Марианская впадина: самое глубокое место на земле

От гигантских амеб до подводных мостов

За последние годы при исследовании Марианской впадины было сделано немало открытий. Например, в пробах грунта дна, взятых Кэмероном, ученые обнаружили более 20 тысяч самых различных микроорганизмов. Есть среди обитателей впадины и гигантские 10-сантиметровые амебы, называемые ксенофиофорами. По мнению ученых, одноклеточные амебы, скорее всего, достигли таких невероятных размеров из-за довольно враждебной среды на глубине 10,6 км, в которой они вынуждены обитать. Высокое давление, холодная вода и отсутствие света почему-то явно пошли им на пользу, поспособствовав их гигантизму.

В Марианской впадине обнаружены и моллюски. Неясно, как их раковины выдерживают огромное давление воды, но они чувствуют себя на глубине весьма комфортно, причем располагаются рядом с гидротермальными источниками, которые выделяют смертельный для обычных моллюсков сероводород. Однако местные моллюски, проявив невероятные способности к химии, как-то приспособились перерабатывать этот губительный газ в белок, что позволило им жить там, где, на первый взгляд, жить невозможно.

Многие обитатели Марианской впадины довольно необычны. Например, ученые обнаружили здесь рыбу с прозрачной головой, в центре которой находятся ее глаза. Таким образом, в ходе эволюции глаза рыбы получили надежную защиту от возможного ранения. На огромной глубине есть немало причудливых и порой даже страшноватых рыб, здесь удалось зафиксировать на видео и фантастическую по красоте медузу. Конечно, всех обитателей Марианской впадины мы пока не знаем, в этом плане ученым предстоит еще много открытий.

Есть немало интересного в этом загадочном месте и для ученых-геологов. Так, во впадине на глубине 414 метров обнаружен вулкан Дай-коку, в кратере которого прямо под водой находится озеро бурлящей расплавленной серы. Как говорят ученые, единственный известный им аналог подобного озера есть только на спутнике Юпитера — Ио. Также в Марианской впадине ученые нашли единственный на земле подводный источник жидкого углекислого газа, получивший название «Шампань» в честь знаменитого французского алкогольного напитка. Есть во впадине и так называемые черные курильщики, это гидротермальные источники, функционирующие на глубине около 2 километров, благодаря им температура воды в Марианской впадине поддерживается в довольно благоприятных пределах — от 1 до 4 градусов по Цельсию.

В конце 2011 года ученые открыли в Марианской впадине весьма загадочные структуры, это четыре каменных «моста», простирающихся от одного до другого конца впадины на 69 километров. Ученые пока затрудняются объяснить, каким образом возникли эти «мосты», полагают, что они образовались на стыке Тихоокеанской и Филиппинской тектонических плит.

Изучение Марианской впадины продолжается. В этом году с апреля по июль на судне Okeanos Explorer здесь работали ученые американского Национального управления океанических и атмосферных исследований. Их корабль был оснащен дистанционно управляемым аппаратом, с помощью которого проводилась видеосъемка подводного мира самого глубокого места Мирового океана. Видеотрансляцию со дна впадины могли увидеть не только ученые, но и пользователи интернета.

Глубина марианского желоба составляет почти 11 000 метров

Марианская впадина славится своей глубиной, потому что глубже места в нашем мире вы точно не найдете. Глубина марианского желоба составляет 10 944 метров в глубину над уровнем моря, эта впадина растянулась на полторы тысячи километров  вдоль Марианских островов в районе Тихого океана. Давление на дне просто неимоверное, оно больше в тысячи раз, чем атмосферное давление нашей планеты. Чтобы вы смогли сравнить, максимальное давление газа при выстреле из ружья меньше на 100 мегапаскалей. Стекло, и даже дерево, на такой глубине становятся порошком.

В глубине этого желоба без проблем можно поставить одну из высоких гор на нашей планете, Эверест. А на дне еще и останется 2 тыс. метров до поверхности воды!

Кто исследовал впадину?

Первый раз Марианскую впадину нашли, исследовали и отметили на карте еще в 75 году девятнадцатого столетия, с трехмачтового корвета «Челенджер», который плыл из Британии. В 57 году, во время еще одного рейса научно-исследовательского судна «Витязь», ученые из Советского Союза, установили, что в самой глубине впадины есть жизнь, хотя раньше считалось, что жизнь на глубине 6 тыс. метров невозможно по природе.

В 60 году наука достигла такого уровня, что была исследована и выпущена специальная техника, в котором люди бы смогли исследовать дно впадины. В эту ответственную экспедицию отправили двух исследователей из Америки, они были одеты в специальные костюмы, а защищал их бронированный колпак. Погружалась на самое дно экспедиция около 300 минут, а поднималась обратно на берег около 100 минут. На самом дне впадины, исследовательская экспедиция была всего немного больше десяти минут, но и этих нескольких минут им хватило, чтобы навсегда перевернуть представление человека о глубине тихоокеанской впадины.

На самом дне они увидели плоскую рыбку, что внешне похожа на камбалу. Но, это место также не раз пугало экспедиции монстром, что таится в самых глубинах…

Гидрокосмическая одиссея русского «Витязя»

Этой весной пандемия коронавируса не помешала и российским специалистам отправить очередную экспедицию на дно Марианской впадины. Так, 8 мая 2020 года в самую глубокую точку Мирового океана впервые погрузился автономный необитаемый подводный аппарат «Витязь-Д». Назван он в честь того самого научно-исследовательского судна «Витязь», который в 1957 году зафиксировал максимальную глубину Марианского желоба.

Комплекс «Витязь-Д» состоит из самого спускаемого аппарата, глубоководной донной станции связи и навигации, а также комплектов корабельного и вспомогательного оборудования. По гидроакустическому каналу подводный аппарат и донная станция поддерживают связь в режиме реального времени с судном-носителем.

Фото: Фонд перспективных исследований

В отличие от японского Kaiko и американского Nereus, российский «Витязь» функционирует полностью автономно. В его системе управления используются элементы искусственного интеллекта, поэтому «Витязь-Д» может самостоятельно обходить препятствия и решать другие интеллектуальные задачи. Таким образом, российский «Витязь-Д» стал первым в мире полностью автономным необитаемым подводным аппаратом, достигшим дна Марианской впадины.

Во время своего первого погружения «Витязь-Д» зафиксировал глубину 10 028 метров. На дне аппарат провел около трех часов, в течение которых он выполнял свою миссию под управлением с борта судна-носителя. Для этого «Витязь-Д» оснащен эхолотами, гидроакустическими средствами навигации и связи, гидролокаторами бокового обзора, камерами и другим научно-исследовательским оборудованием. В частности, для фото- и видеосъемок использовалась уникальная камера КТ-1200, разработанная заводом «Энергия» холдинга «Росэлектроника». Как отмечают разработчики, это единственная отечественная камера, которая способна работать при давлении более 60 мегапаскалей. Рабочее гидростатическое давление КТ-1200 составляет 127,7 мегапаскаля. Таким образом, она может применяться на глубинах до 12 тыс. метров. Камера обеспечивает изображение в формате 2К с углом обзора 65 градусов.

Камера КТ-1200. Фото: «Росэлектроника»

Впрочем, не только камера, но и вся остальная высокотехнологичная начинка «Витязя» – отечественного производства. И все успешно прошло проверку. Комплекс «Витязь» на деле доказал, что способен работать на экстремальной глубине – производить обзорно-поисковую и батиметрическую съемку, забор проб донного грунта, гидролокационную съемку рельефа дна, осуществлять измерения гидрофизических параметров морской среды. Ожидается, что в будущем на базе «Витязя» будет создана целая серия глубоководных аппаратов, в том числе и для Военно-морского флота.

Морские впадины

ТОП -10 океанских каньонов:

Марианская впадина

Самое глубокое место в мире – это расположенная в западной части Тихого океана, Марианская впадина. Имеет форму полумесяца, длина пропасти составляет 2550 км, средняя ширина — 69 км. Максимальная известная глубина составляет 11,03 км в точке Витязь-1 и 10,91 км на отметке Челленджер. Давление на дне составляет 12 400 тонн на квадратный метр. Впадина была впервые исследована в январе 1960 года Доном Уолшем и Жаком Пикаром с использованием батискафа Триеста. Гора Эверест может уместиться в Марианском желобе с запасом 2,5 километра.

Тонгская впадина

Расположенная в юго-западной части Тихого океана и в северной части зоны Кермадек, траншея Тонга находится на 10,882 км ниже уровня моря. Растянувшись на расстоянии 2500 км от северо-востока Новой Зеландии к северо-востоку до острова Тонга, пропасть образовалась в результате движения Тихоокеанской плиты. Исследователи обнаружили, что перемещение пластов также вызывают подводные взрывы в Японском и Марианском желобах. За последние 100 лет, на островах изверглось 15 вулканов.

Филиппинская впадина

Третья самая глубокая точка мирового океана – отметка Галатеи в Филиппинском желобе, находится на 10,54 км ниже уровня моря. Известный как траншея Минданао, этот подводный желоб простирается на длину 1320 км и ширину 30 км на востоке Филиппин. Одно из первых исследований этого места было проведено в 1950 году датской экспедицией, первоначальная цель заключалась в сборе животного мира со дна океана. Ученые считали эту океанскую впадину самой глубокой до 1970 года. Ее возраст составляет 8-9 миллионов лет.

Курильско-Камчатский желоб

Образовался в Тихом океане в меловой период из-за вулканических сдвигов Курильской гряды. Желоб расположен недалеко от Курильских островов у побережья Камчатки на глубине 10,5 км ниже уровня моря. Сегодня Тихоокеанская плита продолжает скользить, вызывая сильный вулканизм и сейсмическую активность в этом районе. Движение пластов происходит со скоростью от 75 до 83 миллиметров в год.

Кермадекский желоб

Пропасть Кермадек в Тихом океане простирается на 1000 км между цепью подводной горы Луисвилля и плато Хикуранги, имеет максимальную глубину 10,04 км. Пять лет назад желоб Кермадек был отмечен в новостях после того, как беспилотная исследовательская подводная лодка «Нереус» взорвалась из-за высокого давления на глубине 9, 99 метров во время попытки достижения дна.

Японская впадина

Еще один глубокий подводный желоб, расположенный к востоку от Японских островов, является частью Тихоокеанского огненного кольца. При максимальной глубине 9 км он простирается от Курильских островов до островов Бонин и продолжает Курило-Камчатского желоб и Идзу-Огасавара на север и юг, соответственно.

Желоб Идзу-Огасавара

Пропасть расположена в западной части Тихого океана. Доказанная глубина Идзу-Огасавара, составляет 9,78 км. Этот желоб также известный как Идзу-Бонин, простирается от Японии до северной части Марианской впадины и является продолжением Японской.

Желоб в Пуэрто-Рико

Находящаяся между Карибским морем и Атлантическим океаном, траншея Пуэрто-Рико имеет самую глубокую отметку в этом регионе — 8,64 км, длина составляет 800 км. Океанический желоб не раз становился причиной многих трагических цунами и землетрясений.

Южный Сандвичев желоб

Располагается в 100 км к востоку от Южных Сандвичевых островов в Атлантическом океане на активной вулканической дуге. Находится на глубине 8,42 км, имеет длину 956 км, что делает пропасть одной из самых заметных в мире.

Перу — Чилийская впадина

Пропасть, клторую еще называют, траншея Атакама, расположена примерно в 160 км от побережья Перу и Чили в восточной части Тихого океана. Максимальная глубина Атакамского желоба составляет 8,06 км ниже уровня моря.

Тайны Марианской впадины

Марианскую впадину обнаружили случайно, когда экипаж исследовательского судна «Челленджер» проводил исследования дна в Тихом океане. Вдруг рядом с Марианскими островами аппарат сильно погрузился, натянув стальной трос. Судно буквально повисло в толще воды. Тогда канат увеличили на километр. А потом ещё. И ещё. В итоге «Челленджер» ушёл под воду на восемь тысяч метров. Дальше опускать аппарат было опасно: давление смяло бы конструкцию, словно консервную банку. В конце концов учёные поняли, что обнаружили самую глубокую в мире точку, и назвали её «Бездной Челленджера».

В 1931 году в Марианскую впадину впервые спустились люди. Летейнанту ВМФ Дону Уолшу и исследователю Жаку Пикару выпала уникальная миссия: лично установить, кто всё-таки живет на такой глубине. Аппарат, стальные стенки которого в толщину достигали 13 сантиметров, спускался пять часов. На дне Пикар и Уолш «пролежали» всего лишь 12 минут. Но и этого времени хватило, чтобы установить, что подводный мир впадины — зрелище не для слабонервных.

Пикар и Уолш во время погружения

Чем совершеннее становились аппараты, тем более пугающие сведения приходили из впадины. Одни батискафы регистрировали жуткие звуки. Другие — странные тени огромных существ. В результате научное сообщество раскололось надвое. Кто-то верил, что в водах желоба прячутся доисторические акулы-монстры. Кто-то, напротив, был убеждён, что самые страшные существа впадины — безглазые плоские рыбы. Кто же на самом деле живёт на дне Марианской впадины?

Географическое положение

Глубочайшая впадина земли находится в западных областях Тихого океана на расстоянии около 200 км от Марианского архипелага, в 340 км от острова Гуам. Здесь зафиксировано самое глубокое место — “Бездна Челленджера”. В этой области проходит граница стыковки Тихоокеанской и Филиппинской тектонических плит, зона движения их по разломам. Географический объект имеет вид V образной впадины длиной 2500 км. Еще одно его название — Марианский желоб.

Чтобы найти, где находится на карте эта впадина, требуется внимательно осмотреть часть океана неподалеку от Филиппинских островов. Из космоса трещина видна в форме большой складки, лежащей на дне океана. Точные координаты желоба — 142°35’ восточной долготы, 11°22’ северной широты. По результатам последних измерений глубина впадины составляет 11521 м ± 40 метров.

История образования

Зоны окраин океанов имеют особые формы придонного рельефа. Это глубоководные желоба, образующиеся за счет движения литосферных образований.

Океаническая плита «ныряет» под поверхность континентальной суши, образуя глубокий овраг. Ее края постепенно смыкаются с литосферной плитой. Движение происходит постоянно со скоростью около 4 см за год. Вдоль краев отмечается повышенная деятельность вулканов.

Появляющиеся каньоны имеют отвесные берега, почти плоское дно и большую глубину. Они располагаются со стороны океана, повторяя изгибы островных дуг, или тянутся вдоль материка. Глубоководные долины, напоминающие по форме желоб, считаются переходной зоной между океаном и материком.

Глубина

Считается, что загадочное место планеты изучено только на 5 %. Это связано со сложностью создания надежных приборов, способных работать на дне океана. Показания глубины ученые проверяли несколько раз.

Сложность получения точных значений объясняется особенностями распространения звука на разной глубине водных пространств. Значения, определяемые эхолотом, необходимо корректировать, взяв за основу показания батометра, интермометра. Принято считать, что среднее значение глубины впадины составляет 11521 м.

Экспедиция Весково

Одна из наиболее поразительных находок была сделана американцем Виктором Весково, который опускался на дно Марианской впадины в 2019 году в составе экспедиции «Пять глубин». В самой глубокой точке океанского дна были обнаружены уникальные розовые улитки и четыре новых вида морских ракообразных, приспособившихся к жизни под чудовищным давлением. Однако наибольшее потрясение у исследователей вызвало вовсе не это открытие, а картина, открывшаяся им из иллюминатора батискафа.

На дне самой глубокой впадины нашей планеты акванавты увидели выброшенный кем-то пластиковый пакет с конфетными фантиками. Эта находка шокировала учёных, поскольку она лучше любых слов свидетельствует о масштабах загрязнения нашей планеты. Если антропогенный мусор уже достиг самого недоступного места в мире, то нам стоит задуматься о том, что на нашей планете уже не осталось ни одного чистого уголка.

Глубина Марианской впадины

Первые измерения (и открытие) Марианского жёлоба были проведены в 1875 году с британского трёхмачтового корвета «Челленджер» («Бросающий вызов»). Тогда, с помощью глубоководного лота, установили глубину 8367 метров (при повторном промере — 8184 м). В 1951 году английская экспедиция на научно-исследовательском судне «Челленджер» с помощью эхолота зафиксировала максимальную глубину 10 863 метра. По результатам измерений, проведённых в 1957 году во время 25-го рейса советского научно-исследовательского судна «Витязь» группой учёных под руководством Алексея Добровольского, максимальная глубина жёлоба — 11 022 м (уточнённые данные, первоначально сообщалась глубина 11 034 м). Впоследствии именно значение 11 022 метра указывалось для максимальной глубины Марианского жёлоба в советской учебной и энциклопедической литературе. Трудность измерения состоит в том, что скорость звука в воде зависит от её свойств, которые различны на разных глубинах, поэтому эти свойства также должны быть определены на нескольких горизонтах специальными приборами (такими, как батометр и термометр), и в значение глубины, показанное эхолотом, внесена поправка. Исследования 1995 года показали, что она составляет около 10 920 м, а исследования 2009 года — что 10 971 м. Исследования 2011 года дают значение — 10 994 метров с точностью ±40 метров. Таким образом, полагаясь на значения 2020 г. (10 028 м, см. выше) глубочайшая точка впадины, именуемая «Бездной Челленджера» (англ. Challenger Deep), находится дальше от уровня моря, чем вершина горы Эверест — над ним.

Амфипода Hirondellea gigas, обитающая на глубине 10 900 м

Исследования, проведённые американской океанографической экспедицией из университета Нью-Гэмпшира (США), обнаружили на поверхности дна Марианской впадины горы. Они проходили с августа по октябрь 2010 года, когда при помощи многолучевого эхолота была детально изучена площадь дна, равная 400 000 квадратных километров. В результате и были обнаружены, по меньшей мере, четыре океанических горных хребта высотой в 2,5 километра, пересекающих поверхность Марианского жёлоба в месте соприкосновения Тихоокеанской и Филиппинской литосферных плит. Один из исследователей прокомментировал это так: «В этом месте геологическое строение океанической земной коры очень сложное… Эти хребты сформировались около 180 миллионов лет назад в процессе постоянного движения литосферных плит. Краевая часть Тихоокеанской плиты в течение миллионов лет постепенно „подползает“ под Филиппинскую, как более старая и „тяжёлая“… В ходе этого процесса образуется складчатость».

Погружения

«Триест» перед погружением
23 января 1960 года

• Первое погружение человека на дно Марианского жёлоба было совершено 23 января 1960 года лейтенантом ВМС США Доном Уолшем и исследователем Жаком Пикаром в батискафе «Триест», спроектированном отцом Жака Огюстом Пикаром. Приборы зафиксировали рекордную глубину — 11 521 метр (скорректированная величина — 10 918 м). На дне исследователи неожиданно встретили плоских рыб размером до 30 см, похожих на камбалу.
• Японский зонд «Кайко» (яп. 海溝), который был спущен в район максимальной глубины впадины 24 марта 1995 года, зафиксировал глубину 10 911,4 метра. Во взятых зондом пробах ила были найдены живые организмы — фораминиферы.
• 31 мая 2009 года на дно Марианской впадины погрузился автоматический подводный аппарат «Нерей» (лат. Nereus) (см. Нерей, древнегреческая мифология). Аппарат опустился на глубину 10 902 метра, где снимал видео, сделал несколько фотографий, а также собрал образцы отложений на дне.
• 26 марта 2012 года кинорежиссёр Джеймс Кэмерон стал третьим человеком в истории, достигшим самой глубокой точки Мирового океана, и первым, сделавшим это в одиночку. Кэмерон погружался на одноместном аппарате «Дипси челленджер», оборудованном всем необходимым для съёмки. Киносъёмка велась в формате 3D, для этого батискаф был оснащён специальным световым оборудованием. Кэмерон добрался до «Бездны Челленджера» — участка впадины на глубине 10 898 метров (точные вычисления показывают, что батискаф достиг глубины 10 908 метров, а не 10 898 — глубины, зафиксированной прибором во время погружения). Он взял образцы пород, живых организмов и провёл киносъёмку, используя 3D-камеры. Отснятые режиссёром кадры легли в основу научно-документального фильма канала «National Geographic Channel» Джеймс Кэмерон: Путешествие к центру Земли (2012).
• 28 апреля 2019 года Виктор Весково установил рекорд глубины погружения человека — 10928 м и стал первым человеком, покорившим высочайшую вершину мира-Эверест и глубочайшую впадину.
• 8 мая 2020 года на дно Марианской впадины впервые погрузился российский автономный необитаемый подводный аппарат «Витязь-Д». Датчики зафиксировали глубину 10 028 метров. «Продолжительность миссии без учёта погружения и всплытия на поверхность составила более трех часов», — сообщили в Фонде перспективных исследований (ФПИ). На дно Марианской впадины доставили вымпел, посвященный 75-летию Победы в Великой Отечественной войне. Аппарат провел картографирование, фото- и видеосъемку морского дна, ученые изучили параметры морской среды. В состав комплекса «Витязь-Д» входят автономный необитаемый аппарат, глубоководная донная станция и аппаратура пункта управления. Корабельное оборудование комплекса обеспечивает информационный обмен судна-носителя с подводным аппаратом и донной станцией в режиме реального времени по гидроакустическому каналу. «В отличие от работавших ранее в этом районе аппаратов Kaiko (Япония) и Nereus (США), аппарат „Витязь“ функционирует полностью автономно. Благодаря использованию в системе управления аппарата элементов искусственного интеллекта, он может самостоятельно обходить препятствия по курсу, находить выход из ограниченного пространства и решать другие интеллектуальные задачи», — сказали в ФПИ.
• 7 июня 2020 года на дно Марианской впадины погрузилась первая женщина, ею стала Кэтрин Салливан. Пилотом был Виктор Весково.
• 12 июня 2020 года, на дне Марианской впадины побывала вторая женщина — Ванесса О Брайен, альпинистка, покорившая Эверест.
• 20 июня 2020 года, Келли Уолш, сын знаменитого Дона Уолша, достиг дна Бездны Челленджера, доведя тем самым число людей, побывавших в Марианской впадине до двенадцати. Пилотом был Виктор Весково.
• 25 июня 2020 года Ин-Цонг «YT» Лин, ученый из Лаборатории океанической акустики, стал тринадцатым человеком, посетившим Марианскую впадину. И первым человеком азиатского происхождения. Пилотом был Виктор Весково.
• 15 ноября 2020 года в Бездну Челленджера на глубину 10’909 метров опустился китайский глубоководный автономный аппарат «Фэньдоучже» («Борец») с 3 людьми на борту.

Плащеносная акулаРеликт, напоминающий угря

Плащеносная акула — реликтовое животное, живое ископаемое, сохранившееся почти неизменным на протяжении 80 миллионов лет. Ее тело напоминает тело угря — вытянутое и невероятно гибкое. Что еще страннее, охотится она во многом как сухопутная змея: подкараулив жертву эта акула «выстреливает» своим телом словно какая-нибудь гадюка, хватая жертву. У плащеносной акулы большой рот, в котором находится 300 зубов, напоминающих якоря по форме. 

Еще удивительнее гибкость этой акулы выглядит, если посмотреть на ее внутренние органы. Ее печень просто огромна (благодаря ей рыба балансирует в толще воды) и, казалось бы, должна сильно мешать во время движения. Но, судя по всему, плащеносная акула стремительна вопреки своей анатомии.