какое давление в марианской впадине в тоннах
Загадочная «жажда» Марианской впадины: самое глубокое место на Земле поглощает в никуда тонны воды
В то время, как на самой высокой точке планеты, Эвересте, побывали тысячи человек, на дно Марианской впадины спустились лишь трое. Это самое малоизученное место на Земле, вокруг него существует множество загадок. На прошлой неделе геологи выяснили, что за миллион лет через разлом на дне впадины в недра Земли проникло 79 млн т воды. Что произошло с ней после этого, неизвестно. «Хайтек» рассказывает о геологическом строении самой низкой точки планеты и о странных процессах, которые происходят на ее дне.
Читайте «Хайтек» в
Без солнечных лучей и под колоссальным давлением
Марианская впадина — не вертикальная бездна. Это желоб в форме полумесяца, растянувшийся на 2,5 тыс. км к востоку от Филиппин и к западу от Гуаме, США. Самая глубокая точка впадины, бездна Челленджера, находится на расстоянии 11 км от поверхности Тихого океана. Эвересту, окажись он на дне впадины, до уровня моря не хватило бы 2,1 км.
Марианский желоб (как еще принято называть впадину) — часть глобальной сети прогибов, пересекающих морское дно и образовавшихся в результате древних геологических событий. Они возникают при столкновении двух тектонических плит, когда один пласт погружается под другой и уходит в мантию Земли.
Подводную траншею обнаружил британский исследовательский корабль «Челленджер» во время первой глобальной океанографической экспедиции. В 1875 году ученые попытались измерить глубину диплотом — веревкой с привязанным к ней грузом и метровой разметкой. Веревки хватило только на 4 475 морских саженей (8 367 м). Спустя почти сто лет судно «Челленджер II» вернулось к Марианской впадине с эхолотом и установило нынешнее значение глубины — 10 994 м.
Дно Марианской впадины скрыто в вечной темноте — солнечные лучи не проникают на такую глубину. Температура всего на несколько градусов выше нуля — и близка к точке замерзания. Давление в бездне Челленджера составляет 108,6 МПа, что примерно в 1 072 раза больше нормального атмосферного давления на уровне Мирового океана. Это в пять раз больше давления, которое создается при ударе пули о пуленепробиваемый объект и примерно равно давлению внутри реактора для синтеза полиэтилена. Но люди нашли способ добраться до дна.
Человек на глубине
Первыми людьми, побывавшими в бездне Челленджера, стали американские военные Жак Пиккар и Дон Уолш. В 1960 году на батискафе «Триест» они за пять часов спустились на 10 918 м. На этой отметке исследователи провели 20 минут и почти ничего не увидели из-за облаков ила, поднятых аппаратом. Кроме рыбы из вида камбалообразных, на которую попал луч прожектора. Наличие жизни под таким высоким давлением стало главным открытием миссии.
До Пиккара и Уолша ученые считали, что в Марианском желобе не могут жить рыбы. Давление в нем настолько велико, что кальций может существовать только в жидком виде. Это значит, что кости позвоночных должны буквально растворяться. Нет костей, нет и рыб. Но природа показала ученым, что они ошибаются: живые организмы способны адаптироваться даже к таким невыносимым условиям.
Множество живых организмов в бездне Челленджера обнаружил батискаф Deepsea Challenger, на котором в 2012 году на дно Марианской впадины в одиночку спустился режиссер Джеймс Кэмерон. В образцах грунта, взятых аппаратом, ученые нашли 200 видов беспозвоночных, а на дне впадины — странных полупрозрачных креветок и крабов.
На глубине 8 тыс. м батискаф обнаружил самую глубоководную рыбу — нового представителя вида липаровых или морских слизней. Голова рыбы напоминает собачью, а ее тело очень тонкое и эластичное — во время движения она напоминает полупрозрачную салфетку, которую несет течением.
На несколько сотен метров ниже живут гигантские десятисантиметровые амебы, называемые ксенофиофоры. Эти организмы демонстрируют удивительную устойчивость к нескольким элементам и химическим веществам, таким как ртуть, уран и свинец, которые убили бы других животных или человека за несколько минут.
Ученые считают, что на глубине существует еще множество видов, ожидающих открытия. Кроме того, до сих пор не ясно, как такие микроорганизмы — экстремофилы — могут выживать в столь экстремальных условиях.
Ответ на этот вопрос приведет к прорыву в биомедицине и биотехнологиях и поможет понять, как зародилась жизнь на Земле. Например, исследователи из Университета Гавайев полагают, что грязевые термальные вулканы вблизи впадины могли обеспечить условия для выживания первых организмов на планете.
Что за разлом?
Впадина обязана своей глубиной разлому двух тектонический плит — тихоокеанский пласт уходит под филлипинский, образуя глубокий желоб. Регионы, в которых произошли такие геологические события, называют зоной субдукции.
Толщина каждой плиты составляет почти 100 км, а глубина разлома — по меньшей мере 700 км от самой нижней точки бездны Челленджера. «Это айсберг. Человек даже не был на вершине — 11 ничто по сравнению с 700, скрывающимися на глубине. Марианская траншея — это граница между пределами человеческих знаний и реальностью, которая недоступна человеку», — рассказывает геофизик Роберт Стерн из Техасского университета.
Ученые предполагают, что через зону субдукции в мантию Земли попадает вода в больших объемах — скалы на границах разломов действуют, как губки, поглощая воду, и транспортируют ее в недры планеты. В результате вещество оказывается на глубине от 20 до 100 км ниже морского дна.
Геологи из Университета Вашингтона выяснили, что за последний миллион лет через стык в недра земли попало более 79 млн т воды — это в 4,3 раза больше предыдущих оценок.
Главный вопрос — что происходит с водой в недрах. Считается, что водный цикл замыкают вулканы, возвращая воду в атмосферу в виде водяного пара во время извержений. Эта теория подтверждалась предыдущими измерениями объемов воды, проникающих в мантию. Вулканы выбрасывали в атмосферу примерно равный поглощенному объем.
Новое исследование опровергает эту теорию — подсчеты свидетельствуют о том, что Земля поглощает больше воды, чем возвращает. И это действительно странно — при условии, что уровень Мирового океана за последние несколько сотен лет не только не уменьшился, но и вырос на несколько сантиметров.
Возможное решение — отказ от теории равных пропускных возможностей всех зон субдукции на Земле. Вероятно, условия в Марианском желобе более экстремальные, чем в других частях планеты, а через разлом в бездне Челленджера в недра проникает больше воды.
«Зависит ли количество воды от особенностей строения зоны субдукции, например, от угла изгиба плит? Мы предполагаем, что аналогичные разломы существуют на Аляске и в Латинской Америке, но пока человеку не удалось обнаружить более глубокой структуры, чем Марианская впадина», — добавил ведущий автор исследования Даг Винес.
Вода, скрывающаяся в недрах Земли, — не единственная загадка Марианской впадины. Национальное управление океанических и атмосферных исследований США (NOAA) называет регион парком развлечений для геологов.
Это единственное место на планете, где углекислый газ существует в жидкой форме. Он выбрасывается несколькими подводными вулканами, расположенными за пределами Окинавского прогиба вблизи Тайваня.
На глубине 414 м в Марианской впадине находится вулкан Дайкоку, который представляет собой озеро чистой серы в жидкой форме, которая постоянно кипит при температуре 187 °С. На 6 км ниже располагаются геотермальные источники, выбрасывающие воду при температуре 450 °С. Но эта вода не кипит — процессу мешает давление, оказываемое 6,5-километровым водным столбом.
Океаническое дно на сегодня изучено человеком меньше, чем Луна. Вероятно, ученым удастся обнаружить разломы глубже Марианской впадины или, по меньшей мере, исследовать ее строение и особенности.
Марианская впадина: куда пропадают тонны воды?
В то время, как на самой высокой точке планеты, Эвересте, побывали тысячи человек, на дно Марианской впадины спустились лишь трое. Это самое малоизученное место на Земле, вокруг него существует множество загадок. На прошлой неделе геологи выяснили, что за миллион лет через разлом на дне впадины в недра Земли проникло 79 млн т воды.
Что произошло с ней после этого, неизвестно. «Хайтек» рассказывает о геологическом строении самой низкой точки планеты и о странных процессах, которые происходят на ее дне.
Без солнечных лучей и под колоссальным давлением
Марианская впадина — не вертикальная бездна. Это желоб в форме полумесяца, растянувшийся на 2,5 тыс. км к востоку от Филиппин и к западу от Гуаме, США. Самая глубокая точка впадины, бездна Челленджера, находится на расстоянии 11 км от поверхности Тихого океана. Эвересту, окажись он на дне впадины, до уровня моря не хватило бы 2,1 км.
Карта Марианской впадины.
Марианский желоб (как еще принято называть впадину) — часть глобальной сети прогибов, пересекающих морское дно и образовавшихся в результате древних геологических событий. Они возникают при столкновении двух тектонических плит, когда один пласт погружается под другой и уходит в мантию Земли.
Подводную траншею обнаружил британский исследовательский корабль «Челленджер» во время первой глобальной океанографической экспедиции. В 1875 году ученые попытались измерить глубину диплотом — веревкой с привязанным к ней грузом и метровой разметкой. Веревки хватило только на 4 475 морских саженей (8 367 м). Спустя почти сто лет судно «Челленджер II» вернулось к Марианской впадине с эхолотом и установило нынешнее значение глубины — 10 994 м.
Дно Марианской впадины скрыто в вечной темноте — солнечные лучи не проникают на такую глубину. Температура всего на несколько градусов выше нуля — и близка к точке замерзания. Давление в бездне Челленджера составляет 108,6 МПа, что примерно в 1 072 раза больше нормального атмосферного давления на уровне Мирового океана. Это в пять раз больше давления, которое создается при ударе пули о пуленепробиваемый объект и примерно равно давлению внутри реактора для синтеза полиэтилена. Но люди нашли способ добраться до дна.
Человек на глубине
Первыми людьми, побывавшими в бездне Челленджера, стали американские военные Жак Пиккар и Дон Уолш. В 1960 году на батискафе «Триест» они за пять часов спустились на 10 918 м. На этой отметке исследователи провели 20 минут и почти ничего не увидели из-за облаков ила, поднятых аппаратом. Кроме рыбы из вида камбалообразных, на которую попал луч прожектора. Наличие жизни под таким высоким давлением стало главным открытием миссии.
До Пиккара и Уолша ученые считали, что в Марианском желобе не могут жить рыбы. Давление в нем настолько велико, что кальций может существовать только в жидком виде. Это значит, что кости позвоночных должны буквально растворяться. Нет костей, нет и рыб. Но природа показала ученым, что они ошибаются: живые организмы способны адаптироваться даже к таким невыносимым условиям.
Множество живых организмов в бездне Челленджера обнаружил батискаф Deepsea Challenger, на котором в 2012 году на дно Марианской впадины в одиночку спустился режиссер Джеймс Кэмерон. В образцах грунта, взятых аппаратом, ученые нашли 200 видов беспозвоночных, а на дне впадины — странных полупрозрачных креветок и крабов.
На глубине 8 тыс. м батискаф обнаружил самую глубоководную рыбу — нового представителя вида липаровых или морских слизней. Голова рыбы напоминает собачью, а ее тело очень тонкое и эластичное — во время движения она напоминает полупрозрачную салфетку, которую несет течением.
На несколько сотен метров ниже живут гигантские десятисантиметровые амебы, называемые ксенофиофоры. Эти организмы демонстрируют удивительную устойчивость к нескольким элементам и химическим веществам, таким как ртуть, уран и свинец, которые убили бы других животных или человека за несколько минут.
Ученые считают, что на глубине существует еще множество видов, ожидающих открытия. Кроме того, до сих пор не ясно, как такие микроорганизмы — экстремофилы — могут выживать в столь экстремальных условиях.
Ответ на этот вопрос приведет к прорыву в биомедицине и биотехнологиях и поможет понять, как зародилась жизнь на Земле. Например, исследователи из Университета Гавайев полагают, что грязевые термальные вулканы вблизи впадины могли обеспечить условия для выживания первых организмов на планете.
Вулканы на дне Марианской впадины.
Что за разлом?
Впадина обязана своей глубиной разлому двух тектонический плит — тихоокеанский пласт уходит под филлипинский, образуя глубокий желоб. Регионы, в которых произошли такие геологические события, называют зоной субдукции.
Толщина каждой плиты составляет почти 100 км, а глубина разлома — по меньшей мере 700 км от самой нижней точки бездны Челленджера. «Это айсберг. Человек даже не был на вершине — 11 ничто по сравнению с 700, скрывающимися на глубине. Марианская траншея — это граница между пределами человеческих знаний и реальностью, которая недоступна человеку», — рассказывает геофизик Роберт Стерн из Техасского университета.
Плиты на дне Марианской впадины.
Ученые предполагают, что через зону субдукции в мантию Земли попадает вода в больших объемах — скалы на границах разломов действуют, как губки, поглощая воду, и транспортируют ее в недры планеты. В результате вещество оказывается на глубине от 20 до 100 км ниже морского дна.
Геологи из Университета Вашингтона выяснили, что за последний миллион лет через стык в недра земли попало более 79 млн т воды — это в 4,3 раза больше предыдущих оценок.
Главный вопрос — что происходит с водой в недрах. Считается, что водный цикл замыкают вулканы, возвращая воду в атмосферу в виде водяного пара во время извержений. Эта теория подтверждалась предыдущими измерениями объемов воды, проникающих в мантию. Вулканы выбрасывали в атмосферу примерно равный поглощенному объем.
Новое исследование опровергает эту теорию — подсчеты свидетельствуют о том, что Земля поглощает больше воды, чем возвращает. И это действительно странно — при условии, что уровень Мирового океана за последние несколько сотен лет не только не уменьшился, но и вырос на несколько сантиметров.
Возможное решение — отказ от теории равных пропускных возможностей всех зон субдукции на Земле. Вероятно, условия в Марианском желобе более экстремальные, чем в других частях планеты, а через разлом в бездне Челленджера в недра проникает больше воды.
«Зависит ли количество воды от особенностей строения зоны субдукции, например, от угла изгиба плит? Мы предполагаем, что аналогичные разломы существуют на Аляске и в Латинской Америке, но пока человеку не удалось обнаружить более глубокой структуры, чем Марианская впадина», — добавил ведущий автор исследования Даг Винес.
Вода, скрывающаяся в недрах Земли, — не единственная загадка Марианской впадины. Национальное управление океанических и атмосферных исследований США (NOAA) называет регион парком развлечений для геологов.
Это единственное место на планете, где углекислый газ существует в жидкой форме. Он выбрасывается несколькими подводными вулканами, расположенными за пределами Окинавского прогиба вблизи Тайваня.
На глубине 414 м в Марианской впадине находится вулкан Дайкоку, который представляет собой озеро чистой серы в жидкой форме, которая постоянно кипит при температуре 187 °С. На 6 км ниже располагаются геотермальные источники, выбрасывающие воду при температуре 450 °С. Но эта вода не кипит — процессу мешает давление, оказываемое 6,5-километровым водным столбом.
Океаническое дно на сегодня изучено человеком меньше, чем Луна. Вероятно, ученым удастся обнаружить разломы глубже Марианской впадины или, по меньшей мере, исследовать ее строение и особенности.
Материалы по теме
А вот ещё:
Чем занимались ТОП-5 известных алхимиков?
Алхимия — это не только и не столько про чудеса, магию и бессмертие. Алхимия — это образ жизни, тяга к знанию и познанию мира. Многие алхимики были ещё и философами. Как это ни удивительно, но у истоков алхимии стояли такие люди, как Альберт Великий и Фома Аквинский.
Роджер Бэкон
«Роджер Бэкон в своей обсерватории в Мертон-колледж, Оксфорд», Эрнест Борд. Источник: wellcomecollection.org
Монах-францисканец и естествоиспытатель, Роджер Бэкон учился и преподавал в Оксфорде. Предвосхитил в бунтарстве Парацельса. Так, Бэкон первым выступил против схоластики и резко отзывался о тогдашних великих авторитетах — Фоме Аквинском и Альберте Великом. Критиковал подход к философии как к уже сформировавшейся сфере. До добра это не довело — его, как бы сейчас выразились, посадили на 12. Ещё он верил в астрологию, в предзнаменования и в философский камень.
Кроме как в бунтарстве, Бэкон предвосхитил Парацельса во взглядах на роль алхимии. Так, он считал, что что алхимия может принести большую пользу медицине. Подразделял алхимию на умозрительную (теоретическую), которая исследует состав и происхождение металлов и минералов, и практическую, занимающуюся вопросами добывания и очистки металлов и приготовления красок. Также он пытался внести в алхимию элементы науки.
В одном из своих трудов, «Opus majus» (1268), Роджер Бэкон проводит мысль о бесполезности отвлечённой диалектики и о необходимости изучать природу посредством наблюдения. Бэкон считал, что только математика как наука наиболее достоверна и несомненна. С её помощью можно проверять данные всех остальных областей. Кроме того, он утверждал, что математика — самая лёгкая из наук и доступна каждому.
Арнольд из Виллановы
Арнольд из Виллановы. Источник: wikipedia.org
Как это ни странно, но Арнольд из Виллановы не только в качестве алхимика и медика, но и дипломата. Это лишний раз доказывает, что алхимики, как и подобает учёным Средневековья, были всесторонне развитыми личностями. Но прежде чем встать на государеву службу, Арнольд изучал и преподавал медицину в Монпелье до 1260. Он также перевёл несколько важных арабских трактатов о медицине, включая работы Ибн Сины и Галена. Также сам писал труды по алхимии (впрочем, в их оригинальности есть сомнения) и медицине. Дал описание ядов, противоядий, лечебных свойств различных растений и способов их употребления.
После 1260 года Арнольд путешествовал по Франции, Каталонии и Италии частью как врач, частью как посланник. А начиная с 1281 года Арнольд был личным врачом короля Арагона Петра III. На стыке веков ему пришлось также послужить королю Арагона Хайме II. Любопытно, но в одно время Арнольду пришлось искать спасения от инквизиции у короля Сицилии Федериго II, а после его пригласили в качестве врача папы Климента V в Авиньон. Доподлинно известно, что благодаря Арнольду была составлена специальная папская булла, сделавшая изучение трактатов Ибн Сины и Галена стало обязательным для студентов-медиков.
Николас Фламель
Николас Фламель. Источник: wellcomecollection.org
Если вы читали или смотрели первую часть «Гарри Поттера», то вы наверняка знаете, кто смог получить философский камень и обрести бессмертие. Это был Николас Фламель. На самом деле этого, конечно, не было, но тем не менее то, что произошло с Фламелем после покупки «Книги Иудея Авраама», будоражит воображение. Фламель, владевший в 1350-е книжной лавкой, купил папирус и просидел над ним 20 лет, постигая его «тайный смысл». Так ничего и не постигнув, кроме того, что папирус на арамейском, он отправился под видом паломника в Испанию, к евреям, которым было запрещено селиться во Франции в то время.
По возвращении Фламеля из Испании случается чудо: в 1382 году в течение нескольких месяцев он стремительно богатеет, становится собственником более чем 30 домов и участков, занимается меценатством, учреждает несколько фондов, вкладывает деньги в развитие искусства, финансирует постройки часовен и больниц. Многие считают, что всё благодаря раскрытию секрета философского камня, который был способен превратить любой металл в золото и даровать вечную жизнь.
Василий Валентин
Василий Валентин, 1717 г. Источник: Институт истории науки, Филадельфия
Не совсем ясно, существовал ли этот человек на самом деле. Предположительно, он жил в Эрфурте во второй половине 15-го века. В 1515 году император Максимилиан I пожелал узнать, числился ли в списках монахов-бенедиктинцев Василий Валентин или нет. Изыскания людей императора ни к чему не привели. Лишь в 1675 году его имя обнаружилось в архивах монастыря святого Петра. Но до конца не ясно, верны ли эти сведения.
Василий Валентин, как алхимик, впервые получил соляную кислоту, подробно описал сурьму, способ её получения из сурьмяного блеска и соединения сурьмы. Описал азотную и серную кислоты, царскую водку, нашатырь, сулему и другие соли ртути, некоторые соединения цинка, олова, свинца, кобальта. Наблюдал «услащение кислот» — взаимодействие спирта и кислот с образованием эфиров.
Василий Валентин считал, что занятия алхимией носят чисто религиозный характер и полагал, что философский камень откроется лишь человеку глубоко благочестивому и добродетельному. Всю жизнь человека Валентин сравнивает и считает процессом тождественным с превращением неблагородных металлов в золото; земную жизнь и все несчастия, постигающие человека, Валентин уподобляет процессам, которым нужно подвергнуть металлы для превращения их в золото (вываривание и очищение при помощи ферментаций); могила это то место, где на человека действует путрефакция (то есть сила, вызывающая гниение), освобождающая его от неблагородных составных частей, и наконец бессмертие души — это сублимация (улетучивание) его благороднейших составных частей.
Возможно, Валентин был в чём-то прав и концепция «философского камня» — метафора для достижения человеком духовного бессмертия на Небе или же в памяти потомков.
Парацельс
«Доктор Парацельс». Квентин Массейс. Источник: euromin. w3sites. net
Превзошедший Цельса — а именно это и означает выдуманный самим алхимиком псевдоним — был удивительным человеком. Парацельс совершил переворот в медицине: критически пересмотрел идеи древней медицины, активно использовал химические препараты в лечении болезней. Именно с него в каком-то смысле и началась современная фармакология. При чём же здесь алхимия? При том, что алхимия — это, наверное, образ жизни и мысли. По Парацельсу, человек производится богом из «вытяжки» целого мира и несёт в себе образ творца.
Парацельс не гнушался один день провести в компании цыган, евреев, повитух, погонщиков скота и предсказателей, а на следующий — прибыть в университет для прочтения лекции о медицине и разговоров с профессорами. Добывал знания отовсюду и ото всех.
После 10 лет скитаний по всей Европе, в ходе которых Парацельс участвовал в войнах в качестве медика, читал лекции, получал знания разного рода, он прибыл в Германию. Там он надолго, впрочем, не задержался. После чудесных исцелений больных в 1526 в Страсбурге, он отправился в Базель, в Швейцарию. Там он получил право преподавать медицину. Стиль преподавания Парацельса, человека, умудрённого практикой, разительно отличался от его закостенелых ортодоксальных коллег. Во-первых, он высказывал своё мнение, а не только повторял сказанное античными мудрецами. Во-вторых, читал на немецком, а не на латыни. Такое неуважение к университетским традициям породило врагов: преподавателей и «настоящих» врачей. Но были у него и свои почитатели — студенты.
Умер Парацельс вследствие удачного покушения. Нанятые злопыхателями бандиты избили 48-летнего алхимика, тот упал на камень, проломил череп, что и привело к смерти через несколько дней.