Интересные факты о Марианской впадине
Океан покрывает более 70 процентов поверхности нашей планеты, однако человечество изучило его значительно хуже, чем поверхность Луны или Марса. Глубоководные области остаются одними из наименее исследованных пространств на Земле: давление, темнота и труднодоступность делают их покорение задачей, сопоставимой по сложности с освоением космоса. Среди всех морских глубин есть место, которое символизирует абсолютный предел – точку, дальше которой опускаться некуда. Именно таким местом является Марианская впадина – самая глубокая структура на поверхности Земли, хранящая тайны, которые учёные разгадывают уже больше ста лет. В этой статье мы собрали для вас интересные и познавательные факты о Марианской впадине.
Глубина впадины настолько велика, что Эверест полностью скрылся бы под водой с запасом более километра
Самая глубокая точка впадины – Бездна Челленджер – расположена на глубине около 10 935 метров, хотя разные экспедиции дают цифры от 10 902 до 10 984 метров в зависимости от применяемых методов измерения. Высота Эвереста над уровнем моря составляет 8849 метров, то есть если бы высочайшую гору планеты опустили на дно, над ней оставался бы водяной столб высотой более 2 километров. Расстояние от поверхности океана до дна впадины примерно равно расстоянию от земли до крейсерской высоты полёта пассажирского самолёта. Такая глубина означает, что световые лучи туда не проникают вообще: абсолютная тьма начинается приблизительно с отметки 1000 метров, а ниже 200 метров уже практически нет солнечного света. Освоение этой точки требует аппаратов, способных выдержать давление, в тысячу раз превышающее атмосферное на поверхности.
Давление на дне впадины более чем в 1000 раз превышает атмосферное и составляет около 1100 бар
На уровне моря человек испытывает давление примерно в одну атмосферу – около 101 325 паскалей. На дне Бездны Челленджер этот показатель достигает приблизительно 108–110 мегапаскалей, то есть около 1072 атмосфер. Для понимания масштаба: такое давление способно мгновенно раздавить любой незащищённый объект – деревянный корабль сжался бы в щепки за секунды. Металлические сферы батискафов изготавливают из специальных титановых сплавов с толщиной стенок до 90 миллиметров именно для того, чтобы выдержать подобные нагрузки. Любопытно, что вода практически несжимаема даже при таком колоссальном давлении: плотность воды на дне впадины лишь на несколько процентов выше, чем у поверхности.
Впадина была открыта в 1875 году британским судном «Челленджер» во время первой океанографической экспедиции
Экспедиция на корвете «Челленджер» под руководством Чарльза Уивилла Томсона стала первым систематическим научным исследованием Мирового океана: судно прошло около 130 000 километров за три с половиной года. Промер глубины в точке, впоследствии получившей название Бездна Челленджер, был выполнен с помощью обычного свинцового лота на тросе – никакой электроники, только механика и терпение. Полученное тогда значение – 8184 морских сажени, что равняется примерно 14 953 метрам, – оказалось значительно завышенным из-за несовершенства метода. Уточнение глубины продолжалось на протяжении всего XX века по мере развития эхолокационных технологий. Само название «Марианская» впадина получила в честь Марианских островов, вблизи которых расположена, а острова, в свою очередь, названы в честь испанской королевы Марианны Австрийской.
До дна впадины опускались живые люди лишь считанное число раз за всю историю
Первое пилотируемое погружение состоялось 23 января 1960 года: швейцарский учёный Жак Пикар и американский военный офицер Дон Уолш достигли дна на батискафе «Триест». Следующее пилотируемое погружение в ту же точку произошло лишь в 2012 году – режиссёр Джеймс Кэмерон опустился туда на специально построенном аппарате «Дипси Челленджер» в одиночку. Кэмерон провёл на дне около трёх часов, собирая образцы грунта и ведя видеосъёмку, – это был первый одиночный пилотируемый спуск к самой глубокой точке планеты. Всего к 2024 году в Бездне Челленджер побывало менее двадцати человек – меньше, чем людей, ходивших по Луне. Большинство современных исследований ведётся с помощью дистанционно управляемых аппаратов, не требующих присутствия людей на борту.
На дне впадины обнаружена жизнь, существующая в условиях, считавшихся несовместимыми с биологией
Ещё первое погружение «Триеста» в 1960 году принесло сенсационное открытие: Пикар наблюдал на дне камбалу и креветок, что опровергло господствовавшее тогда мнение о полной безжизненности сверхглубоких зон. Последующие экспедиции обнаружили в впадине бактерии, фораминиферы – одноклеточные организмы с раковинами, – полихетных червей, амфипод и других ракообразных. Особый интерес вызвали бароустойчивые бактерии, чья биохимия принципиально отличается от биохимии организмов, живущих при нормальном давлении: их белки и мембраны содержат специальные стабилизирующие молекулы. Некоторые виды амфипод достигают в впадине длины до 34 сантиметров – значительно крупнее своих родственников на меньших глубинах, что связывают с феноменом глубоководного гигантизма. Изучение этих организмов открывает новые представления о возможных пределах жизни и даёт аргументы в пользу существования биосферы на других планетах.
В Марианской впадине обнаружены действующие грязевые вулканы и источники жидкой серы
Дно впадины далеко не однородно: исследования выявили там целый ряд геологически активных структур, в том числе подводные горы, рифтовые зоны и гидротермальные поля. В 2003 году американский беспилотный аппарат «Хаймс» обнаружил в впадине грязевые вулканы, извергающие смесь воды, глины и газов при температуре около 290 градусов Цельсия. Ещё более поразительной находкой стали источники почти чистой жидкой серы в районе подводного вулкана Дайкоку: сера остаётся жидкой при давлении впадины даже ниже обычной точки плавления. Подобное явление прежде наблюдалось в Солнечной системе лишь на спутнике Юпитера Ио, известном своими серными вулканами. Открытие показало, что геохимия сверхглубоких зон значительно сложнее, чем предполагалось до начала активных исследований.
Дно впадины загрязнено промышленными токсинами, принесёнными с поверхности
Исследование, опубликованное в журнале «Nature Ecology and Evolution» в 2017 году, установило в телах амфипод, выловленных на глубине свыше 10 000 метров, концентрации полихлорированных бифенилов и других стойких органических загрязнителей в 50 раз превышающие показатели в одном из наиболее загрязнённых прибрежных районов Тихого океана. Токсины производились преимущественно в середине XX века и попали в океан с промышленными стоками за тысячи километров от впадины. Механизм накопления связан с опусканием органических частиц с поверхности: микропластик и органические загрязнители оседают на дно вместе с отмершими организмами, постепенно концентрируясь в донных осадках. Обнаружение человеческого пластикового мусора непосредственно в Бездне Челленджер подтвердило, что самые недоступные точки планеты уже несут на себе след антропогенного воздействия. Эти данные стали одним из наиболее тревожных свидетельств масштаба загрязнения Мирового океана.
Звук распространяется на дне впадины по-особому, образуя естественный «звуковой канал»
Физические условия сверхглубоководных зон создают уникальную акустическую среду, принципиально отличающуюся от поверхностных слоёв. На определённых глубинах температура, давление и солёность воды складываются таким образом, что скорость распространения звука достигает минимума – это явление называется глубоководным звуковым каналом, или слоем SOFAR. Звуковые волны, попавшие в этот канал, отражаются от его верхней и нижней границ и могут распространяться на тысячи километров практически без потерь энергии. Военно-морской флот США использовал этот эффект в период холодной войны для обнаружения подводных лодок и прослушивания океанских просторов. Исследователи также зафиксировали в впадине загадочные низкочастотные звуки неустановленного происхождения, часть которых впоследствии была атрибутирована землетрясениям, китам и активностью айсбергов.
Марианская впадина остаётся одним из наименее изученных мест на планете, хотя с момента её открытия прошло уже полтора века: суровые условия и колоссальная стоимость экспедиций ограничивают число погружений куда сильнее, чем научный интерес к ним. Каждая новая экспедиция неизменно приносит открытия, переворачивающие прежние представления о возможных пределах жизни, геохимии и геологии морского дна. Вероятно, самые удивительные тайны этой бездны ещё не раскрыты – и именно это делает её одним из главных вызовов для науки XXI века.
