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马里亚纳海沟

[日期:2020-02-16] 来源:051891.com  作者:蒙奇 [字体: ]

马里亚纳海沟(Mariana Trench),又名玛利亚娜海沟。位于11 °20′N,142°11.5′E,即菲律宾东北、马里亚纳群岛附近的太平洋底,北起硫黄岛、西南至雅浦岛附近。其北部有阿留申、千岛、小笠原等海沟,南有新不列颠和新赫布里底等海沟,全长2550千米,为弧形,平均宽70千米。据估计这条海沟已形成6000万年。

海沟最深处的地方达6~11千米,是已知的海洋最深处,这里水压高、完全黑暗、温度低、含氧量低,且食物资源匮乏,因此成为地球上环境最恶劣的区域之一。

马里亚纳海沟是板块俯冲地带,海底地质运动非常活跃,海山火山岩的物质组成及成因等是海洋地质科学家感兴趣的问题。

 

马里亚纳海沟

 

一般认为海洋板块与大陆板块相互碰撞,因海洋板块岩石密度大,位置低,便俯冲插入大陆板块之下,板块进入地幔后逐渐熔化而消失。在发生碰撞的地方会形成海沟,在靠近大陆一侧常形成岛弧、弧后盆地和海岸山脉。这些地方都是地质活动强烈的区域,常出现火山爆发和地震。

 

马里亚纳海沟

 

海底生物

如果把世界最高的珠穆朗玛峰放在沟底,峰顶将不能露出水面。不少的登山家成功地征服了珠穆朗玛峰,但探测深海却极其困难。1960年1月,科学家首次乘坐“的里雅斯特"号深海潜水器,首次成功下潜至马里亚纳海沟底进行科学考察。海沟底部高达1100个大气压的巨大水压,对于人类是一个巨大的挑战。深海是一个高压、漆黑和冰冷的世界,通常温度只有2℃(极少数海底受地热的影响水温可高达380℃)。令人惊奇的是,在这样深的海底,科学家们竟然看到有一条比目鱼和一只小红虾在游动。有的理论认为深海海沟的形成主要原因是地壳的剧烈凹陷。

潜水员曾在千米深的海水中见到过人们熟知的虾、乌贼、章鱼、枪乌贼,还有抹香鲸等大型海兽类;在2000~3000米的水深处发现成群的大嘴琵琶鱼:在8000米以下的水层,发现仅18厘米大小的新鱼种。在马里亚纳海沟最深处则很少能看到动物了。

2014年12月,科学家在马里亚纳海沟8145米的海床上发现了一种鱼类,这比先前纪录深了将近500米。

参加研究计划的科学家发现的这个奇特生物据信是“狮子鱼”,“当它游泳时,看起来像有个奇怪的卡通狗鼻子背后浮动着湿纸巾。”这种鱼浑身成白色,头大、眼睛小、没有鱼鳞,通常较人类的手掌稍长。 [5]

英国亚伯丁大学(Aberdeen University)科学家杰米生(Alan Jamieson)博士表示:“这种栖息深度很深的鱼,不像我们所曾看过的东西,也不像我们已知的任何东西。”

为适应深海环境,深海鱼的生理机能发生了很大变化。这些变化反映在深海鱼的肌肉和骨骼上。由于深海环境的巨大水压作用,鱼的骨骼变得非常薄;而且容易弯曲;肌肉组织变得特别柔韧,纤维组织变得出奇的细密。更有趣的是,鱼皮组织变得仅仅是一层非常薄的层膜,它能使鱼体内的生理组织充满水分,保持体内外压力的平衡。这就是在如此巨大的压力下深海鱼也不会被压扁的原因。另外,深海鱼类的眼睛也变得非常奇特。我们常见的金鱼,不仅颜色非常鲜艳,两只眼睛特别大,而且好玩。和金鱼比较,生活在深海里的鱼类,其眼睛结构要比金鱼眼丰富多了。一般鱼的眼睛,多生长在头的两侧,而生活在深海中的鱼,眼睛却长在头部的背部。从正面看,后鱼的两只大眼框,简直就像是竖起来的两只电灯泡。而从上往下看,两只眼睛又像两个大圆圈,占据着头部的“要塞”部位。更有趣的是,这种鱼眼能上下左右活动,其眼球的组织结构和一架望远镜差不多,而且还能自如地调整焦距。奇特的眼睛结构,几乎是深海鱼的一个共同生理特征。

深海里并不是风平浪静的,里面有很多血腥与杀戮。科学家一直在寻找10米长以上的霸王乌贼就生活在这片终年不见天日的海底。还没有人见过其真正的样子,但是霸王乌贼的天敌是抹香鲸,科学家曾经在抹香鲸的肚子里面发现直径有20厘米的巨型乌贼牙齿。科学家断定这条乌贼就是霸王乌贼。然而霸王乌贼的天敌居然是抹香鲸,这就意味着深海里他们一直在持续着血腥与杀戮。

海底花园

2019年5月28日,中国远洋综合科考船“科学”号科考队员在马里亚纳海沟南侧海山发现了近10片五彩斑斓的珊瑚林。林内各种珊瑚和柱星螅等集聚生长,犹如“海底花园”一般,实属罕见。

海底矿藏

2011年1月,一个国际科研团队在对马里亚纳海沟的考察中发现那里储存着大量碳,这意味着海沟在调节地球环境方面的作用比人们之前认识的更为重要。马里亚纳海沟就像是个沉淀物收集器,被海沟里细菌转化的碳的量比6000米深的海底平原上的碳含量高。这说明了海沟里碳含量比研究人员此前认为的高,他们以前没意识到深海里还有这么一个二氧化碳收集槽。科学家们下一步的想法是把研究结果量化,算出深海海沟里的碳含量到底比其它海域多出多少,而细菌转化的碳的量具体是多少,这些数据能帮助科研人员更好了解深海海沟在调节气候方面的作用。

 

马里亚纳海沟

 

苏联

1957年苏联考察船“维塔兹号”(Vityaz)回报测得11034米(36201英尺)深度,将该处命名为“马里亚纳深凹”;但该数据从未再测得,因此不作为标准值。

英国

1951年英国皇家海军挑战者二号首度测量海沟,挑战者二号以回波定位方式于北纬11度19分,东经142度15分,测出当地深度为10900米。此方式是以探针通过渐层深度,反复发送声波,再以耳机捕捉回波,并将回波器的速率,以手持码表计时完成。因此正式提报新的最深距离时,按照谨慎的作法,应将所测深度减去一个尺度(20噚)较妥,从而得出5940噚(10863米)的数据。

美国

1960年美国海军“的里雅斯特”号深潜器创造了潜入海沟10916米的世界记录。

2012年3月,美国好莱坞著名导演詹姆斯-卡梅隆独自乘坐潜艇“深海挑战者”号,下潜近11千米,探底西太平洋马里亚纳海沟。关岛当地时间26日7:52,即北京时间5:52,卡梅隆成功下潜至世界海洋的最深处——马里亚纳海沟的挑战者海渊底部,当地时间26日上午返回水面。这是人类第二次探底马里亚纳海沟,卡梅隆是单枪匹马潜至“地球最深处”的第一人。

活动合作方美国国家地理学会说,卡梅隆于约两小时后潜至10929米深处,探底马里亚纳海沟。海沟底部是永恒黑暗,温度只有几摄氏度,水压相当于大约1000个大气压。卡梅隆在洋底探险3小时有余,收集生物和地质样本、拍摄图片和视频。

中国

涉浅水者见鱼虾,入深水者见蛟龙。自古以来,中国人就有着探寻深海奥秘的梦想。如今,这个梦想正在通过蛟龙号载人潜水器一步步走进现实。

蛟龙号是我国大洋国际海底资源调查和科学研究的重要高技术装备。蛟龙号长8.2米、宽3.0米、高3.4米;空重不超过22吨,最大荷载是240公斤。最大速度为每小时25海里,巡航每小时1海里;当前最大下潜深度7062.68米。

2012年6月15日蛟龙号在马里亚纳海沟进行了第一次试潜最终成功潜入水下6671米。蛟龙号在马里亚纳海沟共进行了六次试潜,最大下潜深度7062.68米,这些均刷新了我国人造机械载人潜水最深记录。

2016年6月22日至8月12日,我国“探索一号”科考船在马里亚纳海沟海域开展了我国海洋科技发展史上第一次综合性万米深渊科考活动。我国自主研制的“海斗”号无人潜水器下潜10767米。这次“海斗”号不仅创造了我国水下机器人的最大下潜深度记录,并为我国首次获取了万米以下深渊及全海深剖面的温盐深数据。这是继“蛟龙号”七千米海试成功后我国海洋科技又一里程碑,标志着我国的深潜科考开始进入万米时代。从此万米深海不再是我国海洋科技界的禁区!

2017年,中国科学院深海科学与工程研究所深海所首次实现马里亚纳海沟“挑战者”深渊万米锚系潜标长期连续观测,获取了世界上首个万米海底人工地震剖面。

2019年5月27日,中国远洋综合科考船“科学”号正式开始对位于西太平洋的马里亚纳海沟南侧系列海山展开调查,船载的“发现”号遥控无人潜水器采集到稀有的深水海兔。

日本

1984年日本人将高能专业探测航具“拓洋号”(Takuyo)送入马里亚纳海沟,以多窄波束回波定位仪蒐集资料,测得最大深度为11040.41米(也记录为10920±10米2)。国外一般则采用深10924米,如美国中央情报局及世界概况。

1992年,日本海洋科技中心耗资5000万美元研制出“海沟”号水下机器人。“海沟”号长3米,重5.4吨,它是缆控式水下机器人,装备有复杂的摄像机、声纳和一对采集海底样品的机械手。研制它就是考察查林杰海渊。

经过数次失败后,1995年3月24日,“海沟”号机器人被12000米长的一次缆缓缓放向海底,母船操作室内的17个监视器显示出潜水器发回的图象资料。经过三个半小时的“行进”,“海沟”号到达查林杰海渊底部,这时测深表显示的水深值是10903.3米,修正水深为10911.4米。修正水深是根据水压测定的值,通过含盐量、水温资料修正后的深度。“海沟”号创造了新的世界潜深纪录,比原有纪录深了15米。此后,“海沟”号还进行了试样采集及拍摄等考察活动,人们从它传回的图像中看到:茶色的海底泥土上,有一些白色的像海参一样的生物在蠕动,旁边还游动着数条小鱼。此前确认有鱼的最深处是8370米。

 

马里亚纳海沟

 

海洋污染

研究结果表明,在马里亚纳海沟2673-10908m底层海水中,微塑料含量为2.06-13.51个/L,比开放大洋表层及次表层水中微塑料含量高出数倍;在马里亚纳海沟5108-10908m表层沉积物中,微塑料含量为200-2200个/L,也明显高于大多数深海沉积物中的含量。

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