MIK AZ ÓCEÁNI ÁRKOK? - KÖRNYEZET - 2025

Az óceáni árkok a tengerfenék olyan mélységei, amelyek a Föld tektonikus lemezeinek aktivitása eredményeként alakulnak ki.

Ezek a hosszú, keskeny, V alakú mélyedések az óceán legmélyebb részei, és világszerte megtalálhatók, körülbelül 10 kilométer mélységben, a tengerszint alatt.

A legmélyebb árok a Csendes-óceánon találhatók, és az úgynevezett „Tűzgyűrű” részét képezik, amely aktív vulkánokat és földrengési övezeteket is magában foglal.

A legmélyebb óceáni árok a Mária-árok, amely a Tenger-szigetek közelében található, több mint 1 580 mérföld vagy 2542 kilométer hosszúsággal, ötször hosszabb, mint az Egyesült Államok Colorado állambeli Grand Canyon, és átlagosan csupán 43 mérföld (69 kilométer).

Itt található a Challenger Abyss, amely 10 911 méter magasságban az óceán legmélyebb része. Hasonlóképpen, a Tonga, Kuril, Kermadec és Fülöp-szigetek sírja több mint 10 000 méter mély.

Összehasonlításképpen: Mount Everest 8848 méter tengerszint feletti magasságban van, ami azt jelenti, hogy a Mariana árok legmélyebb pontjában több mint 2000 méter mély.

Az óceán árokjai foglalják el az óceán legmélyebb rétegét. Az intenzív nyomás, a napfény hiánya és a hideg hőmérséklet ezen a helyen teszik a Föld egyik legegyedibb élőhelyévé.

Hogyan alakulnak ki az óceáni árkok?

A gödrök szubdukcióval alakulnak ki, egy geofizikai folyamat során, amelynek során a Föld két vagy több tektonikus lemeze összefonódik, és a legrégebbi és legszorosabb lemezt a könnyebb lemez alá tolják, és az óceán fenekét és a külső kéreg (a litoszféra) íveket képez és egy lejtőt képez, egy V alakú mélyedést.

Szubdukciós zónák

Más szavakkal, amikor egy sűrű tektonikus lemez széle megfelel egy kevésbé sűrű tektonikus lemez szélének, akkor a sűrűbb lemez lefelé hajlik. A litoszféra rétegei közötti ilyen típusú határvonalakat konvergensnek nevezik. A szubdukciós zónának nevezzük azt a helyet, ahol a legsűrűbb lemez szubduktál.

A szubdukciós folyamat az árok dinamikus geológiai elemeit képezi, amelyek felelősek a Föld szeizmikus aktivitásának jelentős részéért, és gyakran a nagy földrengések epicentruma, ideértve a nyilvántartásba vett legnagyobb földrengéseket is.

Néhány óceáni árok szubdukcióval alakul ki a kontinentális kéreg hordozó lemez és az óceáni kéreg hordozó lemez között. A kontinentális kéreg mindig több, mint az óceáni kéreg, és ez utóbbi mindig eldugul.

A legismertebb óceáni árkok az egymással konvergáló lemezek közötti határvonal eredménye. A Dél-Amerika nyugati partjától származó Peru-Chile árokot a Nazca-lemez óceáni kéreg képezi, amely a dél-amerikai lemez kontinentális kéregének alábomlik.

A Ryukyu-árok, amely Japán déli részétől húzódik, oly módon van kialakítva, hogy a Fülöp-szigeteki lemez óceáni héja elbomlik az eurázsiai lemez kontinentális kéregében.

Az óceáni árkok ritkán alakulhatnak ki, amikor két, a kontinentális kéreggel ellátott lemez találkozik. A Mariana-árok a Csendes-óceán déli részén akkor alakul ki, amikor a hatalmas csendes-óceáni lemez aláfut a Fülöp-szigetek kisebb és kevésbé sűrű lemeze alá.

A szubdukciós zónában az olvadt anyag egy része, amely korábban az óceán fenekén volt, általában a gödör közelében elhelyezkedő vulkánokon keresztül emelkedik fel. A vulkánok gyakran vulkanikus íveket hoznak létre, egy hegylánc-szigetet, amely az árokkal párhuzamosan fekszik.

Az aleut-árok jön létre, ahol a Csendes-óceáni tányér az északi-amerikai lemez alá süllyed az Északi-sarkvidéki térségben az Egyesült Államok Alaszka állama és Szibéria orosz régiója között. Az Aleut-szigetek vulkáni ívet alkotnak, amely az Alaszka-félszigeten indul és az Aleut-árok északától északra fekszik.

Nem minden óceán-árok található a Csendes-óceánon. A Puerto Rico-árok egy komplex tektonikus depresszió, amelyet részben a Kis Antillák szubdukciós övezete alkot. Itt a hatalmas észak-amerikai lemez óceáni kéregét alávetették a kisebb karibi tányér óceáni kéregéhez.

Miért fontos az óceáni árkok?

Az óceáni árkok ismerete korlátozott, mélységük és távolságuk miatt, de a tudósok tudják, hogy ezek jelentős szerepet játszanak a szárazföldi életünkben.

A világ szeizmikus tevékenységeinek nagy része szubdukciós zónákban zajlik, amelyek pusztító hatást gyakorolhatnak a part menti közösségekre, és még inkább a globális gazdaságra.

A szubdukciós övezetekben előforduló tengerfenék-földrengések felelősek az Indiai-óceán 2004-es szökőáráért, valamint a Japánban a 2011-ben Tohoku-i földrengésért és szökőárért.

Az óceáni árkok kutatásával a tudósok megérthetik a szubdukció fizikai folyamatát és ezen pusztító természeti katasztrófák okait.

Az árok tanulmányozása megismeri a kutatókat a szervezeteknek a mélytengeri környezetből való alkalmazkodásának új és változatos formáiból, amelyek kulcsa lehetnek a biológiai és orvosbiológiai fejlődésnek.

Annak tanulmányozása, hogy a mélytengeri szervezetek hogyan alkalmazkodtak az élethez a súlyos környezetükben, elősegítheti a megértést számos különféle kutatási területen, a cukorbetegség kezelésétől a továbbfejlesztett mosószerekig.

A kutatók már felfedezték azokat a mikrobákat, amelyek a mélytengeri hidrotermikus szellőzőnyílásokban élnek, és amelyek potenciálisan új antibiotikumok és rákos gyógyszerek formájában jelentkezhetnek.

Az ilyen adaptációk kulcsa lehet az óceáni élet eredete megértésének, mivel a tudósok megvizsgálják ezen organizmusok genetikáját, hogy összeállítsák a rejtvényt arról, hogy az élet miként terjed az izolált ökoszisztémák között és végül a világ óceánjai.

A legújabb kutatások azt is felfedték, hogy a gödrökben nagy és váratlan mennyiségű széntartalom halmozódik fel, ami arra utalhat, hogy ezek a régiók jelentős szerepet játszanak a Föld éghajlatában.

Ezt a szénet elfoglalják a Föld köpenyében szubdukcióval, vagy a baktériumok elfogyasztják a gödörből.

Ez a felfedezés lehetőséget kínál az árkok transzfereknek mind a forrásként (vulkánokon és más folyamatokon keresztül), mind pedig a bolygó szénciklusának lerakódásaként betöltött szerepének további vizsgálatára, amelyek befolyásolhatják a tudósok végső megértését és előrejelzését. az ember által generált üvegházhatású gázok és az éghajlatváltozás hatása.

Az új mélytengeri technológia kifejlesztése, a tengeralattjáróktól a kamerákig, az érzékelőkig és a mintavevőkig, nagyszerű lehetőségeket kínál a tudósok számára az árok ökoszisztémáinak szisztematikus vizsgálata érdekében hosszú ideig.

Ez végül jobban megérti a földrengéseket és a geofizikai folyamatokat, áttekinti azt, hogy a tudósok hogyan értik meg a globális szénciklusot, biztosítják az orvosbiológiai kutatási lehetőségeket, és potenciálisan hozzájárulhatnak a földi élet fejlődésének új betekintéséhez.

Ugyanez a technológiai fejlődés új képességeket teremt a tudósok számára az óceán egészének tanulmányozására, a távoli partvonalaktól a jéggel borított Jeges tengerig.

Élet az óceán árokban

Az óceáni árkok a föld elleni leginkább ellenséges élőhelyek közé tartoznak. A nyomás több mint 1000-szerese a felületnek, és a víz hőmérséklete kissé meghaladja a fagyást. Talán még ennél is fontosabb, hogy a napfény nem juthat át a legmélyebb óceáni árkokba, így a fotoszintézis lehetetlenné válik.

Az óceáni árkokban élő szervezetek szokatlan alkalmazkodásmóddal fejlődtek ki, hogy ezekben a hideg, sötét kanyonokban jól fejlődjenek.

Viselkedése az úgynevezett "vizuális interakciós hipotézis" próbája, amely azt mondja, hogy minél nagyobb a szervezet láthatósága, annál több energiát kell költenie a ragadozók vadászatához vagy a ragadozók visszaszorításához. Általában az élet a sötét óceáni árkokban elszigetelt és lassú.

Nyomás

A nyomás a Challenger Abyss alján, a Föld legmélyebb pontján, 703 kilogramm négyzetméterenként (8 tonna / négyzet hüvelyk). A nagy tengeri állatok, például a cápák és a bálnák, nem élhetnek ebben a zúzási mélységben.

Számos organizmusban, amelyek ebben a nagynyomású környezetben virágzik, nincs olyan génvel megtöltő szerv, mint például a tüdő. Ezek a szervezetek, amelyek sok csillaggal vagy medúzával kapcsolatosak, főleg vízből és zselatin anyagból készülnek, amelyeket nem lehet olyan könnyen összetörni, mint a tüdőt vagy a csontokat.

Ezeknek a lényeknek a belsejében elég jól navigálnak ahhoz, hogy napi 1000 méternél nagyobb vertikális vándorlást lehessen elérni az árkok aljától.

Még a mély gödrökben lévő halak zselés-szerűek. Például a hagymafejű csigafélék sok faja él a Mariana-árok alján. Ezen halak testét összehasonlítottuk az eldobható szövetekkel.

Sötét és mély

A sekély óceáni árokban kevesebb nyomás van, de a napfény zónán kívül is lehetnek, ahol a fény behatol a vízbe.

Sok hal alkalmazkodott az élethez ezekben a sötét óceáni árkokban. Egyesek biolumineszcenciát alkalmaznak, ami azt jelenti, hogy saját világosságot teremtenek az élethez, hogy vonzzák a zsákmányaikat, találjanak társat vagy megfojtják a ragadozót.

Élelmiszerhálók

Fotoszintézis nélkül a tengeri közösségek elsősorban a szokatlan tápanyagforrásoktól függnek.

Az első a "tengeri hó". A tengeri hó a szerves anyag folyamatos esése a vízoszlop magasságaiból. A tengeri hó elsősorban hulladék, ideértve a ürülékeket és az elpusztult organizmusok maradványait, például halakat vagy tengeri moszatot. Ez a tápanyagban gazdag tengeri hó olyan állatokat táplál, mint a tengeri uborka vagy a vámpír tintahal.

Az óceán-árok táplálékának további tápanyagforrása nem a fotoszintézisből, hanem a kemoszintézisből származik. A kemoszintézis az az eljárás, amely során az óceáni árokban élő szervezetek, például a baktériumok a kémiai vegyületeket szerves tápanyagokká alakítják.

A kemoszintézisben használt kémiai vegyületek metán vagy szén-dioxid, amelyet hidrotermikus szellőzőnyílásokból bocsátanak ki, és meleg, mérgező gázokat és folyadékokat szabadítják fel a merev óceánvízbe. Általános állat, amely táplálékában kemoszintézis baktériumokkal táplálkozik, az óriáscsöves féreg.

A sírok feltárása

Az óceáni árkok továbbra is a legmegkísérletesebb és kevésbé ismert tengeri élőhelyek. 1950-ig sok óceáni kutató úgy gondolta, hogy ezek az árok változatlan környezetben vannak, közel ahhoz, hogy nincs életük. Az óceáni árkokban végzett kutatások nagy része ma még az óceánfenék mintáin és fényképészeti expedíciókon alapul.

Ez lassan változik, amikor a felfedezők szó szerint mélyre ásnak. A Challenger Deep, a Mariana-árok alján, a Csendes-óceánon fekszik, Guam szigetének közelében.

Csupán három ember látogatta meg a Challenger Abyss-t, a világ legmélyebb óceáni árokját: 1960-ban közös francia-amerikai legénység (Jacques Piccard és Don Walsh) elérte a 10 916 méteres mélységet, valamint a National Geographic felfedezője, James Cameron 2012-ben eléri a 9884 métert (Két másik pilóta nélküli expedíció a Challenger Abyss-ot is felfedezte).

Az óceán árok felfedezésére szolgáló merülő merülések nagy számú egyedi kihívást jelentenek.

A merülőbajnokoknak hihetetlenül erősnek és robusztusnak kell lenniük az erős óceáni áramlások, a nulla láthatóság és a Mariana árok magas nyomása ellen.

Még nagyobb kihívás az emberek biztonságos szállításához szükséges mérnöki fejlesztés, valamint a finom felszerelés fejlesztése. A tengeralattjáró, amely Piccardot és Walshot hozta a Challenger Deepbe, a rendkívüli Triesztbe, egy szokatlan hajó volt, amelyet bathyscaphe néven hívtak (tengeralattjáró az óceán mélységének felderítésére).

A Cameron merülője, a Deepsea Challenger innovatív módon sikeresen kezelte a mérnöki kihívásokat. A mély óceánáramok leküzdésére a tengeralattjárót úgy tervezték, hogy lassan forduljon le, miközben leereszkedik.

A tengeralattjáró lámpái nem izzólámpákból vagy fluoreszkáló izzókból készültek, hanem apró LED-ek sorozatából, amelyek körülbelül 100 láb nagyságú területet világítottak meg.

Talán még meglepőbb, hogy maga a Deepsea Challenger tömörítésre lett tervezve. Cameron és csapata egy üvegbázisú szintetikus habot készített, amely lehetővé tette a jármű összenyomódását az óceán nyomása alatt. A Deepsea Challenger 7,6 centiméterrel kisebb mértékben ment vissza a felszínre, mint amikor leereszkedett.

Irodalom

1. ndTrenches. Woods Hole Oceanográfiai Intézet. Beérkezett 2017. január 9-én.
2. (2015, 13. július). Óceán árok. Nemzeti Földrajzi Társaság. Beérkezett 2017. január 9-én.
3. ndÓceán árok. ScienceDaily. Beérkezett 2017. január 9-én.
4. (2016, július). OKEANIKAI TRENCH. Earth Geologic. Beérkezett 2017. január 9-én.
5. ndDepest of the Ocean. Geology.com. Beérkezett 2017. január 9-én.
6. Oskin, B. (2014, október 8.). Mariana árok: A legmélyebb mélység. Élő tudomány. Beérkezett 2017. január 9-én.
7. ndÓceán árok. Encyclopedia.com. Beérkezett 2017. január 9-én.