CO JSOU TO OCEÁNSKÉ ZÁKOPY? - ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ - 2025

Tyto oceánské příkopy jsou hloubky na mořském dně, které jsou tvořeny jako v důsledku aktivity tektonických desek na Zemi, který je tlačen sbíhající pod sebou.

Tyto dlouhé, úzké prohlubně ve tvaru písmene V jsou nejhlubší částí oceánu a nacházejí se po celém světě a dosahují hloubek kolem 10 kilometrů pod hladinou moře.

Nejhlubší zákopy se nacházejí v Tichém oceánu a jsou součástí takzvaného „Ohnivého kruhu“, který zahrnuje také aktivní sopky a zóny zemětřesení.

Nejhlubším oceánským příkopem je příkop Mariana, který se nachází v blízkosti ostrovů Mariana s délkou více než 1 580 mil nebo 2 542 kilometrů, 5krát delší než Grand Canyon v Coloradu ve Spojených státech a v průměru je to jen 43 kilometrů (69 kilometrů) široký.

Nachází se zde propast Challenger, která je na 10 911 metrů nejhlubší částí oceánu. Hroby Tonga, Kuril, Kermadec a Philippine jsou také hluboké více než 10 000 metrů.

Pro srovnání, Mount Everest je 8 848 metrů nad hladinou moře, což znamená, že příkop Mariana v nejhlubším místě má hloubku více než 2 000 metrů.

Zákopy oceánu zaujímají nejhlubší vrstvu oceánu. Intenzivní tlak, nedostatek slunečního světla a mrazivé teploty tohoto místa z něj činí jedno z nejunikátnějších stanovišť na Zemi.

Jak vznikají oceánské zákopy?

Jímky jsou tvořeny subdukcí, geofyzikálním procesem, ve kterém se dvě nebo více tektonických desek Země sbíhají a nejstarší a nejhustší deska se tlačí pod lehčí desku způsobující dno oceánu a vnější kůru (litosféru). zakřivuje a vytváří sklon, prohlubeň ve tvaru písmene V.

Tlumicí zóny

Jinými slovy, když se okraj husté tektonické desky setká s hranou méně husté tektonické desky, hustší deska se zakřiví dolů. Tento typ hranice mezi vrstvami litosféry se nazývá konvergentní. Místo, kde jsou nejhustší destičky subducty, se nazývá subduction zone.

Subduction proces dělá zákopy dynamické geologické prvky, být zodpovědný za významnou část zemské seismické aktivity a oni jsou často epicentrum velkých zemětřesení, včetně některých těch největších zemětřesení v záznamu.

Některé zákopy oceánu jsou tvořeny subdukcí mezi deskou, která nese kontinentální kůru a deskou, která nese oceánskou kůru. Kontinentální kůra vždy vznáší více než oceánská kůra a ta se bude vždy tlumit.

Nejznámější oceánské zákopy jsou výsledkem této hranice mezi sbíhajícími se deskami. Příkop Peru-Chile u západního pobřeží Jižní Ameriky je tvořen oceánskou kůrou nacistické desky, která se tlumí pod kontinentální kůží jihoamerické desky.

Ryukyu příkop, který sahá od jižního Japonska, je vytvořen takovým způsobem, že oceánská kůra filipínských talířů se subtukuje pod kontinentální kůrou euroasijských talířů.

Oceánové zákopy se mohou zřídka tvořit, když se setkají dvě desky nesoucí kontinentální kůru. Příkop Mariany v jižním Tichém oceánu se vytváří, když se mocná tichomořská deska poddukuje pod menší a méně hustou deskou Filipín.

V podtlakové zóně je část roztaveného materiálu, který byl dříve oceánským dnem, obvykle zdvihnuta sopkami umístěnými poblíž jámy. Sopky často vytvářejí sopečné oblouky, ostrov horského řetězce, který leží paralelně s příkopem.

Aleutská příkop je tvořen tam, kde tichomořská deska klesá pod severoamerickou desku v arktické oblasti mezi státem Aljaška ve Spojených státech a ruskou oblastí Sibiř. Aleutské ostrovy tvoří sopečný oblouk, který vede z Aljašského poloostrova a severně od Aleutského příkopu.

Ne všechny oceánské zákopy jsou v Pacifiku. Příkop Portorika je komplexní tektonická deprese, která je částečně tvořena subdukční zónou Malých Antil. Zde je oceánská kůra obrovského severoamerického talíře tlumena pod oceánskou kůrou menšího karibského talíře.

Proč jsou mořské zákopy důležité?

Znalost mořských zákopů je omezená kvůli jejich hloubce a odlehlosti, ale vědci vědí, že hrají v našem životě na zemi významnou roli.

Velká část světové seismické aktivity se odehrává v subdukčních zónách, což může mít ničivý dopad na pobřežní komunity a ještě více na globální ekonomiku.

Zemětřesení na mořském dně způsobená v subdukčních zónách byla v roce 2004 odpovědná za tsunami v Indickém oceánu a za zemětřesení a tsunami v Japonsku v roce 2011.

Studiem oceánských zákopů mohou vědci pochopit fyzický proces subdukce a příčiny těchto ničivých přírodních katastrof.

Studium zákopů také dává vědcům pochopení nových a různorodých forem adaptace organismů z hlubokého moře do jejich prostředí, což může být klíčem k biologickému a biomedicínskému pokroku.

Studium toho, jak se hlubinné mořské organismy přizpůsobily životu v jejich drsném prostředí, může napomoci lepšímu porozumění v mnoha různých oblastech výzkumu, od léčby cukrovky po vylepšené detergenty.

Vědci již objevili mikroby, které obývají hydrotermální průduchy v hlubokém moři, které mají potenciál jako nové formy antibiotik a léků proti rakovině.

Takové adaptace mohou také držet klíč k pochopení původu života v oceánu, protože vědci zkoumají genetiku těchto organismů a skládají puzzle hádanky o tom, jak se život rozšiřuje mezi izolovanými ekosystémy a nakonec prostřednictvím světových oceánů.

Nedávný výzkum také odhalil velká a neočekávaná množství uhlíku, která se hromadí v jámách, což by mohlo naznačovat, že tyto regiony hrají významnou roli v zemském klimatu.

Tento uhlík je zabaven v zemském plášti prostřednictvím tlumení nebo spotřebován bakteriemi z jímky.

Tento objev představuje příležitosti pro další zkoumání role zákopů jako zdroje (prostřednictvím sopek a jiných procesů) a jako vkladu do uhlíkového cyklu planety, který může ovlivnit to, jak vědci nakonec pochopí a předpovídají. dopad skleníkových plynů generovaných člověkem a změna klimatu.

Vývoj nových hlubinných technologií, od ponorů po kamery, senzory a vzorkovače, poskytne vědcům velké příležitosti systematicky zkoumat příkopové ekosystémy po dlouhou dobu.

To nám nakonec umožní lepší pochopení zemětřesení a geofyzikálních procesů, přezkoumá, jak vědci chápou globální uhlíkový cyklus, poskytne cesty pro biomedicínský výzkum a potenciálně přispěje k novým pohledům na vývoj života na Zemi.

Stejný technologický pokrok přinese vědcům nové možnosti studovat oceán jako celek, od vzdálených břehů k ledu až po ledový Arktický oceán.

Život v zákopech oceánu

Příkopy oceánu jsou jedny z nejvíce nepřátelských stanovišť na Zemi. Tlak je více než 1 000krát vyšší než povrch a teplota vody je mírně nad bodem mrazu. Ještě důležitější je, že sluneční světlo nepronikne do nejhlubších oceánských zákopů, což znemožňuje fotosyntézu.

Organismy, které žijí v zákopech oceánu, se vyvinuly s neobvyklými přizpůsobeními, aby se dařilo v těchto chladných temných kaňonech.

Jejich chování je testem tzv. „Hypotézy vizuální interakce“, která říká, že čím větší je viditelnost organismu, tím větší energie musí vynaložit na lov kořisti nebo odpuzování predátorů. Obecně je život v zákopech temného oceánu izolovaný a pomalý.

Tlak

Tlak ve spodní části propasti Challenger, nejhlubšího místa na Zemi, je 703 kilogramů na metr čtvereční (8 tun na čtvereční palec). Velká mořská zvířata, jako jsou žraloci a velryby, nemohou v této hloubce drcení žít.

Mnoho organismů, které se daří v těchto vysokotlakých prostředích, nemají orgány, které se plní plyny, jako jsou například plíce. Tyto organismy, z nichž mnohé souvisejí s hvězdicemi nebo medúzy, jsou většinou vyrobeny z vody a želé podobných materiálů, které nelze rozdrvit tak snadno jako plíce nebo kosti.

Mnohé z těchto tvorů procházejí hloubkami dostatečně dobře, aby každý den prováděly vertikální migraci více než 1 000 metrů od spodní části zákopů.

Dokonce i ryby v hlubokých jámách jsou podobné želé. Na dně příkopu Mariana žije například mnoho druhů hlemýžďovitých. Těla těchto ryb byla porovnána s jednorázovými tkáněmi.

Tmavé a hluboké

Mělké mořské zákopy mají menší tlak, ale stále mohou být mimo sluneční zónu, kde světlo proniká do vody.

Mnoho ryb se přizpůsobilo životu v těchto zákopech temného oceánu. Někteří používají bioluminiscenci, což znamená, že produkují své vlastní světlo, aby žili, aby přilákali svou kořist, našli kamaráda nebo odpuzovali dravce.

Potravinové sítě

Bez fotosyntézy závisí mořská společenství především na dvou neobvyklých zdrojích živin.

První je „mořský sníh“. Mořský sníh je neustálý pokles organického materiálu z výšek ve vodním sloupci. Mořský sníh je především odpad, včetně výkalů a zbytků mrtvých organismů, jako jsou ryby nebo mořské řasy. Tento mořský sníh bohatý na živiny živí zvířata, jako jsou mořské okurky nebo chobotnice upíra.

Další zdroj živin pro potravní sítě oceánských zákopů nepochází z fotosyntézy, ale z chemosyntézy. Chemosyntéza je proces, při kterém organismy v zákopu oceánu, jako jsou bakterie, přeměňují chemické sloučeniny na organické živiny.

Chemické sloučeniny používané v chemosyntéze jsou metan nebo oxid uhličitý vyloučený z hydrotermálních průduchů, které uvolňují své horké a toxické plyny a tekutiny do chladné oceánské vody. Běžným zvířetem, které se při jídle spoléhá na chemosyntetické bakterie, je červ obří trubice.

Zkoumání hrobů

Příkopy oceánu zůstávají jedním z nejvíce nepolapitelných a málo známých mořských stanovišť. Až do roku 1950 si mnoho oceánografů myslelo, že tyto zákopy jsou neměnným prostředím blízkým tomu, že nemají život. Ještě dnes je velká část výzkumu oceánských zákopů založena na vzorcích oceánského dna a fotografických expedicích.

To se pomalu mění, když badatelé doslova kopají hluboko. Challenger Deep na dně příkopu Mariana leží hluboko v Tichém oceánu poblíž ostrova Guam.

Pouze tři lidé navštívili propast Challenger, nejhlubší oceánský příkop na světě: společná francouzsko-americká posádka (Jacques Piccard a Don Walsh) v roce 1960 dosahující hloubky 10 916 metrů a v roce 2012 James Geeron v rezidenci National Geographic dosahující 10 984 metrů (Dvě další bezpilotní výpravy také prozkoumaly propast Challenger).

Inženýrské ponorky k prozkoumávání zákopů oceánů představují velkou řadu jedinečných výzev.

Ponorky musí být neuvěřitelně silné a odolné, aby bojovaly se silnými oceánskými proudy, nulovou viditelností a vysokým tlakem od Mariany Trench.

Vývoj techniky pro bezpečnou přepravu osob a jemné vybavení je ještě větší výzvou. Ponorka, která vzala Piccard a Walsh do Challengerské propasti, mimořádného Terstu, byla neobvyklou lodí známou jako bathyscaphe (ponorka pro zkoumání hlubin oceánu).

Ponorná ponorka společnosti Cameron Deepsea Challenger úspěšně řešila technické výzvy inovativním způsobem. Aby bylo možné bojovat proti hlubokým oceánským proudům, byla ponorka navržena tak, aby se při sestupu otáčela pomalu.

Světla na ponorce nebyla vyrobena z žárovek nebo zářivek, ale uspořádání malých LED, které osvětlovaly plochu asi 100 stop.

Možná více překvapivě, samotná Deepsea Challenger byla navržena tak, aby byla komprimována. Cameron a jeho tým vytvořili syntetickou pěnu na bázi skla, která umožnila vozidlu stlačit se pod tlakem oceánu. Deepsea Challenger se vrátil na povrch o 7,6 centimetrů menší, než když sestupoval.

Reference

1. ndTrenches. Oceánografická instituce Woods Hole. Načteno 9. ledna 2017.
2. (2015, 13. července). Příkop oceán. Národní geografická společnost. Načteno 9. ledna 2017.
3. ndOceanic příkop. ScienceDaily. Načteno 9. ledna 2017.
4. (2016, červenec). OCEANICKÝ TRENCH. Země geologic. Načteno 9. ledna 2017.
5. ndDeepest část oceánu. Geology.com. Načteno 9. ledna 2017.
6. Oskin, B. (2014, 8. října). Mariana Trench: Nejhlubší hloubky. Živá věda. Načteno 9. ledna 2017.
7. ndOcean zákopy. Encyclopedia.com. Načteno 9. ledna 2017.