Mariana Trench: waar gaan tonnen water naartoe?

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-16 16:13

Terwijl duizenden mensen het hoogste punt van de planeet, de Everest, hebben bezocht, zijn er slechts drie afgedaald naar de bodem van de Marianentrog. Dit is de minst onderzochte plek op aarde, er zijn veel mysteries omheen. Vorige week ontdekten geologen dat gedurende een miljoen jaar 79 miljoen ton water door de breuklijn op de bodem van de depressie in de ingewanden van de aarde is doorgedrongen.

Wat er daarna met haar is gebeurd, is niet bekend. "Hi-tech" spreekt over de geologische structuur van het laagste punt van de planeet en de vreemde processen die zich op de bodem afspelen.

Zonder zonnestralen en onder kolossale druk

De Marianentrog is geen verticale afgrond. Het is een halvemaanvormige geul die zich uitstrekt over 2500 km ten oosten van de Filippijnen en ten westen van Guam, VS. Het diepste punt van de depressie, de Challenger Deep, ligt op 11 km van het oppervlak van de Stille Oceaan. Everest, als het op de bodem van de depressie was, zou niet 2, 1 km naar zeeniveau zijn geweest.

Kaart van de Marianentrog.

De Mariana Trench (zoals de loopgraaf ook wel wordt genoemd) maakt deel uit van een wereldwijd netwerk van troggen die de zeebodem doorkruisen en zijn gevormd als gevolg van oude geologische gebeurtenissen. Ze ontstaan wanneer twee tektonische platen botsen, wanneer de ene laag onder de andere zakt en in de aardmantel terechtkomt.

De onderwatergeul werd ontdekt door het Britse onderzoeksschip Challenger tijdens de eerste wereldwijde oceanografische expeditie. In 1875 probeerden wetenschappers de diepte te meten met een diplot - een touw waaraan een gewicht was vastgemaakt en metermarkeringen. Het touw was slechts genoeg voor 4.475 vadem (8.367 m). Bijna honderd jaar later keerde de Challenger II met een echolood terug naar de Marianentrog en stelde de huidige dieptewaarde van 10.994 m in.

De bodem van de Marianentrog is verborgen in eeuwige duisternis - de zonnestralen dringen niet tot zo'n diepte door. De temperatuur is slechts enkele graden boven nul - en dicht bij het vriespunt. De druk in de Challenger Abyss is 108,6 MPa, wat ongeveer 1072 keer de normale atmosferische druk op zeeniveau is. Dit is vijf keer de druk die ontstaat wanneer een kogel een kogelvrij object raakt en is ongeveer gelijk aan de druk in een polyethyleensynthesereactor. Maar mensen hebben een manier gevonden om de bodem te bereiken.

Man aan de onderkant

De eerste mensen die de Challenger Abyss bezochten, waren de Amerikaanse militairen Jacques Piccard en Don Walsh. In 1960, in de bathyscaaf "Trieste", daalden ze in vijf uur af naar 10.918 m. Op dit punt brachten de onderzoekers 20 minuten door en zagen bijna niets vanwege de slibwolken die door het apparaat werden opgeworpen. Behalve de botvis, die in de schijnwerpers stond. Het leven onder zo'n hoge druk was een belangrijke ontdekking voor de missie.

Vóór Piccard en Walsh geloofden wetenschappers dat vissen niet in de Mariana Trench konden leven. De druk daarin is zo groot dat calcium alleen in vloeibare vorm kan bestaan. Dit betekent dat de botten van de gewervelde dieren letterlijk moeten oplossen. Geen botten, geen vis. Maar de natuur heeft wetenschappers laten zien dat ze ongelijk hebben: levende organismen kunnen zich zelfs aanpassen aan zulke ondraaglijke omstandigheden.

Veel levende organismen in de Challenger Abyss werden ontdekt door de Deepsea Challenger bathyscaaf, waarop regisseur James Cameron in 2012 afdaalde naar de bodem van de Mariana Trench. In bodemmonsters die door het apparaat zijn genomen, hebben wetenschappers 200 soorten ongewervelde dieren gevonden, en op de bodem van de depressie - vreemde doorschijnende garnalen en krabben.

Op een diepte van 8 duizend meter ontdekte de bathyscaaf de diepste vis - een nieuwe vertegenwoordiger van de soort lipar of zeeslakken. De kop van de vis lijkt op die van een hond en zijn lichaam is erg dun en elastisch - tijdens het bewegen lijkt het op een doorschijnend servet dat door de stroming wordt gedragen.

Een paar honderd meter lager bevinden zich gigantische amoeben van tien centimeter die xenophyophores worden genoemd. Deze organismen vertonen een verbazingwekkende weerstand tegen verschillende elementen en chemicaliën zoals kwik, uranium en lood die andere dieren of mensen binnen enkele minuten zouden doden.

Wetenschappers geloven dat er nog veel meer soorten op diepte zijn, in afwachting van ontdekking. Bovendien is het nog steeds niet duidelijk hoe dergelijke micro-organismen - extremofielen - kunnen overleven in zulke extreme omstandigheden.

Het antwoord op deze vraag zal leiden tot een doorbraak in de biogeneeskunde en biotechnologie en zal helpen te begrijpen hoe het leven op aarde begon. Onderzoekers van de Universiteit van Hawaï geloven bijvoorbeeld dat thermische moddervulkanen in de buurt van de depressie mogelijk de voorwaarden hebben geschapen voor het voortbestaan van de eerste organismen op aarde.

Vulkanen op de bodem van de Marianentrog.

Wat is de kloof?

De depressie dankt zijn diepte aan de breuk van twee tektonische platen - de Pacifische laag gaat onder de Filippijnse en vormt een diepe geul. De regio's waarin dergelijke geologische gebeurtenissen hebben plaatsgevonden, worden de subductiezone genoemd.

Elke plaat is bijna 100 km dik en de breuk is minstens 700 km diep vanaf het laagste punt van de Challenger Abyss. “Dit is een ijsberg. De man stond niet eens aan de top - 11 is niets vergeleken met 700 die zich op diepte verstopten. De Marianentrog vormt de grens tussen de grenzen van de menselijke kennis en een realiteit die ontoegankelijk is voor mensen”, zegt geofysicus Robert Stern van de Universiteit van Texas.

Platen op de bodem van de Marianentrog.

Wetenschappers suggereren dat water in grote hoeveelheden de aardmantel binnenkomt via de subductiezone - de rotsen aan de grenzen van de breuken werken als sponzen, absorberen water en transporteren het naar de ingewanden van de planeet. Hierdoor wordt de stof gevonden op een diepte van 20 tot 100 km onder de zeebodem.

Geologen van de Universiteit van Washington ontdekten dat in de afgelopen miljoen jaar meer dan 79 miljoen ton water via de kruising in de ingewanden van de aarde is gekomen - dit is 4,3 keer meer dan eerdere schattingen.

De belangrijkste vraag is wat er met het water in de darmen gebeurt. Er wordt aangenomen dat vulkanen de waterkringloop sluiten en tijdens uitbarstingen water terugbrengen naar de atmosfeer als waterdamp. Deze theorie is ondersteund door eerdere metingen van de hoeveelheden water die de mantel binnenkomen. Vulkanen uitgestoten in de atmosfeer ongeveer gelijk aan het geabsorbeerde volume.

Een nieuwe studie weerlegt deze theorie - berekeningen geven aan dat de aarde meer water opneemt dan teruggeeft. En dit is echt vreemd - aangezien het niveau van de Wereldoceaan de afgelopen paar honderd jaar niet alleen niet is gedaald, maar met enkele centimeters is gegroeid.

Een mogelijke oplossing is om de theorie van gelijke bandbreedte van alle subductiezones op aarde te verwerpen. De omstandigheden in de Marianentrog zijn waarschijnlijk extremer dan in andere delen van de planeet, en er sijpelt meer water door de kloof in de Challenger Abyss.

“Hangt de hoeveelheid water af van de structurele kenmerken van de subductiezone, bijvoorbeeld van de buighoek van de platen? We gaan ervan uit dat soortgelijke fouten bestaan in Alaska en Latijns-Amerika, maar tot nu toe heeft de mens geen diepere structuur kunnen vinden dan de Mariana Trench, voegde hoofdauteur Doug Vines eraan toe.

Het water verborgen in de ingewanden van de aarde is niet het enige mysterie van de Marianentrog. De Amerikaanse National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) noemt de regio een pretpark voor geologen.

Dit is de enige plek op aarde waar koolstofdioxide in vloeibare vorm voorkomt. Het wordt uitgeworpen door verschillende onderzeese vulkanen die zich buiten de Okinawa-trog in de buurt van Taiwan bevinden.

Op een diepte van 414 m in de Marianentrog bevindt zich de Daikoku-vulkaan, een meer van zuivere zwavel in vloeibare vorm, dat constant kookt bij een temperatuur van 187 ° C.6 km lager zijn er geothermische bronnen die water uitstoten met een temperatuur van 450 ° C. Maar dit water kookt niet - het proces wordt belemmerd door de druk die wordt uitgeoefend door een waterkolom van 6,5 kilometer.

De oceaanbodem is tegenwoordig minder bestudeerd door de mens dan de maan. Waarschijnlijk zullen wetenschappers in staat zijn om fouten dieper dan de Mariana Trench te detecteren, of op zijn minst de structuur en kenmerken ervan te onderzoeken.