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Graben der Marianen Eigenschaften, Sonden und Abfahrten
Die Marianas Grube Es ist das tiefste Gebiet der Weltmeere. Es wird im Pazifischen Ozean westlich und östlich der Marianen gefunden.
Diese Inseln sind Teil der Gruben, die mit einer Subduktionszone zusammenfallen, einem Punkt, an dem zwei benachbarte tektonische Platten zusammenstoßen.
Die Grube ist ungefähr 2.550 Kilometer lang, mit einer durchschnittlichen Breite von 69 Kilometern. Sein maximaler Tiefenpunkt wird als Challenger-Abgrund bezeichnet, der auf 10.994 Meter geschätzt wird.
Der Marianen-Graben, der sich innerhalb der Territorien der US-abhängigen Nördlichen Marianen und Guam befindet, wurde 2009 zum Nationaldenkmal der Vereinigten Staaten erklärt.
Die Grube ist nicht der Teil des Meeresbodens, der dem Erdmittelpunkt am nächsten ist. Dies liegt daran, dass die Erde keine perfekte Kugel ist; sein Radius ist an den Polen etwa 25 Kilometer geringer als am Äquator. Damit liegen Teile des arktischen Meeresbodens mindestens 13 Kilometer näher am Erdmittelpunkt als der Challenger-Abgrund.
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Merkmale des Marianengrabens
Die Grube der Marianen befindet sich aufgrund ihrer extremen Tiefe in immerwährender Dunkelheit und zählt auch bei Temperaturen, die wenige Grad über dem Gefrierpunkt liegen.
Das relativ warme Oberflächenwasser der Ozeane wie der Pazifische Ozean erstreckt sich bis in Tiefen zwischen 500 und 1000 Fuß. Unterhalb der Oberflächengewässer fällt die Temperatur schnell ab und bildet eine Schicht, die so genannte Thermokline.
Die Thermokline variiert in ihrer Dicke von ungefähr 1.000 Fuß bis 3.000 Fuß. Unterhalb dieses Punktes kühlt das Wasser langsamer ab. In Gebieten wie dem Marianengraben liegt die Wassertemperatur zwischen 1-4 Grad Celsius.
Der Wasserdruck am Boden des Grabens ist eine Quetschung von acht Tonnen pro Quadratzoll oder etwa dem Tausendfachen des normalen atmosphärischen Drucks auf Meereshöhe. Der Druck steigt mit der Tiefe.
Sonden
Der Marianengraben und seine Tiefen wurden 1875 zum ersten Mal von dem britischen Schiff H.M.S. Challenger, dieser Teil der ersten globalen ozeanographischen Kreuzfahrt.
Die Wissenschaftler zeichneten eine Tiefe von 4.475 Faden (etwa fünf Meilen oder acht Kilometer) mit einem schweren Resonanzakkord auf.
Im November 1899 sondierte die USS Nero, ein umgebauter Marine-Halsband, auf 5269 Faden (9636 m). Dies war die tiefste Tiefe, die zu dieser Zeit beobachtet wurde, und ein Rekord wurde mehrere Jahre lang aufbewahrt, bis das deutsche Forschungsschiff Planeta in das philippinische Grab eindrang.
Das Albatross-Dampfschiff der US-Fischkommission hat ebenfalls den Marianengraben untersucht und im Februar 1900 südöstlich von Guam 8802 m gefunden. Das Kabelschiff Colonia erforschte eine Route, die 1902 das nördliche Ende des Grabens überquerte.
Fast dreißig Jahre, nachdem die erste Untersuchung außergewöhnliche Tiefen in der Nähe der Marianen anzeigte, wurde der Graben endgültig festgelegt. Der deutsche Geograph Otto Krummel hat in der 1907 erschienenen Ausgabe von. Veröffentlicht, was die erste autonome Karte des Grabens sein könnte Handbuch der Ozeanografie.
Es würde noch weitere vierzig Jahre dauern, bis erkannt wurde, dass der Marianengraben die tiefsten Tiefen des Weltmeers hatte.
1951 wurde H. M. S. Challenger II inspizierte den Graben mit einer Echovermessung, die eine viel genauere und viel einfachere Methode zur Messung der Tiefe bietet als das Vermessungsteam und die Schleppleinen, die bei der ursprünglichen Expedition verwendet wurden.
Während dieser Untersuchung wurde der tiefste Teil des Grabens aufgenommen, als der Challenger II eine Tiefe von 5.960 Faden (10.900 Meter) bis 11 ° 19'N 142 ° 15'E, bekannt als Challenger-Abgrund, maß.
Die Challenger-Expedition gab einen ersten Einblick in die tiefen Ozeanbecken und andere Merkmale des Meeresbodens.
Neben der Erkundung des Marianengrabens sammelte der Challenger auch wichtige Daten über die Eigenschaften und Arten des Pazifischen, Atlantischen und Indischen Ozeans, die fast 130.000 Kilometer, etwa 71.000 Seemeilen, abdecken.
Während der vierjährigen Expedition wurden etwa 5.000 neue Arten von Meerestieren entdeckt.
Im März 1995 wurde das unbemannte japanische U-Boot Kaiko für tiefere Untersuchungen des Marianengrabens eingesetzt.
Das Kaiko ist ein hochentwickeltes Schiff mit einem sehr präzisen Positionierungssystem, mit dem Wissenschaftler wichtige Daten sammeln können, ohne einen menschlichen Taucher gefährden zu müssen.
Der Marianengraben ist ein von Forschern der University of Washington und der Woods Hole Oceanographic Institution im Jahr 2012 für eine seismische Untersuchung des Grundwasserzyklus ausgewähltes Gebiet.
Mithilfe von Meeresboden-Seismometern und Hydrophonen können Wissenschaftler Strukturen bis zu 97 Kilometer unter der Oberfläche abbilden.
Tropfen
Das erste Mal, dass Menschen in den Challenger-Abgrund stürzten, war vor mehr als 50 Jahren.Am 23. Januar 1960 erreichten der Schweizer Jacques Piccard und Leutnant Don Walsh von der US Navy dieses Ziel.
Es war in einem Tauchboot der United States Navy, einem Bathyscaphe namens Trieste, das in einer Tiefe von 10, 900 Metern einen Tauchrekord aufstellte.
Der Wissenschaftler hatte die Idee, 70 Tonnen Benzin zu verwenden, um die Schwimmer der 50-Fuß langen U-Boote zu füllen, da er wusste, dass Benzin leichter war als Wasser, das wiederum zur Überflutung von Tauchlufttanks verwendet wurde seine Abstammung.
Als die Tiefe zunahm, verdichtete sich das Benzin, was den Auftrieb des U-Bootes verringerte und seinen Fortschritt beschleunigte, bis das Trieste ungefähr 5 Stunden später den Meeresboden erreicht hatte und mehr als 16.000 Pfund Druck pro Quadratzoll trug. .
Nach zwei Jahren von Modifikationen und Eintauchversuchen in der Nähe von San Diego und Guam war das Bathyscaphe Trieste bereit für seinen großen Tauchgang am Grund des Marianengrabens.
Am 20. Januar 1960 verließ ein Kommandoschiff, ein Schlepper und der Bathyscaphe Guam. Die erste Aufgabe des Befehlsschiffs war es, den tiefsten Teil des Challenger-Abgrunds zu finden, um den Scouts angemessene Prunkrechte zu gewähren.
Aber weil die Tiefensonde auf dem Schiff solche extremen Tiefen nicht messen konnte, verwendete die Besatzung eine grobe Methode. Sie feuerten die Sicherungen in Blöcken von TNT und warfen sie an die Seite, um unter Wasser zu explodieren.
Dann verwendeten sie Chronometer, um die Sekunden zu zählen, bis die Schallwellen der Explosion vom fernen Meeresboden zurückprallten und sich zum Hydrophon des Schiffes zurückzogen. Sie identifizierten bald ein Zielgebiet von 1,6 Kilometern Breite und 11 Kilometern Länge.
Nach einem fünfstündigen Abstieg verbrachte das Paar nur noch etwa 20 Minuten am Boden und konnte aufgrund von Schlickwolken keine Aufnahmen machen.
Ende der 1960er Jahre hatte die United States Navy die bemannte Erforschung der tiefsten Abgründe der Welt aufgegeben.
Das Trieste-Team erwartete viele Tieftauchgänge mit seinem Fahrzeug, aber die Navy entschied sich aufgrund von Sicherheitsbedenken dafür, das Schiff auf Tiefen von mehr als 6000 Metern zu begrenzen.
Die Forschungs-U-Boote der nächsten Generation, die von ozeanographischen Institutionen auf der ganzen Welt gebaut wurden, blieben ebenfalls in geringeren Tiefen. Indem sie Schiffe bauten, die 6000 Meter erreichen könnten, könnten sie 98 Prozent des Ozeans erforschen, argumentierten sie, alles außer den mysteriösen Gräben.
Ozeanographen lernten, sich auf Roboterfahrzeuge zu verlassen, um Orte zu erforschen, die Menschen nicht erreichen konnten.
Am 26. März 2012 gelang es dem Filmregisseur James Cameron, nach einem Abstieg von 2 Stunden und 36 Minuten den Grund der Mariana-Gruben in der versenkbaren Deepsea Challenger zu berühren.
Cameron verbrachte mehrere Stunden damit, den Meeresboden zu erforschen, sammelte Informationen und wissenschaftliche Daten und Probeninformationen, bevor er seinen 70-minütigen Aufstieg begann.
Im Juli 2015 versenkten Mitglieder der National Oceanic and Atmospheric Administration, der Oregon State University und der Küstenwache ein Hydrophon im tiefsten Teil des Mariana-Grabens, dem Challenger-Abgrund.
Das Titan-Shell-Hydrophon wurde nie mehr als eine Meile weit entfernt eingesetzt, um dem immensen Druck, der 7 Meilen tiefer liegt, standzuhalten. Obwohl die Forscher das Hydrophon erst im November wiederherstellen konnten, war die Datenkapazität in den ersten 23 Tagen vollständig.
Nach Monaten der Klanganalyse waren die Experten überrascht, natürliche und künstliche Geräusche wie Boote, Erdbeben, Taifune und Walgeräusche zu hören. Aufgrund des Erfolgs der Mission kündigten die Forscher Pläne an, 2017 ein zweites Hydrophon für einen längeren Zeitraum einzusetzen.
Ökologie
Bis zum historischen Eintauchen von Piccard und Walsh hatten Wissenschaftler darüber debattiert, ob das Leben unter so extremem Druck existieren könnte. Aber am Ende beleuchtete Triests Reflektor eine Kreatur, die Piccard für einen glatten Fisch hielt, einen Moment, den Piccard später in einem Buch über seine Reise enthusiastisch beschreiben würde.
Die von Piccard und Walsh durchgeführte Expedition behauptete, große Geschöpfe, die im Hintergrund lebten, wie etwa einen etwa 30 cm langen Plattfisch und Garnelen, mit großer Überraschung beobachtet zu haben. Laut Piccard schien der Fonds klar und deutlich zu sein.
Viele Meeresbiologen sind jetzt skeptisch gegenüber der angeblichen Sichtung von Plattfischen, und es wird vermutet, dass es sich bei der Kreatur um eine Seegurke gehandelt haben könnte.
Während der zweiten Expedition sammelte das unbemannte Fahrzeug Kaikō Schlammproben vom Meeresboden. Es wurde festgestellt, dass winzige Organismen in diesen Proben lebten.
Wissenschaftler der Scripps Institution of Oceanography haben riesige Amöben 10,6 Kilometer unter der Meeresoberfläche gefunden, genauer gesagt im Marianengraben.
Um das in die richtige Perspektive zu rücken: Diese Amöben, auch Xenophoren genannt, leben in einem Graben, der etwa 1,6 Kilometer tiefer liegt als der Mount Everest. Der bisherige Tiefenrekord für Xenophore betrug etwa 7,5 Kilometer.
Kevin Hardy, ein Meeresingenieur von Scripps, der die Kreuzfahrt organisierte, erklärte, dass der Marianengraben, östlich der Marianen gelegen, bis vor kurzem nur wenig erforscht wurde, weil die Technologie dies nicht erlaubte.
Der Druck am Boden des Grabens beträgt ungefähr 16.500 Pfund pro Quadratzoll. Der Druck auf Meereshöhe beträgt 14,7 psi.
Der Druck in 35.000 Fuß unter dem Meeresspiegel ist so intensiv, sagte Hardy, dass menschliche Knochen komplett zerdrückt würden.
Um die Kameras und Lichter vor dem Zerquetschen zu schützen, bauten Hardy und sein Team eine Kugel mit einem Durchmesser von 17 Zoll aus 1 Zoll dickem Glas. Hardy sagte, dass die Dicke und Stärke des Glases es der Kugel erlauben, dem Druck der Tiefsee standzuhalten.
Abgesehen davon befindet sich in der tiefsten ozeanischen Grube der Erde eine Gemeinschaft von überraschend aktiven Bakterien, was vermuten lässt, dass andere Gräben ein Treffpunkt für mikrobielles Leben sein könnten, sagen Forscher.
Die Forscher analysierten den Sauerstoffverbrauch innerhalb der Sedimente, der die Aktivität von Tiefseemikroben zeigte.
Sie entdeckten unerwartet hohe Werte des Sauerstoffverbrauchs auf dem Meeresboden, was auf eine mikrobielle Gemeinschaft hinweist, die doppelt so aktiv ist wie die eines nahegelegenen Standorts von 6.000 m (6.900 m) bis etwa 35 km (60 km) im Süden.
Die Sedimente von Challenger Abyss hatten auch signifikant höhere Konzentrationen an Mikroben und organischen Verbindungen als die nahe gelegene, höhere Stelle.
Die Forscher vermuten, dass der Marianengraben eine natürliche Falle für Sedimente von oben ist. Ähnliche Effekte sind in anderen U-Boot-Canyons zu beobachten.
Eine andere Gruppe von Forschern entdeckte kürzlich die Existenz von Mikrobengemeinschaften, die in der ozeanischen Kruste gedeihen.
Diese Entdeckung konzentrierte sich auf Gesteine, die bis zu etwa 1.150 bis 1.900 Fuß (350 bis 580 m) unter dem Meeresboden gemessen wurden. Darunter etwa 2.600 m Wasser von der Nordwestküste der Vereinigten Staaten.
Diese Mikroben leben offensichtlich von der Energie chemischer Reaktionen zwischen Wasser und Gestein anstatt von oben schneienden Nährstoffen.
Referenzen
- Die Herausgeber von Encyclopædia Britannica. (2017). Marianengraben 2017, aus der Encyclopedia Britannica. Von: britannica.com.
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