Terwijl duizenden mensen het hoogste punt van de planeet, Everest, hebben bezocht, zijn er maar drie afgedaald naar de bodem van de Mariana Trench. Dit is de minst onderzochte plek op aarde, er zijn veel mysteries omheen. Vorige week ontdekten geologen dat gedurende een miljoen jaar 79 miljoen ton water door de breuk op de bodem van de depressie in de ingewanden van de aarde drong. Wat er daarna met haar is gebeurd, is niet bekend. "Hi-tech" vertelt over de geologische structuur van het laagste punt van de planeet en de vreemde processen die op de bodem plaatsvinden.
Zonder zonnestralen en onder kolossale druk
De Mariana Trench is geen verticale afgrond. Dit is een halvemaanvormige loopgraaf die zich uitstrekt over 2,5 duizend kilometer ten oosten van de Filippijnen en ten westen van Guam, VS. Het diepste punt van de depressie, de Challenger Deep, bevindt zich op 11 km van het oppervlak van de Stille Oceaan. Everest, als het op de bodem van de depressie was geweest, zou niet 2,1 km boven zeeniveau zijn geweest.
Kaart van de Mariana Trench.
De Mariana Trench (zoals het Basin ook vaak wordt genoemd) maakt deel uit van een wereldwijd netwerk van troggen die de zeebodem kruisen en zijn gevormd als resultaat van oude geologische gebeurtenissen. Ze ontstaan wanneer twee tektonische platen botsen, wanneer de ene laag onder de andere zakt en in de aardmantel gaat.
De onderwatergeul werd ontdekt door het Britse onderzoeksschip Challenger tijdens de eerste wereldwijde oceanografische expeditie. In 1875 probeerden wetenschappers de diepte te meten met een diplot - een touw met een gewicht eraan vastgemaakt en metermarkeringen. Het touw was slechts voldoende voor 4.475 vadem (8.367 m). Bijna honderd jaar later keerde de Challenger II met een echolood terug naar de Mariana Trench en stelde de huidige dieptewaarde van 10.994 m vast.
De bodem van de Mariana Trench is verborgen in eeuwige duisternis - de zonnestralen dringen niet zo diep door. De temperatuur is slechts een paar graden boven het vriespunt - en dicht bij het vriespunt. De druk in de Challenger Abyss is 108,6 MPa, wat ongeveer 1072 keer de normale atmosferische druk op zeeniveau is. Dit is vijf keer de druk die wordt gecreëerd wanneer een kogel een kogelvrij object raakt en is ongeveer gelijk aan de druk in een polyethyleensynthesereactor. Maar mensen vonden een manier om tot op de bodem te komen.
Promotie video:
Man onderaan
De eerste mensen die de Challenger Abyss bezochten, waren de Amerikaanse militairen Jacques Piccard en Don Walsh. In 1960 daalden ze in de bathyscaaf in Triëst in vijf uur af naar 10.918 m. Op dit punt bleven de onderzoekers 20 minuten en zagen bijna niets vanwege de slibwolken die door het apparaat werden opgeworpen. Behalve de botvis, die werd geraakt door de schijnwerpers. Het leven onder zo'n hoge druk was een belangrijke ontdekking voor de missie.
Vóór Piccard en Walsh dachten wetenschappers dat vissen niet in de Mariana Trench konden leven. De druk erin is zo groot dat calcium alleen in vloeibare vorm kan bestaan. Dit betekent dat de botten van de gewervelde dieren letterlijk moeten oplossen. Geen botten, geen vis. Maar de natuur heeft wetenschappers laten zien dat ze het bij het verkeerde eind hebben: levende organismen kunnen zich zelfs aan zulke ondraaglijke omstandigheden aanpassen.
Veel levende organismen in de Challenger-afgrond werden ontdekt door de Deepsea Challenger-bathyscaaf, waarop regisseur James Cameron in 2012 afdaalde naar de bodem van de Mariana Trench. In grondmonsters die door het apparaat zijn genomen, hebben wetenschappers 200 soorten ongewervelde dieren gevonden, en op de bodem van de depressie - vreemde doorschijnende garnalen en krabben.
Op een diepte van 8 duizend meter ontdekte de bathyscaaf de diepste vis - een nieuwe vertegenwoordiger van de soort lipar of zeeslakken. De kop van de vis lijkt op die van een hond, en zijn lichaam is erg dun en elastisch - terwijl hij beweegt, lijkt hij op een doorschijnend servet dat wordt gedragen door de stroming.
Enkele honderden meters lager zijn er gigantische amoeben van tien centimeter, xenophyophores genaamd. Deze organismen vertonen een verbazingwekkende weerstand tegen verschillende elementen en chemicaliën zoals kwik, uranium en lood die binnen enkele minuten andere dieren of mensen zouden doden.
Wetenschappers geloven dat er nog veel meer soorten op diepte zijn, in afwachting van ontdekking. Bovendien is het nog steeds niet duidelijk hoe dergelijke micro-organismen - extremofielen - kunnen overleven in dergelijke extreme omstandigheden.
Het antwoord op deze vraag zal leiden tot een doorbraak in de biogeneeskunde en biotechnologie en zal helpen begrijpen hoe het leven op aarde begon. Onderzoekers van de Universiteit van Hawaï zijn bijvoorbeeld van mening dat thermische moddervulkanen in de buurt van de depressie voorwaarden hebben geschapen voor het voortbestaan van de eerste organismen op aarde.
Vulkanen op de bodem van de Mariana Trench.
Wat is de kloof?
De depressie dankt zijn diepte aan de breuk van twee tektonische platen - de Pacifische laag gaat onder de Filipijn door en vormt een diepe greppel. De regio's waarin dergelijke geologische gebeurtenissen hebben plaatsgevonden, worden de subductiezone genoemd.
Elke plaat is bijna 100 km dik en de fout is minstens 700 km diep vanaf het laagste punt van de Challenger Deep. 'Dit is een ijsberg. De man stond niet eens bovenaan - 11 is niets vergeleken met 700 die zich op diepte verstopte. De Mariana Trench is de grens tussen de grenzen van menselijke kennis en een realiteit die voor mensen onbereikbaar is”, zegt geofysicus Robert Stern van de Universiteit van Texas.
Platen aan de onderkant van de Mariana Trench.
Wetenschappers suggereren dat grote hoeveelheden water de aardmantel binnendringen via de subductiezone - de rotsen aan de grenzen van de breuken werken als sponzen, absorberen water en transporteren het naar de ingewanden van de planeet. Hierdoor bevindt de stof zich op een diepte van 20 tot 100 km onder de zeebodem.
Geologen van de Universiteit van Washington ontdekten dat in de afgelopen miljoen jaar meer dan 79 miljoen ton water via de kruising in de ingewanden van de aarde is gevallen - dit is 4,3 keer meer dan eerdere schattingen.
De belangrijkste vraag is wat er met het water in de darmen gebeurt. Aangenomen wordt dat vulkanen de waterkringloop sluiten en water tijdens uitbarstingen als waterdamp naar de atmosfeer terugvoeren. Deze theorie wordt ondersteund door eerdere metingen van de hoeveelheden water die de mantel binnenkomen. Vulkanen die in de atmosfeer worden uitgestoten, zijn ongeveer gelijk aan het geabsorbeerde volume.
Nieuw onderzoek weerlegt deze theorie - berekeningen suggereren dat de aarde meer water opneemt dan terugkomt. En dit is echt vreemd - aangezien het niveau van de Wereldoceaan de afgelopen honderd jaar niet alleen niet is afgenomen, maar ook enkele centimeters is gegroeid.
Een mogelijke oplossing is om de theorie van gelijke bandbreedte van alle subductiezones op aarde los te laten. De omstandigheden in de Mariana Trench zijn waarschijnlijk extremer dan in andere delen van de planeet, en via de kloof in de Challenger Deep sijpelt meer water het binnenland in.
“Is de hoeveelheid water afhankelijk van de structurele kenmerken van de subductiezone, bijvoorbeeld van de buighoek van de platen? We nemen aan dat soortgelijke fouten bestaan in Alaska en Latijns-Amerika, maar tot dusver is de mens er niet in geslaagd een diepere structuur te vinden dan de Mariana Trench,”voegde hoofdauteur Doug Vines toe.
Het water verborgen in de ingewanden van de aarde is niet het enige mysterie van de Mariana Trench. De Amerikaanse National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) noemt de regio een pretpark voor geologen.
Dit is de enige plek op aarde waar kooldioxide in vloeibare vorm voorkomt. Het wordt weggegooid door verschillende onderzeese vulkanen die zich buiten de Okinawa-trog bij Taiwan bevinden.
Op een diepte van 414 m in de Mariana Trench bevindt zich de Daikoku-vulkaan, een meer van pure zwavel in vloeibare vorm dat constant kookt bij een temperatuur van 187 ° C. 6 km lager zijn er geothermische bronnen die water uitstoten met een temperatuur van 450 ° C. Maar dit water kookt niet - het proces wordt belemmerd door de druk die wordt uitgeoefend door een waterkolom van 6,5 kilometer.
De oceaanbodem is tegenwoordig minder door de mens bestudeerd dan de maan. Waarschijnlijk zullen wetenschappers fouten dieper dan de Mariana Trench kunnen detecteren, of op zijn minst de structuur en kenmerken ervan onderzoeken.
