Az óceáni árkok az óceán fenekén elhelyezkedő geológiai képződmények, amelyeket a tektonikus lemezek összecsapása okoz. Ezeket az árkokat az óceánok legmélyebb pontjainak tekintik, és akár 10.000 XNUMX méternél is mélyebbek lehetnek. Nagy szeizmikus és vulkáni aktivitás helyszínei, ahol földrengések, vulkánkitörések és szigetívek alakulnak ki. Az óceáni árkok kulcsszerepet játszanak a geológiai dinamikájában és az új szárazföldek kialakulásában.
Értsd meg a tengeri árok jelentését és fontosságát a tengeri ökoszisztémában.
Az óceáni árkok mély geológiai képződmények a tengerfenéken, amelyekre jellemző, hogy az óceánok legmélyebb részei. Ezeket az árkokat gyakran tektonikus lemezek ütközése hozza létre, ami nagy, több ezer méter mély tengeri árkokat eredményez.
Az óceáni árok egy híres példája a Csendes-óceánban található Mariana-árok. Több mint 11 XNUMX méter mélyével ez az óceánok jelenleg ismert legmélyebb pontja.
Rendkívüli mélységük ellenére az óceáni árkok kulcsfontosságú szerepet játszanak a tengeri ökoszisztémában. Ezek a geológiai képződmények egyedülálló élőhelyet biztosítanak számos tengeri élőlénynek, amelyek közül sok alkalmazkodott az ezekben a régiókban található szélsőséges körülményekhez.
Továbbá az óceáni árkok fontos szerepet játszanak az óceán tápanyagkörforgásában is. Az ezekben a régiókban felhalmozódott üledékek nagy mennyiségű szerves anyagot tartalmazhatnak, amely táplálékként szolgál a bentikus élőlények számára, és hozzájárul a tengeri biológiai sokféleséghez.
Ezért az óceáni árkok kulcsfontosságúak a tengeri ökoszisztéma egyensúlya szempontjából, élőhelyet és erőforrásokat biztosítva számos tengeri faj számára. Ezen geológiai képződmények megőrzése elengedhetetlen a tengeri élővilág megőrzéséhez és az óceánok fenntarthatóságához.
Mik azok az óceáni árkok?
As óceáni árkok a tengerfenék mélységei, amelyek a Föld tektonikus lemezeinek aktivitása következtében alakulnak ki, amikor azok összeérnek és egymás alá nyomódnak.
Ezek a hosszú, keskeny, V alakú mélyedések az óceán legmélyebb részei, és a világ minden táján megtalálhatók, körülbelül 10 kilométeres tengerszint alatti mélységet érve el.
A legmélyebb sírok a Csendes-óceánban találhatók, és az úgynevezett „Tűzgyűrű” részét képezik, amely magában foglalja az aktív vulkánokat és a földrengészónákat is.
A legmélyebb óceáni árok a Marine-szigetek közelében található Mariana-árok, amelynek hossza meghaladja a 1.580 kilométert, ötször hosszabb, mint az egyesült államokbeli Colorado állambeli Grand Canyon, és átlagosan mindössze 2.542 kilométer széles.
Ott van a Challenger-szakadék, amely 10.911 10.000 méteres mélységével az óceán legmélyebb része. Emellett a Tonga, a Kuril-szigetek, a Kermadec és a Fülöp-szigeteki mélységek is több mint XNUMX XNUMX méter mélyek.
Összehasonlításképpen, a Mount Everest 8.848 méterrel a tengerszint felett van, ami azt jelenti, hogy a Mariana-árok a legmélyebb pontján több mint 2.000 méter mély.
Az óceán legmélyebb rétegét óceáni árkok foglalják el. Az intenzív nyomás, a napfény hiánya és a hideg hőmérséklet teszi ezt a helyet a bolygó egyik legegyedibb élőhelyévé.
Hogyan alakulnak ki az óceáni árkok?
A víznyelőket szubdukció hozza létre, egy geofizikai folyamat során, amelynek során a Föld két vagy több tektonikus lemeze összefut, és az idősebb, sűrűbb lemez a könnyebb lemez alá nyomódik, létrehozva a tengerfeneket és a külső kérget (a litoszférát). A lemez meghajlik és lejtőt, egy V alakú mélyedést képez.
Szubdukciós zónák
Más szóval, amikor egy sűrű tektonikus lemez széle találkozik egy kevésbé sűrű tektonikus lemez szélével, a sűrűbb lemez lefelé hajlik. Ezt a fajta határt a litoszféra rétegei között konvergensnek nevezzük. Azt a helyet, ahol a sűrűbb lemez szubdukcióra kerül, szubdukciós zónának nevezzük.
A szubdukciós folyamat dinamikus geológiai elemekké teszi a kutakat, felelős a Föld szeizmikus aktivitásának jelentős részéért, és gyakran a nagy földrengések epicentruma, beleértve a valaha feljegyzett legnagyobb földrengéseket is.
Néhány óceáni árok egy kontinentális kérget tartalmazó lemez és egy óceáni kérget tartalmazó lemez alabamodásából jön létre. A kontinentális kéreg mindig jobban úszik, mint az óceáni kéreg, és az utóbbi mindig alabamodik.
A legismertebb óceáni árkok ennek a konvergens lemezek közötti határnak az eredményei. A Dél-Amerika nyugati partjainál található Peru-Chile árok a Nazca-lemez óceáni kérgének a dél-amerikai lemez kontinentális kérge alá süllyedésével alakul ki.
A Dél-Japánból húzódó Ryukyu-árok úgy alakult ki, hogy a Fülöp-lemez óceáni kérge az Eurázsiai-lemez kontinentális kérge alá süllyed.
Ritkán óceáni árkok alakulhatnak ki két, kontinentális kérget hordozó lemez találkozásánál. A Csendes-óceán déli részén található Mariana-árok akkor keletkezik, amikor a hatalmas Csendes-óceáni-lemez a kisebb, kevésbé sűrű Filippín-lemez alá süllyed.
Egy szubdukciós zónában az egykor a tengerfenéket alkotó olvadt anyag egy részét gyakran felemelik a kürtő közelében található vulkánok. A vulkánok gyakran vulkáni íveket, a kürtővel párhuzamosan futó hegyvidéki szigeteket hoznak létre.
Az Aleut-árok ott keletkezik, ahol a Csendes-óceáni-lemez az Észak-amerikai-lemez alá süllyed az Északi-sarkvidéken, az Egyesült Államokbeli Alaszka állam és az Oroszországhoz tartozó Szibéria között. Az Aleut-szigetek egy vulkáni ívet alkotnak, amely az Alaszka-félszigettől az Aleut-árok északi részéig húzódik.
Nem minden óceáni sír található a Csendes-óceánban. A Puerto Rico-árok egy összetett tektonikus mélyedés, amelyet részben a Kis-Antillák szubdukciós zónája alakított ki. Itt a hatalmas Észak-amerikai-lemez óceáni kérge a kisebb Karibi-lemez óceáni kérge alá süllyed.
Miért fontosak az óceáni sírok?
Az óceáni árkokról szóló ismereteink korlátozottak mélységük és távoli fekvésük miatt, de a tudósok tudják, hogy jelentős szerepet játszanak életünkben a kontinensen.
A világ szeizmikus aktivitásának nagy része szubdukciós zónákban zajlik, ami pusztító hatással lehet a part menti közösségekre, és még inkább a globális gazdaságra.
A szubdukciós zónákban keletkezett tengerfenék-földrengések felelősek voltak a 2004-es indiai-óceáni szökőárért és a 2011-es japán tóhokui földrengésért és szökőárért.
Az óceáni árkok tanulmányozásával a tudósok megérthetik a szubdukció fizikai folyamatát és e pusztító természeti katasztrófák okait.
Az árkok tanulmányozása a kutatóknak lehetőséget ad arra is, hogy megértsék a mélytengeri élőlények új és változatos alkalmazkodási módjait a környezetükhöz, ami kulcsfontosságú lehet a biológiai és biomedicinális fejlődéshez.
A mélytengeri élőlények zord környezetükhöz való alkalmazkodásának tanulmányozása számos kutatási területen segíthet a megértés javításában, a cukorbetegség kezelésétől a mosószerek fejlesztéséig.
A kutatók már felfedeztek olyan mikrobákat a mélytengeri hidrotermális kürtőkben, amelyek új antibiotikumok és rákgyógyszerek kifejlesztésére alkalmasak.
Az ilyen alkalmazkodások kulcsot jelenthetnek az óceáni élet eredetének megértéséhez is, mivel a tudósok megvizsgálják ezen élőlények genetikáját, hogy összerakják a történetet arról, hogyan terjedt az élet az elszigetelt ökoszisztémák között, és végül a világ óceánjain.
A legújabb kutatások váratlanul nagy mennyiségű szénben gazdag anyag felhalmozódását is kimutatták a kutakban, ami arra utalhat, hogy ezek a régiók jelentős szerepet játszanak a Föld éghajlatában.
Ez a szén vagy szubdukció révén megkötődik a Föld köpenyében, vagy a kútban lévő baktériumok fogyasztják el.
Ez a felfedezés lehetőséget kínál a sírok szerepének további vizsgálatára, mind forrásként (vulkánokon és más folyamatokon keresztül), mind pedig a bolygó szénciklusában elnyelőként, ami befolyásolhatja, hogy a tudósok hogyan értik meg és jósolják meg végső soron az ember által termelt üvegházhatású gázok és az éghajlatváltozás hatását.
Az új mélytengeri technológiák fejlesztése, a tengeralattjáróktól a kamerákon, érzékelőkön és mintákon át, nagyszerű lehetőségeket kínál a tudósok számára a sírökoszisztémák szisztematikus vizsgálatára hosszú időn keresztül.
Ez végső soron jobban megérthetjük a földrengéseket és a geofizikai folyamatokat, felülvizsgálhatjuk a tudósok globális szénciklusról alkotott felfogását, új utakat nyithatunk a biomedicinális kutatások számára, és potenciálisan új ismeretekkel járulhatunk hozzá a földi élet evolúciójához.
Ugyanezek a technológiai fejlesztések új lehetőségeket teremtenek a tudósok számára az óceán egészének tanulmányozására, a távoli partvonalaktól a jéggel borított Jeges-tengerig.
Élet az óceáni árkokban
Az óceáni árkok a világ egyik legellenségesebb élőhelyei. A nyomás több mint ezerszerese a felszíni nyomásnak, a víz hőmérséklete pedig valamivel fagypont felett van. Talán a legfontosabb, hogy a napfény nem hatol be a legmélyebb óceáni árkokba, így a fotoszintézis lehetetlenné válik.
Az óceáni árkokban élő élőlények szokatlan alkalmazkodásokat fejlesztettek ki, hogy boldogulhassanak ezekben a hideg, sötét kanyonokban.
Viselkedésük az úgynevezett „vizuális interakciós hipotézis” próbája, amely kimondja, hogy minél nagyobb egy élőlény láthatósága, annál több energiát kell felhasználnia a zsákmány levadászására vagy a ragadozók elriasztására. Általánosságban elmondható, hogy a sötét óceáni árkokban az élet elszigetelt és lassan halad.
Nyomás
A Challenger Abyss alján, a világ legmélyebb helyén, a nyomás 703 kilogramm négyzetméterenként (8 tonna négyzethüvelykenként). A nagy tengeri állatok, mint például a cápák és a bálnák, nem tudnak megélni ebben a lenyűgöző mélységben.
Sok olyan élőlény, amely ilyen nagynyomású környezetben virágzik, nem rendelkezik gázzal töltött szervekkel, mint például a tüdő. Ezek az élőlények, amelyek közül sok a tengeri csillagokkal vagy a medúzákkal rokon, elsősorban vízből és kocsonyás anyagból állnak, amelyet nem lehet olyan könnyen összetörni, mint a tüdőt vagy a csontokat.
Ezen élőlények közül sok elég mélyre utazik ahhoz, hogy naponta több mint 1.000 méteres függőleges vándorlást tegyen a kút aljától.
Még a mély kutakban élő halak is kocsonyásak. Számos csigahalfaj él például a Mariana-árok alján. Testüket eldobható szövetekhez hasonlították.
Sötét és mély
A sekély óceáni árkokban kisebb a nyomás, de még mindig kívül eshetnek a napfény zónáján, ahol a fény behatol a vízbe.
Sok hal alkalmazkodott az élethez ezekben a sötét óceáni árkokban. Néhányan biolumineszcenciát használnak, ami azt jelenti, hogy saját fényt termelnek a zsákmány vonzására, párkeresésre vagy a ragadozók elriasztására.
Élelmiszerhálózatok
Fotoszintézis nélkül a tengeri közösségek elsősorban két szokatlan tápanyagforrásra támaszkodnak.
Az első a „tengeri hó”. A tengeri hó a vízoszlop magas rétegeiből folyamatosan hulló szerves anyag. A tengeri hó elsősorban szemétből áll, beleértve az ürüléket és az elpusztult élőlények, például halak vagy tengeri moszat maradványait. Ez a tápanyagban gazdag tengeri hó olyan állatokat táplál, mint a tengeri uborkák és a vámpírtintahalak.
Az óceáni árkok táplálékláncainak egy másik tápanyagforrása nem a fotoszintézis, hanem a kemoszintézis. A kemoszintézis az a folyamat, amelynek során az óceáni árkok élőlényei, például a baktériumok, kémiai vegyületeket szerves tápanyagokká alakítanak.
A kemoszintézisben használt vegyszerek a hidrotermális kürtőkből kilökődő metán vagy szén-dioxid, amelyek forró, mérgező gázaikat és folyadékaikat a jeges óceánvízbe bocsátják. Egy gyakori állat, amely táplálékként kemoszintetikus baktériumokra támaszkodik, az óriás csőféreg.
A sírok felfedezése
Az óceáni árkok továbbra is az egyik legnehezebben feltérképezhető és legkevésbé ismert tengeri élőhely. 1950-ig sok oceanográfus úgy gondolta, hogy ezek a sírok változatlan, szinte élettelen környezetek. Még ma is az óceáni árkokkal kapcsolatos kutatások nagy része tengerfenék-mintákon és fényképészeti expedíciókon alapul.
Ez lassan változik, ahogy a felfedezők szó szerint a mélybe ásnak. A Mariana-árok alján található Challenger-mélység a Csendes-óceán fenekén fekszik, Guam szigetének közelében.
Eddig mindössze hárman jártak a Challenger Abyssben, a világ legmélyebb óceáni árkában: egy francia-amerikai legénység (Jacques Piccard és Don Walsh) 1960-ban, amikor 10.916 2012 méter mélyre merültek, valamint James Cameron, a National Geographic rezidens felfedezője 10.984-ben, amikor XNUMX XNUMX méter mélyre merültek (két másik pilóta nélküli expedíció is felfedezte a Challenger Abyss-t).
Az óceáni árkok feltárására szolgáló merülőhajók tervezése számos egyedi kihívást jelent.
A tengeralattjáróknak hihetetlenül erőseknek kell lenniük, és képesnek kell lenniük ellenállni az erős óceáni áramlatoknak, a nulla látótávolságnak és a Mariana-árok hatalmas nyomásának.
Az emberek és a kényes berendezések biztonságos szállításához szükséges mérnöki készségek fejlesztése továbbra is komoly kihívást jelent. A Piccardot és Walsht a Challenger Abysshez vivő tengeralattjáró, a rendkívüli Trieste egy szokatlan hajó volt, amelyet batiszkáfként (az óceán mélységének felfedezésére tervezett tengeralattjáróként) ismertek.
Cameron Deepsea Challenger merülőhajója innovatív módon oldotta meg a mérnöki kihívásokat. A mélytengeri áramlatok leküzdésére a tengeralattjárót úgy tervezték, hogy süllyedés közben lassan forogjon.
A tengeralattjáró lámpái nem izzólámpák vagy fénycsövek voltak, hanem apró LED-ek tömbjei, amelyek körülbelül 30 méteres területet világítottak meg.
Talán a legmeglepőbb, hogy magát a Deepsea Challengert úgy tervezték, hogy összenyomódjon. Cameron és csapata egy üvegalapú szintetikus habot fejlesztett ki, amely lehetővé tette a jármű összenyomódását az óceán nyomása alatt. A Deepsea Challenger 7,6 centiméterrel kisebb méretben tért vissza a felszínre, mint amikor leereszkedett.
Hivatkozások
- ndTrenches. Woods Hole Oceanográfiai Intézet. Letöltve: 9. január 2017.
- (13. július 2015.). Óceán-árok, National Geographic Society, Letöltve: 9. január 2017.
- óceáni árok. ScienceDaily Letöltve: 9. január 2017.
- (2016. július). ÓCEÁNI ÁRK. Earth Geologic Letöltve: 9. január 2017.
- Az óceán legmélyebb része. Geology.com Letöltve: 9. január 2017.
- Oskin, B. (2014. október 8.). Mariana-árok: A legmélyebb mélységek. Live Science, Letöltve: 9. január 2017.
- árkok és óceán. Encyclopedia.com Letöltve: 9. január 2017.