Мариана шұңғымасы туралы қызықты мәліметтер
Мұхит планетамыздың бетінің 70 пайызынан астамын жауып жатыр, алайда адамзат оны Айдың немесе Марстың бетінен әлдеқайда нашар зерттеген. Терең су аймақтары Жердегі ең аз зерттелген кеңістіктердің бірі болып қала береді: қысым, қараңғылық және қолжетімсіздік оларды игеруді күрделілігі жағынан ғарышты игерумен салыстыруға болатын міндетке айналдырады. Барлық теңіз тереңдіктерінің арасында абсолютті шекті — одан арғы жерге түсудің мүмкін еместігін — символдайтын бір орын бар. Дәл осындай жер — Жердің бетіндегі ең терең құрылым болып табылатын, ғалымдар жүз жылдан астам уақыт бойы жұмбақтарын шешіп жатқан Мариана шұңғымасы. Осы мақалада біз сізге Мариана шұңғымасы туралы қызықты әрі танымды мәліметтерді жинақтадық.
Шұңғыманың тереңдігі соншалықты үлкен, Эверест онда бір километрден астам қорымен толық батып кетер еді
Шұңғыманың ең терең нүктесі — Челленджер Бездны — шамамен 10 935 метр тереңдікте орналасқан, бірақ әртүрлі экспедициялар қолданылатын өлшеу әдістеріне байланысты 10 902-ден 10 984 метрге дейінгі сандар береді. Эверест шыңының теңіз деңгейінен биіктігі 8849 метрді құрайды, яғни планетаның ең биік тауын шұңғыманың түбіне батырса, оның үстінде 2 шақырымнан астам су бағанасы қалар еді. Мұхит бетінен шұңғыма түбіне дейінгі қашықтық жерден жолаушы ұшағының крейсерлік ұшу биіктігіне дейінгі арақашықтыққа шамамен тең. Мұндай тереңдік жарық сәулелерінің ол жерге мүлдем жетпейтінін білдіреді: абсолютті қараңғылық шамамен 1000 метр белгісінен басталады, ал 200 метрден төмен күн сәулесі іс жүзінде жоқ. Осы нүктені игеру бет жер деңгейіндегі атмосфералық қысымнан мың есе артық қысымды көтере алатын аппараттарды қажет етеді.
Шұңғыма түбіндегі қысым атмосфералықтан 1000 еседен астам артық және шамамен 1100 бар құрайды
Теңіз деңгейінде адам шамамен бір атмосфера қысымды — 101 325 паскаль шамасында — сезінеді. Челленджер Бездны түбінде бұл көрсеткіш шамамен 108–110 мегапаскальге, яғни 1072 атмосфераға жетеді. Ауқымды түсіну үшін: мұндай қысым кез келген қорғалмаған затты бірден езіп жібере алады — ағаш кеме секундтар ішінде жаңқаланып кетер еді. Батискафтардың металл сфераларын дәл осындай жүктемелерге төтеп беру үшін қабырға қалыңдығы 90 миллиметрге дейін жететін арнайы титан қорытпаларынан жасайды. Қызықтысы, мұндай орасан зор қысымда да су іс жүзінде сығылмайды: шұңғыма түбіндегі судың тығыздығы бет қабаттағыдан тек бірнеше пайызға ғана жоғары.
Шұңғыма 1875 жылы бірінші океанографиялық экспедиция кезінде «Челленджер» британдық кемесімен ашылды
Чарльз Уивилл Томсон басқарған «Челленджер» корветіндегі экспедиция Дүниежүзілік мұхитты алғашқы жүйелі ғылыми зерттеу болды: кеме үш жарым жыл ішінде шамамен 130 000 шақырым жол жүрді. Кейіннен Челленджер Бездны деген атауға ие болған нүктедегі тереңдік өлшеуі қарапайым қорғасын лот арқылы жасалды — ешқандай электроника жоқ, тек механика мен шыдамдылық. Сол кезде алынған мән — шамамен 14 953 метрге тең 8184 теңіздік сажені — әдістің жетілмегендігінен едәуір асыра бағаланды. Тереңдікті нақтылау эхолокациялық технологиялар дамыған сайын бүкіл XX ғасыр бойы жалғасты. «Мариана» атауының өзі шұңғыма жанында орналасқан Мариана аралдарынан алынды, ал аралдар өз кезегінде испан патшайымы Мариана Австрийлікке арнап аталды.
Шұңғыма түбіне тірі адамдар тарих бойы санаулы рет қана түсті
Алғашқы пилотты сүңгу 1960 жылдың 23 қаңтарында болды: швейцариялық ғалым Жак Пикар мен американдық әскери офицер Дон Уолш «Триест» батискафымен түбіне жетті. Дәл сол нүктеге келесі пилотты сүңгу тек 2012 жылы болды — режиссер Джеймс Кэмерон арнайы салынған «Дипси Челленджер» аппаратымен жалғыз түсті. Кэмерон түбінде шамамен үш сағат өткізіп, топырақ үлгілерін жинап, бейнежазба жүргізді — бұл планетаның ең терең нүктесіне жасалған тұңғыш жалғыз пилотты сүңгу болды. 2024 жылға дейін Челленджер Бездны-нде барлығы жиырмадан аз адам болды — Айда жүрген адамдардан да аз. Заманауи зерттеулердің басым бөлігі бортта адамның болуын талап етпейтін қашықтықтан басқарылатын аппараттар арқылы жүргізіледі.
Шұңғыма түбінде биологиямен сыйыспайды деп есептелген жағдайларда өмір табылды
«Триесттің» 1960 жылғы тұңғыш сүңгуінің өзі сенсациялық жаңалық әкелді: Пикар түбінде камбала мен асшаян байқады, бұл сол кезде үстем болған өте терең аймақтардың мүлдем тіршіліксіз деген пікірді жоққа шығарды. Кейінгі экспедициялар шұңғымада бактериялар, қабықшалары бар бір жасушалы организмдер — фораминиферлер, — полихет құрттар, амфиподтар және басқа шаян тәрізділерді тапты. Қалыпты қысымда тіршілік ететін организмдердің биохимиясынан түбегейлі ерекшеленетін биохимиясы бар қысымға төзімді бактериялар ерекше қызығушылық тудырды: олардың белоктары мен мембраналары арнайы тұрақтандырушы молекулаларды қамтиды. Амфиподтардың кейбір түрлері шұңғымада 34 сантиметрге дейін өсіп жетеді — аз тереңдіктегі туыстарынан едәуір ірі, бұл терең су гигантизмі феноменімен байланысты. Осы организмдерді зерттеу өмірдің мүмкін шекаралары туралы жаңа түсінік ашып, басқа планеталарда биосфераның болуы туралы дәлелдер береді.
Мариана шұңғымасында жұмыс істейтін балшық жанартаулары мен сұйық күкірт көздері табылды
Шұңғыма түбі біртекті емес: зерттеулер онда су асты тауларын, рифтік аймақтарды және гидротермалдық өрістерді қоса алғандағы геологиялық белсенді құрылымдардың тұтас қатарын анықтады. 2003 жылы американдық «Хаймс» ұшқышсыз аппараты шұңғымада шамамен 290 градус Цельсий температурадағы су, саз балшық пен газдардың қоспасын атқылайтын балшық жанартауларын тапты. Одан да таңғаларлық жаңалық Дайкоку су асты жанартауы маңындағы таза сұйық күкірт көздері болды: күкірт шұңғыма қысымында кәдімгі балқу нүктесінен төмен температурада да сұйық күйде қалады. Мұндай құбылыс Күн жүйесінде бұған дейін тек күкіртті жанартаулары бар Юпитер серігі Иода ғана байқалды. Бұл жаңалық өте терең аймақтардың геохимиясының белсенді зерттеулер басталғанға дейін болжанғаннан әлдеқайда күрделі екенін дәлелдеді.
Шұңғыма түбі беттен келген өнеркәсіптік улы заттармен ластанған
2017 жылы «Nature Ecology and Evolution» журналында жарияланған зерттеу 10 000 метрден астам тереңдіктен аулынған амфиподтардың денелерінде Тынық мұхитының ең ластанған жағалау аймақтарының бірімен салыстырғанда 50 есе жоғары полихлорланған дифенилдер мен басқа тұрақты органикалық ластаушылардың концентрациясын анықтады. Улы заттар негізінен XX ғасырдың ортасында өндіріліп, шұңғымадан мыңдаған шақырым алыстағы өнеркәсіптік ағындар арқылы мұхитқа түсті. Жинақтау тетігі беттен органикалық бөлшектердің шөгуімен байланысты: микропластик пен органикалық ластаушылар өлген организмдермен бірге түбіне шөгіп, біртіндеп түптік шөгінділерде шоғырланады. Дәл Челленджер Бездны-нде адамның пластикалық қалдықтарын табу планетаның ең қолжетімсіз нүктелерінің де антропогендік ықпал ізін алып жүретінін растады. Бұл деректер Дүниежүзілік мұхит ластануының ауқымының ең алаңдаушы куәліктерінің біріне айналды.
Шұңғыма түбінде дыбыс ерекше таралып, табиғи «дыбыстық арна» қалыптастырады
Өте терең су аймақтарының физикалық жағдайлары бет қабаттарынан түбегейлі ерекшеленетін бірегей акустикалық орта жасайды. Белгілі бір тереңдіктерде судың температурасы, қысымы мен тұздылығы дыбыс таралу жылдамдығы ең аз мәнге жететіндей тіркесіп, бұл терең су дыбыс арнасы немесе SOFAR қабаты деп аталатын құбылыс туғызады. Осы арнаға түскен дыбыс толқындары оның жоғарғы мен төменгі шекараларынан шағылысып, энергияны іс жүзінде жоғалтпай мыңдаған шақырымға таралады. АҚШ Әскери-теңіз күштері Суық соғыс кезінде бұл әсерді сүңгуір қайықтарды анықтау мен мұхиттық кеңістікті бақылауда пайдаланды. Зерттеушілер шұңғымада шығу тегі белгісіз жұмбақ төменжиілікті дыбыстарды да тіркеді, олардың бір бөлігі кейін жер сілкіністеріне, киттерге және айсберг белсенділігіне жатқызылды.
Мариана шұңғымасы ашылғанынан бері бір жарым ғасыр өткеніне қарамастан, планетадағы ең аз зерттелген орындардың бірі болып қала береді: қатаң жағдайлар мен экспедициялардың орасан зор құны ғылыми қызығушылықтан да артық сүңгу санын шектейді. Әрбір жаңа экспедиция өмірдің мүмкін шекаралары, теңіз түбінің геохимиясы мен геологиясы туралы бұрынғы түсініктерді аударып тастайтын жаңалықтар жеткізеді. Бұл бездің ең таңғаларлық сырлары әлі ашылмаған шығар — дәл осы нәрсе оны XXI ғасыр ғылымының басты сынақтарының біріне айналдырады.
