Глубинах океана по всей его водяной поверхности

Под морским дном существует целый океан

Ученые выяснили, что под морским дном находится целый подземный океан, населенный микроорганизмами. По предварительным данным, его максимальная глубина равняется пяти километрам. Международная группа ученых, вооружившись естественной лабораторей CORK, приступила к изучению этой загадочной и весьма древней биосферы.

Недавно международная группа ученых сделала доклад о первых экспериментах с использованием глубоководных технологий, необходимых для долгосрочных научных наблюдений за жизнью микроорганизмов под морским дном. Эти работы проходили под руководством специалистов из University of Miami Rosenstiel School of Marine & Atmospheric Science. Впервые была произведена попытка изучить жизнедеятельность бактерий в их естественном местообитании, без извлечения их на поверхность. И, судя по всему, она прошла достаточно успешно.

Те, кто считает, что жизни в океане не может быть ниже его дна, глубоко заблуждается. Исследования последнего десятилетия показали, что в недрах океанической коры, которая, как мы помним, состоит из осадочных пород, лежащих на базальтовой платформе, существуют весьма загадочные экосистемы, состоящие из различных микроорганизмов. Еще в 2005 году группа ученых из британского Университета Кардиффа под руководством Джона Паркеса выяснила, что под поверхностью дна морей и океанов существует целая биосфера.

Океанологи взяли образцы осадочных пород из разных мест Атлантики, которые располагались на 800 метров ниже океанического дна. Каково же было их удивление, когда в них обнаружились миллионы разнообразных бактерий. Причем создавалось такое ощущение, что время для них остановилось — возраст пород был оценен в 3,8 миллиарда лет, а жившие в каменных лабиринтах микроорганизмы ничем не отличались от тех, которых находили окаменевшими в данных осадках.

Но это еще не все. Исследовав биохимический состав некоторых бактериальных клеток, ученые выяснили, что их возраст тоже не маленький — он исчислялся тысячами лет. И это притом, что аналогичная бактерия, обитающая на морском дне, прожила бы от силы сутки! Получается, что жить под дном океана весьма полезно для здоровья.

Еще тогда авторы исследования предположили, что бактериальная биосфера, расположенная под морским дном, очень велика и по численности особей, ее составляющих, превосходит все подобные биосферы морской воды и суши. Но вскоре биологов ожидал еще один сюрприз. Через два года та же группа Паркеса обнаружила микроорганизмы в породе, расположенной на глубине 1626 метров под дном океана. Эти микроорганизмы обитали в весьма экстремальных условиях — под высоким давлением (несколько тысяч атмосфер) и при температуре, превышающей 100° по Цельсию. То есть, практически в кипятке.

Проведя ДНК-анализ, учёные выяснили, что данные бактерии-экстремалы принадлежат к хорошо известным родам Thermococcus и Pyrococcus, представители которых обитают и на поверхности Земли в горячих источниках. Представители первого рода обычно получают энергию, окисляя сероводород, а второго — разлагая метан. То есть пищи им на глубинах вполне хватало — эти два газа достаточно широко распространены в нижних слоях земной коры.

Проанализировав результаты своих исследований, Паркес и его коллеги пришли к выводу, что, по всей видимости, бактериальная биосфера может опускаться вниз на пять километров от морского дна. Однако это сразу же наводит на мысль о том, что примерно на такую же глубину могут опускаться и океанические воды, ведь без них бактерии просто не смогут выжить. Получается, что под морским дном существует целый океан, глубина которого может достигать пяти километров.

Конечно, этот «подземный» океан вовсе не похож на тот, который описал известный писатель Жюль Верн в романе «Путешествие к центру Земли». Судя по всему, он не является цельным бассейном, заполненным водой, а представляет собой систему узких ходов и резервуаров, заполненных морской водой. Однако ее количество в этом субокеане весьма велико — по расчетам гидрологов, объем воды, текущей под морским дном составляет 110-190 млн. км3. Это, конечно же, меньше, чем в «наддонной» части Мирового океана (1338 млн км3), но все-таки куда больше, чем весь запас пресных вод нашей планеты (100- 150 млн. км3).

Сейчас ученые пытаются разработать методики изучения этого таинственного океана, находящегося под морским дном и его обитателей. Как показывает опыт, обычное бурение здесь мало чего даст, поскольку в скважину, как бы не пытались ее герметизировать, все равно просачивается вода, находящаяся выше морского дна, которая убивает микроорганизмы (ее химический состав несколько отличается от подземной) и затрудняет точный химический анализ. Куда лучшие результаты дало применение технологии CORK (комплект модернизированного оборудования, предупреждающего циркуляцию), которые позволяют уплотнить подповерхностную скважину и спокойно наблюдать за природным гидрогеологическим состоянием и микробной экосистемой внутри земной коры.

Эти устройства представляют собой не что иное, как мини лабораторию, оснащенную всеми возможными датчиками. Данная лаборатория загружается в скважину так, как пробка загоняется в бутылку. В результате проникновения жидкости внутрь пробуренного отверстия, так и вытекание из него не происходит.

Ученые из международной группы как раз и использовали станции CORK. Поэтому, во время их работы ни миллилитра воды океана не попало в отверстие скважины и вымывание природной системы, а также изменения среды обитания бактерий удалось избежать. В результате естественные лаборатории, подобные той, что использовалась в экспериментах, позволили ученым исследовать гидрогеологию, геохимию и микробиологию океанической коры.

Первые результаты говорят о том, что океан, расположенный под морским дном, населен бактериями, которые используют в качестве источников энергии несколько десятков неорганических соединений, таких как метан, сероводород, SO2, и т. п. А вот фотосинтезирующих микроорганизмов среди них, похоже, совсем нет. Что и неудивительно — где же им добыть достаточное количество света на такой большой глубине.

В связи с этим предложения некоторых ученых, например, Гари Шафера из Копенгагенского университета, о том, чтобы, в качестве меры борьбы с глобальным потеплением, закачивать «избыточный» углекислый газ под дно океана, придется существенно пересмотреть. Ведь если среди жителей подземного океана нет фотосинтетиков, значит это вещество там никто не сможет утилизировать (СО2 нужен лишь фотосинтезирующим организмам, для других он или бесполезен, или даже опасен).

Если же огромные количество углекислоты раствориться в водах подземного океана, то, не исключено, что произойдет их закисление, что может вызвать гибель всей уникальной бактериальной биосферы. А это, в свою очередь, может отозваться как на обитателях Мирового океана, так и суши — предполагается, что именно данные отважные крошки утилизируют большую часть метана и сероводорода, которые рвутся из недр Земли на ее поверхность. Если они погибнут, то некому будет спасти обитателей поверхности от этих весьма ядовитых газов.

Сейчас же ученые хотят еще более подробно изучить океан, существующий под морским дном. И хотя по предварительным данным, на то, что бы составить о нем хотя бы поверхностное впечатление, потребуется несколько десятков лет как минимум. Однако исследователи не унывают — ведь теперь у них на вооружении есть замечательные естественные лаборатории. Правда, пока они помогут разгадать все секреты поверхностного слоя этого подземного резервуара морской воды. Однако, не исключено, что в ближайшем времени появятся автоматические станции, способные работать и на больших глубинах…

Читайте самое интересное в рубрике «Наука и техника»

Добавьте «Правду.Ру» в свои источники в Яндекс.Новости или News.Google, либо Яндекс.Дзен

Быстрые новости в Telegram-канале Правды.Ру. Не забудьте подписаться, чтоб быть в курсе событий.

Источник

Поверхность океана

Солнечный свет проникает в глубину океана только на 100 м. Растения нуждаются в солнечной энергия, чтобы создавать питательные вещества, поэтому верхние слои океана — это единственное место, где могут жить морские растения. Многие животные тоже могут жить и добывать пропитание только в верхних слоях океана.

Планктон

Крошечные растения и животные, плавающие в верхних слоях океана, называются планктоном. Растения образуют фитопланктон, а животные — зоопланктон. Фитопланктон является основой жизни в океане. Он представляет собой пищу для мелких животных, которые, в свою очередь, поедаются более крупными.

Фитопланктон часто имеет удивительные формы. Подобно многим растениям, он сам создает себе питательные вещества с помощью фотосинтеза, используя такие вещества, как углекислый газ и минеральные соли из морской воды

Зоопланктон плавает недалеко от поверхности океана, по ночам поедая фитопланктон. Днем он опускается глубже и скрывается в темноте.

Такие животные, как морские звезды, откладывают тысячи яиц. Их детеныши, появляясь, питаются планктоном. Большинство же погибают, прежде чем смогут отложить яйца сами.

Угри откладывают икру в Саргассовом море. Их молодь направляется в Европу по течению Гольфстрим. Она медленно превращается в молодых угрей, которые направляются вверх по рекам. Спустя 12 лет молодые превращаются во взрослых угрей и возвращаются назад в то же самое море, чтобы метать икру.

Киты — пожиратели планктона

Многие морские животные питаются планктоном, отфильтровывая его из воды, которую они пропускают через особые органы-фильтры. Такое питание называется фильтрующим. Эти существа проводят большую часть времени у поверхности, где много планктона.

Кит питается планктоном

Существуют две основные группы китов. Голубые киты принадлежат к усатым китам. Другая группа — это зубатые киты. Усатые киты набирают полный рот богатой планктоном морской воды, а затем пропускают ее сквозь роговые пластины, называемые китовым усом. Таким образом мелкие животные, называемые крилем, отфильтровываются, а вода выпускается. Усатые киты выталкивают воду изо рта большим языком. Пластины китового уса, свисая у края рта, действуют как фильтры.

Многие рыбы всех размеров, начиная от гигантских китовых акул и кончая крошечными анчоусами, имеют тонкие косточки, называемые жаберными тычинками, которые прикрепляются к жабрам (дыхательным органам). Они профильтровывают пишу из воды, по мере того как рыбы дышат.

Другие животные поверхностного слоя

Многие животные проводят большую часть своей жизни у поверхности океана. Они поступают так по разным причинам.

Как и киты, дельфины произошли от наземных животных и дышат воздухом. Поэтому они плавают в верхних слоях океана и временами выпрыгивают из воды.

Морские змеи обладают смертельным ядом, они тоже дышат воздухом (их предки были наземными змеями). Плавают они, извиваясь всем телом.

У черепах есть ласты, а панцирь уплощен, что помогает им плавать. Они также дышат воздухом.

Ямайская черепаха — самый крупный вид черепах. Взрослая черепаха может быть в два раза тяжелее, чем белый медведь.

«Португальский кораблик» — это в действительности крупная группа медуз, объединенных вместе. Она разрастается, так как медузы-детеныши остаются в материнской группе. У нее имеются щупальца длиной в 20 м, а также наполненная воздухом плавающая масса, которой она пользуется как парусом.

Источник

Откуда в океанах озера, водопады, холмы и как морская вода уходит в недра Земли?

Океаны покрывают большую часть Земли и вмещают почти всю воду на поверхности планеты. Здесь зародилась жизнь, и благодаря океанам она все еще существует: жидкая вода считается главным условием для появления организмов; вместе со льдами и водяным паром очень сильно влияет на климат, а фитопланктон и морские растения производят больше половины кислорода , без которого почти никто не может обойтись.

Но океаны почти не изучены. По данным американского Национального управления океанических и атмосферных исследований, не изведано более 80% подводного пространства . Большинство обитателей глубин тоже еще не открыты. Взять вирусы. В апреле американские биологи объявили об обнаружении почти 200 тыс. разновидностей морских вирусов — это в 12 раз больше, чем было известно науке раньше. По недавней оценке, в воде происходит 100 млрд трлн заражений вирусами . Каждую секунду. Из-за этого в океанах ежедневно погибает 20–40% всех бактерий.

Какие еще удивительные вещи творятся под водой, остается догадываться. Впрочем, кое-что уже известно.

В океанах есть реки и озера

Озера и реки в океанах — на первый взгляд, какая-то бессмыслица, но в природе встречается и такое. Возникают они на дне в тех местах, где много отложений соли . Соль постепенно растворяется в выходящей из горных пород воде — образуется впадина, в этой впадине скапливается обогащенный минералами и поэтому более плотный рассол, который плохо смешивается с окружающим морем. У подводных рек и озер есть берега и даже волны на поверхности, а их размер иногда достигает нескольких километров.

В 2015 году ученые обнаружили озера с рекой в Мексиканском заливе . Края подводного бассейна были облеплены мидиями, которых, судя по всему, кормят живущие в рассоле бактерии. А в самом озере — исследователи назвали его «Джакузи отчаяния» — лежали мертвые крабы: высокие концентрации солей, метан и сероводород подходят для жизни не всем.

Места вроде «Джакузи отчаяния» плохо изучены: не до конца ясно, как они образуются, что в них происходит и как там уживаются разные организмы. На эти вопросы попытаются ответить в ходе будущих экспедиций.

Самый большой водопад на планете — подводный

Если на морском дне попадаются озера и реки, то уже не кажется таким странным, что там есть и водопады. Океанографы догадывались об их существовании еще в 1870-х годах, но прошел почти век, прежде чем их удалось исследовать: пригодилась только появившаяся транзисторная электроника, способная работать на глубине, и радиоактивные вещества, попавшие в атмосферу во время ядерных испытаний, — их использовали как метки.

Как и подводные озера, водопады появляются из-за воды с отличающейся плотностью, только в этом случае разницу в основном обуславливают не растворенные соли, а температура. Чем ближе к полюсам, тем в среднем моря холоднее — и тем тяжелее в них вода. Поскольку дно неровное, холодная вода скапливается во впадинах, как в огромных чашках. Постепенно нагреваясь и поднимаясь, она переливается через край, сталкивается с более теплой водой и устремляется вниз — так и возникает подводный водопад.

Самый большой такой водопад находится в Датском проливе между Исландией и Гренландией, где Северный Ледовитый океан смыкается с Атлантикой. Его суммарная высота составляет 3,5 км — в 3,5 раза больше, чем у водопада Анхеля, самого высокого на поверхности планеты. Каждую секунду он несет 5 млн кубометров воды — это как 25 Амазонок. Правда, увидеть всю эту мощь нельзя: край «чашки», через который перетекает холодная вода, расположен на глубине 650 м.

Океаны не плоские

Когда сидишь на берегу, трудно заподозрить, что в океанах и морях есть холмы и долины. Речь идет не о хребтах на глубине и даже не о волнах на поверхности, а о самом настоящем рельефе, как на суше, но только в воде. Возникают неровности из-за течений, приливов и отливов , но еще и из-за формы Земли.

Обычно нашу планету достаточно представить в виде шара. Иногда нужно учитывать, что шар этот приплюснутый (из-за вращения расстояние от центра Земли до экватора примерно на 20 км больше, чем до полюсов). Но на самом деле планета больше напоминает мячик для гольфа, к тому же пожеванный: где-то вздымаются горы, а в других местах, наоборот, разверзаются впадины.

Поскольку масса Земли распределена неравномерно, гравитационное поле действует на воду с разной силой. Конечно, посреди Атлантики не наткнешься на жидкий Эверест, но отклонения уровня моря достигают порядка 100 м , если сравнивать с гипотетической идеально ровной Землей.

Океаны «утекают» под землю

На океаны приходится почти вся вода на поверхности нашей планеты, но в недрах ее, под одним подсчетам, столько же, а по другим — в семь раз больше, причем вода перемещается туда-сюда, а колебания уровня моря совпадают с циклами дрейфа материков. Геологи из Университета Осло решили получше разобраться в этих процессах , создали компьютерные модели водного обмена и прогнали их с учетом того, как двигались литосферные плиты в последние 230 млн лет.

Источник