Mariana Trench: น้ำมากมายไปไหน?

2024 ผู้เขียน: Seth Attwood | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-16 16:17

ในขณะที่ผู้คนหลายพันคนได้ไปเยือนจุดสูงสุดของโลกอย่างเอเวอเรสต์ มีเพียงสามคนเท่านั้นที่ลงมายังก้นร่องลึกบาดาลมาเรียนา นี่เป็นสถานที่ที่สำรวจน้อยที่สุดบนโลก มีความลึกลับมากมายอยู่รอบๆ เมื่อสัปดาห์ที่แล้ว นักธรณีวิทยาพบว่ากว่าล้านปี น้ำ 79 ล้านตันทะลุผ่านรอยเลื่อนที่ก้นหลุมลึกลงไปในบาดาลของโลก

เกิดอะไรขึ้นกับเธอหลังจากนั้นไม่เป็นที่รู้จัก "ไฮเทค" พูดถึงโครงสร้างทางธรณีวิทยาของจุดต่ำสุดของโลกและกระบวนการแปลก ๆ ที่เกิดขึ้นที่ด้านล่าง

ปราศจากแสงแดดและแรงกดดันมหาศาล

ร่องลึกบาดาลมาเรียนาไม่ใช่หุบเหวแนวตั้ง เป็นร่องลึกรูปพระจันทร์เสี้ยว ทอดยาวไป 2,500 กม. ทางตะวันออกของฟิลิปปินส์และทางตะวันตกของกวม สหรัฐอเมริกา Challenger Deep จุดที่ลึกที่สุดของภาวะซึมเศร้า อยู่ห่างจากพื้นผิวมหาสมุทรแปซิฟิก 11 กม. เอเวอร์เรสต์ถ้ามันอยู่ที่ด้านล่างของความหดหู่ใจจะไม่อยู่ที่ระดับน้ำทะเล 2, 1 กม.

แผนที่ของร่องลึกบาดาลมาเรียนา

ร่องลึกบาดาลมาเรียนา (เรียกอีกอย่างว่าร่องลึกก้นสมุทร) เป็นส่วนหนึ่งของเครือข่ายรางน้ำระดับโลกที่ข้ามก้นทะเลและเกิดขึ้นจากเหตุการณ์ทางธรณีวิทยาในสมัยโบราณ เกิดขึ้นเมื่อแผ่นเปลือกโลกสองแผ่นชนกัน เมื่อชั้นหนึ่งจมอยู่ใต้อีกชั้นหนึ่งและเข้าไปในเสื้อคลุมของโลก

ร่องลึกใต้น้ำถูกค้นพบโดยเรือวิจัย Challenger ของอังกฤษระหว่างการสำรวจสมุทรศาสตร์ระดับโลกครั้งแรก ในปี พ.ศ. 2418 นักวิทยาศาสตร์พยายามวัดความลึกด้วยไดโพลต์ ซึ่งเป็นเชือกที่มัดน้ำหนักไว้และเครื่องหมายเมตร เชือกนั้นเพียงพอสำหรับ 4,475 ฟาทอม (8,367 ม.) เกือบหนึ่งร้อยปีต่อมา Challenger II กลับมาที่ร่องลึกบาดาลมาเรียนาพร้อมกับเสียงสะท้อนและตั้งค่าความลึกปัจจุบันเป็น 10,994 ม.

ด้านล่างของร่องลึกบาดาลมาเรียนาซ่อนอยู่ในความมืดชั่วนิรันดร์ - รังสีของดวงอาทิตย์ไม่ทะลุผ่านความลึกดังกล่าว อุณหภูมิอยู่เหนือศูนย์เพียงไม่กี่องศา และใกล้กับจุดเยือกแข็ง ความกดอากาศใน Challenger Abyss อยู่ที่ 108.6 MPa ซึ่งมากกว่าความดันบรรยากาศปกติที่ระดับน้ำทะเลประมาณ 1,072 เท่า นี่คือแรงกดดันห้าเท่าที่เกิดขึ้นเมื่อกระสุนกระทบวัตถุกันกระสุน และมีค่าเท่ากับแรงดันภายในเครื่องปฏิกรณ์สังเคราะห์พอลิเอทิลีนโดยประมาณ แต่ผู้คนพบวิธีที่จะลงไปด้านล่าง

ผู้ชายที่อยู่ด้านล่าง

คนแรกที่เยี่ยมชม Challenger Abyss คือ Jacques Piccard และ Don Walsh ทหารอเมริกัน ในปีพ.ศ. 2503 ในท้องฟ้าจำลอง "ทรีเอสต์" พวกมันร่อนลงมาที่ระดับ 10,918 ม. ในเวลาห้าชั่วโมง ณ จุดนี้ นักวิจัยใช้เวลา 20 นาทีและแทบไม่เห็นอะไรเลยเพราะกลุ่มตะกอนตะกอนลอยขึ้นจากเครื่องมือ ยกเว้นปลาบากบั่นที่โดนสปอตไลท์ การมีชีวิตภายใต้ความกดดันสูงเช่นนี้ถือเป็นการค้นพบครั้งสำคัญสำหรับภารกิจนี้

ก่อน Piccard และ Walsh นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าปลาไม่สามารถอาศัยอยู่ในร่องลึกบาดาลมาเรียนา ความดันในนั้นสูงมากจนแคลเซียมมีอยู่ในรูปของเหลวเท่านั้น ซึ่งหมายความว่ากระดูกของสัตว์มีกระดูกสันหลังจะต้องละลายอย่างแท้จริง ไม่มีกระดูกไม่มีปลา แต่ธรรมชาติได้แสดงให้นักวิทยาศาสตร์เห็นว่ามันผิด สิ่งมีชีวิตสามารถปรับตัวได้แม้ในสภาพที่ทนไม่ได้เช่นนั้น

สิ่งมีชีวิตจำนวนมากใน Challenger Abyss ถูกค้นพบโดย bathyscaphe Deepsea Challenger ซึ่งในปี 2012 ผู้กำกับ James Cameron ได้ลงไปที่ด้านล่างของร่องลึกบาดาลมาเรียนา ในตัวอย่างดินที่ถ่ายโดยเครื่องมือนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง 200 สายพันธุ์ และที่ก้นบ่อนั้น มีกุ้งและปูโปร่งแสงแปลกๆ

ที่ระดับความลึก 8,000 เมตร ฉากอาบน้ำได้ค้นพบปลาที่ลึกที่สุด ซึ่งเป็นตัวแทนใหม่ของสายพันธุ์ลิพาร์หรือทากทะเลหัวของปลาคล้ายกับของสุนัข และร่างกายของมันก็บางและยืดหยุ่นมาก - ในขณะเคลื่อนไหว มันดูคล้ายกับผ้าเช็ดปากโปร่งแสงที่ไหลไปตามกระแสน้ำ

ด้านล่างไม่กี่ร้อยเมตร มีอะมีบาขนาดยักษ์สิบเซนติเมตรที่เรียกว่าซีโนไฟฟอร์ สิ่งมีชีวิตเหล่านี้แสดงการต้านทานอย่างน่าทึ่งต่อองค์ประกอบและสารเคมีหลายอย่าง เช่น ปรอท ยูเรเนียม และตะกั่วที่จะฆ่าสัตว์หรือมนุษย์อื่นๆ ในไม่กี่นาที

นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ายังมีสปีชีส์อีกมากมายที่รอการค้นพบ นอกจากนี้ ยังไม่ชัดเจนว่าจุลินทรีย์เหล่านี้ - extremophiles - สามารถอยู่รอดได้ในสภาวะที่รุนแรงเช่นนี้ได้อย่างไร

คำตอบสำหรับคำถามนี้จะนำไปสู่การพัฒนาด้านชีวการแพทย์และเทคโนโลยีชีวภาพ และจะช่วยให้เข้าใจว่าชีวิตเริ่มต้นบนโลกได้อย่างไร ตัวอย่างเช่น นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยฮาวายเชื่อว่าภูเขาไฟโคลนจากความร้อนใกล้กับพื้นที่กดอากาศต่ำอาจเป็นปัจจัยที่ทำให้สิ่งมีชีวิตกลุ่มแรกอยู่รอดได้

ภูเขาไฟที่ด้านล่างของร่องลึกบาดาลมาเรียนา

ความแตกแยกคืออะไร?

ภาวะซึมเศร้าเกิดจากความลึกจากการแตกหักของแผ่นเปลือกโลกสองแผ่น - ชั้นแปซิฟิกอยู่ใต้แผ่นฟิลิปปินส์ทำให้เกิดร่องลึก บริเวณที่เกิดเหตุการณ์ทางธรณีวิทยาดังกล่าวเรียกว่าเขตมุดตัว

แผ่นเปลือกโลกแต่ละแผ่นหนาเกือบ 100 กม. และรอยเลื่อนนั้นอยู่ห่างจากจุดต่ำสุดของ Challenger Abyss อย่างน้อย 700 กม. “นี่คือภูเขาน้ำแข็ง ชายคนนั้นไม่ได้อยู่ที่จุดสูงสุด - 11 ไม่มีอะไรเทียบกับ 700 ที่ซ่อนตัวอยู่ที่ระดับความลึก ร่องลึกบาดาลมาเรียนาเป็นเส้นแบ่งระหว่างขีด จำกัด ของความรู้ของมนุษย์กับความเป็นจริงที่ไม่สามารถเข้าถึงได้สำหรับมนุษย์” Robert Stern นักธรณีฟิสิกส์แห่งมหาวิทยาลัยเท็กซัสกล่าว

แผ่นพื้นที่ด้านล่างของร่องลึกบาดาลมาเรียนา

นักวิทยาศาสตร์แนะนำว่าน้ำในปริมาณมากจะเข้าสู่ชั้นเปลือกโลกผ่านเขตมุดตัว - หินที่อยู่ตามรอยเลื่อนทำหน้าที่เหมือนฟองน้ำ ดูดซับน้ำ และขนส่งไปยังส่วนลึกของดาวเคราะห์ เป็นผลให้พบสารที่ความลึก 20 ถึง 100 กม. ใต้ก้นทะเล

นักธรณีวิทยาจากมหาวิทยาลัยวอชิงตันพบว่าในช่วงล้านปีที่ผ่านมา มีน้ำมากกว่า 79 ล้านตันไหลเข้าสู่บาดาลของโลกผ่านทางทางแยก ซึ่งมากกว่าการประมาณการครั้งก่อนถึง 4.3 เท่า

คำถามหลักคือสิ่งที่เกิดขึ้นกับน้ำในลำไส้ เชื่อกันว่าภูเขาไฟปิดวัฏจักรของน้ำ ทำให้น้ำกลับคืนสู่บรรยากาศเป็นไอน้ำในระหว่างการปะทุ ทฤษฎีนี้ได้รับการสนับสนุนโดยการวัดปริมาตรของน้ำที่เข้าสู่เสื้อคลุมก่อนหน้านี้ ภูเขาไฟที่ปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศโดยประมาณเท่ากับปริมาตรที่ถูกดูดกลืน

การศึกษาใหม่หักล้างทฤษฎีนี้ - การคำนวณระบุว่าโลกดูดซับน้ำมากกว่าที่ส่งคืน และนี่เป็นเรื่องแปลกจริงๆ เนื่องจากระดับของมหาสมุทรโลกในช่วงสองสามร้อยปีที่ผ่านมาไม่เพียงแต่ไม่ลดลงเท่านั้น แต่ยังเพิ่มขึ้นอีกหลายเซนติเมตร

วิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้คือการปฏิเสธทฤษฎีแบนด์วิดท์ที่เท่ากันของเขตมุดตัวทั้งหมดบนโลก สภาพในร่องลึกบาดาลมาเรียนามีแนวโน้มที่จะรุนแรงกว่าในส่วนอื่น ๆ ของโลก และมีน้ำไหลซึมผ่านรอยแยกใน Challenger Abyss มากขึ้น

“ปริมาณน้ำขึ้นอยู่กับลักษณะโครงสร้างของเขตมุดตัว เช่น มุมดัดของเพลตหรือไม่? เราคิดว่ามีข้อบกพร่องที่คล้ายกันในอลาสก้าและละตินอเมริกา แต่จนถึงขณะนี้มนุษย์ยังไม่สามารถค้นหาโครงสร้างที่ลึกกว่าร่องลึกบาดาลมาเรียนา” ดั๊กเถาวัลย์ผู้เขียนนำกล่าวเสริม

น้ำที่ซ่อนอยู่ในลำไส้ของโลกไม่ได้เป็นเพียงความลึกลับเพียงอย่างเดียวของร่องลึกบาดาลมาเรียนา สำนักงานบริหารมหาสมุทรและบรรยากาศแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา (NOAA) เรียกภูมิภาคนี้ว่าเป็นสวนสนุกสำหรับนักธรณีวิทยา

นี่เป็นที่เดียวในโลกที่มีคาร์บอนไดออกไซด์อยู่ในรูปของเหลว มันถูกขับออกโดยภูเขาไฟใต้น้ำหลายแห่งที่อยู่นอกร่องน้ำโอกินาว่าใกล้ไต้หวัน

ที่ความลึก 414 เมตรในร่องลึกบาดาลมาเรียนา มีภูเขาไฟไดโกกุ ซึ่งเป็นทะเลสาบที่มีกำมะถันบริสุทธิ์ในรูปของเหลว ซึ่งเดือดตลอดเวลาที่อุณหภูมิ 187 องศาเซลเซียสด้านล่าง 6 กม. มีน้ำพุร้อนใต้พิภพที่ปล่อยน้ำที่อุณหภูมิ 450 ° C แต่น้ำนี้ไม่เดือด - กระบวนการถูกขัดขวางโดยแรงดันที่เกิดจากคอลัมน์น้ำ 6, 5 กิโลเมตร

ทุกวันนี้มนุษย์ศึกษาพื้นมหาสมุทรน้อยกว่าดวงจันทร์ อาจเป็นไปได้ว่านักวิทยาศาสตร์จะสามารถตรวจจับข้อผิดพลาดได้ลึกกว่าร่องลึกบาดาลมาเรียนาหรืออย่างน้อยก็ตรวจสอบโครงสร้างและคุณลักษณะของมัน