巨大壓力：馬里亞納海溝的奧秘

穿越馬里亞納海溝的旅程十分驚險。 如果海水突然蒸發了， 你的船會整整下墜10.9公里。 更令人驚奇的是這個地區的地質情況。 地球是如何形成如此陡峭而深邃的地形的？ 這裡有一個令人驚訝的事實。 在這最深點以東大約200公里處， 有一串由15個島嶼組成的群島， 與馬里亞納海溝完全平行。 一邊是深邃的海溝，另一邊則是一群島嶼。 現在，你能猜出馬里亞納海溝是如何形成的嗎？ 是的，你說得對。 唯一的可能是兩個板塊的碰撞。 特別是一塊高度緻密的板塊與一塊密度較低的板塊相撞。 讓我們詳細研究這個關鍵過程。 數百萬年前，巨大的太平洋板塊， 這塊板塊向西移動，撞上了較小的馬里亞納板塊。 當它們碰撞時， 太平洋板塊被迫彎曲並俯衝到較輕的板塊之下， 更為輕盈的馬里亞納板塊。 在這個運動過程中，你可以看到馬里亞納板塊向內彎曲。 並向下移動，導致其以極陡的角度下沉。 馬里亞納海溝正是精確的 這次碰撞的物理位置。 這種一塊板塊俯衝到另一塊板塊之下的過程稱為 俯衝。這是深處的 太平洋板塊彎曲時在海床形成的V字形疤痕 並猛然插入地球的地幔之中。 這就是地球上最深海溝形成的方式。 現在，讓我們探討馬里亞納群島是如何形成的。 當太平洋板塊下沉時，它拖拽著 向下海水及水浸 sediment。 這塊板塊深入地幔高達數百公里。 令人驚訝的是，儘管在向地幔內部移動的過程中， 俯衝板塊的岩層 鑄板熔化時間比預期早得多。 原因是岩石中存在被困住的水和沉积物。 這降低了岩石的熔點。 這種現象稱為熔融作用。 這與鹽降低冰的熔點的方式非常相似。 這塊新熔化的岩石現在更熱了 且密度小於周圍的材料。 因此，它上升並爆發到馬里亞納板塊的海床之上。 在數百萬年的時間裡，熔岩反覆噴發 而灰燼堆積形成了一座巨大的海底山脈。 當這些噴發極其猛烈時，其中一個的頂部會 這些海底火山最終突破了海洋表面。 這就是馬里亞納群島的形成方式。 完美地彎曲，並與馬里亞納海溝平行。 在馬里亞納海溝的南端， 有一個異常深邃的點，即挑戰者深淵。 為什麼這個地區突然 如此深邃，與溝槽的其他部分相比？ 科學家認為，在海溝的南端， 俯衝板塊實際上撕裂了。 由於此原因，此部分失去了支援 從剩餘的板面區域。 沒有那側面的支援， 撕裂的部分正有效地在地幔中自由下落。 它正在垂直下沉 比正常的俯衝帶傾角大得多。 這陡峭的垂直落差造成了 海溝底部更為深邃的V字形。 現在是進入影片精彩階段的時候了。 人類對馬里亞納海溝挑戰者深淵的探險 以及他們所使用的極端技術。 第一次探險是在1960年由雅克·皮卡爾進行的。 以及上尉唐·沃爾什。 他們使用了一種有趣的容器技術。 它採用了深海潛艇的設計。 它有兩個主要組件，一個巨大的， 浮在上方的浮筒和下方的一個小型船員球體。 要實現浮力，你不能使用壓縮空氣。 因為它會被壓碎。 相反，的里雅斯特號使用了一根長達15米的巨大探針， 壁薄的浮筒，內含320,000加侖 航空汽油。 由於汽油比水輕， 它提供了使船隻升起所需的正浮力。 這艘船具有一種天才般的技術來保持 汽油的壓力與那個相同 周圍的海水。 隨著船隻沿著這根管道下降， 工程人員允許海水進入。 由於水的密度較大，它總會沉積在底部。 當然，它不會混合的。 汽油的。 水壓的高壓推力增加了 汽油的壓力也是如此。 因此，在整個旅程中， 確保了海洋與船體內部壓力之間的平衡。 是一樣的。 這個設計的下一個主要部分是球體，也就是船員艙。 這是船隻上唯一的一部分 那必須真正抵禦住壓力。 該球體實際上是一座 fortress，厚度達13公分， 鍛造高強度鋼 球體的內徑僅為1.93米。 僅夠兩個人的空間 坐下來。 為了下潛，船員灌滿了水箱。 並攜帶了九噸鐵丸，置於兩個大型容器中 由電磁鐵驅動的跳躍裝置。 下降花了4小時 47分鐘。 船員在海底只停留了20分鐘。 著名的觀察一隻比目魚。 海洋生物學家現在懷疑這可能不是海參。 飛行員只要撥動一個開關就能上升 切斷電磁鐵的電力。 這釋放了鐵珠，以及飛行器， 現在因汽油浮筒而產生正浮力， 將開始緩慢地向上升起。 攀登花了3個小時。 15分鐘。 第二次則是在五十二年後，由詹姆斯·卡梅隆親自完成。 他想成為首位單飛的男性 到挑戰者深淵的底部。 這艘新潛艇「深海挑戰者號」是一次徹底的重新設計。 它被設計成能快速下降和上升， 最大化在底部的時間。 深海挑戰者號是圍繞一種新型專利泡沫建造的。 這種泡沫具有驚人的強度， 佔據了該容器70%的體積。 令人驚訝的是，同一種材料也幫助潛水器浮起來。 它比水還輕，甚至比汽油還輕。 事實上，研究人員不得不開發一種稱為 Isofloat 的新型泡沫材料。 可抵禦 挑戰者深淵那令人難以置信的壓力， 由於所有現有的泡沫在這種情況下均失效 壓力 泡沫不僅僅出現在底座上，它就是底座的主要結構。 這個設計也包含了一個球體。 由於詹姆斯·卡梅隆是單人駕駛， 這個球體可以小得多。 該系統採用相同的浮力原理運作， 但運用現代科技。 該潛艇攜帶了450公斤的鋼製壓載物。 「特里埃斯特」號只能上下移動。 但挑戰者號擁有12個強力的油壓式引擎 電力推進器，實現海底全方位三維移動。 下降只花了2小時 36分鐘。 卡梅倫在水底待了3個小時。 以3D拍攝並嘗試使用機械臂 採樣。 他真的使用了機械臂嗎？ 嗯，對球隊來說，這實在是一個巨大的失望。 儘管任務成功完成。 馬里亞納海溝中的巨大壓力 損壞了液ausal管線。 這條液壓管路正在控制 機器人操作臂 原本用來收集岩石的。 卡梅倫無法操作機械臂。 而且他無法從馬里亞納海溝收集岩石。 馬里亞納海溝的發現令人驚嘆。 1875年， HMS挑戰者號的船員 經歷了一片無底的海洋。 1875年3月23日， 該船正在關島西南方向的西太平洋上航行。 船员停船進行例行測深。 這是一種原始的測量深度的方法 通過將一根帶有重物的繩索放入海中。 當他們放下繩索時，繩索不斷地往下掉，似乎永無止境。 釋放後，重量終於抵達底部。 8,184米長的繩子。 船員們驚呆了。 他們剛剛找到了最深處 當時人類所知的海洋中。 這條溝槽在超過75年間始終充滿謎團。 1951年， HMS挑戰者2號曾造訪該地點， 這次使用迴聲測深技術。 他們記錄到接近一萬一千公尺的深度。 這就是為什麼地球最深處會有那個名字。 致敬 HMS 挑戰者2 號。 馬里亞納海溝底部的壓力超過1,086巴。 接近大氣壓力的1,000倍。 這感覺就像有一頭大象站在你的大拇指上。 沒有陽光能穿透到這麼深的地方。 此外，水溫始終僅略高於冰點。 通常為1攝氏度至4攝氏度。 生命在馬里亞納海溝中似乎是不可能的。 噢，你看到那件事了嗎？ 一道奇怪模樣的魚出現在海溝裡。 這是一隻馬里亞納海snippet魚， 戰壕中無可爭議的明星 以及迄今發現的生存深度最深的魚類。 這些魚類一直在8,178公尺的深度遊動。 最深點，挑戰者深淵 主要由微生物主宰 以及稱為綱形有孔蟲的巨型單細胞阿米巴。 我們在馬里亞納海溝的超深海區見到了活的馬里亞納海溝鮟鱇魚。 馬里亞納海snippet 魟魚以微小的蝦狀甲殼類為食。 這個區域有更多有趣的生物。 看看這隻小飛象章魚吧。 美國 溝壑中其他有趣的生物 是巨大的片腳類動物和底棲錐體蟲。 這張圖像展示了不同生物的生存狀況 在馬里亞納海溝的深度處。 你可能會疑惑，為什麼這些動物不會立刻被壓碎。 這是因為一個簡單的原因。 它們並非中空的。 一個充滿空氣的潛水艇或人類的肺部會被壓碎 因為存在巨大的差異 在內部低壓與外部高壓之間。 另一方面，深海生物則不同。 幾乎完全由水組成。 他們的身體內部和外部壓力相同， 因此，沒有淨力來壓碎它 他們。 這也意味著這些生物 沒有像人類肺部那樣的氣體空間。 否則它們會立即被壓縮並坍縮。 你可能會想知道這些生物 能夠在沒有光線的情況下導航。 他們嚴重依賴視覺以外的其他感官。 許多生物具有高度發達的側線系統， 能夠感知水中微小變化之器官 壓力與振動 讓它們能夠察覺附近移動的捕食者或獵物。 要了解馬里亞納海溝有多深， 考慮一下這個虛構的比較。 珠穆朗瑪峰的高度為8,849米， 地球上最高的點。 如果你要搬動珠穆朗瑪峰 並將其底部朝下放入挑戰者深淵，其 山頂甚至無法突破水面。 珠穆朗瑪峰的峰頂將會 超過水面上2公里以下。 網路上廣泛流傳著各種猜測 馬里亞納海溝是一處珍貴的稀有寶藏 地球礦物 事實上，並沒有顯著的沉積物 稀土礦物在馬里亞納海溝 已被公開識別用於開採的。 關於深海稀有資源的廣泛討論 地球的礦物資源經常被關注於太平洋其他地區， 大多在4000米的深度 至6,000公尺。例如， 南幌島與克拉里翁-克利珀頓區。南幌島 是日本的專屬經濟區。 一個富含稀土元素的大量泥質沉積物 已在此確認。關於克萊倫頓-克里普頓區， 這片廣闊的太平洋海床 夏威夷與墨西哥之間的區域覆蓋著多金屬結核。 這些馬鈴薯大小的岩石 富含錳、鎳、鈷， 以及銅，還含有稀土元素。 應當注意，迷你島區域兩處地方 克拉里昂-克利珀頓區 仍處於探索、測試和監管階段。 商業規模的採礦 在兩個地點都尚未開始。 科學家已經解開了許多謎團。 馬里亞納海溝周圍 但有一個謎團仍然存在。 馬里亞納海溝正在扮演水盜的角色嗎？ 這裡有一個謎題。 華盛頓大學的研究人員 以及石溪大學 詳細研究了板塊的運動。 他們主要分析了水合岩石， 這正在下沉至地幔。 他們的研究發現，水合岩石 延伸至海床以下32公里處。 他們的計算顯示，水的量多出三倍。 比先前認為的更深入地穿透了地幔。 這水總得設法回到海洋。 海平面一直相對穩定 一段相當長的時間。 唯一的選擇是火山爆發。 問題在於此。 研究顯示，火山噴發時湧出的水 遠低於地幔所吞入的水量。 剩下的水去了哪裡？ 如果你喜歡 用以視覺化如何 馬里亞納海溝深處 這裡是溝渠 一個有趣的 動畫 在 Patreon 的支持對我的頻道來說至關重要。 在您離開之前，請務必查看我的 Patreon 頁面。 保重。 再見。