом того, где может выжить рыба. Это значит, что на дне Марианской впадины не может быть рыб, так как условия там не соответствуют строению тела позвоночных видов.
Впервые на дно Марианской впадины (глубина — 11,5 км), самого глубокого из известных на Земле океанического жёлоба, люди опустились с помощью батискафа Триест 23 января 1960 года. Ими были лейтенант ВМС США Дон Уолш (Don Walsh) и инженер Жак Пикар (Jacques Piccard). С тех пор и до последнего времени человек не опускался на эту глубину.
Голливудский режиссёр Джеймс Кэмерон в батискафе Deepsea Challenger
Спустя 52 года повторил этот путь к самой глубокой точке океана режиссёр «Аватара» и «Титаника» Джеймс Кэмерон, который 25 марта успешно погрузился на дно Марианской впадины и вернулся на поверхность. На специальном вертикальном батискафе Deepsea Challenger он через два часа после начала погружения достиг дна к 7:52 утра по местному времени. Там он пробыл в течение трёх часов, производя съёмку и сбор образцов, после чего успешно вернулся на поверхность.
Батискаф Deepsea Challenge с Джеймсом Кэмероном опускается в глубины Тихого океана
Первые люди, погрузившиеся на дно Марианской впадины, пробыли там всего 20 минут, сделав минимальный объём работы и почти ничего, кроме поднявшейся от погружения грязи и ила, не увидев. Прошедшие десятки лет не прошли даром. Батискаф господина Кэмерона был оснащён как следует — этого и следовало ожидать от человека, снявшего один из самых впечатляющих художественных стереоскопических фильмов и немало документальных картин о подводном мире.
Deepsea Challenger был оснащён множеством стереоскопических камер, башней светодиодной подсветки, батометром для взятия проб, роботизированным манипулятором и специальным устройством, способным захватывать небольшие подводные организмы с помощью всасывания. Сам глубоководный аппарат создан в Австралии и имеет длину 7 метром при весе 11 тонн. Отсек же, в котором ютился Джеймс Кэмерон, представляет собой сферу с внутренним диаметром чуть больше метра и предполагает только сидячее положение.
Аппарат Deepsea Challenge опускался на дно со скоростью 3—4 узла
Режиссёр перед погружением в интервью ВВС сказал, что это была его мечта: «Я вырос на научной фантастике во времена, когда люди жили в научно-фантастической реальности. Люди отправлялись на Луну, Кусто изучал океан. Это та среда, в которой я рос, это то, что я ценю с детства».
Джеймс Кэмерон сразу после погружения приветствует исследователя океана капитана военно-морского флота США Дона Уолша
Джеймс Кэмерон в люке Deepsea Challenge готовится к погружению
Другой снимок режиссёра и исследователя океана Дона Уолша (крайний справа), который был вместе с Жаком Пикаром первым человеком, достигшим дна Марианской впадины 52 года назад
Путешествие Джеймса Кэмерона в виде одноминутной анимации
