Rãnh Mariana: Hàng tấn nước sẽ đi đâu?

2024 Tác giả: Seth Attwood | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-16 16:20

Trong khi hàng nghìn người đã đến thăm điểm cao nhất của hành tinh, Everest, chỉ có ba người đã xuống đáy của Rãnh Mariana. Đây là nơi ít được khám phá nhất trên Trái đất, có rất nhiều điều bí ẩn xung quanh nó. Tuần trước, các nhà địa chất phát hiện ra rằng trong một triệu năm, 79 triệu tấn nước đã xâm nhập qua đứt gãy ở đáy của vùng lõm vào ruột Trái đất.

Điều gì đã xảy ra với cô ấy sau đó là không rõ. "Hi-tech" nói về cấu trúc địa chất của điểm thấp nhất trên hành tinh và những quá trình kỳ lạ diễn ra dưới đáy của nó.

Không có tia nắng mặt trời và dưới áp suất khổng lồ

Rãnh Mariana không phải là vực thẳm thẳng đứng. Nó là một rãnh hình lưỡi liềm, trải dài 2.500 km về phía đông của Philippines và phía tây của Guam, Hoa Kỳ. Điểm sâu nhất của vùng lõm, Challenger Deep, cách bề mặt Thái Bình Dương 11 km. Everest, nếu nó ở dưới đáy của chỗ lõm, sẽ không cách mực nước biển 2, 1 km.

Bản đồ của Rãnh Mariana.

Rãnh Mariana (tên gọi của rãnh này) là một phần của mạng lưới toàn cầu gồm các máng xuyên qua đáy biển và được hình thành do kết quả của các sự kiện địa chất cổ đại. Chúng hình thành khi hai mảng kiến tạo va chạm, khi một lớp chìm xuống dưới lớp kia và đi vào lớp vỏ Trái đất.

Rãnh dưới nước được phát hiện bởi tàu nghiên cứu Challenger của Anh trong chuyến thám hiểm hải dương học toàn cầu đầu tiên. Năm 1875, các nhà khoa học đã cố gắng đo độ sâu bằng diplot - một sợi dây có trọng lượng được buộc vào nó và đánh dấu đồng hồ. Sợi dây chỉ đủ cho 4,475 tầm nhìn (8,367 m). Gần một trăm năm sau, Challenger II quay trở lại Rãnh Mariana bằng máy đo tiếng vang và đặt giá trị độ sâu hiện tại là 10.994 m.

Đáy của Rãnh Mariana ẩn trong bóng tối vĩnh cửu - tia nắng mặt trời không thể xuyên qua độ sâu như vậy. Nhiệt độ chỉ cao hơn 0 độ vài độ - và gần với điểm đóng băng. Áp suất trong Vực thẳm Challenger là 108,6 MPa, gấp khoảng 1,072 lần áp suất khí quyển bình thường ở mực nước biển. Đây là áp suất gấp 5 lần áp suất được tạo ra khi một viên đạn bắn vào vật thể chống đạn và xấp xỉ bằng áp suất bên trong lò phản ứng tổng hợp polyetylen. Nhưng mọi người đã tìm ra cách để đi đến tận cùng.

Người đàn ông ở dưới cùng

Những người đầu tiên đến thăm Vực thẳm Challenger là quân đội Mỹ Jacques Piccard và Don Walsh. Vào năm 1960, trong bể tắm "Trieste", chúng đã xuống độ cao 10.918 m trong 5 giờ. Tại mốc này, các nhà nghiên cứu đã dành 20 phút và hầu như không nhìn thấy gì vì các đám mây phù sa do thiết bị nâng lên. Chỉ trừ con cá bơn bị đèn soi. Có được cuộc sống dưới áp lực cao như vậy là một khám phá lớn cho sứ mệnh.

Trước Piccard và Walsh, các nhà khoa học tin rằng cá không thể sống trong rãnh Mariana. Áp suất trong nó rất lớn nên canxi chỉ có thể tồn tại ở dạng lỏng. Điều này có nghĩa là xương của động vật có xương sống phải tan theo đúng nghĩa đen. Không có xương, không có cá. Nhưng thiên nhiên đã cho các nhà khoa học thấy rằng họ đã sai: các sinh vật sống có thể thích nghi ngay cả với những điều kiện không thể chịu đựng được như vậy.

Nhiều sinh vật sống trong Vực thẳm Challenger đã được phát hiện bởi Deepsea Challenger bathyscaphe, vào năm 2012, đạo diễn James Cameron đã đi xuống đáy của Rãnh Mariana. Trong các mẫu đất do thiết bị này lấy, các nhà khoa học đã tìm thấy 200 loài động vật không xương sống, và ở đáy chỗ trũng - tôm và cua có màu mờ kỳ lạ.

Ở độ sâu 8 nghìn mét, bathyscaphe đã phát hiện ra loài cá sâu nhất - đại diện mới của loài sên biển hoặc lipar. Đầu của con cá giống đầu của một con chó, và cơ thể của nó rất mỏng và đàn hồi - khi di chuyển, nó giống như một chiếc khăn ăn trong mờ được dòng điện mang theo.

Vài trăm mét bên dưới, có những con amip khổng lồ dài 10 cm được gọi là xenophyophores. Những sinh vật này cho thấy khả năng chống chịu đáng kinh ngạc với một số nguyên tố và hóa chất như thủy ngân, uranium và chì có thể giết chết các động vật khác hoặc con người trong vài phút.

Các nhà khoa học tin rằng có nhiều loài khác ở độ sâu đang chờ được khám phá. Ngoài ra, người ta vẫn chưa rõ làm cách nào mà những vi sinh vật như vậy - những sinh vật ưa cực đoan - lại có thể tồn tại trong những điều kiện khắc nghiệt như vậy.

Câu trả lời cho câu hỏi này sẽ dẫn đến một bước đột phá trong y sinh và công nghệ sinh học, đồng thời giúp hiểu được sự sống đã bắt đầu như thế nào trên Trái đất. Ví dụ, các nhà nghiên cứu từ Đại học Hawaii tin rằng núi lửa bùn nhiệt gần chỗ lõm có thể đã cung cấp các điều kiện cho sự tồn tại của những sinh vật đầu tiên trên hành tinh.

Núi lửa ở đáy Rãnh Mariana.

Rạn nứt là gì?

Vùng lõm do độ sâu của nó dẫn đến sự đứt gãy của hai mảng kiến tạo - lớp Thái Bình Dương đi dưới lớp Phi-lip-pin, tạo thành một rãnh sâu. Các vùng đã xảy ra các sự kiện địa chất như vậy được gọi là vùng hút chìm.

Mỗi mảng dày gần 100 km, và đứt gãy nằm sâu ít nhất 700 km tính từ điểm thấp nhất của Vực thẳm Challenger. “Đây là một tảng băng trôi. Người đàn ông thậm chí còn không ở trên cùng - 11 chẳng là gì so với 700 ẩn nấp ở độ sâu. Rãnh Mariana là ranh giới giữa giới hạn hiểu biết của con người và một thực tế mà con người không thể tiếp cận được”, nhà địa vật lý Robert Stern của Đại học Texas cho biết.

Các phiến đá ở dưới cùng của Rãnh Mariana.

Các nhà khoa học cho rằng nước với khối lượng lớn đi vào lớp vỏ Trái đất thông qua vùng hút chìm - những tảng đá ở ranh giới của các đứt gãy hoạt động giống như bọt biển, hấp thụ nước và vận chuyển vào ruột của hành tinh. Kết quả là chất này được tìm thấy ở độ sâu từ 20 đến 100 km dưới đáy biển.

Các nhà địa chất từ Đại học Washington phát hiện ra rằng trong một triệu năm qua, hơn 79 triệu tấn nước đã đi vào ruột của trái đất qua đường giao nhau - con số này nhiều hơn 4,3 lần so với các ước tính trước đây.

Câu hỏi chính là điều gì xảy ra với nước trong ruột. Người ta tin rằng núi lửa đóng vòng tuần hoàn của nước, trả lại nước cho khí quyển dưới dạng hơi nước trong quá trình phun trào. Lý thuyết này đã được hỗ trợ bởi các phép đo trước đây về thể tích nước đi vào lớp phủ. Núi lửa phóng ra khí quyển xấp xỉ thể tích bị hấp thụ.

Một nghiên cứu mới đã bác bỏ lý thuyết này - các tính toán chỉ ra rằng Trái đất hấp thụ nhiều nước hơn là quay trở lại. Và điều này thực sự kỳ lạ - khi mực nước biển Thế giới trong vài trăm năm qua không những không giảm mà còn tăng thêm vài cm.

Một giải pháp khả thi là bác bỏ lý thuyết về băng thông bằng nhau của tất cả các đới hút chìm trên Trái đất. Điều kiện ở Rãnh Mariana có thể sẽ khắc nghiệt hơn so với những nơi khác trên hành tinh và nhiều nước hơn thấm qua vết nứt trong Thách thức Abyss.

“Liệu lượng nước có phụ thuộc vào các đặc điểm cấu trúc của vùng hút chìm, ví dụ, vào góc uốn của các tấm? Chúng tôi giả định rằng những đứt gãy tương tự cũng tồn tại ở Alaska và Mỹ Latinh, nhưng cho đến nay con người vẫn chưa thể tìm ra cấu trúc sâu hơn Rãnh Mariana”, Doug Vines, tác giả chính cho biết thêm.

Nước ẩn trong ruột của Trái đất không phải là bí ẩn duy nhất của Rãnh Mariana. Cơ quan Khí quyển và Đại dương Quốc gia Hoa Kỳ (NOAA) gọi khu vực này là một công viên giải trí dành cho các nhà địa chất.

Đây là nơi duy nhất trên hành tinh tồn tại carbon dioxide ở dạng lỏng. Nó được phun ra bởi một số ngọn núi lửa ngầm nằm bên ngoài Máng Okinawa gần Đài Loan.

Ở độ sâu 414 m trong rãnh Mariana có núi lửa Daikoku, là một hồ lưu huỳnh nguyên chất ở dạng lỏng, liên tục sôi ở nhiệt độ 187 ° C.6 km bên dưới có các suối địa nhiệt phát ra nước ở nhiệt độ 450 ° C. Nhưng nước này không sôi - quá trình này bị cản trở bởi áp suất của cột nước dài 6, 5 km.

Con người ngày nay ít nghiên cứu về đáy đại dương hơn so với mặt trăng. Có thể, các nhà khoa học sẽ có thể phát hiện ra các đứt gãy sâu hơn Rãnh Mariana, hoặc ít nhất là điều tra cấu trúc và tính năng của nó.