مفالاتنا

خندق ماريانا، تاريخ جيولوجيا وهل أعماق الكهف مأهولة ؟

طول حياتنا ونحن نرى سعي العالم وراء كل ما هو مرتفع، وشغف تسلقه وقياسه، كجبال الهيمالايا وقمة افريست، منحدر بريكينستولن وغيرها من القمم والمرتفعات.

لكن هل تعلم شيئاً عن أخفض نقطة ممكنة تم قياسها على سطح الكوكب، إذن أنت لا تعلم !. فربما قد سمعت من قبل عن منخفض صدع سيلفرا أو أي منخفض آخر. لكن ما ستراه اليوم هو مجرد تسخين حول تلك الأعماق.

خندق ماريانا أخفض نقطة تم رصدها على سطح الأرض وهو احدى أعمق المنخفضات الحادة التي تقبع داخل المحيطات.

خندق ماريانا

خندق ماريانا

يقع خندق ماريانا أو كهف ماريانا، في غرب المحيط الهادئ على بعد حوالي 200 كيلومتر شرق جزر ماريانا.

يمثل أعمق "قاع" محيط مكتشف على الكوكب. يتواجد على شكل هلال ويبلغ طوله حوالي 2550 كيلومترًا وعرضه 69 كيلومترًا. 

الحد الأقصى للعمق المعروف هو 10984 م. في الطرف الجنوبي من واد صغير على شكل فتحة في قاعها، يُعرف باسم "تشالنجر ديب". 

ومع ذلك، فإن عديد القياسات المتكررة وضع الجزء الأعمق عند 11.034 مترًا. 

افتراضياً إذا تم وضع جبل إيفرست بداخل الخندق، فستظل قمته أكثر من كيلومترين تحت الماء.

موقع خندق ماريانا

في الجزء السفلي من الخندق، يمارس الماء أعلاه ضغطًا قدره 1086 بار أي 15750 رطل/بوصة مربعة.

وهو ما يعادل 1071 ضعف الضغط الجوي القياسي عند مستوى سطح البحر. عند هذا الضغط تزداد كثافة الماء بنسبة 4.96٪. 

تتراوح درجة الحرارة السفلية من 1 إلى 4 درجات مئوية أي 34 إلى 39 درجة فهرنهايت.

في عام 2009، تم إنشاء Marianas Trench كنصب تذكاري وطني للولايات المتحدة. وجد الباحثون في معهد سكريبس لعلوم المحيطات أن هناك دم لكائنات أحادية النواة في الخندق على عمق قياسي يبلغ 10.6 كيلومتر تحت سطح المحيط. مما جعلهم يقترحون حسب البيانات أن أشكال الحياة الميكروبية تزدهر داخله. 

لمن تعود تسمية ماريانا ؟

تمت تسمية حفرة ماريانا على اسم جزر ماريانا المجاورة، والتي سميت "لاس ماريانا" تكريماً للملكة الإسبانية ماريانا من النمسا، أرملة فيليب الرابع ملك إسبانيا. 

الجزر هي جزء من قوس جزيرة تشكل على صفيحة علوية، تسمى صفيحة ماريانا (سميت هي الأخرى باسم الجزر)، على الحافة الغربية للخندق.

جيولوجيا كهف ماريانا

تنخفض صفيحة المحيط الهادئ تحت صفيحة ماريانا، وتشكل خندق ماريانا وفيما بعد قوس جزر ماريانا، حيث يتم إطلاق المياه المحبوسة في الصفيحة وتثور الجزيرة لأعلى لتكوين البراكين والزلازل.

خندق ماريانا هو جزء من نظام الاندساس "Izu-Bonin-Mariana" الذي يشكل الحدود بين لوحين تكتونيين. 

في هذا النظام، تكون الحافة الغربية للوحة صفيحة المحيط الهادئ، مغمورة أي الدفع نحو أسفل صفيحة ماريانا الأصغر إلى الغرب. 

تعتبر مادة القشرة الموجودة على الحافة الغربية لصفيحة المحيط الهادئ من أقدم القشر المحيطية على الأرض (يصل عمرها إلى 170 مليون سنة).

وبالتالي فهي أكثر برودة وكثافة، لذلك هناك اختلاف كبير في ارتفاعها بالنسبة إلى لوحة ماريانا ذات الركوب العالي (والأصغر). أعمق منطقة عند حدود اللوحة هي خندق ماريانا.

كما أن حركة صفائح المحيط الهادئ وماريانا مسؤولة بشكل غير مباشر عن تكوين جزر ماريانا. هذه الجزر البركانية ناتجة عن ذوبان الوشاح العلوي الناجم عن تسرب المياه المحبوسة في المعادن في صفيحة المحيط الهادئ.

جيولوجيا خندق ماريانا

تاريخ الرحلات الاسكتشافية لخندق ماريانا

تم إكتشاف الخندق لأول مرة خلال رحلة تشالنجر في عام 1875، باستخدام حبل مرجح سجل عمق 8184 مترًا.

في عام 1877، نشر بيترمان خريطة تسمى "Tiefenkarte des Groen Ogens" (خريطة عمق المحيط العظيم)، تُظهر تشالنجر ديب بدلاً من ذلك السبر. 

في عام 1899، سجلت السفينة يو إس إس نيرو عمق 9636 م، وهي منجم مائي (سفينة امداد). 

في عام 1951، قام تشالنجر 2 بمسح الخندق باستخدام سبر الصدى، وهي طريقة أكثر دقة وأسهل لقياس العمق من معدات السبر وخطوط السحب المستخدمة في الحملة الأصلية. 

خلال هذا المسح، تم تسجيل أعمق جزء من الخندق من طرف تشالنجر 2 بعمق 10900 م.

في عام 1957، أبلغت السفينة السوفيتية Vityaz عن عمق 11034 متر  في مكان يسمى "ماريانا هولو".

في عام 1962، قامت السفينة السطحية MV Spencer F. بتسجل أقصى عمق يصل إلىيه الكهف بـ 10915 مترًا باستخدام مقياس عمق دقيق.

في عام 1984، جمعت سفينة المسح اليابانية Takuyo البيانات من Mariana Trench باستخدام مسبار صدى ضيق متعدد الحزم.

أبلغت السفينة عن عمق أقصى يبلغ 10924 م. كما تم الإبلاغ عنها على أنها 10920 م مع ± 10 م . 

وصلت السيارة Kaiko الأعماق التي يتم تشغيلها عن بعد: إلى أعمق منطقة في خندق ماريانا وسجلت أعمق رقم قياسي للغوص بلغ 10911 مترًا في 24 مارس 1995.

خلال الاستطلاعات التي أجريت بين عامي 1997 و 2001، تم العثور على موقع على طول خندق ماريانا له عمق مشابه لـ Challenger Deep، وربما أعمق. 

تم اكتشافه عندما كان علماء من معهد هاواي للجيوفيزياء وعلوم الكواكب يكملون مسحًا حول غوام (جزيرة تقع في غرب المحيط الهادئ)، استخدم نظام رسم الخرائط بالسونار على متن سفينة الأبحاث لإجراء المسح. 

تم تسمية هذا الموقع الجديد باسم HMRG (مجموعة أبحاث الخرائط الجوية) Deep على اسم مجموعة من العلماء.

في 1 يونيو 2009، أشار رسم الخرائط على RV Kilo Moana (موطن مركبة Nereus) إلى موقع بعمق 10971 مترًا. 

رسم خرائط السونار لـ Challenger Deep مع Simrad EM12 0 نظام قياس الأعماق بالسونار متعدد الحزم للمياه العميقة. 

يستخدم نظام السونار اكتشاف الطور والسعة، بدقة أفضل من 0.2٪ من عمق الماء عبر الرقعة بأكملها بمعنى أن رقم العمق يكون دقيقًا حتى ± 22 مترًا. 

في عام 2011، أُعلن في اجتماع الاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي في الخريف أن سفينة هيدروغرافية تابعة للبحرية الأمريكية مزودة بمسبار صدى متعدد الحزم. أجرت مسحًا رسم خرائط للخندق بالكامل بدقة 100 متر. 

كشف رسم الخرائط عن وجود أربعة نتوءات صخرية كان يعتقد في السابق أنها جبال بحرية.

Mariana Trench هو الموقع الذي تم اختياره لإجراء مسح زلزالي عام 2012 من قبل باحثين في جامعة واشنطن ومؤسسة وودز هول لعلوم المحيطات للتحقيق في دورة المياه الجوفية. 

باستخدام كل من مقياس الزلازل تحت الماء والميكروفون، تمكن العلماء من رسم خرائط لأعماق تصل إلى 97 كيلومترًا تحت السطح.

هبوط الغواصات للموقع

غواصة الأعماق Trieste (صممها Auguste Picard)، أول مركبة بشرية تصل إلى قاع خندق ماريانا.

تم استلام أربع عمليات هبوط مأهولة وثلاث عمليات هبوط بدون طيار. 

الأول كان من تصميم سويسري، وبناء إيطالي مأهولة من قبل حوض الاستحمام ترييستي المملوك للبحرية الأمريكية، والذي وصل إلى القاع في الساعة 1:06 مساءً يوم 23 يناير 1960، مع دون والش وجاك بيكارد على متنها. 

تم استخدام كريات الحديد للصابورة، مع البنزين للطفو. أشار النظام الموجود على ظهر السفينة إلى عمق 11521 مترًا، ولكن تم تعديل هذا لاحقًا إلى 10916 مترًا.

تم تقدير العمق من خلال تحويل الضغط المقاس وتم حسابه على أساس كثافة المياه من سطح البحر إلى مستوى سطح البحر.

تبع ذلك ROVs Kaiko بدون طيار في عام 1996 و Nereus في عام 2009. قامت البعثات الثلاث الأولى بقياس أعماق متشابهة جدًا من 10902 إلى 10916 مترًا.

أنتج الفيلم الرابع المخرج الكندي جيمس كاميرون في 26 مارس 2012. وصل إلى قاع خندق ماريانا على متن الغواصة ديب سي تشالنجر، وغاص على عمق 10908 مترًا.

أول صوت قادم من الكهف

في يوليو 2015، قام أعضاء من الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي، وجامعة ولاية أوريغون، وخفر السواحل بإغراق مائي في أعمق جزء من خندق ماريانا، تشالنجر ديب، والذي لم يتم نشره لأكثر من ميل من قبل. 

تم تصميم ميكروفون المغطى بالتيتانيوم لتحمل ضغط هائل تحت 7 أميال.على الرغم من أن الباحثين لم يتمكنوا من استعادة مسدس الماء بحلول نوفمبر، اكتملت سعة البيانات خلال أول 23 يومًا. 

بعد أشهر من التحليل، فوجئ الخبراء بالتقاط أصوات طبيعية مثل الزلازل والأعاصير وحيتان البالين، بالإضافة إلى أصوات من صنع الإنسان مثل القوارب. نظرًا لنجاح المهمة، أعلن الباحثون عن خطط لنشر ميكروفون ثانٍ لفترة ممتدة من الوقت في عام 2017.

حقق فيكتور فيسكوفو هبوطًا قياسيًا جديدًا بلغ 10928 مترًا في 28 أبريل 2019 باستخدام طراز Triton 36000/2 الذي صممه DSV Limiting Factor، غواصة Triton ومقرها فلوريدا. 

غطس أربع مرات بين 28 أبريل و 5 مايو 2019، ليصبح أول شخص يغوص في تشالنجر ديب أكثر من مرة.

في 8 مايو 2020، قام بناة السفن الروسية، وهو مشروع مشترك بين الفرق العلمية التابعة لأكاديمية العلوم الروسية بدعم من المؤسسة الروسية لمشاريع الأبحاث المتقدمة وأسطول المحيط الهادئ، بإغراق المركبة ذاتية القيادة تحت الماء Vityaz-D في قاع ماريانا. 

Vityaz-D هي أول مركبة تعمل تحت الماء بشكل مستقل في أعماق خندق ماريانا. كانت مدة المهمة أكثر من 3 ساعات باستثناء الغوص وركوب الأمواج، وصعدت برقم عمق 10028 متر. 

في 10 نوفمبر 2020، وصلت الغواصة الصينية Fendoze إلى قاع خندق ماريانا على عمق 10909 أمتار.

هل توجد حياة على مستوى الخندق ؟

هل توجد حياة في خندق ماريانا ؟

زعمت الرحلات الاستكشافية في الستينيات أنها شاهدت كائنات كبيرة تعيش في القاع، مثل تلك التي يبلغ طولها حوالي 30 سم، والجمبري الذي يشبه سرطان البحر، مع مفاجأة كبيرة بسبب الضغط المرتفع. 

وفقًا لبيكارد، "ظهر الجزء السفلي أفتح وأكثر وضوحًا، وهو مضيعة للسائل الدياتومي الثابت".

العديد من علماء الأحياء البحرية يشككون الآن في رؤية الأسماك المسطحة، ويقترح أن المخلوق قد يكون خيار البحر بدلاً من ذلك. 

خلال الرحلة الاستكشافية الثانية، جمعت المركبة غير المأهولة كايكو عينات من التربة من قاع المحيط. تم العثور على كائنات صغيرة في تلك العينات.

في يوليو 2011، نشرت بعثة بحثية مركبات هبوط غير مقيدة تسمى Dropcams مزودة بكاميرات فيديو رقمية وأضواء لاستكشاف هذه المنطقة من أعماق المحيط.

في العديد من الكائنات الحية الأخرى، لوحظت بعض الأميبات العملاقة وحيدة الخلية التي يزيد حجمها عن 10 سم، والتي تنتمي إلى فئة مونوثاليميا. فحسب حجمها ومستوى سطح البحر فهي جديرة بالملاحظة بسبب وفرتها العالية ودورها كمضيف لمجموعة متنوعة من الكائنات الحية.

في ديسمبر 2014، تم اكتشاف نوع جديد من الحلزون على عمق 8145 مترًا، محطمًا الرقم القياسي السابق لأعمق سمكة حية شوهدت في مقطع فيديو.

خلال الحملة الاستكشافية عام 2014، تم تصوير العديد من الأنواع الجديدة، بما في ذلك البرمائيات العملاقة المعروفة باسم supergants. عملاقة أعماق البحار وهي العملية التي كانت فيها الأنواع أكبر من أقاربها في المياه الضحلة.

في مايو 2017، تم تصوير نوع غير معروف من الحلزون على عمق 8178 مترًا.

هل العمق ملوث ؟

في عام 2016، نظرت بعثة بحثية في التركيب الكيميائي لآلات جمع القشريات التي تم جمعها من نطاق عميق من داخل الخندق. 

وجد الباحثون داخل هذه الكائنات تركيزات عالية للغاية من مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور، وهي مادة سامة كيميائية تم حظرها في السبعينيات بسبب الأضرار البيئية، وتتركز في جميع الأعماق داخل رواسب الخنادق. 

​​توصلت أبحاث أخرى إلى أن الأمفيبود تبتلع أيضًا جزيئات بلاستيكية دقيقة، والتي تحتوي على قطعة واحدة على الأقل من مادة اصطناعية في المعدة بنسبة 100٪ من أمفيبودس.

في عام 2019، أبلغ فيكتور فيسكوفو عن العثور على كيس بلاستيكي ومغلفة حلوى في قاع الخندق. في ذلك العام، ذكرت مجلة Scientific American أيضًا أنه تم العثور على الكربون 14 الناتج عن تجارب القنبلة النووية في أجساد الحيوانات المائية الموجودة في الخنادق.

يشاع أنها كانت موقع محتمل للتخلص من النفايات النووية !

مثل الخنادق المحيطية الأخرى، تم اقتراح خندق ماريانا كان موقع للتخلص من النفايات النووية في عام 1972، على أمل أن يؤدي اندساس الصفائح التكتونية الذي يحدث في الموقع في النهاية إلى إلقاء النفايات النووية في وشاح الأرض. أي في الطبقة الثانية من الأرض. 

ومع ذلك، يحظر القانون الدولي إلقاء النفايات النووية في البحر. بالإضافة إلى ذلك، ترتبط مناطق اندساس الصفائح بالزلازل الضخمة الضخمة، والتي لا يمكن التنبؤ بآثارها بالنسبة لسلامة التخلص طويل المدى من النفايات النووية داخل نظام بيئي علوي. 


المصدر

1


تعليقات
ليست هناك تعليقات
إرسال تعليق