馬裡亞納海溝在太平洋表面以下超過7英裡。
深海發現者号正在探索潛沒蓋約1号的海山牆。
馬裡亞納海溝是地球上最深的海溝,也是地球上兩個最低點的所在地。
這個新月形海溝位于西太平洋,就在關島附近的馬裡亞納群島以東。海溝周圍的地區有許多獨特的環境,包括冒出液态硫和二氧化碳的噴口、活躍的泥火山和适應了1000倍于海平面壓力的海洋生物。
挑戰者深淵位于馬裡亞納海溝的南端,是海洋中最深的地方。從表面很難測量它的深度,但在2010年,美國國家海洋和大氣管理局利用向海洋發送的聲脈沖,将挑戰者号定位在了36,070英尺(10,994米)的深度。使用壓力傳感器進行的2021年預測發現,挑戰者深度的最深點為35876英尺(10935米),而其他現代預測的最深點誤差不到1000英尺(305米)。
海洋第二深的地方也在馬裡亞納海溝。塞麗娜深坑位于挑戰者深坑以東124英裡(200公裡)處,深達35462英尺(10809米)。
相比之下,珠穆朗瑪峰海拔29026英尺(8848米),這意味着馬裡亞納海溝最深的部分比珠穆朗瑪峰的高度還深7044英尺(2147米)。
誰擁有馬裡亞納海溝?
馬裡亞納海溝長1580英裡(2542公裡),是美國大峽谷長度的5倍多。然而,狹窄的海溝平均隻有43英裡(69公裡)寬。
由于關島是美國領土,北馬裡亞納15個群島由美國聯邦管轄,美國對馬裡亞納海溝擁有管轄權。2009年,前總統喬治•W•布什建立了馬裡亞納海溝海洋國家保護區,為偏遠島嶼周圍約195,000平方英裡(506,000平方公裡)的海底和水域建立了一個海洋保護區。該遺迹包括馬裡亞納海溝的大部分,21座水下火山和三個島嶼周圍的地區。
馬裡亞納海溝位于西太平洋
馬裡亞納海溝是如何形成的?
馬裡亞納海溝是在俯沖帶中形成的,在俯沖帶中,兩塊巨大的海洋地殼闆塊,也就是構造闆塊,發生碰撞。在俯沖帶,一片海洋地殼被推拉到另一片下面,沉入地殼下面的地幔。在兩塊地殼相交的地方,在下沉的地殼彎曲處上方形成了一條深溝。在這種情況下,太平洋地殼在菲律賓地殼下面彎曲。
太平洋地殼大約有一億八千萬年的曆史,它潛入海溝。菲律賓闆塊比太平洋闆塊更年輕、更小。
雖然海溝很深,但它不是最靠近地球中心的地方。因為地球在赤道處突出,兩極的半徑比赤道的半徑小16英裡(25公裡)。因此,北冰洋海床的一部分比挑戰者深淵更接近地球中心。
溝槽底部的水壓超過8噸每平方英寸(703公斤每平方米)。這是海平面壓力的1000多倍,相當于50架大型噴氣式飛機壓在一個人身上。
馬裡亞納海溝裡有火山嗎?
一連串的火山在海浪之上升起,形成了馬裡亞納群島,反映了馬裡亞納海溝的新月形弧線。島上散布着許多奇怪的海底火山。
例如,Eifuku海底火山從類似煙囪的熱液噴口噴出液态二氧化碳。從這些煙囪中流出的液體溫度為217華氏度(103攝氏度)。據美國國家海洋和大氣管理局稱,在附近的大koku海底火山,科學家們在海平面以下1345英尺(410米)處發現了一池熔融硫,這是地球上其他地方所沒有的。
馬裡亞納海溝裡生活着什麼?
最近的科學考察在這些惡劣的條件下發現了各種各樣的生命。生活在馬裡亞納海溝最深處的動物在完全黑暗和極端壓力下生存。
馬裡亞納海溝的食物非常有限,因為深谷離陸地很遠。陸生植物很少能進入海溝底部,從表面下沉的死亡浮遊生物必須下降數千英尺才能到達挑戰者深度。相反,一些微生物依賴化學物質,如甲烷或硫,而其他生物吞食食物鍊中低于它們的海洋生物。
馬裡亞納海溝底部最常見的三種生物是外生動物、片腳類動物和小海參。
這些是迄今為止觀察到的最深的海參,它們的數量相對較多。
這是對生活在馬裡亞納海溝的馬裡亞納蝸牛的CT掃描。可以看到一條小甲殼類動物(綠色部分)在這條魚的胃裡。
這種單細胞的異體蟲類似于巨大的變形蟲,它們通過包圍和吸收食物來進食。片腳類動物是一種閃亮的、蝦狀的食腐動物,通常在深海海溝中發現;它們是如何在那裡生存下來的還是個謎,因為片腳類動物的殼在馬裡亞納海溝的高壓下很容易溶解。但在2019年,日本研究人員發現,至少有一種馬裡亞納海溝居民使用從海水中提取的鋁來支撐外殼。
科學家們還在塞麗娜深海區(即挑戰者深海區的東部)發現了微生物墊,這些微生物團塊以海水和岩石之間的化學反應釋放出的氫氣和甲烷為食。
該地區的頂級捕食者之一是一種看似脆弱的魚。2017年,科學家們宣布他們已經收集标本的一個不尋常的生物,被稱為“馬裡亞納獅子魚,住在一個大約26200英尺(8000米)的深度。獅子魚的小,粉紅色和沒有鱗的身體似乎能夠生存在這樣一個惡劣的環境中, 這種動物似乎在這個生态系統中占主導地位,比其他任何魚類都要深入,并利用競争對手的缺乏,吞食大量栖息在海溝中的無脊椎動物。
馬裡亞納海溝被污染了嗎?
在對馬裡亞納和科馬德克海溝的片腳類動物(類似蝦的甲殼類動物)進行取樣時,研究人員發現這些生物的脂肪組織中含有極高水平的持久性有機污染物。根據發表在《自然生态與進化》雜志上的一項研究,這些物質包括多氯聯苯和多溴聯苯醚,這些化學物質通常被用作電絕緣體和阻燃劑。從20世紀30年代到20世紀70年代,這些持久性有機污染物通過工業事故和垃圾填埋場洩漏進入環境,直到它們最終被禁止。
我們仍然認為深海是一個遙遠的、原始的領域,不受人類影響,但我們的研究表明,遺憾的是,這與事實大相徑庭。
事實上,研究中的片腳類動物的污染水平與駿河灣相似,駿河灣是西北太平洋污染最嚴重的工業區之一。
深海中微塑料的密度比以前認為的要高得多。
由于持久性有機污染物不能自然降解,它們會在環境中存在數十年,通過受污染的塑料碎片和動物屍體到達海底。污染物通過海洋食物鍊從一個生物帶到另一個生物,最終導緻化學濃度遠遠高于表面污染。
我們在地球上最偏遠、最難以進入的栖息地發現了如此高水平的這些污染物,這一事實讓我們意識到人類正在對地球造成長期、毀滅性的影響。
馬裡亞納海溝也不能幸免于入侵世界海洋的塑料污染。微塑料在馬裡亞納海溝的最低水域非常常見,這表明這些塑料會穿過海洋,集中在最深處。
有人潛入過馬裡亞納海溝嗎?
一個多世紀以來,人們一直在探索馬裡亞納海溝。
1875年,“挑戰者号”在一次環球航行中使用最新發明的探空設備發現了這條海溝。1951年,英國皇家海軍“挑戰者2号”再次探測了海溝。“挑戰者深淵”是海溝最深的部分,以這兩艘船的名字命名。
第一艘到達挑戰者深淵底部的載人船是一艘名為“裡雅斯特”的“深海船”,它于1960年完成了這趟旅程。由美國海軍中尉唐·沃爾什和瑞士科學家雅克·皮卡德組成的潛水器深達35797英尺(10911米)。
2012年,詹姆斯·卡梅隆成為第二次探底任務的人。這位電影制作人獨自駕駛深海挑戰者号潛水器,為國家地理雜志拍攝影片。他的潛水深度略低于最初的記錄,達到了35787英尺(10908米)。
2019年,探險家兼商人維克多·韋斯科沃駕駛DSV極限因子号,打破了挑戰者深度最深潛水的記錄。他下降了35853英尺(10927米)。
無人駕駛潛水器進入海溝的旅行也擴展了人類對這片深海前沿的知識。1995年,日本無人潛艇Kaiko從海溝收集了樣本和數據。2009年,美國混合動力遠程操作車輛Nereus到達挑戰者深淵的底部,并在那裡停留了10個小時,錄制視頻。
2021年,西班牙探險隊——加拉丹海洋火山帶探險隊(第二部分)從馬裡亞納海溝底部收集了含有微生物墊的地幔岩石。
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